211service.com
Varför klimatmodeller inte är bättre
Skriver in Vetenskap förra veckan , en grupp forskare under ledning av Jeremie Mouginot från University of California, Irvine, rapporterade att Zachary Isström glaciär , i nordöstra Grönland, krymper snabbt och kommer att öka havsnivån från Grönlands inlandsis under decennier framöver. Den nya artikeln inkluderade också ett uttalande som har blivit alltför vanligt i vetenskapliga tidskrifter om effekterna av globala klimatförändringar: smältningshastigheten för Zachariae Isstrom var oväntad.
Den snabba avsmältningen av stora inlandsisar är ett av de fenomen som har fått klimatforskare att tänka om sina modeller.
Jag tycker att det är rättvist att säga att vi ser saker som vi inte förväntade oss att se så tidigt, säger Michael man , direktören för Earth Systems Science Center vid Penn State University. Bland de senaste exemplen Mann citerar: det mycket snabba försvinnandet av arktisk havsis, avtagandet av inlandsisen på Grönland och Västantarktis och störningen av havscirkulationsmönster som beskrivs i detalj förra året i arbetet av Manns grupp i Penn State. Alla dessa förändringar överträffar den förändringstakt som förväntas i dagens mest använda klimatmodeller.
I upptakten till internationella förhandlingar om klimatförändringar som inleds i Paris den 29 november , dessa fynd väcker en viktig fråga: Hur bra är våra modeller för klimatförändringar och dess effekter?
Zachariae Isstrom-glaciären, på nordöstra Grönland, krymper i en takt som förvånade många forskare.
Det första att tänka på är att efter mer än tre decennier, hundratals miljoner dollar och otaliga investerade vetenskapstimmar, har klimatmodellerna blivit mycket, mycket bättre. Till exempel har forskare lärt sig hur man bättre kan integrera modeller av atmosfäriska och oceaniska förändringar för att få en bättre känsla av samspelet mellan de två. Och modellernas rumsliga upplösning har blivit mer och mer detaljerad, även när Moores lag ger bränsle till förbättringar av datorkraft för att köra simuleringar med fler och fler datapunkter. Slutligen, bättre observationsdata (som smältningen av Zachariae Isstrom) gör det möjligt för forskare att förbättra indata i modellerna, vilket naturligtvis leder till bättre resultat.
På en allmän nivå har dessa modeller varit anmärkningsvärt konsekventa när det gäller att etablera ett linjärt samband mellan nivån av koldioxid i atmosfären och den globala temperaturökningen. Den andra saken att komma ihåg är dock att klimatmodeller inte är bra prediktorer för specifika klimateffekter, såsom smältningen av arktisk havsis eller frekvensen av stora orkaner i norra Atlanten.
Det finns två typer av allmänt använda klimatmodeller: stora, komplicerade modeller i planetskala som utnyttjar superdatorkapaciteten vid stora forskningsinstitut, allmänt kända som atmosfär-hav allmänna cirkulationsmodeller, och modeller med högre upplösning som använder input från de allmänna cirkulationsmodellerna att göra beräkningar i regional skala. Cirka 40 av de allmänna cirkulationsmodellerna användes för Femte utvärderingsrapporten , släppt av den mellanstatliga panelen för klimatförändringar i november 2014; de är mer exakta för långsiktiga, globala prognoser, inklusive nyckelmåttet på klimatkänslighet – mängden uppvärmning, i global medeltemperatur, som kommer att hända när mängden kol i atmosfären fördubblas från förindustriella nivåer. De mindre, högupplösta modellerna är bättre för att undersöka de troliga regionala effekterna av klimatförändringar.
Så modellerna fortsätter att bli bättre. Men de flesta klimatforskare erkänner att det finns gränser: oavsett hur sofistikerade våra modeller blir, kommer det alltid att finnas ett irreducerbart element av kaos i jordens klimatsystem som ingen superdator någonsin kommer att eliminera.
Modellerna blir mer exakta i den meningen att de simulerar många processer mer realistiskt, förklarar Reto Knutti, professor vid Institutet för atmosfärs- och klimatvetenskap i Zürich som var en av de främsta bidragsgivarna till den femte utvärderingsrapporten. Men med det sagt har allt detta inte riktigt hjälpt till att minska osäkerheten i framtida prognoser.