Hvordan vil planeten se ud om 50 år? Sådan finder klimaforskere ud af det

Forskere i klimaændringer kan ikke lide at bruge udtrykket "forudsigelse". Hellere, de laver "fremskrivninger" om planetens fremtid, når havniveauet stiger, skovbrande fejer Vesten og orkaner bliver mere voldsomme.

Det er der en god grund til.

I en verden fyldt med misinformation - om medicin, politik og klima, og stort set alt andet - en del af en videnskabers job involverer nu at undervise offentligheden i, hvordan videnskab fungerer. At overbevise offentligheden om at have tro på videnskab betyder at præcisere, målte projekter om fremtiden.

De er nødt til at overvinde det store spørgsmål:Kan du virkelig lave præcise fremskrivninger om, hvordan planeten vil se ud om 50 år, et århundrede fra nu?

Klimaforskere tror, ​​de kan, baseret på de sidste fem årtiers klimavidenskab, der har vist sig at være nøjagtig. Futurister, såsom Jamais Cascio, en fornem kollega for Institut for Fremtiden, en nonprofit -fremsynet gruppe med base i Silicon Valley, undersøge nuværende tendenser og tilgængelige data for at fastlægge sandsynlige resultater for fremtiden.

I dag, meget af Cascios arbejde er centreret omkring klimaforandringer, hjælpe mennesker med at forberede sig på fremtiden og træffe velinformerede beslutninger for en opvarmende verden.

"Alt i verden, "Sagde Cascio, "hvert fremtidigt resultat skal undersøges gennem klimaets linse."

I fremtiden, klimaændringer kan kun blive værre. Men hvor meget værre bliver det?

Forskere har stolet på klimamodeller i over 50 år. Til folk, der ikke er videnskabsfolk, det er udfordrende at forstå de beregninger, der går ind i disse fremskrivninger. Så, hvad er egentlig en klimamodel?

Meteorologer kan lave vejrudsigter for den næste time, eller endda uge, baseret på vejrdata og prognosemodeller, der bruger fugtighed, temperatur, lufttryk, vindhastighed, blandt andre nuværende atmosfæriske, land og oceaniske forhold. Men med klimaet, et bestemt regions vejr i gennemsnit over årtier, er lidt mere udfordrende at projektere og forstå.

En forlængelse af vejrudsigten, klimamodeller indregner endnu mere atmosfærisk, land- og oceanforhold for at lave prognoser på længere sigt. Ved hjælp af matematiske ligninger og tusinder af datapunkter, modellerne skaber repræsentationer af fysiske forhold på jorden og simuleringer af det nuværende klima.

Klimamodeller forudsiger, hvordan gennemsnitsforholdene vil ændre sig i en region i de kommende årtier, samt hvordan klimaet optrådte, før mennesker registrerede det.

Forskere kan derefter forstå, hvordan disse ændrede forhold kan påvirke planeten, hvilket især er nyttigt til at forstå klimaændringer, sagde Zeke Hausfather, en klimaforsker og direktør for klima og energi ved gennembrudsinstituttet, et miljøforskningscenter med base i Bay Area.

"Måske er det vigtigste (formål) at forsøge at foreslå de ændringer, der kan forekomme, når verden fortsætter med at udlede CO2 og andre drivhusgasser, "Sagde Hausfather.

Den første klimamodel, udviklet for over 50 år siden i klimavidenskabens tidlige dage, hjalp forskere med at måle, hvordan havet og atmosfæren interagerede med hinanden for at påvirke klimaet. Modellen forudsagde, hvordan temperaturændringer og forskydninger i hav- og atmosfæriske strømme kunne føre til klimaændringer.

I dag, disse modeller er meget mere komplicerede og kører på nogle af verdens mest kraftfulde supercomputere. For et årti siden, de fleste modeller brød verden op i segmenter på 250 kilometer, men nu er modellerne 100 kvadratkilometer. Flere regionale mønstre opstår, når simuleringer er i en finere skala.

"Folk tegner ikke et billede af temperatur og kuldioxid og trækker en streg igennem det og derefter ekstrapolerer det ind i fremtiden, "sagde Gavin A. Schmidt, en senior klimarådgiver hos NASA.

