Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Tłumaczenie: Karolina Jazic Korekta: Rysia Wand

We live in a very complex environment:

Żyjemy w bardzo złożonym środowisku:

complexity and dynamism

złożoność i dynamizm,

and patterns of evidence

powtarzające się zjawiska,

from satellite photographs, from videos.

widoczne na filmach i zdjęciach satelitarnych

You can even see it outside your window.

widoczne są także za oknem.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

Zjawiska te nieskończenie złożone, są jednak znajome.

but the patterns kind of repeat,

Choć powtarzają się,

but they never repeat exactly.

nigdy nie są identyczne.

It's a huge challenge to understand.

Zrozumieć je to wielkie wyzwanie.

The patterns that you see

Zjawiska, które widzicie

are there at all of the different scales,

są przedstawione w bardzo różnych skalach,

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

ale nie można ich rozpatrywać po kawałku:

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

"Zajmę się tylko małym wycinkiem klimatu".

I can't use the normal products of reductionism

Nie mogę użyć standardowych uproszczeń,

to get a smaller and smaller thing that I can study

aby wyodrębnić najmniejszą część

in a laboratory and say, "Oh,

do badania w laboratorium i powiedzieć:

now that's something I now understand."

"To już rozumiem".

It's the whole or it's nothing.

Badamy wszystko albo nic.

The different scales that give you

Różne skale, które pokazują

these kinds of patterns

dane zjawiska,

range over an enormous range of magnitude,

różnią się ogromnie rzędem wielkości.

roughly 14 orders of magnitude,

Generalnie mamy 14 rzędów wielkości,

from the small microscopic particles

od małych mikroskopijnych cząsteczek,

that seed clouds

które sieją chmury,

to the size of the planet itself,

do tych wielkości planet.

from 10 to the minus six

Skale od 10^ -6

to 10 to the eight,

do 10^8.

14 orders of spatial magnitude.

14 przestrzennych wielkości.

In time, from milliseconds to millennia,

Wartości od milisekundy do tysiącleci

again around 14 orders of magnitude.

i znowu 14 rzędów wielkości.

What does that mean?

Ale co to właściwie oznacza?

Okay, well if you think about how

Jeśli zastanawiacie się,

you can calculate these things,

jak to się oblicza,

you can take what you can see,

spójrzcie na slajd.

okay, I'm going to chop it up

Podzielę to na wiele małych części,

into lots of little boxes,

and that's the result of physics, right?

które są efektem działania praw fizyki.

And if I think about a weather model,

Mamy tu model pogodowy,

that spans about five orders of magnitude,

który obejmuje 5 rzędów wielkości,

from the planet to a few kilometers,

od wielkości planety do kilku kilometrów.

and the time scale

W skali czasowej

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

od kilku minut do 10 dni, może miesiąca.

We're interested in more than that.

Interesuje nas coś więcej.

We're interested in the climate.

Interesuje nas klimat

That's years, that's millennia,

na przestrzeni lat i tysiącleci,

and we need to go to even smaller scales.

musimy brać pod uwagę mniejsze skale.

The stuff that we can't resolve,

To, czego nie możemy obliczyć,

the sub-scale processes,

procesy nie mieszczące się na skali,

we need to approximate in some way.

musimy jakoś oszacować.

That is a huge challenge.

To ogromne wyzwanie.

Climate models in the 1990s

Modele klimatyczne z lat 90.

took an even smaller chunk of that,

pokazywały jeszcze mniejszy wycinek,

only about three orders of magnitude.

który obejmował tylko 3 rzędy wielkości.

Climate models in the 2010s,

Modele klimatyczne z naszej dekady,

kind of what we're working with now,

to na czym teraz pracujemy,

four orders of magnitude.

obejmują 4 rzędy wielkości.

We have 14 to go,

Zostało jeszcze 14,

and we're increasing our capability

a ciągle zwiększamy naszą zdolność

of simulating those at about

do szacowania

one extra order of magnitude every decade.

jednego rzędu wielkości co 10 lat.

One extra order of magnitude in space

Jeden taki dodatkowy rząd

is 10,000 times more calculations.

to 10 tys. więcej obliczeń,

And we keep adding more things,

do których ciągle dodajemy nowe dane,

more questions to these different models.

zadajemy kolejne pytania.

So what does a climate model look like?

Jak taki model klimatyczny wygląda?

This is an old climate model, admittedly,

To jest stary model klimatyczny,

a punch card, a single line of Fortran code.

perforowana karta z jedną linijką programu w języku Fortran.

We no longer use punch cards.

Takich kart już nie używamy.

We do still use Fortran.

Natomiast Fortran jest nadal w użyciu.

