Aikamatkustavia klimatologeja ei ole: Miksi käytämme ilmastomalleja

Aikamatkustavia klimatologeja ei ole: Miksi käytämme ilmastomalleja Uudempien ilmastomallien parannukset ovat johtaneet suurempiin epävarmuustekijöihin tulevissa ilmastoennusteissa. Onko ilmastomallit puutteellisia ja pahenevat? NASA Goddard Space Flight Center

Ensimmäiset ilmastomallit rakennettiin fysiikan ja kemian peruslakien ja suunniteltu opiskelemaan ilmastojärjestelmä. Ilmastomallien käyttö on nyt lämmitettyä muuttuvan ilmastomme julkisessa keskustelussa.

Ilmastomallit edustaa fyysisessä maailmassa käyttämällä joukko yhtälöitä, jotka perustuvat näihin tunnettuihin fyysisiin lakeihin. Nämä mallit ovat virtuaalisia laboratorioita; nämä ovat työkalut, joiden avulla voimme tehdä kokeita, joita emme voi suorittaa todellisessa maailmassa.

Kuten kaikki tieteelliset laitteet, ilmastomallit kehitetään ja tarkastetaan huolellisesti. Perustamme luottamuksemme malliin sen kykyyn toistaa nykyinen ilmasto ja havaitut muutokset ja myös mallin keskeiset ajanjaksot Ohi.

Oikea se

Ilmastomallit kaappaavat luotettavasti ilmastojärjestelmän monet näkökohdat. Mallit toistavat monia tärkeitä luonnollisia ilmastoprosesseja, mukaan lukien kausiluonteinen että päivittäin lämpötilasyklit, joita koemme todellisessa maailmassa.

Ilmastomallit reagoivat tarkasti myös itse ilmastojärjestelmän ulkoisiin häiriöihin. Vuonna 1992 NASA: n tutkijat käytti Mt Pinatubon tulivuorenpurkausta testinä mallilleen. He ennustivat tarkkaan havaitun ilmaston jäähdytyksen, joka reaalimaailmassa tapahtui 1990-luvun alussa vasteena näille tulivuoren aerosoleille.

Aikamatkustavia klimatologeja ei ole: Miksi käytämme ilmastomalleja Vertailu ennustetusta ilmastomallin vasteesta Mt Pinatubon tulivuorenpurkaukseen ja havaittuun jäähtymiseen. Muokattu Mount Pinatubo -purkauksesta: vaikutukset ilmakehään ja ilmastoon (1996)

Mallit kuvaavat myös havaittua 20-luvun ilmaston lämpenemistä globaaleissa lämpötiloissa vastauksena kasvihuonekaasujen lisääntymiseen. Itse asiassa tutkijat tekivät tarkka ilmastomalli ennusteet maailmanlaajuisen lämpenemisen jo vuonna 1975, jopa ennen voimakasta lämpenemistä ilmeni havaintorekistereissä.

Aikamatkustavia klimatologeja ei ole: Miksi käytämme ilmastomalleja Vuonna 1975 tehdyt ilmastomallin ennusteet verrattuna havaintoihin. Muokattu Skeptical Science -sivustolta (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Kokeilu virtuaalimaailmassa

Nämä virtuaalilaboratoriot auttavat meitä myös ymmärtämään maan toisiinsa kytkettyjen komponenttien vuorovaikutuksen luonnetta. Voimme nähdä kuinka muutokset metsien hävittämisellä ja maataloudella on merkittäviä vaikutuksia ilmastoon.

Voimme myös tutkia ilmastojärjestelmän reagointia suuriin häiriöihin tai ”pakotuksiin”. Aiemmat opinnot näyttää että valtameren virtauksissa ja ilman lämpötiloissa voi tapahtua suuria häiriöitä vastauksena Pohjois-Atlantin sulatukseen idealisoidulle jäälevylle.

Mallien avulla voimme myös tutkia tulevia muutoksia. mallit projekti huomattava lämpötilan äärimmäinen lämpeneminen seuraavan vuosisadan aikana, mikä auttaa meitä arvioimaan tulevia vaikutuksia haavoittuviin järjestelmiin.

