Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Fordító: Csaba Lóki Lektor: Paula Puskadi

We live in a very complex environment:

Nagyon összetett környezetben élünk:

complexity and dynamism

komplexitás, dinamizmus

and patterns of evidence

és bizonyító minták

from satellite photographs, from videos.

műholdas fényképekből és videókból.

You can even see it outside your window.

Még az ablakodon kívül is láthatod.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

Végtelenül összetett, de valahogy mégis ismerős,

but the patterns kind of repeat,

a minták szinte ismétlődnek,

but they never repeat exactly.

de sohasem teljesen ugyanúgy.

It's a huge challenge to understand.

Ezt megérteni egy óriási kihívás.

The patterns that you see

A minták amiket látunk,

are there at all of the different scales,

ott vannak, mindenféle szinten,

but you can't chop it into one little bit and say,

de nem tudunk levágni belőlük egy darabot és azt mondani:

"Oh, well let me just make a smaller climate."

"Na, nézzünk csak egy kisebb éghajlatot!"

I can't use the normal products of reductionism

Nem tudjuk egyszerű dekompozícióval

to get a smaller and smaller thing that I can study

egyre kisebb és kisebb, laboratóriumban már vizsgálható

in a laboratory and say, "Oh,

részekre bontani, és azt mondani:

now that's something I now understand."

"Na, most már kezdem kapiskálni."

It's the whole or it's nothing.

Vagy mindent, vagy semmit.

The different scales that give you

A különféle méretek, amelyek kiadják

these kinds of patterns

ezeket a mintákat,

range over an enormous range of magnitude,

óriási nagyságrendskálát fognak át,

roughly 14 orders of magnitude,

durván 14 nagyságrendet,

from the small microscopic particles

a felhőképződést indukáló

that seed clouds

parányi, mikroszkopikus részecskéktől

to the size of the planet itself,

egészen a bolygó méretéig.

from 10 to the minus six

10 a mínusz hatodikontól

to 10 to the eight,

10 a nyolcadikonig,

14 orders of spatial magnitude.

14 térbeli nagyságrenden át.

In time, from milliseconds to millennia,

Időben pedig az ezredmásodperctől az évezredig,

again around 14 orders of magnitude.

ami megint csak 14 nagyságrendet jelent.

What does that mean?

De mit jelent mindez?

Okay, well if you think about how

Nos, ha arra gondolnak,

you can calculate these things,

hogyan számíthatjuk ki ezeket a dolgokat,

you can take what you can see,

megértik, mire is gondolok.

okay, I'm going to chop it up

Az ábrát felosztom

into lots of little boxes,

sok apró dobozra,

and that's the result of physics, right?

ez itt a megismert terület, rendben?

And if I think about a weather model,

Ha egy időjárási modellre gondolok,

that spans about five orders of magnitude,

az öt nagyságrendet fog át,

from the planet to a few kilometers,

a bolygómérettől a néhány kilométerig,

and the time scale

az időskálán pedig

from a few minutes to 10 days, maybe a month.

a néhány perctől 10 napig, esetleg egy hónapig terjed.

We're interested in more than that.

Nekünk ennél több kell.

We're interested in the climate.

Minket az éghajlat érdekel.

That's years, that's millennia,

Az évek, az évezredek,

and we need to go to even smaller scales.

és a kisebb méretek irányába is el kell mozdulnunk.

The stuff that we can't resolve,

Amit nem tudunk kezelni,

the sub-scale processes,

a mérettartomány alatti folyamatokat,

we need to approximate in some way.

valami módon becsülnünk kell.

That is a huge challenge.

Ez egy hatalmas kihívás.

Climate models in the 1990s

Az 1990-es évek éghajlati modelljei

took an even smaller chunk of that,

még kisebb tartományt fogtak át,

only about three orders of magnitude.

mindössze kb. három nagyságrendet.

Climate models in the 2010s,

A 2010-es évek modelljei,

kind of what we're working with now,

azok, amelyeket most használunk,

four orders of magnitude.

négy nagyságrendet.

