Nye havtemperaturdata hjælper videnskabsmænd med deres varme forudsigelser

Så mange klimamodeller, så lidt tid … En ny måde at måle havtemperaturer på hjælper videnskabsmænd med at sortere sandsynlige scenarier fra usandsynlige scenarier med global opvarmning.

Vi har hørt, at stigende temperaturer vil føre til stigende havniveauer, men hvad mange måske ikke er klar over er, at det meste af stigningen i energi i klimasystemet sker i havet.

Nu har en undersøgelse fra forskere fra UNSW Sydney og CSIRO vist, at et relativt nyt havtemperaturmåleprogram – Argo-systemet til profilering af flydere – kan hjælpe med at fortælle os, hvilken klimamodellering for det 21. århundrede vi bør være mest opmærksomme på.

Professor John Church fra UNSW's Climate Change Research Center i School of Biological, Earth and Environmental Sciences siger undersøgelsen offentliggjort i dag i Natur klimaændringer er et forsøg på at indsnævre det forventede område for fremtidige havtemperaturstigninger til slutningen af ​​det 21. århundrede ved hjælp af modelsimuleringer, der er mest i overensstemmelse med Argos fund i årene 2005 til 2019.

"De modeller, der projekterede meget høj absorption af varme fra havet i 2100, har også urealistisk høj havabsorption i løbet af Argo-måleperioden, " siger Prof. Church.

"Ligeledes, der er modeller med lavere varmeabsorption i fremtiden, som heller ikke svarer til Argo-dataene. Så vi har effektivt brugt Argo-observationerne til at sige, "hvilken af ​​disse modeller stemmer bedst overens med observationerne og begrænser derfor fremskrivninger for fremtiden?"

Opkaldt efter båden, som den græske mytologiske helt Jason rejste med på jagt efter den gyldne fleece, Argo-flåderne er fyldt med højteknologisk udstyr, der måler havtemperaturer til dybder på op til 2000 meter.

Hver Argo-float sender målinger til satellitter, som derefter sender resultaterne til analysecentre rundt om i verden. Der er mere end 3500 flydere spredt rundt om på kloden, med størstedelen af ​​dem administreret af USA (mere end 2000), mens Australien står for det næsthøjeste antal flydere, nummer 317.

Prof. Church siger, at Argo-flåderne tilbyder et nyt niveau af nøjagtighed i temperaturmåling. Ikke alene er de højteknologiske instrumenter mere pålidelige end tidligere, men dækningen af ​​planetens oceaner er så meget mere grundig.

"Tidligere var vi afhængige af, at forskningsskibe lavede målinger med meget høj nøjagtighed, men kun i meget begrænsede områder. Eller vi ville få handelsskibe til at kaste forbrugsinstrumenter i vandet, hvilket gav bedre dækning, men med meget mindre præcise instrumenter.

"Ved at bruge disse tilgange, der var meget større huller i det sydlige ocean, fordi disse farvande var mindre trafikerede."

Allestedsnærværelsen af ​​Argo-flåderne tilbyder hidtil uset realtidsovervågning af havtemperaturer, som vil hjælpe oceanografer og klimaforskere med at begrænse deres klimaprognoser baseret på denne højere opløsning og nøjagtighed af data.

Den fulde historie

En af fordelene ved holdets analyse af Argo-dataene er, at jord- og lufttemperaturer kun fortæller en del af historien om planetens samlede varmeabsorption. Prof. Church siger, at den tilsyneladende stabilitet af temperaturer i det tidlige 21. århundrede ikke svarede til Argos registrering af havtemperaturer i samme periode.

"Mere end 90 procent af den energi, der fanges af drivhusgasser, er lagret i havet og kun omkring 1 procent i den opvarmende atmosfære, " han siger.

"I det første årti af dette århundrede, Den gennemsnitlige overfladetemperatur steg ikke så meget. Og det skabte meget plads for klimaskeptikere at sige 'hvilke klimaændringer?'" Men i hele den periode, oceanerne fortsatte med at optage varme - og det er her, de 90 procent af energien i havet mod 1 procent i atmosfæren bliver kritisk vigtige i det samlede klimasystem.

"Klimasystemet øgede stadig sit samlede varmeindhold i denne periode."

Klimaprognoser

Det viser sig, at fremskrivningerne af stigende luft- og havtemperaturer fra nogle modeller i et nyligt sæt modellering i Coupled Model Intercomparison Project opvarmes for hurtigt.

Modellerne i CMIP5, som blev afsluttet fra 2010 til 2014, passer bedre ind i Argo-observationerne end CMIP6, som først for nylig blev afsluttet.

"Nogle af de 28 CMIP6-modeller, vi brugte, var mere følsomme over for drivhusgasser for deres fremskrivninger, " siger Prof. Church.

"Projektioner af klimaændringer til slutningen af ​​århundredet tager alle højde for virkningerne af drivhusgasemissioner, som allerede er ansvarlige for meget af de øgede temperaturer, vi har set i det 20. og begyndelsen af ​​det 21. århundrede.

"Selv hvis vi tager stærke skridt nu for at begrænse emissionerne til den øvre grænse af Paris-aftalens mål om 2oC global overfladeopvarmning, havets temperaturer forventes stadig at stige fem til ni gange den observerede opvarmning i 2081-2100, med 8 til 14 cm stigning i havniveauet alene fra udvidelsen af ​​opvarmet havvand."

Uden en samlet indsats for at dæmme op for emissioner, havene er indstillet til at opvarme med 11 til 15 gange den opvarmning, som Argo observerede i 2005-2019, med havniveauet, der forventes at stige 17 til 26 cm alene fra udvidelsen af ​​opvarmet havvand, og stiger yderligere fra tilsætning af vand til havet fra gletsjere og iskapper.

Prof. Church siger, at Argo-dataene har givet videnskabsmænd meget mere solide tal at arbejde med, når de laver fremskrivninger om opvarmning. Faktisk, det sandsynlige område for de begrænsede fremskrivninger, der bruger Argo-dataene, er 17 procent snævrere end IPCC's sjette vurderingsrapport.

"Mens en længere Argo-observationsperiode vil give os mulighed for yderligere at stramme rækkevidden af ​​den forventede havopvarmning og havniveaustigning, Argo-observationerne og klimamodelfremskrivningerne fremhæver allerede behovet for hurtigt og meget væsentligt at mindske vores drivhusgasemissioner, hvis vi skal undgå farlige konsekvenser af havopvarmning og havniveaustigning."