Причинно-следственные связи между климатом и углеродным циклом при учете естественной климатической изменчивости и экономической цикличности антропогенных эмиссий парниковых газов в атмосферу

Представлены результаты анализа временных лагов между вариациями глобальной приповерхностной температуры Т и содержания CO2 в атмосфере q, полученных с использованием численных расчетов с моделью Земной системы ИФА РАН-МГУ (МЗС ИФА РАН-МГУ) для периода 2020-3000 гг. При этом учитывались вариации потока энергии в климатическую систему, связанные с естественной климатической изменчивостью, в частности с периодом около 60 лет, и изменения антропогенных эмиссий СO2 в атмосферу в соответствии со сценарием SSP1-2.6, продолженным до 3000 г. и дополненным вариациями с периодом 50 лет, моделирующими экономические циклы Кондратьева. Получено, что изменения Т могут как опережать изменения q, так и отставать от них в зависимости от временного интервала, на котором исследуется временной лаг между Т и q. Результаты зависят от соотношения амплитуд вариаций антропогенных эмиссий СО2 и вариаций интенсивности потока энергии в климатическую систему, связанных с естественной изменчивостью. Эффекты, проявляющиеся при их сопоставимом вкладе в изменение Т, объяснены с использованием аналитических решений системы уравнений, описывающих в упрощенном виде динамику Земной системы. Полученные результаты свидетельствуют, что по временному лагу между изменениями переменных в общем случае нельзя судить о характере причинно-следственной связи между ними без привлечения физических представлений о природе их взаимодействия.