86811 SNC03839

Jednakże poznanie procesów i czynników klimatotwórczych, jak też empiryczna weryfikacja modeli klimatu, prowadzą do wniosku, że ścisła prognoza klimatu nie jest możliwa. Niektóre czynniki oddziałujące na klimat (np. aktywność wulkanów) są nieprzewidywalne, a atmosfera, w której formuje się klimat, zachowuje się w znacznym stopniu chaotycznie. Ten „chaos” nie przeczy istnieniu fizycznych praw, którymi rządzą się procesy atmosferyczne. Należy go raczej rozumieć, jako właściwość polegającą na tym, że każdy następujący po sobie stan atmosfery jest ściśle zdeterminowany przez stan poprzedzający i że każda niewielka zmiana stanu początkowego wywołuje znaczące i narastające szybko w czasie zmiany stanów następnych. Ponieważ stan początkowy poznajemy zawsze z ograniczoną dokładnością, możemy oczekiwać bardzo różnych stanów końcowych. Krok po kroku narasta błąd oceny, a realny proces przebiegać może w zupełnie innym kierunku niż proces modelowany teoretycznie.

Przesłanki te oraz liczne doświadczenia z numerycznymi prognozami pogody i z modelami klimatycznymi sprawiają, że mówiąc o klimacie w przyszłości rozpatrujemy nie prognozy w ścisłym znaczeniu, lecz scenariusze, tj. prawdopodobne przebiegi zdarzeń (tendencji) w systemie klimatycznym, następujące pod wpływem oddziaływania określonych czynników.

„Jeśli poznamy wszystkie prawa rządzące naszym Wszechświatem i będziemy potrafili ustalić Jego stan początkowy, uda nam się przewidzieć sytuacje w chwilę później. Jednakże nawet jeśli

I prawa natury nie będą dla nas żadną tajemnicą, w dalszym ciągu będziemy znali jedynie przy-

j bliżony stan początkowy. Może się zdarzyć, że małe przybliżenia warunków początkowych mogą z czasem urosnąć do znaczących rozmiarów, zniekształcając końcowy wynik. Mały błąd na początku wytworzy ogromny błąd na końcu. Prognoza staje się więc niemożliwa, a my znamy jedynie przybliżone rozwiązanie" (J.H.Poincare, „Nauka i metoda”, 1908, cyt. wgSorbjana, 2001). Jak wpływa mały błąd początkowy na ostateczny wynik obliczeń, można się przekonać, rozwiązując przykład prognozy numerycznej podany przez Z. Sorbjana:

,    =3,8X_k(1-X_k)

gdzie: X_k- wartość prognozowanej wielkości w chwilach 0.1,2.3...k. Przyjmując jako początkową wartośćX₀ = 0,5 albo niewiele wyższą, np. X₀= 0.51 otrzymamy po kilkunastu krokach (k) znacz-nie różniące się wartości X_k. Rysując przebieg wartości funkcji X(k) otrzymamy jednocześnie pouczający przykład, obrazujący charakter fluktuacji klimatycznych.

„Długoterminowe prognozy nie mogą być dokładnie wyliczone, gdyż równania opisujące atmosferę są niezwykle wrażliwe na warunki początkowe. Efekt ten zwany jest efektem motyla, gdyż mówi się, że nawet trzepot skrzydeł motyla może nieco zmienić warunki początkowe..." (Sorb-jan, 2001. str. 199). Na efekt motyla zwrócił uwagę po raz pierwszy amerykański badacz, Edward Lorenz w 1961 r.. zapoczątkował on w ten sposób współczesne badania nad układami chaotycznymi.

Antropogeniczne oddziaływania na klimat, takie jak emisja gazów cieplarnianych i aerosolu, stały się podstawą do sformułowania scenariuszy zmian klimatycznych w nadchodzącym stuleciu. Zakładają one, że efekt cieplarniany będzie się nasilał w tempie zależnym od działalności człowieka, tj. od wzrostu gospodarczego i działań hamujących przyrost emisji gazów cieplarnianych. W konsekwencji - w okresie podwojenia się koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze (w końcu XXI w.?) nastąpi

303