Fortiden er nøglen til at forudsige fremtidens klima, siger forskere

I et review paper offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , en gruppe klimaeksperter gør anledning til at inkludere paleoklimadata i udviklingen af ​​klimamodeller. Sådanne modeller bruges globalt til at vurdere virkningerne af menneskeskabte drivhusgasemissioner, forudsige scenarier for fremtidigt klima og foreslå strategier til afbødning.

Et internationalt team af klimaforskere foreslår, at forskningscentre rundt om i verden ved hjælp af numeriske modeller til at forudsige fremtidige klimaændringer bør inkludere simuleringer af tidligere klimaer i deres evaluering og redegørelse for deres modelydelse.

"Vi opfordrer udviklermiljøet til klimamodeller til at være opmærksom på fortiden og aktivt involvere den i at forudsige fremtiden, "sagde Jessica Tierney, papirets hovedforfatter og lektor ved University of Arizona's Department of Geosciences. "Hvis din model kan simulere tidligere klimaer nøjagtigt, det vil sandsynligvis gøre et meget bedre stykke arbejde med at få fremtidige scenarier rigtigt. "

Efterhånden som flere og bedre oplysninger bliver tilgængelige om klimaer i Jordens fjerne historie, nåede mange millioner år tilbage, før mennesker eksisterede, tidligere klimaer bliver stadig mere relevante for at forbedre vores forståelse af, hvordan centrale elementer i klimasystemet påvirkes af drivhusgasniveauer, ifølge undersøgelsens forfattere. I modsætning til historiske klimaregistre, som typisk kun går et århundrede eller to tilbage - blot et blik i øjet i planetens klimahistorie - dækker paleoklimater et langt bredere spektrum af klimaforhold, der kan informere klimamodeller på måder, historiske data ikke kan. Disse perioder i Jordens fortid spænder over en lang række temperaturer, nedbørsmønstre og inddeling af indlandsisen.

"Tidligere klimaer bør bruges til at evaluere og finjustere klimamodeller, "Tierney sagde." At se på fortiden for at informere fremtiden kan hjælpe med at indsnævre usikkerheder omkring fremskrivninger af temperaturændringer, iskapper, og vandets kredsløb. "

Typisk, klimaforskere vurderer deres modeller med data fra historiske vejrregistre, såsom satellitmålinger, havoverfladetemperaturer, vindhastigheder, skydække og andre parametre. Modelens algoritmer justeres og indstilles derefter, indtil deres forudsigelser hænger sammen med de observerede klimaregistre. Dermed, hvis en computersimulering frembringer et historisk nøjagtigt klima baseret på observationer foretaget i løbet af denne tid, det anses for egnet til at forudsige fremtidigt klima med rimelig nøjagtighed.

"Vi oplever, at mange modeller klarer sig meget godt med historisk klima, men ikke så godt med klimaer fra Jordens geologiske fortid, "Sagde Tierney.

En årsag til uoverensstemmelserne er forskelle i, hvordan modellerne beregner effekterne af skyer, hvilket er en af ​​de store udfordringer inden for klimamodellering, Sagde Tierney. Sådanne forskelle får forskellige modeller til at afvige fra hinanden med hensyn til, hvad klimaforskere omtaler som klimafølsomhed:et mål for, hvor stærkt Jordens klima reagerer på en fordobling af drivhusgasemissioner.

Flere af den nyeste generations modeller, der bruges til den næste rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer, eller IPCC, har en højere klimafølsomhed end tidligere iterationer, Forklarede Tierney.

"Det betyder, at hvis du fordobler kuldioxidemissioner, de producerer mere global opvarmning end deres tidligere modstykker, så spørgsmålet er:Hvor stor tillid har vi til disse meget følsomme nye modeller? "

Mellem IPCC -rapporterne som typisk frigives hvert ottende år, klimamodeller opdateres baseret på de nyeste forskningsdata.

"Modeller bliver mere komplekse, og i teorien, de bliver bedre, men hvad betyder det? "sagde Tierney." Du vil vide, hvad der sker i fremtiden, så du vil være i stand til at stole på modellen med hensyn til, hvad der sker som reaktion på højere niveauer af kuldioxid. "

Selvom der ikke er nogen debat i det klimavidenskabelige samfund om menneskeligt fossilt brændstofforbrug, der skubber Jorden mod en varmere tilstand, for hvilken der ikke er nogen historisk præcedens, forskellige modeller genererer forskellige forudsigelser. Nogle forudsiger en stigning på op til 6 grader Celsius i slutningen af ​​århundredet.

Tierney sagde, at mens Jordens atmosfære har oplevet kuldioxidkoncentrationer meget højere end dagens niveau på omkring 400 dele pr. Million, der er ingen tid i den geologiske rekord, der matcher den hastighed, hvormed mennesker bidrager til drivhusgasemissioner.

I avisen, forfatterne anvendte klimamodeller på flere kendte tidligere klimaekstremer fra den geologiske rekord. Det seneste varme klima, der giver et indblik i fremtiden, fandt sted for omkring 50 millioner år siden under eocæn -epoken, Sagde Tierney. Globalt kuldioxid var på 1, 000 dele pr. Million på det tidspunkt, og der var ingen store iskapper.

"Hvis vi ikke reducerer emissionerne, vi er på vej mod eocenlignende CO ₂ niveauer inden 2100, "Sagde Tierney.

Forfatterne diskuterer klimaændringer helt til Kridttiden, for omkring 90 millioner år siden, da dinosaurerne stadig styrede Jorden. Denne periode viser, at klimaet kan blive endnu varmere, et scenario, som Tierney beskrev som "endnu mere uhyggeligt, "med kuldioxidniveauer op til 2, 000 dele pr. Million og havene så varme som et badekar.

"Nøglen er CO ₂ , "Sagde Tierney." Når vi ser tegn på varmt klima i den geologiske optegnelse, CO ₂ er også høj. "

Nogle modeller er meget bedre end andre til at producere de klimaer, der ses i den geologiske rekord, som understreger behovet for at teste klimamodeller mod paleoklimater, sagde forfatterne. I særdeleshed, tidligere varme klimaer såsom eocæn fremhæver den rolle, skyer spiller for at bidrage til varmere temperaturer under øgede kuldioxidniveauer.

"Vi opfordrer klimasamfundet til at teste modeller om paleoklimater tidligt, mens modellerne udvikles, frem for bagefter, hvilket plejer at være den nuværende praksis, "Tierney sagde." Tilsyneladende små ting som skyer påvirker Jordens energibalance på store måder og kan påvirke de temperaturer, din model producerer for år 2100. "