Tarkastellaan suurta kuvaa

Näistä mallinnuksen onnistumisista huolimatta voimme ei ikinä täydellisesti kuvailemaan monimutkaista, kaoottista fyysistä maailmaa yhtälöillä. Pienet muutokset voivat vaikuttaa ilmastojärjestelmään monimutkaisilla tavoilla, ja kehitämme edelleen teoreettista ymmärrystämme ilmastojärjestelmän monimutkaisimmista näkökohdista.

Esimerkiksi pilvien tarkka mallintaminen on edelleen haaste. Emme tiedä täsmälleen miten pilvet muodostuvat, mikä tarkoittaa, että emme välttämättä tiedä, miten pilviprosesseja voidaan parhaiten edustaa ilmastomallissa. Tarpeellinen arvioita teemme mallinnuksessa pilvien muodostuminen voi johtaa eroihin malleja ja todellista maailmaa, kuten liian paljon jatkuva tihkua malleissa.

Luottamuksemme mallituloksiin liittyy läheisesti alueellisiin ja ajallisiin asteikkoihin. Globaalin mittakaavan malleille saadaan vankempia tuloksia tutkittaessa pidemmän aikavälin ja laajemman mittakaavan muutoksia kuin tietyissä paikoissa tietyinä ajankohtina.

Kaikille näille tutkimuksille ei ole olemassa yhtä parasta ilmastomallia, vaan kokoelmaa malleja, joita voidaan käyttää yhdessä. Sillä välin meillä on yksi yhdestä saatavilla olevista havainnoista reaalimaailman ilmaston suhteen, kaikilla sen luontaisella kaoottisella vaihtelevuudella. Tämän kaoottisen elementin huomioon ottamiseksi arvioimme, kuinka malliryhmän keskiarvo ja kantama vaihtelevat havaintoihin.

Kun käytämme tätä lähestymistapaa ja harkitsemme laajoja muutoksia vähintään vuosikymmenien ajan, ilmastomallit ovat tehokkaita työkaluja, joiden avulla voimme puuttua kysymyksiin aiemmista, nykyisistä ja tulevista ilmastomuutoksista.

Uudenaikainen

- IPCC: n viides arviointiraportti on määrä valmistua pian, ja se sisältää arvioinnit viimeisin sukupolvi ilmastomalleista. Se vaikuttaa vastaintuitiiviselta, mutta aikaisin Tulokset viittaavat siihen, että merkittävät malliparannukset ovat saattaneet johtaa tulevaisuuden ilmastoennusteisiin enemmän kuin pienempiä epävarmuustekijöitä.

Jäljellä olevat epävarmuustekijät eivät tarkoita, että mallit huononevat tai että ymmärryksemme ilmastomuutoksesta on muuttumassa vähemmän selväksi. Itse asiassa ilmastomallit ovat parantuneet simuloidessaan suurta osaa havaitusta ilmastosta.

Nämä tulevaisuuden epävarmuustekijät johtuvat osittain uusimmista malleista, joissa nyt on suurempi valikoima tärkeitä, mutta monimutkaisia ​​prosesseja. Esimerkiksi mallit voivat nyt sisältää pieniä hiukkasia teollisuuden pilaantumisesta ja vuorovaikutuksesta ilmaston, kasvillisuuden ja maanpinnan välillä.

Voimme mieleen ilmastomallien kehittäminen luonnolliseen valintaan. Menestyneet mallit ja niiden komponentit menestyvät, kun taas vähemmän tehokkaat mallit lopulta pudotavat ja sukupuuttoon.

Tieteelliset, ei poliittiset välineet

Viimeaikaisista parannuksista huolimatta ilmastomalleista on tullut kiistanauha. Mallit ovat yhä politisoituneempi ja mallipohjaiset tutkimukset herättävät usein lämmin vastauksia siihen, että ilmastomallit ovat puutteellisia ja niihin ei voida luottaa.