We have 14 to go,

14-et kell átfognunk,

and we're increasing our capability

és dolgozunk rajta,

of simulating those at about

hogy évtizedenként egy további egy

one extra order of magnitude every decade.

nagyságrenddel növeljük szimulációs képességeinket.

One extra order of magnitude in space

Eggyel több térbeli nagyságrend

is 10,000 times more calculations.

10.000-szer több számítást jelent.

And we keep adding more things,

Továbbra is újabb dolgokkal és újabb kérdésekkel

more questions to these different models.

bővítjük a különböző modelleket.

So what does a climate model look like?

De hogy is néz ki egy időjárási modell?

This is an old climate model, admittedly,

Ez egy meglehetősen régi modell,

a punch card, a single line of Fortran code.

egyetlen sor Fortran kód, egy lyukkártyán.

We no longer use punch cards.

Lyukkártyákat ma már nem használunk.

We do still use Fortran.

Fortrant viszont még igen.

New-fangled ideas like C

Az olyan újmódi dolgok, mint a C

really haven't had a big impact

nem nagyon izgatták fel

on the climate modeling community.

az klímamodellezők közösségét.

But how do we go about doing it?

De hogyan is csináljuk mindezt?

How do we go from that complexity that you saw

Hogyan jutunk el a látott komplexitástól

to a line of code?

egy sor programkódig?

We do it one piece at a time.

Egyszerre egy darabbal foglalkozunk.

This is a picture of sea ice

Ez itt egy tengeri jégtömb képe,

taken flying over the Arctic.

az Északi-sarkvidék fölött fotózva.

We can look at all of the different equations

Úgy tekinthetjük ezeket az egyenleteket,

that go into making the ice grow

mint amelyek a jég növekedését,

or melt or change shape.

olvadását vagy alakváltozását okozzák.

We can look at the fluxes.

Vizsgáljuk az áramlatokat.

We can look at the rate at which

Vizsgálhatjuk, hogy a hó

snow turns to ice, and we can code that.

milyen sebességgel alakul jéggé, és ezt lekódolhatjuk.

We can encapsulate that in code.

Ezt az egészet beágyazhatjuk egy kódba.

These models are around

Ezek a modellek jelenleg

a million lines of code at this point,

kb. 1 millió sornyi kódból állnak,

and growing by tens of thousands of lines of code

és évente tízezernyi új kódsorral

every year.

gyarapodnak.

So you can look at that piece,

Tehát vizsgálhatjuk ezt a darabot,

but you can look at the other pieces too.

de vehetünk más darabokat is.

What happens when you have clouds?

Mi történik, ha felhőink vannak?

What happens when clouds form,

Mi történik a felhők kialakulásakor,

when they dissipate, when they rain out?

szétoszlásakor, esőkénti lecsapódáskor?

That's another piece.

Ez egy másik darab.

What happens when we have radiation

Mi történik, amikor a légkörön

coming from the sun, going through the atmosphere,

áthatoló napsugárzás

being absorbed and reflected?

elnyelődik és visszaverődik?

We can code each of those very small pieces as well.

Képesek vagyunk ezeket az apró darabkákat is lekódolni.

There are other pieces:

Vannak más darabok is:

the winds changing the ocean currents.

pl. az óceáni áramlatokat befolyásoló szél.

We can talk about the role of vegetation

Beszélhetünk a vegetáció szerepéről

in transporting water from the soils

a víznek a talajból a légkörbe történő

back into the atmosphere.

visszaszállításába.

And each of these different elements

Mindezek a különböző elemek

we can encapsulate and put into a system.

beépíthetők egy rendszerbe.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Ezek a darabok együttesen adják ki az egészet.

And you get something like this.

Az eredmény valami ilyesmi.

You get a beautiful representation

Egy gyönyörű reprezentációja mindannak,

of what's going on in the climate system,

ami végbemegy az időjárási rendszerben,

where each and every one of those

és amelyen jó láthatók

emergent patterns that you can see,

a kialakuló mintázatok,

the swirls in the Southern Ocean,

a déli óceánok örvényei,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

a Mexikói öböl trópusi viharai,

and there's two more that are going to pop up

és még kettő, amely most kezd kialakulni

in the Pacific at any point now,

a Csendes-óceánon,

those rivers of atmospheric water,

a légköri víz áramlatai,

all of those are emergent properties

mindazok a jellemzők,

that come from the interactions

amelyek az említett apró részfolyamatok

of all of those small-scale processes I mentioned.

kölcsönhatásaiból alakulnak ki.

