Энерго-балансовая модель Будыко — это упрощённый климатический инструмент, который связывает глобальную температуру поверхности с входящей солнечной радиацией и отражённой частью (альбедо). Предложенная в 1969 году советским климатологом Михаилом Ивановичем Будыко, она стала одной из первых количественных попыток оценить чувствительность климата к удвоению CO₂ и положила начало целому семейству «энерго-балансовых» моделей.

Ключевые допущения модели

1. Глобальное усреднение. Земля представляется как однородная сфера без широтной или сезонной разницы.
2. Статическая атмосфера. Перенос тепла океанами и атмосферой не учитывается.
3. Линейная зависимость теплового излучения от температуры по закону Стефана–Больцмана.
4. Лед-температурная обратная связь через зависимость альбедо от площади снежно-ледяного покрова.

Математическая формулировка

Согласно энергетическому балансу:

C · dT/dt = (1 − α(T)) · Q/4 − σT⁴ + ΔF

• C, эффективная теплоёмкость климатической системы (Вт·м⁻²·К⁻¹).
• α(T) — альбедо как функция температуры T.
• Q — солнечная постоянная, ~1361 Вт·м⁻².
• σ — постоянная Стефана–Больцмана, 5.67×10⁻⁸ Вт·м⁻²·К⁻⁴.
• ΔF — радиативное возмущение (например, от парниковых газов).

Лед-температурная обратная связь

Чем холоднее климат, тем больше площадь снега и льда, тем выше альбедо и тем меньше поглощаемая энергия — положительная обратная связь, усиливающая первоначальное охлаждение (или потепление). В модели Будыко это реализуется через ступенчатую или гладкую зависимость α(T).

Решения и бифуркации

При малых ΔF система имеет единственное устойчивое равновесие. Однако при увеличении радиативного возмущения появляется точка бифуркации, после чем возможно три решения:

1. «Снежный шар» — полностью замёрзшая планета.
2. Тёплый климат — современное состояние.
3. Неустойчивое промежуточное состояние.

Это означает, что климата может не хватать «толчка» для перехода из одного режима в другой, даже если внешнее возмущение остаётся постоянным.

Ограничения модели

• Не учитывает динамику атмосферы и океана.
• Игнорирует облачность, водяной пар, аэрозоли.
• Пространственное усреднение сглаживает региональные эффекты.

Современное применение

Несмотря на простоту, модель Будыко:

• используется в качестве учебного пособия на курсах климатологии;
• входит в состав EMIC-семейства (Earth Models of Intermediate Complexity);
• служит базой для более сложных энерго-балансовых моделей с вертикальной разреженной стратографией и углеродным циклом.

Контакты для углубленного изучения и консультаций

• Институт глобального климата и экологии имени А.М. Обухова (Росгидромет – РАН)
  Адрес: 107258, г. Москва, ул. Глебовская, 20Б
  Тел.: +7 (495) -60-50-12
  E-mail: info@igce;ru
  Сайт: https://igce.ru
• Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, кафедра физики атмосферы и геоэкологии
  Адрес: 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2
  Тел.: +7 (495) -39-27-56
  E-mail: atmos@phys.msu.ru
  Сайт: https://atmos.phys.msu.ru
• Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Международная лаборатория климатической экономики
  Адрес: 101000, г. Москва, ул. Мясницкая, 20

  Тел.: +7 (495) -72-95-90 доб. 14-393
  E-mail: climate@hse.ru
  Сайт: https://climate.hse.ru

• Научно-учебная группа «Энерго-балансовые модели климата» (Telegram-канал)
  https://t.me/ebm_climate — ежедневные обсуждения, статьи, консультации.

Энерго-балансовая модель Будыко, несмотря на свою простоту, остаётся важным инструментом для понимания базовых механизмов климата и оценки чувствительности планеты к антропогенным воздействиям. Используйте указанные контакты, если хотите углубиться в теорию или применить модель в собственных исследованиях.