Istidstest afslører udfordringer i klimamodellernes følsomhed

Nøglen til nytten af ​​klimamodeller som redskaber for både forskere og politiske beslutningstagere er modellernes evne til at forbinde ændringer i atmosfæriske drivhusgasniveauer med tilsvarende skift i temperatur. Equilibrium climate sensitivity (ECS) er et sådant mål, repræsenterer den forudsagte opvarmning efter en fordobling af atmosfærisk kuldioxid (CO ₂ ) niveauer.

Klimamodeller har traditionelt forudsagt en stigning på 1,5°C-4,5°C for en fordobling af atmosfærisk CO2 ₂ fra det præindustrielle klima. Imidlertid, mange af de nyeste modeller finder værdier på over 5°C, hvilken, hvis korrekt, ville have betydelige negative konsekvenser for vores evne til at overvinde planetens igangværende opvarmning. Zhu et al. undersøgte denne tendens ved at bruge en af ​​high-ECS-modellerne, Community Earth System Model version 2 (CESM2), at simulere klimaet under kulminationen af ​​den sidste istid, kaldet Last Glacial Maximum (LGM).

LGM fandt sted omkring 21. 000 år siden og bruges ofte til at evaluere klimamodeller. Det repræsenterer markant anderledes forhold end nutiden, med meget lavere drivhusgasniveauer, store iskapper, der dækker Nordamerika og Europa, og lavere havniveau. Imidlertid, LGM er tilstrækkelig ny til, at der er udbredt geologisk bevis for både klimapåvirkninger og resulterende overfladetemperaturændringer.

Forfatterne konfigurerede CESM2 til tæt at afspejle dets brug i moderne klimaændringsforskning, udeladelse af kun de dele (såsom vegetationsbiogeokemi), for hvilke der ikke findes gode data for LGM. Inden for 500 modelår efter initialisering, CESM2s globale gennemsnitlige overfladetemperatur faldt til 11°C under den præindustrielle æra, ca. 5°C køligere end hvad de geologiske proxyer angiver. Sammenlignet med, modellens forgænger, CESM1, producerede værdier flere grader varmere og inden for usikkerhedsintervallerne for fuldmagterne.

Forfatterne tilskriver uoverensstemmelsen mellem CESM1 og CESM2, hvordan sidstnævnte håndterer skyer. Den atmosfæriske model i CESM2 er blevet opdateret, så de computersimulerede skyer opfører sig mere som observationer fra den virkelige verden, som påvirker kortbølget skyfeedback, skyernes evne til at reflektere indkommende sollys tilbage til rummet under klimaændringer. Da CESM2 blev konfigureret til at bruge den ældre models atmosfæriske pakke - som mangler disse opdateringer - forsvandt meget af det overskydende temperaturfald. Forfatterne foreslår, at CESM2 sandsynligvis overvurderer kortbølget skyfeedback og derfor ECS.

Resultaterne er i overensstemmelse med resultaterne fra andre undersøgelser af nuværende generations modeller, der viser høj ECS. Forskerne siger, at resultaterne eksemplificerer udfordringen ved at bruge nutidige observationer til at begrænse fremtidige klimaændringer og fremhæve værdien af ​​information fra tidligere episoder med klimaændringer.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Eos, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.