Der er ingen tidsrejse klimatologer: hvorfor vi bruger klimamodeller

Der er ingen tidsrejse klimatologer: hvorfor vi bruger klimamodeller
Forbedringer i nyere klimamodeller har resulteret i større usikkerhed i fremtidige klimaprognoser. Er klimamodeller mangelfulde og bliver værre?
NASA Goddard Space Flight Center 

De første klimamodeller blev bygget på grundlæggende love inden for fysik og kemi og designet til at studere klimasystemet. Nu er brugen af ​​klimamodeller opvarmet i den offentlige diskussion af vores skiftende klima.

Klimamodeller repræsentere den fysiske verden ved hjælp af en række ligninger baseret på disse kendte fysiske love. Disse modeller er virtuelle laboratorier; dette er de værktøjer, der giver os mulighed for at udføre eksperimenter, som vi ikke kan udføre i den virkelige verden.

Som ethvert videnskabeligt udstyr er klimamodeller omhyggeligt udviklet og kontrolleret. Vi baserer vores tillid til en model på dens evne til at gengive det aktuelle klima og observerede ændringer og også vigtige tidsperioder for forbi.

At få det rigtigt

Klimamodeller fanger pålideligt mange aspekter af vores klimasystem. Modeller gengiver mange vigtige naturlige klimaprocesser, herunder sæsonbestemt og dagligt temperaturcyklusser, som vi oplever i den virkelige verden.

Klimamodeller reagerer også nøjagtigt på forstyrrelser uden for selve klimasystemet. I 1992 NASA-forskere brugte vulkanudbruddet Mt Pinatubo som en test for deres model. De forudsagde nøjagtigt den observerede klimafkøling, der spillede sig ud i den virkelige verden i de tidlige 1990'ere som svar på disse vulkanske aerosoler.

Sammenligning af forudsagt klimamodelrespons på vulkanudbrud i Pinatubo og observeret afkøling.
Sammenligning af forudsagt klimamodelrespons på vulkanudbrud i Pinatubo og observeret afkøling.
Modificeret fra Mount Pinatubo-udbrud: Effekter på atmosfæren og klimaet (1996)

Modeller fanger også den observerede opvarmning fra det 20. århundrede i globale temperaturer som svar på stigende drivhusgasser. Faktisk lavede forskere præcis klimamodel forudsigelser af global opvarmning allerede i 1975, allerede før kraftig opvarmning blev tydeligt i observationsregistre.

Klimamodel forudsigelser foretaget i 1975 sammenlignet med observationer. Modificeret fra skeptisk videnskab
Forudsigelser om klimamodeller foretaget i 1975 sammenlignet med observationer.
Modificeret fra skeptisk videnskab (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Eksperimentere i den virtuelle verden

Disse virtuelle laboratorier hjælper os også med at forstå arten af ​​interaktioner mellem de sammenkoblede komponenter på jorden. Vi kan se hvordan ændringer i jordoverfladen fra skovrydning og landbrug har betydelige virkninger på klimaet.

Vi kan også undersøge klimasystemets reaktion på store forstyrrelser eller ”tvang”. Tidligere undersøgelser Vis at storstilet forstyrrelse kan forekomme i havstrømmene og lufttemperaturerne som reaktion på idealiserede isarksmeltning i det nordlige Atlanterhav.

Modeller tillader os også at undersøge fremtidige ændringer. modeller projekt en betydelig opvarmning i ekstreme temperaturer i det næste århundrede, hvilket hjælper os med at vurdere potentialet for fremtidige påvirkninger på sårbare systemer.

Ser man på det store billede

På trods af disse modelleringsucces kan vi det aldrig perfekt beskriv vores komplekse, kaotiske fysiske verden med en række ligninger. Små ændringer kan påvirke klimasystemet på komplicerede måder, og vi udvikler stadig vores teoretiske forståelse af de mest komplekse aspekter af klimasystemet.

For eksempel forbliver nøjagtigt modellering af skyer en udfordring. Vi ved det ikke præcist nok hvordan skyer dannes, hvilket betyder, at vi ikke nødvendigvis ved, hvordan vi bedst repræsenterer skyprocesser i en klimamodel. Den nødvendige tilnærmelser vi laver i modellering af sky dannelse kan føre til forskelle mellem modeller og den virkelige verden, såsom for meget vedvarende regnregn i modellerne.

