Hva i helvete er en klimamodell – og hvorfor spiller den noen rolle?

tre klimamodellkloder Nasjonalt senter for atmosfæreforskning

For bare noen få år siden mente den konvensjonelle visdommen at du ikke kunne tilskrive klimaendringer noen ekstremværhendelse. Men nå kan og gjør forskere i økende grad sannsynligheten for at menneskelige handlinger forårsaket eller forverret spesifikke tørker og orkaner.

En stor grunn til endringen er at vitenskapen om klimamodellering blir stadig kraftigere ettersom forbedringer i teknologi, teknikker og datadeling lar forskere sette opp nye eksperimenter eller ganske enkelt kjøre mange flere av dem.

(Les den medfølgende historien: Hvordan atomvåpenforskning avslørte nye klimatrusler .)

Klimamodeller er sofistikerte datasimuleringer som tilnærmer hvordan planeten reagerer på ulike krefter, som bølger i karbondioksid. De bryter ned havene, overflaten og atmosfæren til 3D-bokser og beregner hvordan skiftende forhold spores over tid og rom.

Relatert historie

Medfølgende historie Lawrence Livermore Labs stadig kraftigere klimamodeller har lød en sterk advarsel for California.

Grunnleggende gevinster i datakraft har drevet mange av forbedringene. Disse boksene var på omtrent 500 kvadratkilometer i 1990. For noen av dagens modeller med høy oppløsning, inkludert energidepartementets E3SM, Japans MRI og Kinas FGOALS, er de under 25 kvadratkilometer. Oppløsningen blir enda høyere for spesifikke bruksområder, for eksempel modellering av orkaner.

I tillegg var de tidligste klimamodellene på 1960-tallet fokusert på atmosfæren, men nå tar de hensyn til landoverflater, havis, aerosoler, karbonkretsløpet, vegetasjon og atmosfærisk kjemi. Nylig har modeller begynt å inkludere måtene menneskelig atferd endrer seg på som svar på klimaendringer, inkludert migrasjon og avskoging.

Andre modelleringsfremskritt har skjedd som et resultat av en tretiårs innsats under World Climate Research Programme, kjent som Sammenlikningsprosjekt med koplet modell (CMIP). Under dette programmet blir forskningsinstitusjoner bedt om å gjennomføre et felles sett med eksperimenter med et felles sett med input, og offentlig dele resultatene.

Petabytene med resulterende data har gjort det mulig for forskere over hele verden å utføre studier som dykker ned i spesifikke interesseområder uten å måtte sikre sin egen tid på superdatamaskiner.

Nasjonalt senter for atmosfæreforskning

Overfloden av data har også gjort det mulig for forskere å sammenligne resultatene av ulike modeller mot hverandre, og mot klimaendringer observert i den virkelige verden til dags dato. Det har gitt avgjørende innsikt i hvilke modeller som fungerer best, og noen ganger har det til og med avslørt problemer med våre observasjoner. Det tilbys også tilbakemeldinger som har gjort det mulig for institusjoner å teste nye hypoteser, videreutvikle modeller og forbedre forståelsen av naturlige prosesser, sier Noah Diffenbaugh, professor i jordsystemvitenskap ved Stanford.

Spesielt brukte MITs orkanmodeller Kerry Emanuel offentlige data fra syv modeller for å kjøre en fokusert orkansimulering titusenvis av ganger, i et forsøk på å beregne oddsen for at en storm på skalaen til orkanen Harvey vil lande på Texas igjen. Ved å undersøke to 20-årsperioder på tvers av en rekke scenarier for klimagassutslipp, funnet at det som var en 1-i-100-års begivenhet på slutten av det 20. århundre vil være en 1-i-5,5-års begivenhet ved slutten av denne.

Men for alle disse enorme forbedringene, er selv en 25 kvadratkilometer boks fortsatt altfor stor til å fange småskala prosesser som oppførselen til individuelle skyer. Og forskere er godt klar over at modellene ikke perfekt representerer komplekse naturlige prosesser.

Det er grunnen til at de generelt snakker om områder i klimaendringer, og hvorfor hendelser i den virkelige verden av og til kan forekomme utenfor disse grensene.

Det er fortsatt mye usikkerhet i anslagene, og vi er alle plaget av det, sier Emanuel.

gjemme seg