Forskere giver nye beviser for pålideligheden af ​​klimamodellering

I årtier, forskere, der studerer et centralt klimafænomen, har kæmpet med modstridende data, der har truet med at underminere tilliden til pålideligheden af ​​klimamodeller generelt. En ny undersøgelse, udgivet i dag i Naturgeovidenskab , afgør den debat med hensyn til den tropiske atmosfæriske cirkulation.

Hadley -oplaget, eller Hadley-celle-et verdensomspændende tropisk atmosfærisk cirkulationsmønster, der opstår på grund af ujævn solvarme på forskellige breddegrader omkring ækvator-får luft omkring ækvator til at stige til omkring 10-15 kilometer, flow poleward (mod Nordpolen over ækvator, Sydpolen under ækvator), falder ned i subtropikken, og flyder derefter tilbage til ækvator langs Jordens overflade. Denne cirkulation studeres bredt af klimaforskere, fordi den styrer nedbør i subtroperne og også skaber en region kaldet den intertropiske konvergenszone, producerer et band af major, stærkt nedbørsmæssige storme.

Studiet, ledet af Rei Chemke, en postdoktor i Columbia Engineering, sammen med klimaforsker Lorenzo Polvani, behandler en stor uoverensstemmelse mellem klimamodeller og genanalyser vedrørende potentiel styrkelse eller svækkelse af Hadley -kredsløbet på den nordlige halvkugle som følge af menneskeskabte emissioner.

Historisk set klimamodeller har vist en progressiv svækkelse af Hadley -cellen på den nordlige halvkugle. I løbet af de sidste fire årtier har vi genanalyseret, som kombinerer modeller med observations- og satellitdata, har vist det modsatte - en styrkelse af Hadley -cirkulationen på den nordlige halvkugle. Reanalyser giver forskere den bedste tilnærmelse til atmosfærens tilstand og bruges i vid udstrækning til at sikre, at modelsimuleringer fungerer korrekt.

Forskellen i tendenser mellem modeller og genanalyser udgør et problem, der rækker langt ud over, om Hadley -cellen kommer til at svække eller styrke; selve inkonsekvensen er en stor bekymring for forskere. Reanalyser bruges til at validere pålideligheden af ​​klimamodeller - hvis de to er uenige, det betyder, at enten modellerne eller genanalyserne er fejlbehæftede.

Hovedforfatter Chemke, en postdoktor for NOAA Climate and Global Change, forklarer faren ved denne situation, "Det er et stort problem, hvis modellerne er forkerte, fordi vi bruger dem til at projicere vores klima og sende vores resultater til IPCC (mellemstatslige panel om klimaændringer) og beslutningstagere og så videre."

For at finde årsagen til denne uoverensstemmelse, forskerne kiggede nøje på de forskellige processer, der påvirker cirkulationen, fastslå, at latent opvarmning er årsagen til inkonsekvensen. For at forstå, hvilke data der var korrekte - modellerne eller genanalyserne - måtte de sammenligne systemerne ved hjælp af en rent observationsmåling, ubesmittet af enhver model eller simulering. I dette tilfælde, nedbør tjente som en observationel proxy for latent opvarmning, da den er lig med netto latent opvarmning i atmosfærisk søjle. Disse observationsdata afslørede, at artefakten, eller fejl, er i genanalyserne - bekræfter, at modelfremskrivningerne for det fremtidige klima er, faktisk, korrekt.

Papirets fund understøtter tidligere konklusioner trukket fra en række forskellige modeller - Hadley -oplaget svækkes. Det er vigtigt at forstå, siger Polvani, en professor i anvendt fysik og anvendt matematik og i jord- og miljøvidenskab, der studerer klimasystemet ved Lamont-Doherty Earth Observatory. "Et af de største klimatiske signaler forbundet med global opvarmning er tørring af subtroperne, en region, der allerede modtager lidt nedbør, "forklarede han." Hadley -cellen er en vigtig kontrol for subtropisk nedbør. Derfor, eventuelle ændringer i Hadley -cellens styrke vil resultere i en ændring i nedbør i denne region. Derfor er det vigtigt at afgøre, om, som følge af menneskeskabt emission, Hadley -cellen vil fremskynde eller bremse i de kommende årtier. "

Men disse fund giver genklang langt ud over den pågældende undersøgelse. At løse modstridende resultater inden for videnskabelig forskning er afgørende for at bevare nøjagtighed og integritet i det videnskabelige samfund. På grund af denne nye undersøgelse, forskere har nu tilføjet tillid til, at modeller er pålidelige værktøjer til klimaforudsigelser.