Nämä mallin täydellisyyttä koskevat odotukset ovat väärät; Vaikka mallien varmuutta ei voida koskaan saavuttaa, olemme vakuuttuneita ilmastomallien käytöstä.

meteorologit Knutson ja Tuleya Huomaa, että "jos meillä olisi tulevaisuuden havaintoja, luottaisimme selvästi niihin enemmän kuin malleihin, mutta valitettavasti tulevaisuuden havaintoja ei ole tällä hetkellä saatavilla".

Aikamatkustavien klimatologien puuttuessa mallit ovat vertaansa vailla olevia työkaluja muuttuvan ilmastojärjestelmän ymmärtämiseen. Eli ilmastomallit ovat tieteellisiä välineitä. Meidän pitäisi tunnustaa heidät sellaisinaan ja suhtautua niihin tiukasti tieteelliseen, ei poliittiseen skeptisyyteen. Conversation

Author

Sophie Lewis, tutkijatohtori, Melbournen yliopisto ja Sarah Perkins-Kirkpatrick, tutkijatohtori, UNSW

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää

kirjoittanut: Joseph Romm
0190866101Olennainen alusta siitä, mikä on aikamme keskeinen kysymys, Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää on selkeä silmäys yleiskatsaus lämpenevän planeettamme tieteestä, konflikteista ja seurauksista. Joseph Romm, National Geographicin tieteellinen neuvonantaja Vuodet elää vaarassa sarja ja yksi Rolling Stonein "100-ihmisistä, jotka muuttavat Amerikkaa", Ilmastonmuutos tarjoaa käyttäjäystävällisiä, tieteellisesti tiukkoja vastauksia vaikeimpiin (ja yleisesti politisoituihin) kysymyksiin, joita ilmasto Lonnie Thompson on pitänyt "selkeänä ja nykyisenä vaarana sivilisaatiolle". Saatavana Amazon

Ilmastonmuutos: globaalin lämpenemisen tiede ja energia-tulevaisuuden toinen painos

esittäjä (t): Jason Smerdon
0231172834Tämä toinen painos Ilmastonmuutos on helppokäyttöinen ja kattava opas globaalin lämpenemisen takana olevaan tieteeseen. Hienosti kuvitettu teksti on suunnattu opiskelijoille eri tasoilla. Edmond A. Mathez ja Jason E. Smerdon tarjoavat laajan, informatiivisen johdannon tieteestä, jonka taustalla on ymmärrys ilmastojärjestelmästä ja ihmisen toiminnan vaikutuksista planeetamme lämpenemiseen. Mathez ja Smerdon kuvaavat ilmapiirin ja meren rooleja esitellä ilmastoamme, ota käyttöön säteilytasapainon käsite ja selitä aiemmin tapahtuneet ilmastonmuutokset. Niissä kuvataan myös ihmisen toimintaa, joka vaikuttaa ilmastoon, kuten kasvihuonekaasujen ja aerosolien päästöt ja metsäkadot sekä luonnonilmiöiden vaikutukset.  Saatavana Amazon

Ilmastonmuutoksen tiede: käytännön kurssi

Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XIlmastonmuutoksen tiede: Hands-On -kurssi käyttää tekstiä ja kahdeksantoista käytännön toimintaa selittää ja opettaa ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen tiedettä, miten ihmiset ovat vastuussa ja mitä voidaan tehdä hidastamaan tai lopettamaan ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen. Tämä kirja on kattava ja kattava opas olennaisesta ympäristökysymyksestä. Tässä kirjassa käsitellyt aiheet ovat: miten molekyylit siirtävät energiaa auringosta ilmakehän lämmittämiseen, kasvihuonekaasut, kasvihuoneilmiö, ilmaston lämpeneminen, teollinen vallankumous, palamisreaktio, palautesilmukat, sään ja ilmaston välinen suhde, ilmastonmuutos, hiilinielut, sukupuutto, hiilijalanjälki, kierrätys ja vaihtoehtoinen energia. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, että ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

 Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}

EVIDENCE

Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
by Jen Monnier, Enisa
Parannetut valtamerten "sääennusteet" antavat toivoa vähentää kalastuksen ja ekosysteemien tuhoja ympäri maailmaa
Viisi epäuskoa ilmastoon: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
Viisi ilmastonmuutosta: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
by John Cook
Tämä video on kaatumiskurssi väärässä ilmastotiedossa, jossa esitetään yhteenveto tärkeimmistä argumenteista, joita on käytetty epäilemään todellisuutta…
Arktinen lämpeneminen: Ennustetaanko ennätyslämpötiloja ja tulipaloja aikaisemmin kuin tutkijat?
Arktinen lämpeneminen: Ennustetaanko ennätyslämpötiloja ja tulipaloja aikaisemmin kuin tutkijat?
by Christopher J White
Se oli synkkä ennätys. 20. kesäkuuta 2020 elohopea nousi 38 ° C: seen Verkhoyanskissa, Siperiassa - kuumimmillaan, mitä se on koskaan ollut…
Karttamme maailman jäätyneitä turvemaita, ja se, mitä löysimme, oli erittäin huolestuttava
Karttamme maailman jäätyneitä turvemaita, ja se, mitä löysimme, oli erittäin huolestuttava
by Gustaf Hugelius
Turvemaat kattavat vain muutaman prosentin koko maailman pinta-alasta, mutta ne varastoivat melkein neljänneksen kaikesta maaperän hiilestä ja niin ...
Lämpeneekö ilmasto niin paljon kuin jotkut pelkäävät?
Lämpeneekö ilmasto niin paljon kuin jotkut pelkäävät?
by Steven Sherwood et ai
Tiedämme ilmastomuutokset kasvihuonekaasupitoisuuksien noustessa, mutta odotetun lämpenemisen tarkka määrä pysyy…
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
by Josie Garthwaite
Tutkimukset osoittavat, että metaanipäästöt maailmanlaajuisesti ovat saavuttaneet ennätyksellisen korkeimman tason.
Millainen maailma oli kuin viimeksi hiilidioksiditasot olivat 400 ppm
Millainen maailma oli kuin viimeksi hiilidioksiditasot olivat 400 ppm
by James Shulmeister
Viimeksi maailman hiilidioksiditasot olivat jatkuvasti 400 miljoonasosaa (ppm) tai yli tai olivat noin neljä ...
Mitä Antarktisen jään alla piilotettu valtameri paljastaa planeettamme tulevaisuuden ilmaston
Mitä Antarktisen jään alla piilotettu valtameri paljastaa planeettamme tulevaisuuden ilmaston
by Craig Stevens ja Christina Hulbe
Jules Verne lähetti kuvitteellisen sukellusveneensa Nautiluksen etelänavalle piilevän valtameren läpi paksun jään alla…

UUSIMMAT VIDEOT

Viisi epäuskoa ilmastoon: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
Viisi ilmastonmuutosta: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
by John Cook
Tämä video on kaatumiskurssi väärässä ilmastotiedossa, jossa esitetään yhteenveto tärkeimmistä argumenteista, joita on käytetty epäilemään todellisuutta…
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
by Julie Brigham-Grette ja Steve Petsch
Pohjoisen Jäämeren merijää peittyy joka vuosi matalaan pisteeseen syyskuun puolivälissä. Tänä vuonna se on vain 1.44…
Mikä on hurrikaanimyrskyn aalto ja miksi se on niin vaarallista?
Mikä on hurrikaanimyrskyn aalto ja miksi se on niin vaarallista?
by Anthony C. Didlake Jr.
Kun hurrikaani Sally suuntasi lahden pohjoisrannikolle tiistaina 15. syyskuuta 2020, ennustajat varoittivat…
Valtameren lämpeneminen uhkaa koralliriuttoja ja saattaa pian vaikeuttaa niiden palauttamista
Valtameren lämpeneminen uhkaa koralliriuttoja ja saattaa pian vaikeuttaa niiden palauttamista
by Shawna Foo
Jokainen, joka hoitaa puutarhaa juuri nyt, tietää, mitä äärimmäinen lämpö voi tehdä kasveille. Lämpö on myös huolenaihe…
Auringonpaikat vaikuttavat säämme, mutta eivät yhtä paljon kuin muut asiat
Auringonpaikat vaikuttavat säämme, mutta eivät yhtä paljon kuin muut asiat
by Robert McLachlan
Menemmekö ajanjaksolle, jossa aurinkoaktiivisuus on matalampaa, ts. Auringonpilkut? Kauanko se tulee kestämään? Mitä tapahtuu maailmallemme ...
Likainen temppu ilmastotieteilijöille kolmen vuosikymmenen aikana IPCC: n ensimmäisen raportin jälkeen
Likainen temppu ilmastotieteilijöille kolmen vuosikymmenen aikana IPCC: n ensimmäisen raportin jälkeen
by Marc Hudson
Kolmekymmentä vuotta sitten, pienessä ruotsalaisessa kaupungissa Sundsvall, hallitustenvälinen ilmastomuutospaneeli (IPCC)…
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
by Josie Garthwaite
Tutkimukset osoittavat, että metaanipäästöt maailmanlaajuisesti ovat saavuttaneet ennätyksellisen korkeimman tason.
merilevä Forrest 7 12
Kuinka maailman valtamerten metsät osaltaan lievittävät ilmastokriisiä
by Emma Bryce
Tutkijat etsivät merilevää apua hiilidioksidin varastoinnissa kaukana meren pinnan alla.