New-fangled ideas like C

Nowe idee jak C

really haven't had a big impact

nie mają aż takiego wpływu

on the climate modeling community.

na twórców modeli klimatycznych.

But how do we go about doing it?

Ale jak tworzymy modele?

How do we go from that complexity that you saw

Jak przekładamy tę złożoność danych

to a line of code?

na linijkę kodu?

We do it one piece at a time.

Skupiamy się na pierwszym elemencie.

This is a picture of sea ice

Widzicie zdjęcie morskiego lodu,

taken flying over the Arctic.

zrobione nad Arktyką.

We can look at all of the different equations

Możemy analizować różne czynniki:

that go into making the ice grow

co powoduje przyrost lodu,

or melt or change shape.

jego topnienie czy zmianę kształtu.

We can look at the fluxes.

Śledzić zmiany.

We can look at the rate at which

Możemy sprawdzić wartości,

snow turns to ice, and we can code that.

zmiany śniegu w lód i zakodować to.

We can encapsulate that in code.

Możemy to zawrzeć w kodzie.

These models are around

Obecne modele tworzą

a million lines of code at this point,

miliony linii kodu,

and growing by tens of thousands of lines of code

powiększane o dziesiątki tysięcy linijek

every year.

każdego roku.

So you can look at that piece,

Spójrzmy na ten element układanki

but you can look at the other pieces too.

lub na jakikolwiek inny.

What happens when you have clouds?

Co się dzieje z chmurami,

What happens when clouds form,

gdy się formują,

when they dissipate, when they rain out?

rozpraszają, gdy spada z nich deszcz?

That's another piece.

Analizując inny element układanki,

What happens when we have radiation

co dzieje się,

gdy promieniowanie słoneczne przechodzi przez atmosferę,

coming from the sun, going through the atmosphere,

being absorbed and reflected?

jest absorbowane i odbijane?

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

Te wszystkie zjawiska możemy zakodować.

There are other pieces:

Układanka ma wiele elementów:

the winds changing the ocean currents.

wiatry wpływające na prądy oceaniczne,

We can talk about the role of vegetation

rola roślin

in transporting water from the soils

w transportowaniu wody z gleby

back into the atmosphere.

z powrotem do atmosfery.

And each of these different elements

Każde z tych różnych zjawisk

we can encapsulate and put into a system.

możemy zakodować i umieścić w systemie.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Każdy element jest częścią układanki.

And you get something like this.

Otrzymamy wtedy coś takiego.

You get a beautiful representation

Piękny obraz tego,

of what's going on in the climate system,

co dzieje się z klimatem

where each and every one of those

i gdzie te wszystkie zjawiska jak:

emergent patterns that you can see,

jak wiry na Oceanie Południowym,

the swirls in the Southern Ocean,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

tropikalny cyklon w Zatoce Meksykańskiej,

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

a dwa dodatkowe

in the Pacific at any point now,

pojawią nad Pacyfikiem lada chwila,

those rivers of atmospheric water,

rzeki atmosferycznej wody;

all of those are emergent properties

te wszystkie elementy układanki

that come from the interactions

współdziałające ze sobą,

of all of those small-scale processes I mentioned.

pokazując zjawiska, o których wspomniałem.

There's no code that says,

Nie ma programu, który mówi:

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Pokaż prądy na Ocenie Południowym"

There's no code that says, "Have two

lub takiego, który pokaże obraz

tropical cyclones that spin around each other."

dwóch cyklonów wirujących wokół siebie.

All of those things are emergent properties.

To właściwości bieżące.

This is all very good. This is all great.

Wszystko to jest wspaniałe.

But what we really want to know

Ale chcemy wiedzieć,

is what happens to these emergent properties

co dzieje się z tymi właściwościami

when we kick the system?

podczas zachwiań systemu.

When something changes, what happens to those properties?

Jaki wpływ mają na nie zmiany?

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

System można rozchwiać na wiele sposobów.

There are wobbles in the Earth's orbit

Mamy odchylenia w orbicie Ziemi,

over hundreds of thousands of years

które przez setki tysięcy lat

that change the climate.

zmieniały klimat.

There are changes in the solar cycles,

Co 11 lat są zmiany w cyklach słonecznych,

every 11 years and longer, that change the climate.

które zmieniają klimat.

Big volcanoes go off and change the climate.

Wybuchy wulkanów także zmieniają klimat.

Changes in biomass burning, in smoke,

Zmiany w spalaniu biomasy, dym,

in aerosol particles, all of those things

cząstki aerozolu,

change the climate.

to wszystko zmienia klimat.

The ozone hole changed the climate.

Dziura ozonowa zmienia klimat.

Deforestation changes the climate

Wycinka drzew zmienia klimat

by changing the surface properties

przez zmianę struktury powierzchni,

and how water is evaporated

wtedy woda paruje inaczej

and moved around in the system.

i inaczej krąży w przyrodzie.

