Algorytmy w służbie klimatu, czyli sekrety globalnego ocieplenia

Autor: J. Broccoli Anthony, Manabe Syukuro

• Szczegółowe informacje
• Informacje dot. wydania

• Tytuł oryginału: Beyond Global Warming: How Numerical Models Revealed the Secrets of Climate Change
  Tłumacze: Magda Witkowska, Rafał Mączyński
  Wydawnictwo: Wydawnictwo Naukowe PWN
  Premiera: 2022-07-22
  ISBN: 9788301222239
• Liczba stron: 205
  Wersja: papierowa, okładka miękka
  Format: 20×20 cm

Modele klimatyczne są najpotężniejszymi narzędziami do przewidywania globalnego ocieplenia wywołanego przez człowieka. Opierają się na prawach fizyki i wyewoluowały z modeli używanych do numerycznego przewidywania pogody. Wykorzystując ogromne zasoby obliczeniowe jednych z najpotężniejszych superkomputerów na świecie, modele klimatyczne zostały wykorzystane do prognozowania przyszłych zmian klimatu i ich skutków, dostarczając cennych informacji decydentom politycznym. Modele klimatyczne są przydatne nie tylko do przewidywania zmian klimatycznych, ale także do ich zrozumienia. Bazując na analizie wielu eksperymentów numerycznych, autorzy wyjaśniają podstawowe procesy fizyczne, które kontrolują nie tylko globalne ocieplenie, ale także zmiany klimatu w przeszłości geologicznej. W 2021 roku autor – Syukuro Manabe otrzymał Nagrodę Nobla „za fizyczne modelowanie klimatu Ziemi, kwantyfikację zmienności i wiarygodne przewidywanie globalnego ocieplenia”.z opisu wydawcy

Już dwa wieki temu przeprowadzono pierwsze badania nad wpływem dwutlenku węgla na podwyższanie ziemskiej temperatury. Mniej więcej wtedy też powstawały pierwsze ruchy ekologiczne sprzeciwiające się dewastowaniu ziemskiej przyrody. Jednak upłynęły dziesiątki lat, zanim decydenci zaczęli zauważać negatywny wpływ nieekologicznego postępowania na zjawiska przyrodnicze. Jeszcze nie tak dawno temu  przecież siłą tłumiono protesty ekologów, zanim Ci zdobyli ważne pozycje w systemie władzy w poszczególnych państwach i na świecie.

Jedną z trudności przewidzenia negatywnych skutków wykorzystywania paliw kopalnych była złożoność modeli matematycznych opisujących te zjawiska. Już wcześniej barierą były długoterminowe prognozy pogody, które komputery, jakimi dysponowała ludzkość do połowy lat siedemdziesiątych, na skutek wielodniowych cykli obliczeniowych, przepowiadały po terminie, na jaki prognozowano pogodę. Dopiero wejście do produkcji szybkich maszyn obliczeniowych zwanych superkomputerami, zwłaszcza dzięki firmie prowadzonej przez Seymoura Craya, pozwoliło uzyskiwać wiarygodne prognozy pogody na czas. Jednak problemy globalnego ocieplenia to kolejny znacznie wyższy poziom złożoności modeli atmosfery i ich zapotrzebowania na moc obliczeniową. Zgodnie z prawem Moora dzisiejsze komputery są rzędu 10 milionów razy szybsze i dopiero zaczynają być odpowiednim do tego narzędziem.

Książka Algorytmy w służbie klimatu, czyli sekrety globalnego ocieplenia nie jest szczegółowym wyliczeniem wzorów obliczeń ani tym bardziej kodem programu liczącego różne wpływy na zmiany klimatu. Przedstawia raczej w ujęciu historycznym rozwój metod obliczeniowych uwzględniających coraz to drobniejsze czynniki mające wpływ na globalne zmiany klimatu.

Praca ta niewątpliwie jest pozycją obowiązkową dla wszystkich, którzy chcą sami tworzyć programy modelujące zmiany klimatu czy choćby nawet dla osób korzystających z gotowych programów dokonujących takich obliczeń.

Ja sam – w trakcie lektury – znalazłem jeszcze jedno zastosowanie. Chciałbym polecić tę pozycję swoim dyplomantom pracującym nad grą strategii ekonomicznej, w której gracz wciela się we współczesnego decydenta zmuszonego do walki z globalnym ociepleniem, a jednocześnie stającego przed koniecznością uwzględnienia bieżących oczekiwań społeczeństw, które mogą się zbuntować przed zbytnim „zaciskaniem pasa” z ograniczeń i wyrzeczeń ekologicznych.  Myślę, że choćby powierzchowna znajomość modelu obliczeń globalnych zmian klimatu może się tu przydać, a sama gra może się przyczynić do lepszego zrozumienia trudnej sytuacji, w jakiej obecnie znajduje się ludzkość.

Na marginesie powstaje też pytanie – „Czy tak musiało być?” Jestem przekonany, że mądrzejsi o dzisiejsze doświadczenia przez te prawie dwie setki lat moglibyśmy dokonywać mądrzejszych wyborów, zwłaszcza w dziedzinie technologii. Przy okazji odrodzenia w 2008 produkcji samochodów elektrycznych okazało się, że już sto lat wcześniej samochody elektryczne miały się całkiem dobrze. Pewnie gdyby zakazać spalinowych, motoryzacja rozwijałaby się wolniej, co wcale nie byłoby tak szkodliwe dla ludzkości, ale szybciej doszlibyśmy do wydajniejszych i tańszych akumulatorów, które są kluczem elektromobilności. Szybciej też mogłaby postępować elektryfikacja kolejnictwa. Niełatwe byłoby zaopatrywanie w niezbędny do tego prąd, ale wiatraki i siłownie wodne znane są od średniowiecza. Jednak dopiero elektrownie atomowe dostarczyłyby wystarczających do tych zastosowań mocy. Inny problem to nasze odżywianie, które spowodowało powstanie gigantycznych hodowli przemysłowych. Dość powiedzieć, że populacja samych kurczaków to 30 miliardów sztuk przyczyniających się do produkcji ogromnych ilości gazów cieplarnianych. Gdyby ograniczyć spożycie mięsa np. przez pokarm pochodzenia roślinnego smakowo i wyglądem imitujący ten pochodzący od zwierząt, to znowu od dawna można by ograniczyć niekorzystne zmiany klimatu. Sprzymierzeńcami są tu też lekarze i dietetycy, którzy wypowiadają się za ograniczeniem spożycia mięsa.

Książka laureata Nagrody Nobla, z zakresu który porusza, nie wymaga chyba większej rekomendacji. Jest też przystępnie napisana. Przyjęto w niej układ chronologiczny, pokazujący, jak komplikowały się modele klimatyczne w miarę uwzględniania coraz to drobniejszych czynników mających wpływ na wynik. Pozycja obowiązkowa dla wszystkich, którzy muszą w swej pracy mierzyć się z uwzględnianiem zmian klimatu związanych z globalnym ociepleniem.