There's no code that says,

Nincs olyan kódrészlet, ami azt mondaná:

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Legyen hullámzás a déli óceánokon."

There's no code that says, "Have two

Nincs kód arra, hogy "Legyen két trópusi ciklon,

tropical cyclones that spin around each other."

amelyek egymás körül forognak."

All of those things are emergent properties.

Ezek valamennyien származékos jellemzők.

This is all very good. This is all great.

És ez nagyon jó. Remek!

But what we really want to know

De minket igazán az érdekel,

is what happens to these emergent properties

hogy mi történik ezekkel a jellemzőkkel,

when we kick the system?

amikor zavar kerül a rendszerbe.

When something changes, what happens to those properties?

Mi történik velük, ha valami megváltozik?

And there's lots of different ways to kick the system.

Rengeteg módon kerülhet zavar a rendszerbe.

There are wobbles in the Earth's orbit

Százezer éves időtávon vannak

over hundreds of thousands of years

ingadozások a Föld pályájában,

that change the climate.

amelyek hatnak az éghajlatra.

There are changes in the solar cycles,

A 11 éves vagy hosszabb napciklusok

every 11 years and longer, that change the climate.

szintén befolyásolják az éghajlatot.

Big volcanoes go off and change the climate.

Nagy tűzhányók törnek ki, befolyásolva az éghajlatot.

Changes in biomass burning, in smoke,

A biomassza égéstermékei, a füst,

in aerosol particles, all of those things

az aeroszolrészecskék, mindezek

change the climate.

módosítják az éghajlatot.

The ozone hole changed the climate.

Az ózonlyuk hatására változik az éghajlat.

Deforestation changes the climate

Az erdőirtás változtatja az éghajlatot,

by changing the surface properties

mert módosítja a felszín jellemzőit,

and how water is evaporated

valamint a víz párolgási és

and moved around in the system.

körforgási folyamatait.

Contrails change the climate

Befolyásolják az éghajlatot a kondenzcsíkok,

by creating clouds where there were none before,

azzal, hogy felhőket képeznek ott, ahol korábban nem voltak,

and of course greenhouse gases change the system.

és természetesen az üvegházgázok is befolyásolják a rendszert.

Each of these different kicks

Számunkra ezek a különféle zavarok

provides us with a target

egy-egy célterületet jelentenek,

to evaluate whether we understand

ami alapján megvizsgálhatjuk,

something about this system.

hogy megértettünk-e valamit a rendszerből.

So we can go to look at

Most nézzük meg,

what model skill is.

milyen ügyes a modell.

Now I use the word "skill" advisedly:

Szándékosan használom az "ügyes" szót.

Models are not right or wrong; they're always wrong.

A modellek nem jók vagy rosszak; mindig rosszak.

They're always approximations.

A modellek mindig csak közelítések.

The question you have to ask

Azt a kérdést kell feltenni,

is whether a model tells you more information

hogy a modell ad-e valami pluszt ahhoz képest,

than you would have had otherwise.

amit egyébként is tudunk.

If it does, it's skillful.

Ha igen, akkor a modell ügyes.

This is the impact of the ozone hole

Ez itt az ózonlyuk hatása a tengerszinti nyomáson,

on sea level pressure, so low pressure, high pressures,

tehát alacsony nyomás,magas nyomás,

around the southern oceans, around Antarctica.

a déli óceánokon, az Antarktisz körül.

This is observed data.

Ezek a mért adatok.

This is modeled data.

Ezek a modellezett adatok.

There's a good match

Elég jó az egyezés,

because we understand the physics

mert jól értjük a sztratoszféra

that controls the temperatures in the stratosphere

hőmérsékletét meghatározó fizikai hátteret,

and what that does to the winds

és hogy hogyan hat ez

around the southern oceans.

a déli óceán fölött fújó szelekre.