Contrails change the climate

Smugi kondensacyjne też zmieniają klimat,

by creating clouds where there were none before,

bo z ich powodu powstają nowe chmury.

and of course greenhouse gases change the system.

Gazy cieplarniane zmieniają klimat.

Each of these different kicks

Te wszystkie zmienne

provides us with a target

stawiają przed nami zadanie

to evaluate whether we understand

ocenienia czy rozumiemy

something about this system.

cokolwiek z tego systemu.

So we can go to look at

Możemy teraz zastanowić się,

what model skill is.

czym jest taki przydatny model.

Now I use the word "skill" advisedly:

Użyłem słowa "przydatny",

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

bo modele są zawsze błędne.

They're always approximations.

To jest zawsze tylko prognoza.

The question you have to ask

Trzeba zapytać,

is whether a model tells you more information

czy dzięki modelom mamy więcej informacji

than you would have had otherwise.

niż bez nich?

If it does, it's skillful.

Jeśli tak, model jest przydatny.

This is the impact of the ozone hole

Tu widzimy wpływ dziury ozonowej

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

na poziom ciśnienia

around the southern oceans, around Antarctica.

wokół Antarktyki.

This is observed data.

To są dane z obserwacji.

This is modeled data.

Tu widzimy dane z modeli.

There's a good match

Mamy niezłe trafienie,

because we understand the physics

bo rozumiemy prawa fizyki,

that controls the temperatures in the stratosphere

kontrolujące temperaturę w stratosferze,

and what that does to the winds

wiemy, jak to wpływa na wiatry

around the southern oceans.

wokół oceanów na półkuli południowej.

We can look at other examples.

Przeanalizujmy inne przykłady.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

Wybuch wulkanu Pinatubo w 1991 roku

put an enormous amount of aerosols, small particles,

wyrzucił ogromne ilości aerozoli,

into the stratosphere.

drobin i pyłów, do stratosfery.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Zmieniła się równowaga promieniowania na Ziemi.

There was less energy coming in than there was before,

Mniej ciepła dotarło do atmosfery,

so that cooled the planet,

co schłodziło planetę.

and those red lines and those green lines,

Na slajdzie czerwone i zielone linie kodów

those are the differences between what we expected

pokazują rozbieżność naszych oczekiwań

and what actually happened.

z tym, co się faktycznie wydarzyło.

The models are skillful,

Modele są przydatne

not just in the global mean,

nie tylko w wymiarze globalnym,

but also in the regional patterns.

ale także w regionalnym.

I could go through a dozen more examples:

Możemy przeanalizować tuzin przykładów.

the skill associated with solar cycles,

Wykorzystywane w badaniu cykli słonecznych

changing the ozone in the stratosphere;

zmieniających poziom ozonu w atmosferze;

the skill associated with orbital changes

w badaniu zmian w ruchu orbity

over 6,000 years.

na przestrzeni ponad 6000 lat.

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

To też analizujemy i modele są przydatne.

The models are skillful in response to the ice sheets

Modele są przydatne przy badaniu lądolodów

20,000 years ago.

sprzed 20 tys. lat.

The models are skillful

Modele są przydatne,

when it comes to the 20th-century trends

jeśli chodzi o XX-wieczne trendy

over the decades.

na przestrzeni kolejnych dekad.

Models are successful at modeling

Modele są przydatne w badaniu

lake outbursts into the North Atlantic

powodzi lodowcowych do Północnego Atlantyku

8,000 years ago.

8000 lat temu.

And we can get a good match to the data.

Możemy otrzymać naprawdę celne trafienia.

Each of these different targets,

Każdy z tych różnych celów,

each of these different evaluations,

każde z tych różnych badań

leads us to add more scope

prowadzi nas do dodania nowych aspektów

to these models,

do modeli

and leads us to more and more

oraz do stwarzania coraz to nowych

complex situations that we can ask

złożonych sytuacji, w których

more and more interesting questions,

możemy zadawać coraz ciekawsze pytania.

like, how does dust from the Sahara,

W jaki sposób pył znad Sahary,

that you can see in the orange,

tu widzicie go na pomarańczowo,

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

oddziałuje cyklonami nad Atlantykiem?

How do organic aerosols from biomass burning,

Jak organiczne aerozole z palenia biomasy,

which you can see in the red dots,

tu pokazane jako czerwone kropki,

intersect with clouds and rainfall patterns?

nakładają się na ilość chmur i deszczu?

How does pollution, which you can see

Jak zanieczyszczenie powietrza,

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

te białe siarczanowe smugi nad Europą,

how does that affect the temperatures at the surface

wpływają na temperaturę powierzchni Ziemi

and the sunlight that you get at the surface?

i ilość światła słonecznego na Ziemi?