Gennem disse teknologiske fremskridt, disse modeller bliver endnu mere nyttige for forskere i at forstå fortidens klima, nutid og fremtid.

"Heldigvis, de gør ikke sådan et forfærdeligt stykke arbejde, "Sagde Schmidt.

Alt dette arbejder på at overbevise offentligheden og virksomhederne om at handle.

Et flertal af amerikanerne lægger allerede mærke til virkningerne af klimaændringer omkring dem, ifølge en undersøgelse fra Pew Research Center fra 2020. Men enkeltpersoner, virksomheder og politik skal "tilpasse sig et radikalt og farligt skiftende klima, "Sagde Cascio.

På det individuelle plan, mennesker skal overveje klimaet i alle deres monumentale beslutninger:om de skal have børn; hvilken bil der skal købes; hvordan man investerer; hvornår og hvor man kan købe et hus. Regeringerne har til opgave at træffe klimabeslutninger, der påvirker hele nationers fremtid, såsom om man skal investere i alternativ energi eller skrive politik, der dæmper emissioner.

Er klimamodeller nyttige?

I stedet for at tænke på klimamodeller som om de har ret eller ej, Schmidt sagde, at klimamodeller bør overvejes, om de giver nyttige prognoser.

"Fortæller de os ting? Får de tingene mere rigtigt, end du ville have gjort uden dem?" Sagde Schmidt.

Som regel, svaret er ja, og hvad disse modeller informerer forskere om, er afgørende for deres forståelse af det fremtidige klima.

Hausfather ved dette bedre end nogen anden, da han ledede en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve analyse af nøjagtigheden af ​​tidlige klimamodeller. Nogle af resultaterne blev inkluderet i den seneste rapport fra FN's klimapanel, der blev offentliggjort i august.

Husfar, sammen med medforfatter Schmidt, sammenlignede 17 modelfremskrivninger af global gennemsnitstemperatur udviklet mellem 1970 og 2007 med faktiske ændringer i den globale temperatur observeret i slutningen af ​​2017.

Hausfather og hans kolleger fandt lovende nyheder:De fleste modeller har været ret præcise. Mere specifikt, 10 af modelfremskrivningerne viser resultater i overensstemmelse med observationer. Af de resterende syv modelfremskrivninger, fire projekterede mere opvarmning end observeret, mens tre forventede mindre opvarmning end observeret.

Men Hausfather og hans kolleger indså, at dette ikke fortalte hele historien. Efter at have taget højde for forskelle mellem modellerede og faktiske ændringer i atmosfærisk kuldioxid og andre faktorer, der driver klimaet, det viser sig, at 14 ud af 17 modelfremskrivninger var "effektivt identiske" med opvarmning observeret i den virkelige verden.

"Det var et stærkt bevis på, at disse modeller reelt har ret, "Hausfather sagde." De gør et meget godt stykke arbejde med at forudsige globale temperaturer. "

Nøjagtigheden var særlig imponerende i de tidligste klimamodeller, Hausfather sagde, især i betragtning af det begrænsede observationsbevis for opvarmning dengang.

Men ikke alle de tidlige modeller var fejlfrie. En af de første klimamodeller, skabt i 1971 af klimaforskere Rasool og Schneider, projekterede, at verden ville køle af på grund af den kølende effekt af atmosfæriske aerosoler.

"(Forskerne) troede, at den afkølende effekt af disse aerosoler fra afbrænding af fossile brændstoffer, der ville reflektere sollys tilbage til rummet, ville være meget stærkere end drivhusgasens opvarmningseffekter, "Sagde Hausfather.

Mens 1970'erne stadig var i de tidlige dage med klimaforskning, det meste af tidens videnskabelige litteratur pegede stadig på en varmende fremtid som meget mere sandsynligt. Endnu, Rasool og Schneiders model ansporede stadig en masse nyhedshistorier om en potentiel istid. Selv i dag, modellen "bliver stadig travet af og til af folk, der forsøger at miskreditere klimavidenskaben i dag, "Sagde Hausfather.

