Bedre matematik summerer op til billioner i klimarelaterede besparelser:Statistikere dæmper usikkerheden i klimamodeller

En ny undersøgelse reducerer i høj grad usikkerheden i forudsigelser om klimaændringer, et træk, som økonomer siger, kan spare verden for billioner i tilpasninger til en varmere fremtid. Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications , betragter snesevis af klimamodeller fra forskellige lande, der adskiller sig i omfanget af den globale opvarmning, som de forudser at indtræffe i slutningen af ​​århundredet.

Opvarmning i disse modeller er forårsaget af emissioner af kuldioxid eller CO₂ , i atmosfæren. CO₂ er en drivhusgas, som skaber en slags tæppe i atmosfæren, som fanger varme fra Jordens overflade og forhindrer den i at udstråle ud i rummet.

"Alle modellerne forudsiger opvarmning, når CO₂ er fordoblet. Men deres forudsigelser varierer meget fra hinanden, fra 1,3 til 3 grader Celsius. Og det er et problem," sagde King-Fai Li, undersøgelsens første forfatter og UC Riverside assisterende professor i miljøvidenskab og statistik.

Paris-aftalen fra 2015 har til formål at holde den fremtidige globale opvarmning under 1,5 grader Celsius for at undgå uoprettelige skader. Klimamodeller, der forudsiger en opvarmning på 1,3 grader Celsius i slutningen af ​​århundredet, indebærer en mere afslappet tidslinje for menneskeheden til at vende klimaændringerne. Men forudsigelsen af ​​3 graders opvarmning fra andre modeller tyder på, at der er behov for meget mere presserende handling.

"Andre undersøgelser har fundet ud af, at en hasteadoption af umoden teknologi til vedvarende energi kan forårsage økonomisk skade for titusindvis af billioner af dollars," sagde Ka-Kit Tung, undersøgelsens tilsvarende forfatter ved University of Washington.

Der har også været nogle diskussioner blandt fremtrædende klimaforskere om, hvorvidt den seneste generation af klimamodeller udarbejdet af det mellemstatslige panel om klimaændringer kører for varmt, hvilket betyder, at de spekulerer på, om den forventede opvarmning er for stor.

"Der er et spørgsmål om, hvorvidt disse klimamodeller er troværdige," sagde Li. Alle klimamodeller kan nøjagtigt simulere kendt historisk opvarmning i de sidste 150 år, men deres forudsigelser om fremtidig opvarmning divergerer selv givet de samme emissionsscenarier. Det er her det aktuelle dilemma ligger.

"Vi er afhængige af modeller for at fortælle os præcis, hvor varm fremtiden kan være, men forskellige modeller forudsiger forskellige grader af opvarmning ved udgangen af ​​dette århundrede," sagde Li. "Den usikkerhed, der er genereret af disse forskelle, har varet ved i fire årtier på trods af store bestræbelser på at reducere den."

For at øge specificiteten af ​​forudsigelserne og for at måle deres nøjagtighed brugte Li og Tung et naturligt fænomen – den 11-årige solcyklus – til at undersøge Jordens klimarespons på øget CO₂ i atmosfæren.

I 1613 brugte Galileo Galilei et nyligt opfundet teleskop og opdagede mørke pletter, der bevægede sig hen over solens overflade. Antallet af solpletter ændrer sig over tid, i cyklusser. Den 11-årige solpletcyklus, som den er kendt nu, påvirker strålingen, der når Jorden, og bliver skiftevis stærkere og svagere.

"Hver gang solen naturligt bliver varmere, øger den strålingen, der går ind i atmosfæren på Jorden," sagde Li. Ændringerne i solstråling er blevet målt af satellitter i kredsløb siden 1970'erne.

I cirka femårige perioder, hvor solens stråling bliver stærkere, stiger den gennemsnitlige jordoverfladetemperatur med 0,1 grad celsius. Selvom denne mængde af opvarmning er meget mindre end sandsynlig opvarmning på grund af CO₂ stiger, den måde Jorden reagerer på solpletter og CO₂ er analog.

"En model med en svag respons på den 11-årige solcyklus producerer også en svag respons på CO₂ øge. Kun modeller, der kan producere en solcyklusrespons i overensstemmelse med observation, kunne have tillid til at producere den korrekte opvarmning på grund af drivhusgasser," sagde Li.

Li og Tung fandt otte modeller, der stemmer overens inden for usikkerhedsintervallet for de observerede solcyklusresponser, og de konkluderede, at disse modeller generelt ikke overforudsiger mængden af ​​opvarmning eller kører for "varmt." Den værdi, de forudsiger, er omkring 2,2 grader Celsius, når mængden af ​​CO₂ i atmosfæren fordobles i forhold til præindustrielle værdier.

Nogle økonomer har anslået, at en halvering af usikkerhedsspredningen i klimaforudsigelser kan spare verden 10 billioner dollars. Denne undersøgelse gik længere end det og reducerede spredningen med to tredjedele.

Tilfredse med dette resultat håber forskerne yderligere at understrege værdien af ​​at bruge informationen til at styrke infrastrukturen.

"Der er nogle, der ikke forstår alvoren af ​​verdens klimasituation. De forstår ikke, at vendepunktet opstår én gang, og når vi når det, er der ingen måde at komme tilbage på," sagde Li.

"Hedebølgerne, tørken, megabrande og nogle steder kuldebølger - konsekvenserne vil være katastrofale i form af skader og tab af liv. Bedre forudsigelser om, hvordan vores verden vil se ud om 100 år, giver os en kæmpe chance for at tilpasse os. ."

Flere oplysninger: King-Fai Li et al, Solcyklus som en særskilt bevislinje, der begrænser Jordens forbigående klimarespons, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43583-7

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of California - Riverside