Individuelle klimamodeller giver muligvis ikke det komplette billede

Ligevægtsklimafølsomhed - hvor følsomt Jordens klima er over for ændringer i atmosfærisk kuldioxid - kan være undervurderet i individuelle klimamodeller, ifølge et hold af klimaforskere.

"Sandsynlighedsvurderinger af klimasystemets egenskaber er ofte afhængige af sammenligningen af ​​modelsimulering med observerede temperaturregistreringer og et estimat af den interne klimavariabilitet, " rapporterer forskerne Geofysiske forskningsbreve . Hvis den interne klimavariabilitet er forkert, så vil de probabilistiske skøn være forkerte, og klimaforudsigelser kan gå glip af målet.

"Vi ser på temperaturændringer i troperne og på den tempererede nordlige halvkugle på højere breddegrader, " sagde Chris E. Forest, professor i klimadynamik ved Penn State. "Vi fokuserer på simple enkeltligninger og bruger tidsserieanalyse, fordi for at dette skal fungere, vi skal lave tusindvis af kørsler af modellerne."

Dette krav om tusindvis af modelkørsler kræver også store mængder computerkraft, og Forest er associeret med Penn State Institute for Computational and Data Sciences.

Hvordan ændringer i den måde, klimaet reagerer på ændringer i kuldioxid i atmosfæren, er vigtigt, fordi kuldioxid som en varmefangende drivhusgas forårsager opvarmning af atmosfæren og Jorden.

"Samlet set, vi har to valg:Vi kan tilpasse os eller begynde at reducere emissionen, " sagde Forest. "Vi bliver nødt til at gøre det bedre for at give langsigtede forudsigelser, fordi øget opvarmning vil hæve havene på grund af smeltende is. Vi ser allerede resultaterne af opvarmning af afgrøder og sundhed og vandtilgængelighed. Alle disse risici driver allerede vores beslutninger, vores valg. Vi skal kunne planlægge de næste 20 år eller de næste 50 år.«

Det, Forest og hans team ønsker at gøre, er at kunne komme med en erklæring om, hvad vi kan forvente om 50 år fra nu.

Denne form for forudsigelse er ikke enkel, fordi Jorden ikke opvarmes med samme hastighed rundt om på kloden. Det, der sker i troperne, er ikke det, der sker på de nordlige breddegrader.

Forskerne brugte Massachusetts Institute of Technology Earth System Model til at teste følsomheden af ​​sandsynlighedsfordelinger for tre klimasystemegenskaber, herunder ligevægtsklimafølsomhed. De inkluderede resultater fra 25 forskellige videnskabstilstande Jordsystemmodeller, hvor hver enkelt er konfigureret forskelligt.

"Hver modelgruppe skal bestemme, hvilke kriterier de bruger til at vurdere en models kvalitet, og det er ofte uklart, sagde Skov. I ét, cloud-feedback kan være højere, i en anden kan de overveje andre komponenter."

Ikke alle modeller kører lige lang tid til kalibreringsformål eller under opsætningsfasen. De fleste er testet med et 200- til 300-års interval, og kun nogle få grupper kørte simuleringer i mere end 1, 000. De individuelle modelresultater er alle forskellige, og ingen enkelt model spænder over hele spektret af intern variabilitet.

Forskerne tog den estimerede interne klimavariabilitet fra disse 25 modeller og sammenlignede observerede klimaændringer fra den historiske periode med MESM-simuleringerne. De brugte derefter resultater fra lignende, kombinerede interne klimavariabilitetsestimater i den samme jordsystemmodel.

De fandt, at usikkerheden fra individuelle modeller generelt fører til et ikke-robust snævert estimat af klimafølsomhed, mens en kombination af usikkerheden fra flere modeller giver bredere fordelinger.

Forskerne ønsker at bruge disse nye resultater og se på det mellemstatslige panel om klimaændringsscenarier og se den fulde usikkerhed, der er indlejret i disse skøn over fremtidens klima.

"Vi vil gerne kunne spørge, hvad der sker, hvis vi ikke gør noget, hvad kan vi forvente, " sagde Forest. "Hvor effektive vil scenarierne være for at få os til at nå målene på 1,5 eller 2 grader Celsius (2,7 eller 3,6 grader Fahrenheit) for maksimal opvarmning?"