We can look at this across the world.

Możemy obserwować to na całej kuli ziemskiej.

We can look at the pollution from China.

Możemy przyjrzeć się zanieczyszczeniu powietrza w Chinach.

We can look at the impacts of storms

Możemy badać wpływ burz

on sea salt particles in the atmosphere.

na cząsteczki soli morskiej w atmosferze.

We can see the combination

Widzimy zestawienie

of all of these different things

wszystkich tych zjawisk jednocześnie

happening all at once,

and we can ask much more interesting questions.

i możemy zadawać ciekawsze pytania.

How do air pollution and climate coexist?

Jak zanieczyszczenie powietrza wpływa na klimat?

Can we change things

Czy da się jednocześnie

that affect air pollution and climate at the same time?

wpłynąć na klimat i zanieczyszczenie powietrza?

The answer is yes.

Odpowiedź brzmi tak.

So this is a history of the 20th century.

To właśnie historia XX wieku.

The first one is the model.

Najpierw mamy model.

The weather is a little bit different

Model pogody zawsze różni się

to what actually happened.

od rzeczywistej pogody.

The second one are the observations.

Następnie mamy obserwacje.

And we're going through the 1930s.

Zaczynając od lat 30.,

There's variability, there are things going on,

obserwujemy rozbieżność

but it's all kind of in the noise.

modeli i faktycznych zjawisk.

As you get towards the 1970s,

Przechodząc do lat 70.,

things are going to start to change.

wygląda to inaczej.

They're going to start to look more similar,

Modele i obserwacje stają są zbliżone

and by the time you get to the 2000s,

i w latach 2000

you're already seeing the patterns of global warming,

już widać początki globalnego ocieplenia,

both in the observations and in the model.

zarówno w obserwacjach jak i modelach.

We know what happened over the 20th century.

Wiemy, co działo się w XX wieku, prawda?

Right? We know that it's gotten warmer.

Wiemy, że robiło się coraz cieplej,

We know where it's gotten warmer.

i gdzie robiło się cieplej.

And if you ask the models why did that happen,

Na pytanie "dlaczego"

and you say, okay, well, yes,

modele pokażą, że tak w zasadzie

basically it's because of the carbon dioxide

przyczyną jest dwutlenek węgla,

we put into the atmosphere.

który wprowadziliśmy do atmosfery.

We have a very good match

Mamy bardzo dobre trafienia

up until the present day.

aż do dnia dzisiejszego.

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

Jest jeden zasadniczy powód,

and that's because of this phrase here.

dla którego tworzymy modele.

Because if we had observations of the future,

Obserwacjom przyszłości

we obviously would trust them more than models,

ufalibyśmy bardziej niż modelom.

But unfortunately,

Niestety,

observations of the future are not available at this time.

przyszłość jest dla nas niedostępna.

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

Mówiąc o przyszłości, sprawa jest inna.

The future is unknown, the future is uncertain,

Przyszłość jest nieznana, niepewna,

and there are choices.

zależna od naszych wyborów,

Here are the choices that we have.

Oto nasze opcje.

We can do some work to mitigate

Można przy odrobinie wysiłku

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

zmniejszyć emisję CO2 do atmosfery.

That's the top one.

Pokazuje to model na górze.

We can do more work

Możemy też postarać się bardziej

to really bring it down

i drastycznie obniżyć jego poziom tak,

so that by the end of the century,

że pod koniec wieku

it's not much more than there is now.

poziom CO2 będzie zbliżony do obecnego.

Or we can just leave it to fate

Możemy zdać się na ślepy los

and continue on

i dalej emitować

with a business-as-usual type of attitude.

takie ilości CO2 jak obecnie.

The differences between these choices

Różnica pomiędzy tymi wyborami

can't be answered by looking at models.

nie wynika z analizy modeli.

There's a great phrase

Sherwood Rowland,

that Sherwood Rowland,

who won the Nobel Prize for the chemistry

laureat Nagrody Nobla z chemii,

that led to ozone depletion,

który badał zniszczenie warstwy ozonowej,

when he was accepting his Nobel Prize,

odbierając nagrodę,

he asked this question:

zadał pytanie:

"What is the use of having developed a science

jaki jest pożytek z rozwoju nauki,

well enough to make predictions if, in the end,

która pozwoli przewidywać,

jeżeli potem będziemy tylko

all we're willing to do is stand around

bezczynnie czekać, czy to się sprawdzi?

and wait for them to come true?"

The models are skillful,

Modele są przydatne,

but what we do with the information from those models

ale to, jak wykorzystamy informacje,

is totally up to you.

zależy wyłącznie od nas.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)