Forbedring af nøjagtigheden af ​​klimamodelfremskrivninger med nye begrænsninger

Stigningen i kuldioxidkoncentrationen i atmosfæren har opvarmet Jorden siden begyndelsen af ​​den industrielle æra. Klimamodeller forsøger at fremskrive, hvor meget denne opvarmningstendens vil fortsætte, men de adskiller sig i deres globale middeltemperaturrespons på stigende koncentrationer af drivhusgasser. Dette kaldes klimafølsomhed, ifølge Dr. Florent Brient, en postdoc forsker ved Centre National de Recherches Météorologiques (Météo-France/CNRS), Frankrig, og forfatter til en nyligt offentliggjort undersøgelse, der gennemgår en ny metode, kendt som emergent constraints, som forsøger at bruge information om det nuværende klima til at begrænse klimaets udvikling i fremtiden. Undersøgelsens resultater blev offentliggjort den 10. december 2019 i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber .

For præcist at kunne forudsige, hvor meget Jorden vil opvarme i fremtiden, man har brug for at vide, hvordan atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer vil udvikle sig, sammen med en præcis vurdering af klimafølsomheden. Skulle kuldioxidniveauet fordobles, modeller forudsiger, at Jorden ville varme op med 1,2 grader Celsius, som inducerer ændringer, der enten kan dæmpe disse effekter eller drive yderligere opvarmning. For eksempel, en stigning i opvarmning øger atmosfærisk fugt, som giver en positiv feedback, der ville drive yderligere opvarmning, da vanddamp er en potent drivhusgas. Opvarmning smelter også havis og sne, som reflekterer sollys væk fra Jorden - kendt som albedoeffekten.

På den anden side, øget skydække, for eksempel, kunne give negativ feedback, da de laveste skyer også reflekterer sollys væk fra Jorden. Imidlertid, da skyer er relateret til forskellige dynamiske skalaer og deres strålingseffekt varierer betydeligt i højden, deres virkninger på overfladeopvarmning er komplekse. Følgelig, skyer er fortsat en væsentlig kilde til modeluenighed.

I denne avis, Dr. Brient gennemgår begrebet emergent constraints og beskriver publicerede emergent constraints, som reducerer usikkerheden i forskellige simulerede klimaændringer. Forfatteren diskuterer potentielle sammenhænge mellem nye begrænsninger og indflydelsen af ​​statistiske metoder i kvantificeringen af ​​disse mere sandsynlige fremskrivninger. Endelig, forfatteren forsøger at verificere, om nye begrænsninger tilsammen kan reducere spredningen i klimafølsomhed, som klimamodeller giver.

"Emergent begrænsninger er nyttige til at indsnævre spredningen af ​​klimafremskrivninger og til at vejlede udviklingen af ​​mere realistiske klimamodeller, sagde Brient. de er følsomme over for forskellige faktorer, såsom måden statistisk inferens er blevet udført på, eller hvordan observationsusikkerheder er opnået. Derfor, mere konsistens på tværs af nye begrænsninger er nødvendige for bedre krydsvalidering af mere sandsynlige fremskrivninger."

"Den kommende sjette fase af Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) vil højst sandsynligt booste entusiasmen for nye begrænsninger, ved at tillade en bedre forståelse af visse klimafænomener og en yderligere indsnævring af deres usikre fremskrivninger, sagde Brient. dette kræver deling af statistiske metoder, der anvendes til disse kvantificeringer, som vi har gjort i dette papir, " tilføjer han.

Ifølge Brient, to spørgsmål mangler at blive løst. For det første, "hvad er sammenhængene mellem de forskellige forudsigelser, der bruges til at indsnævre fremskrivninger af en given klimaændring? En bedre forståelse af forbindelserne mellem cirkulation og skyer ville hjælpe med at gøre fremskridt i denne henseende, sagde Brient. Og for det andet, "hvordan kan spredningen i klimafremskrivninger indsnævres pålideligt, hvis nye begrænsninger er uenige med hinanden? Dette tyder på, at nogle nye begrænsninger er mere troværdige end andre, men dette mangler at blive undersøgt."