UUSIMMAT ARTIKKELIT

Jumala tarkoitti sitä kertakäyttöisenä planeettana: Tapaa meille pastori, joka saarnaa ilmastonmuutoksen kieltämistä
Jumala tarkoitti sitä kertakäyttöisenä planeettana: Tapaa meille pastori, joka saarnaa ilmastonmuutoksen kieltämistä
by Paul Braterman
Aina niin usein kohtaat kirjeen, joka on niin erikoinen, ettet voi olla jakamatta sitä. Yksi tällainen pala on…
Kuivuus ja kuumuus uhkaavat yhdessä länsimaita
Kuivuus ja kuumuus uhkaavat yhdessä länsimaita
by Tim Radford
Ilmastonmuutos on todella polttava asia. Samanaikainen kuivuus ja kuumuus ovat yhä todennäköisempiä useimmille…
Kiina vain hämmästytti maailmaa tehostamalla ilmastotoimia
Kiina vain hämmästytti maailmaa tehostamalla ilmastotoimia
by Hao Tan
Kiinan presidentti Xi Jinping yllätti globaalin yhteisön äskettäin sitoutumalla maansa nollapäästöihin…
Kuinka ilmastonmuutos, muuttoliike ja lampaiden tappava sairaus muuttavat käsitystämme pandemioista?
Kuinka ilmastonmuutos, muuttoliike ja lampaiden tappava sairaus muuttavat käsitystämme pandemioista?
by Super User
Uusi kehys patogeenien evoluutiolle paljastaa maailman, joka on paljon alttiimpi taudinpurkauksille kuin aiemmin ...
Ilmastolämpö sulaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
Mitä odottaa nuorten ilmastoliike
by David Tindall
Opiskelijat ympäri maailmaa palasivat kaduille syyskuun lopulla ensimmäistä kertaa maailmanlaajuisen ilmastotoimien päivän…
Historialliset Amazonin sademetsien tulipalot uhkaavat ilmastoa ja lisäävät uusien sairauksien riskiä
Historialliset Amazonin sademetsien tulipalot uhkaavat ilmastoa ja lisäävät uusien sairauksien riskiä
by Kerry William Bowman
Amazonin alueen tulipalot vuonna 2019 olivat ennennäkemättömiä tuhoissaan. Tuhannet tulipalot olivat palaneet yli…
Ilmastolämpö sulattaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
Ilmastolämpö sulaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
by Tim Radford
Tulipalot palavat nyt arktisten lumen alla, missä kerran kosteimmatkin sademetsät palivat. Ilmastonmuutos tuottaa epätodennäköistä…
Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
by Jen Monnier, Enisa
Parannetut valtamerten "sääennusteet" antavat toivoa vähentää kalastuksen ja ekosysteemien tuhoja ympäri maailmaa