We can look at other examples.

De nézhetünk más példákat is.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

A Mount Pinatubo kitörése 1991-ben

put an enormous amount of aerosols, small particles,

hatalmas mennyiségű aeroszolt, apró részecskéket

into the stratosphere.

bocsátott a sztratoszférába.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Ez az egész bolygó sugárzási egyensúlyát felborította.

There was less energy coming in than there was before,

Kevesebb energia jutott be, mint korábban,

so that cooled the planet,

ezért a bolygó lehűlt,

and those red lines and those green lines,

ezek a vörös és zöld vonalak,

those are the differences between what we expected

ezek mutatják az eltérést a várt

and what actually happened.

és a tényleges érték között.

The models are skillful,

A modellek ügyesek

not just in the global mean,

nemcsak globális értelemben,

but also in the regional patterns.

de a regionális minták tekintetében is.

I could go through a dozen more examples:

Tucatnyi más példát is hozhatnék:

the skill associated with solar cycles,

az ügyességet a napciklusok modellezésében,

changing the ozone in the stratosphere;

a sztratoszféra ózonszintjének változásában,

the skill associated with orbital changes

a földpálya változásának modellezése

over 6,000 years.

az elmúlt 6.000 év távlatában.

We can look at that too, and the models are skillful.

Ezeket nézve is látjuk, hogy a modellek ügyesek.

The models are skillful in response to the ice sheets

Ügyesen modellezik a jégtáblák

20,000 years ago.

20.000 év előtti állapotát.

The models are skillful

A modellek ügyesek

when it comes to the 20th-century trends

a 20.század évtizedeken átnyúló

over the decades.

trendjeinek tekintetében.

Models are successful at modeling

A modellek sikeresen szimulálják

lake outbursts into the North Atlantic

a 8.000 évvel ezelőtti,

8,000 years ago.

nagy észak-atlanti tókitöréseket.

And we can get a good match to the data.

Az adatok rendkívül jól illeszkednek.

Each of these different targets,

Minden ilyen célterület,

each of these different evaluations,

minden egyes ilyen egyenlet

leads us to add more scope

hozzásegít bennünket a modellek

to these models,

kiterjesztéséhez,

and leads us to more and more

megnyitva a lehetőséget,

complex situations that we can ask

hogy egyre több és több komplex

more and more interesting questions,

helyzetre vonatkozóan tehessünk fel kérdéseket.

like, how does dust from the Sahara,

Például: Hogyan hat a Szahara pora,

that you can see in the orange,

a képen sárgával jelölve,

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

az Atlanti térség trópusi ciklonjaira?

How do organic aerosols from biomass burning,

Hogyan hatnak a biomassza égéséből származó szerves aeroszolok,

which you can see in the red dots,

a képen látható piros pontok,

intersect with clouds and rainfall patterns?

a felhő- és esőzési mintákra?

How does pollution, which you can see

Hogyan befolyásolja a légszennyezés,

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

például a kis fehér felhősávként látható szulfátszennyezés Európában,

how does that affect the temperatures at the surface

milyen hatással van a felszín hőmérsékletére,

and the sunlight that you get at the surface?

és a felszínre jutó napfényre?

We can look at this across the world.

Ezt világviszonylatban is megnézhetjük.

We can look at the pollution from China.

Vizsgálhatjuk a kínai eredetű légszennyezést.

We can look at the impacts of storms

A viharok hatását a tengerisó-részecskék

on sea salt particles in the atmosphere.

mennyiségére a légkörben.

We can see the combination

Megnézhetjük, mi történik,

of all of these different things

ha mindezek a dolgok

happening all at once,

egy időben történnek,

and we can ask much more interesting questions.

és még sokkal érdekesebb kérdéseket is feltehetünk.

How do air pollution and climate coexist?

Mi az összefüggés a légszennyezés és az éghajlat között?

Can we change things

Tudunk-e úgy változtatni dolgokat,

that affect air pollution and climate at the same time?

hogy egyszerre hassanak a légszennyezésre és az éghajlatra?

The answer is yes.