Vores tillid til modelresultater er tæt knyttet til rumlige og tidsmæssige skalaer. For modeller i global skala opnås mere robuste resultater, der undersøger ændringer på længere sigt, i større målestok end på bestemte steder på bestemte tidspunkter.

I alle disse undersøgelser er der ingen enkelt bedste klimamodel, men en samling modeller, der skal bruges sammen. I mellemtiden har vi en i et sæt sæt tilgængelige observationer af den virkelige verden klima med al dens iboende kaotiske variation. For at redegøre for dette kaotiske element vurderer vi, hvordan gennemsnittet og rækkevidden af ​​en gruppe modeller sammenlignes med observationer.

Når vi bruger denne tilgang, og vi overvejer store ændringer over årtier eller mere, er klimamodeller magtfulde værktøjer, der giver os mulighed for at tage spørgsmål om fortid, nutid og fremtidig klimaændring.

Den nyeste teknik

IPCCs femte vurderingsrapport forventes snart og inkluderer evalueringer af seneste generation af klimamodeller. Det virker modintuitivt, men tidligt resultater antyder, at betydelige modelforbedringer kan have resulteret i bredere, snarere end mindre, usikkerheder i fremtidige klimaprognoser.

Resterende usikkerhed tyder ikke på, at modellerne bliver værre, eller at vores forståelse af klimaændringer bliver mindre klar. Faktisk er klimamodeller forbedret med at simulere meget af det observerede klima.

Disse fremtidige usikkerheder stammer delvist fra de nyere modeller, der nu indeholder en større række vigtige, men komplekse processer. For eksempel kan modeller nu omfatte små partikler af industriel forurening og interaktion mellem klima, vegetation og landoverfladen.

Vi kan Smag udvikling af klimamodeller til naturligt valg. Succesrige modeller og deres komponenter trives, mens mindre effektive efterhånden falder og bliver udryddede.

Videnskabelige, ikke politiske, værktøjer

På trods af nylige forbedringer er klimamodeller blevet en stridsspænding. Modeller er stadig mere politiseret og modelbaserede undersøgelser fremkalder ofte opvarmede svar på, at klimamodeller er mangelfulde og ikke kan tillid til.

Disse forventninger til model perfektion er forkert placeret; Selvom modelvis sikkerhed aldrig kan opnås, er vi sikre på vores brug af klimamodeller.

meteorologer Knutson og Tuleya bemærk, at "hvis vi havde observationer af fremtiden, ville vi åbenbart have tillid til dem mere end modeller, men desværre er observationer af fremtiden ikke tilgængelige på dette tidspunkt".

I mangel af tidsrejserende klimatologer er modeller uovertrufne værktøjer til at forstå vores skiftende klimasystem. Det vil sige, klimamodeller er videnskabelige værktøjer. Vi bør anerkende dem som sådan og betragte dem med streng videnskabelig, ikke politisk, skepsis.

Om forfatterneThe Conversation

Sophie Lewis, postdoktorisk stipendiat, University of Melbourne og Sarah Perkins-Kirkpatrick, stipendiat efter doktorgradsforskning, UNSW

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

Relaterede bøger

Den ubeboelige jord: Life After Warming Kindle Edition

af David Wallace-Wells
0525576703Det er værre, meget værre, end du tror. Hvis din angst for global opvarmning domineres af frygt for stigning i havniveau, skraber du næppe overfladen på, hvilke frygt der er muligt. I Californien raser nu ildebrande året rundt og ødelægger tusinder af hjem. Overalt i USA stormer "500-år" pummelsamfund måned efter måned, og oversvømmelser fortrænger titusinder af millioner årligt. Dette er kun en forhåndsvisning af de kommende ændringer. Og de kommer hurtigt. Uden en revolution i, hvordan milliarder af mennesker dirigerer deres liv, kunne dele af Jorden blive tæt på ubeboelig og andre dele uhyggeligt uvurderlige, så snart slutningen af ​​dette århundrede. Fås på Amazon

Isens ende: At bære vidne og finde mening i vejen for klimaforstyrrelse

af Dahr Jamail
1620972344Efter næsten et årti oversøisk som krigsreporter, vendte den anerkendte journalist Dahr Jamail tilbage til Amerika for at fornye sin lidenskab for bjergbestigning, kun for at finde ud af, at skråningerne, han engang havde klatret, er uigenkaldeligt ændret af klimaforstyrrelser. Som svar tager Jamail ud på en rejse til de geografiske frontlinier af denne krise - fra Alaska til Australiens Great Barrier Reef via Amazonas regnskov - for at opdage konsekvenserne for naturen og mennesker for tabet af is.  Fås på Amazon

