At gøre klimamodeller til open source gør dem endnu mere nyttige

At designe klimaeksperimenter er næsten umuligt i den virkelige verden. Vi kan ikke, for eksempel, studere virkningerne af skyer ved at fjerne alle skyerne i en bestemt periode og se, hvad der sker.

I stedet, vi skal designe vores eksperimenter virtuelt, ved at udvikle computermodeller. Nu, et nyt open source-sæt af klimamodeller har gjort det muligt for denne forskning at blive mere samarbejdende, effektiv og pålidelig.

Fuldklimamodeller er designet til at være så tæt på naturen som muligt. De er repræsentationer af den kombinerede viden om klimavidenskab og er uden tvivl de bedste værktøjer til at forstå, hvordan fremtiden kan se ud.

Imidlertid, mange forskningsprojekter fokuserer på små dele af klimaet, såsom pludselige vindskift, temperaturen i et givet område, eller havstrømme. For disse undersøgelser, at koncentrere sig om en lille detalje i en fuld klimamodel er som at forsøge at finde en nål i høstakken.

Det er derfor almindelig praksis i sådanne tilfælde at fjerne høstakken ved at bruge enklere klimamodeller. Forskere skriver normalt disse modeller til specifikke projekter. Et citat, der almindeligvis tilskrives Albert Einstein, opsummerer måske bedst processen:"Alt skal gøres så enkelt som muligt, men ikke nemmere."

Her er et eksempel. I et papir fra sidste år så jeg på temperatur- og vindændringerne i den øvre atmosfære tæt på Ækvator. Jeg behøvede ikke at vide, hvad der skete i havet, og jeg havde ikke brug for nogen kemi, polar is, eller endda skyer i min model. Så jeg skrev en meget enklere model uden disse ingredienser. Det hedder "MiMA" ( M odel af en jeg behandlet M oist EN atmosfæren), og er frit tilgængelig på nettet.

Ulemperne ved enklere modeller

Selvfølgelig, at bruge enklere modeller kommer med sine egne problemer.

Hovedproblemet er, at forskere skal være meget klare over, hvad grænserne er for hver model. For eksempel, det ville være svært at studere tordenvejr med en model, der ikke gengiver skyer.

Det andet spørgsmål er, at mens de videnskabelige resultater kan blive offentliggjort, selve koden er det typisk ikke. Alle må tro, at modellen faktisk gør, hvad forfatteren hævder, og stole på, at der ikke er fejl i koden.

Det tredje problem med enklere modeller er, at enhver anden, der forsøger at duplikere eller bygge videre på publiceret arbejde, selv skal genopbygge en lignende model. Men i betragtning af at de to modeller vil blive skrevet af to (eller flere) forskellige personer, det er meget usandsynligt, at de vil være nøjagtig det samme. Også, den tid, den første forfatter bruger på at bygge deres model, bliver derefter brugt en anden gang af en anden forfatter, for i bedste fald at opnå samme resultat. Dette er meget ineffektivt.

Open source klimamodeller

For at afhjælpe nogle (hvis ikke alle) af disse problemer, nogle kolleger og jeg har bygget en ramme af klimamodeller, der hedder Isca. Isca indeholder modeller, der er nemme at skaffe, helt gratis, dokumenteret, og leveres med software, der gør installation og drift nemmere. Alle ændringer er dokumenterede og kan fortrydes. Derfor, det er nemt for alle at bruge nøjagtig de samme modeller.

Den tid, det ville tage for alle at bygge deres egen version af den samme model, kan nu bruges til at udvide de eksisterende modeller. Flere sæt øjne på én model betyder, at fejl hurtigt kan identificeres og rettes. Den sparede tid kan også bruges til at bygge ny analysesoftware, som kan udtrække nye oplysninger fra eksisterende simuleringer.

Som resultat, klimamodellerne og deres resulterende videnskabelige eksperimenter bliver både mere fleksible og pålidelige. Alt dette virker kun, fordi koden er offentligt tilgængelig, og fordi eventuelle ændringer løbende spores og dokumenteres.

Et eksempel er min egen kode, MiMA, som er en del af Isca. Jeg er blevet overrasket over bredden af ​​forskning, det bruges til. Jeg skrev det for at se på den tropiske øvre atmosfære, men andre har siden brugt det til at studere vejrsystemernes livscyklus, den indiske monsun, virkningen af ​​vulkanudbrud på klimaet, og så videre. Og det er kun et år efter den første udgivelse.

At gøre modeller åbent tilgængelige på denne måde har en anden fordel. Brug af et tilgængeligt bevis kan imødegå den mistillid til klimavidenskaben, som stadig er fremherskende i nogle kredse.

Bevisbyrden påhviler automatisk skeptikerne. Da al koden er der, og alle ændringer kan spores, det er op til dem at påpege fejl. Og hvis nogen finder en fejl, endnu bedre! At rette det er blot endnu et skridt for at gøre modellerne endnu mere pålidelige.

At gå open source med videnskabelig kode har mange flere fordele end ulemper. Det giver mulighed for samarbejde mellem mennesker, der ikke engang kender hinanden. Og, mest vigtigt, det vil gøre vores klimamodeller mere fleksible, mere pålidelig og generelt mere nyttig.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.