Ja, et par klimamodeller giver uventede forudsigelser, men teknologien er fortsat et stærkt værktøj

Den længe ventede nye rapport fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) kommer senere i dag. Forud for udgivelsen debat er brudt ud om computermodellerne i hjertet af globale klimaprognoser.

Klimamodeller er et af mange værktøjer, videnskabsmænd bruger til at forstå, hvordan klimaet ændrede sig i fortiden, og hvad det vil gøre i fremtiden.

En nylig artikel i det eminente amerikanske magasin Science stillede spørgsmålstegn ved, hvordan IPCC vil håndtere nogle klimamodeller, der "kører varme". Nogle modeller, den sagde, har forudsagt de globale opvarmningsrater, "som de fleste videnskabsmænd, herunder modelproducenterne selv, mener, at de er utroligt hurtige. "

Nogle kommentatorer, inklusive i Australien, tolkede artiklen som et bevis på, at klimamodellering havde fejlet.

Så skal vi bruge klimamodeller? Vi er klimaforskere fra Australiens Center of Excellence for Climate Extremes, og vi mener, at svaret er et klart ja.

Vores forskning bruger og forbedrer klimamodeller, så vi kan hjælpe Australien med at klare ekstreme begivenheder, nu og i fremtiden. Vi ved, hvornår klimamodeller kører varmt eller koldt. Og at identificere en fejl i nogle klimamodeller betyder ikke, at videnskaben har fejlet - faktisk, det betyder, at vores forståelse af klimasystemet har udviklet sig.

Så lad os se på, hvad du bør vide om klimamodeller forud for IPCC -resultaterne.

Hvad er klimamodeller?

Klimamodeller omfatter millioner af linjer computerkode, der repræsenterer fysik og kemi i de processer, der udgør vores klimasystem. Modellerne kører på kraftige supercomputere og har simuleret og forudsagt global opvarmning med bemærkelsesværdig nøjagtighed.

De viser utvetydigt, at opvarmningen af ​​planeten siden den industrielle revolution skyldes menneskeskabte udledninger af drivhusgasser. Dette bekræfter vores forståelse af drivhuseffekten, kendt siden 1850'erne.

Modeller viser også, at intensiteten af ​​mange nylige ekstreme vejrbegivenheder rundt om i verden i det væsentlige ville være umulige uden denne menneskelige indflydelse.

Forskere bruger ikke klimamodeller isoleret, eller uden at overveje deres begrænsninger.

I et par år nu, Forskere har vidst, at nogle nye generationers klimamodeller sandsynligvis overvurderer global opvarmning, og andre undervurderer det.

Denne erkendelse er baseret på vores forståelse af Jordens klimafølsomhed - hvor meget klimaet vil varmes, når kuldioxidniveauet (CO₂) i atmosfæren fordobles.

Før industrielle tider, CO₂-niveauerne i atmosfæren var 280 ppm. Så en fordobling af CO₂ vil ske med 560 dele pr. Million. (til kontekst, vi er i øjeblikket på omkring 415 dele pr. million).

Det seneste videnskabelige bevis, ved hjælp af observeret opvarmning, palæoklimadata og vores fysiske forståelse af klimasystemet, antyder, at de globale gennemsnitlige temperaturer højst sandsynligt vil stige med mellem 2,2 ℃ og 4,9 ℃, hvis CO₂-niveauerne fordobles.

Det store flertal af klimamodeller kører inden for dette klimafølsomhedsområde. Men nogle gør det ikke - i stedet foreslår en temperaturstigning så lavt som 1,8 ℃ eller høj som 5,6 ℃.

Det menes, at forspændingerne i nogle modeller stammer fra repræsentationer af skyer og deres interaktioner med aerosolpartikler. Forskere begynder at forstå disse skævheder, opbygge vores forståelse af klimasystemet og hvordan man kan forbedre modeller yderligere i fremtiden.

Med alt dette i tankerne, forskere bruger klimamodeller forsigtigt, give større vægt til fremskrivninger fra klimamodeller, der er i overensstemmelse med andre videnskabelige beviser.

Den følgende graf viser, hvordan de fleste modeller er inden for det forventede klimafølsomhedsområde – og at have nogle kørende lidt varmt eller koldt ændrer ikke det overordnede billede af fremtidig opvarmning. Og når vi sammenligner modelresultater med den opvarmning, vi allerede har observeret over Australien, der er ingen indikation af, at modellerne er for lave mad.

Hvordan ser fremtiden ud?

Fremtidige klimaprognoser produceres ved at give modeller forskellige muligheder for drivhusgaskoncentrationer i vores atmosfære.

De seneste IPCC-modeller bruger et sæt muligheder kaldet "Shared Socioeconomic Pathways" (SSP'er). Disse veje matcher forventet befolkningstilvækst, og hvor og hvordan mennesker vil bo, med plausible niveauer af atmosfæriske drivhusgasser, som ville følge af disse socioøkonomiske valg.

Vejene spænder fra lavemissionsscenarier, der også kræver betydelig atmosfærisk CO₂-fjernelse – hvilket giver verden en rimelig chance for at opfylde Paris-aftalens mål – til højemissionsscenarier, hvor temperaturmålene er langt overskredet.

Forud for IPCC-rapporten, nogle siger, at scenarierne med høj emission er for pessimistiske. Men ligeledes, det kunne argumenteres for manglen på klimaindsats i det sidste årti, og fravær af teknologi til at fjerne store mængder CO₂ fra atmosfæren, betyder, at lavemissionsscenarier er for optimistiske.

Hvis landene opfylder deres eksisterende emissionsreduktionsforpligtelser i henhold til Paris-aftalen, vi kan forvente at lande et sted midt i scenarierne. Men fremtiden afhænger af vores valg, og vi bør ikke afvise nogen vej som usandsynlig.

Der er stor værdi i at kende både de fremtidige risici, der skal undgås, og hvad der er muligt under ambitiøs klimaindsats.

Hvor skal man hen herfra?

Vi kan forvente, at IPCC-rapporten er dybt bekymrende. Og desværre, 30 års IPCC-historie fortæller os, at resultaterne er mere tilbøjelige til at være for konservative end for alarmerende.

En enorm global indsats – både videnskabeligt og med hensyn til computerressourcer – er nødvendig for at sikre, at klimamodeller kan give endnu bedre information.

Klimamodeller er allerede fænomenale værktøjer i stor skala. Men i stigende grad Vi får brug for dem til at lave fremskrivninger i fin skala for at hjælpe med at besvare spørgsmål som:hvor skal man plante skove for at mindske kulstof? Hvor skal man bygge oversvømmelsessikring? Hvor kan afgrøder bedst dyrkes? Hvor ville vedvarende energiressourcer være bedst placeret?

Klimamodeller vil fortsat være et vigtigt værktøj for IPCC, politiske beslutningstagere og samfundet, når vi forsøger at håndtere de uundgåelige risici forude.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.