Vores jord, vores arter, vores selv: Hvordan man trives, mens man skaber en bæredygtig verden

af Ellen Moyer
1942936559Vores knapeste ressource er tid. Med beslutsomhed og handling kan vi implementere løsninger snarere end at sidde på sidelinjen med skadelige virkninger. Vi fortjener og kan have et bedre helbred og et renere miljø, et stabilt klima, sunde økosystemer, bæredygtig brug af ressourcer og mindre behov for skadekontrol. Vi har så meget at vinde. Gennem videnskab og historier, Our Earth, Our Species, Our Selves gør sagen til håb, optimisme og praktiske løsninger, vi kan tage individuelt og kollektivt for at gøre vores teknologi grønn, grøn vores økonomi, styrke vores demokrati og skabe social lighed. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook ikontwitter-ikonyoutube-ikoninstagram ikonpintrest ikonrss ikon

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigration er begyndt
Den store klimamigration er begyndt
by Super Bruger
Klimakrisen tvinger tusinder over hele verden til at flygte, da deres hjem bliver stadig mere ubeboelige.
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
by Alan N Williams et al
Den seneste rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC) siger, at uden et væsentligt fald ...
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
by Toby Tyrrell
Det tog udvikling 3 eller 4 milliarder år at producere Homo sapiens. Hvis klimaet havde svigtet helt en gang i det ...
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
by Brice Rea
Slutningen af ​​den sidste istid, omkring 12,000 år siden, var præget af en sidste kold fase kaldet de Yngre Dryas ...
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Forestil dig, at du er ved kysten og ser ud til havet. Foran dig ligger 100 meter golde sand, der ligner en…
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære meget om klimaforandringer fra Venus, vores søsterplanet. Venus har i øjeblikket en overfladetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
De fem klimatro: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
by John Cook
Denne video er et nedbrudskurs i misinformation om klimaet, der opsummerer de vigtigste argumenter, der bruges til at rejse tvivl om virkeligheden ...
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i det arktiske hav til et lavt punkt i midten af ​​september. I år måler den kun 1.44 ...

SENESTE ARTIKLER

grøn energi2 3
Fire grønne brintmuligheder for Midtvesten
by Christian Tae
For at afværge en klimakrise bliver Midtvesten ligesom resten af ​​landet nødt til at dekarbonisere sin økonomi fuldt ud ved at...
ug83qrfw
Større barriere for efterspørgselsrespons skal ophøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale tilsynsmyndigheder gør det rigtige, kan elkunder i hele Midtvesten snart være i stand til at tjene penge, mens...
træer at plante til klima2
Plant disse træer for at forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny undersøgelse fastslår levende egetræer og amerikanske plataner som mestre blandt 17 "supertræer", der vil hjælpe med at gøre byer...
nordhavets havbund
Hvorfor vi skal forstå havbundens geologi for at udnytte vindene
by Natasha Barlow, lektor i kvartær miljøændring, University of Leeds
For ethvert land, der er velsignet med nem adgang til det lavvandede og blæsende Nordsø, vil havvind være nøglen til at møde net...
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
by Bart Johnson, professor i landskabsarkitektur, University of Oregon
En løbeild, der brænder i varme, tørre bjergskove, fejede gennem Gold Rush -byen Greenville, Californien, den 4. august…
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovede Xi Jinping, at Kina "strengt vil kontrollere kulkraft ...
Blåt vand omgivet af dødt hvidt græs
Kort sporer 30 års ekstrem snesmeltning i hele USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nyt kort over ekstreme snesmeltingshændelser i løbet af de sidste 30 år tydeliggør de processer, der driver hurtig smeltning.
Et fly taber rød brandhæmmende til en skovbrand, da brandmænd parkeret langs en vej ser op i den orange himmel
Modellen forudsiger 10-års udbrud af brande, derefter gradvis tilbagegang
by Hannah Hickey-U. Washington
Et kig på den langsigtede fremtid for naturbrande forudsiger en indledende cirka ti år lang eksplosion af naturbrandaktiviteter, ...

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Nye holdninger - nye muligheder

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marked
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf-publikationer. Alle rettigheder forbeholdes.