Nu har modellen vist sig at være forkert. Det er enighed blandt klimaforskere om, at planeten ikke køler af - i stedet opvarmes den i en alarmerende hastighed.

Selv i dag, på trods af løftet om klimamodeller vist af Hausfaders undersøgelse, disse modeller har stadig deres begrænsninger, især med hensyn til usikkerheden om fremtidige emissioner. Klimaforskere er fysikere - ikke økonomer eller politologer, og det er udfordrende at forstå, hvordan politik vil forme emissionsstandarder.

"Vi har ikke en krystalkugle, der kan forudsige den fremtidige menneskelige adfærd med hensyn til, hvor meget vores emissioner vil ændre sig, "Hausfather sagde." Vi kan bare forudsige, hvordan klimaet vil reagere på emissionerne. "

Spørgsmål om nøjagtighed i klimamodeller opstår også stadig, når modeller skubbes uden for deres specifikke parametre. For at bekæmpe dette, klimamodeller fokuserer deres fremskrivninger på fysiske forhold set i den naturlige verden, i stedet for statistisk sandsynlighed, Sagde Schmidt.

Forskere har større tillid til forudsigeligheden af ​​fysik end statistik, fordi fysikken ikke ændrer sig i fremtiden. Forskere kan have tillid til, at de kan bruge disse modeller uden for den periode, hvor de har observationsdata, såsom at se på klimaet under den sidste istid, Sagde Schmidt.

"Hvordan tingene kommer til udtryk kan være anderledes, men den grundlæggende fysik ... de underliggende processer ændrer sig ikke rigtigt, "Sagde Schmidt.

Hausfather sagde, at der stadig er meget arbejde for at forbedre klimamodeller, men de bliver konsekvent bedre med tiden. Simuleringer af Jorden bliver skarpere, efterhånden som flere fysiske processer tilføjes, og computerkraft vokser.

Hvorfor lave fremskrivninger for fremtiden?

Mens klimaforskere fokuserer på fysik for at lave prognoser for det fremtidige klima, Cascio og andre futurister placerer videnskabelige data i en større sammenhæng, gøre fremsyn baseret på klimaændringer, ny teknologisk udvikling, såvel som politiske og sociale bevægelser. Futurisme er "hovedsageligt foregribende historie, "Sagde Cascio.

"Ideen er at tage videnskaben og integrere den i en historikers forståelse af, hvordan verden fungerer for at forsøge at få en fornemmelse af, hvad der er de mulige resultater, vi ser fremadrettet, "Sagde Cascio.

Men, ligesom med klimamodeller, usikkerhed er forbundet med fremskrivningernes art. Futurister ønsker ikke at love for meget, men de giver en prognose for, hvad der kan ske og årsager til, at det kan ske, Sagde Cascio.

De fleste af Cascios arbejde med klimaforandringsprojekter er en grum fremtid. I hans perspektiv, en "absolut radikal" og "transformativ" klimaplan er nødvendig for at foretage den nødvendige ændring. Planer, der er "fornuftige og acceptable (er) næsten bestemt ikke nok."

"Jeg vil virkelig tage fejl af alt det her, "Sagde Cascio, "fordi der ikke er nogen fremtid, der ikke rigtig er deprimerende for den næste generation."

På trods af den fortvivlelse, som mange klimaforskere og fremtidsforskere projekterede, der er stadig håb. Hvis de globale emissioner kan sænkes til nul, Hausfather sagde, at de bedste klimamodelestimater illustrerer, at verden vil stoppe med at varme op.

"Det er ikke for sent at handle, "Hausfather sagde." Verden er ikke låst inde i en særlig mængde opvarmning. "

Cascio forsøger stadig at betragte sig selv som en langsigtet optimist for fremtiden, fordi de ændringer, der er nødvendige for at afbøde klimaændringer, også vil føre til en meget mere "gennemsigtig og retfærdig" verden, han sagde.

"Hvis vi kan klare det i anden halvdel af dette århundrede, der er en meget god chance for, at det, vi ender med, er en virkelig vidunderlig verden, "Sagde Cascio.

© 2021 The Sacramento Bee (Sacramento, Californien.)

Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.