Nogle af de nyeste klimamodeller giver urealistisk høje fremskrivninger af fremtidig opvarmning

En ny undersøgelse fra klimaforskere fra University of Michigan konkluderer, at nogle af de seneste generationers klimamodeller kan være alt for følsomme over for kuldioxidstigninger og derfor fremskriver fremtidig opvarmning, der er urealistisk høj.

I et brev, der er planlagt til offentliggørelse 30. april i tidsskriftet Naturens klimaforandringer , forskerne siger, at fremskrivninger fra en af ​​de førende modeller, kendt som CESM2, understøttes ikke af geologiske beviser fra en tidligere opvarmningsperiode for cirka 50 millioner år siden.

Forskerne brugte CESM2-modellen til at simulere temperaturer under den tidlige eocæn, en tid, hvor regnskove trivedes i troperne i den nye verden, ifølge fossile beviser.

Men CESM2-modellen projekterede tidlig eocæn landtemperaturer over 55 grader Celsius (131 F) i troperne, som er meget højere end plantens fotosynteses temperaturtolerance - i modstrid med de fossile beviser. I gennemsnit over hele kloden, modellen projekterede overfladetemperaturer mindst 6 C (11 F) varmere end estimater baseret på geologiske beviser.

"Nogle af de nyeste modeller, der bruges til at lave fremtidige forudsigelser, kan være for følsomme over for stigninger i atmosfærisk kuldioxid og dermed forudsige for meget opvarmning, " sagde U-M's Chris Poulsen, en professor i U-M Institut for Jord- og Miljøvidenskab og en af ​​undersøgelsens tre forfattere.

De andre forfattere er UM postdoktor Jiang Zhu og Bette Otto-Bliesner fra National Center for Atmospheric Research. De siger, at deres undersøgelse viser, hvordan geologisk bevis kan bruges til at benchmark klimamodeller og forudsigelser om fremtidig opvarmning.

Den nye undersøgelse fokuserer på en central klimaparameter kaldet ligevægtsklimafølsomhed, eller ECS. ECS refererer til den langsigtede ændring i den globale temperatur, der ville være resultatet af en vedvarende fordobling – der varer hundreder til tusinder af år – af varmefangende kuldioxid over det præindustrielle basisniveau på 285 ppm.

Det nuværende CO2-niveau er omkring 410 ppm, og klimaforskere siger, at atmosfæriske koncentrationer kan ramme 1, 000 ppm inden år 2100, hvis der ikke gøres noget for at begrænse CO2 -emissioner fra afbrænding af fossile brændstoffer.

I årtier, de fleste af de bedste klimamodeller forudsagde en ligevægtsklimafølsomhed på omkring 3 grader Celsius (5,4 F), med en rækkevidde på 1,5 til 4,5 C (2,7 til 8,1 F).

Men det ændrede sig for nylig, da nogle af de nyeste klimamodeller deltog i CMIP6. Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) er en internationalt koordineret indsats mellem klimavidenskabelige institutioner, og det er nu i sin sjette fase. Den næste vurderingsrapport fra det autoritative mellemstatslige panel om klimaændringer, der skal betales næste år, vil stole på CMIP6-modeller.

Ti af de 27 CMIP6-modeller har en ligevægtsklimafølsomhed på mere end 4,5 C (8,1 F), hvilket betyder, at de er mere følsomme over for CO2-stigninger end de fleste tidligere generationers modeller. CESM2-modellen (Community Earth System Model, version 2) testet af det U-M-ledede forskerhold er en af ​​disse CMIP6-modeller og har en ligevægtsklimafølsomhed på 5,3 C (9,5 F).

Forgængeren til CESM2, CESM1.2 -modellen, gjorde et bemærkelsesværdigt godt stykke arbejde med at simulere temperaturer under den tidlige eocæn, ifølge forskerne. Det har en ligevægts -klimafølsomhed på 4,2 C (7,6 F).

"Vores undersøgelse antyder, at CESM2's klimafølsomhed på 5,3 C sandsynligvis er for høj. Det betyder, at dens forudsigelse af fremtidig opvarmning under et scenarie med højt CO2 også ville være for høj, " sagde Zhu, første forfatter til Naturens klimaforandringer brev.

"At finde ud af, om den høje klimafølsomhed i CMIP6 -modeller er realistisk, er af enorm betydning for os at forudse fremtidig opvarmning og lave tilpasningsplaner, " sagde NCARs Otto-Bliesner.

Holdets simuleringer af den tidlige eocæn inkorporerede de seneste paleoklimatrekonstruktioner og inkluderede data om paleogeografi, vegetationsdækning og jordoverfladeegenskaber. Rekonstruktioner af atmosfæriske kuldioxidniveauer fra den tid går forud for iskerneposter og er afhængige af geokemiske og paleobotaniske proxyer.

Det mellemstatslige panel om klimaændringers femte vurderingsrapport, afsluttet i 2014, sagde, at den globale overfladetemperaturstigning ved udgangen af ​​det 21. århundrede sandsynligvis vil overstige 1,5 C i forhold til perioden 1850 til 1900 for de fleste emissionsscenarier, og vil sandsynligvis overstige 2,0 C for nogle emissionsscenarier.

Fremskrivningerne i denne vurdering var baseret på den tidligere generation af CMIP-modeller, kendt som CMIP5-modeller. De nyere CMIP6-modeller vil sandsynligvis føre til fremskrivninger af endnu større opvarmning. Paris-klimaaftalens langsigtede temperaturmål er at holde stigningen i den globale gennemsnitstemperatur til et godt stykke under 2 C over det præindustrielle niveau og at fortsætte bestræbelserne på at begrænse stigningen til 1,5 C.