A válasz: igen.

So this is a history of the 20th century.

Ez hát a 20. század története.

The first one is the model.

Az első egy modell.

The weather is a little bit different

Az időjárás kissé eltér attól,

to what actually happened.

ami valójában történt.

The second one are the observations.

A másikon a megfigyelések láthatók.

And we're going through the 1930s.

Menjünk végig a 30-as éveken.

There's variability, there are things going on,

Van egy változékonyság, vannak történések,

but it's all kind of in the noise.

de ezek mindenféle zajok.

As you get towards the 1970s,

A 70-es évekhez közeledve

things are going to start to change.

a dolgok kezdenek megváltozni.

They're going to start to look more similar,

Kezdenek hasonlítani,

and by the time you get to the 2000s,

és mire elérjük a 2000-es éveket,

you're already seeing the patterns of global warming,

már látjuk a globális felmelegedés mintáit,

both in the observations and in the model.

a megfigyelésekben és a modellen egyaránt.

We know what happened over the 20th century.

Tudjuk, mi történt a 20. században. ugye?

Right? We know that it's gotten warmer.

Tudjuk, hogy felmelegedés kezdődött.

We know where it's gotten warmer.

Tudjuk, hogy kezdett melegebb lenni.

And if you ask the models why did that happen,

És ha megkérdezzük a modellt, hogy mi ennek az oka,

and you say, okay, well, yes,

és ha azt mondják, hogy nos hát,

basically it's because of the carbon dioxide

alapvetően a légkörbe került

we put into the atmosphere.

széndioxid miatt.

We have a very good match

Akkor egészen a mai napig

up until the present day.

nagyon jó egyezést látunk.

But there's one key reason why we look at models,

Van azonban egy fontos oka annak, hogy modelleket nézegetünk,

and that's because of this phrase here.

mégpedig ez a mondat itt.

Because if we had observations of the future,

Mert ha lennének a jövőre vonatkozó megfigyeléseink,

we obviously would trust them more than models,

akkor nyilván azokra támaszkodnánk.

But unfortunately,

Sajnos azonban,

observations of the future are not available at this time.

jelenleg nem rendelkezünk ilyenekkel.

So when we go out into the future, there's a difference.

Ezért van tehát eltérés amikor jövőbeli időponthoz érünk.

The future is unknown, the future is uncertain,

A jövő ismeretlen, a jövő bizonytalan,

and there are choices.

és vannak választási lehetőségek.

Here are the choices that we have.

Itt vannak a választási lehetőségeink.

We can do some work to mitigate

Tehetünk valamit a légkörbe bocsátott

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

széndioxid-mennyiség csökkentésének érdekében.

That's the top one.

Ez a legfontosabb.

We can do more work

Tovább dolgozhatunk

to really bring it down

a csökkentésén,

so that by the end of the century,

hogy az évszázad végére

it's not much more than there is now.

ne legyen sokkal több, mint jelenleg.

Or we can just leave it to fate

Vagy hagyhatjuk, hogy továbbra is

and continue on

úgy történjenek a dolgok,

with a business-as-usual type of attitude.

ahogy jelenleg is történnek.

The differences between these choices

E két választás közötti különbségek

can't be answered by looking at models.

nem válaszolhatók meg a modellek alapján.

There's a great phrase

Sherwood Rowland,

that Sherwood Rowland,

aki kémiai Nobel-díjat kapott

who won the Nobel Prize for the chemistry

az ózonlyuk kialakulásának

that led to ozone depletion,

magyarázatáért,

when he was accepting his Nobel Prize,

a Nobel-díj átvételekor

he asked this question:

ezt a kérdést tette fel:

"What is the use of having developed a science

"Mi haszna a fejlett,

well enough to make predictions if, in the end,

előrejelzésre képes tudománynak,

all we're willing to do is stand around

ha végül mindig csak várunk arra,

and wait for them to come true?"

hogy az előrejelzései valóra váljanak?"

The models are skillful,

A modellek ügyesek,

but what we do with the information from those models

de hogy mire használjuk a belőlük nyert információt,

is totally up to you.

az csak rajtunk áll.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)