Οι επιστήμονες κάνουν προβλέψεις για τη μελλοντική υπερθέρμανση του πλανήτη χρησιμοποιώντας κλιματικά μοντέλα αυξανόμενης πολυπλοκότητας τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες.
Αυτά τα μοντέλα, με γνώμονα την ατμοσφαιρική φυσική και τη βιογεωχημεία, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κατανόηση του κλίματος της Γης και του τρόπου με τον οποίο πιθανότατα θα αλλάξει στο μέλλον.
Το Carbon Brief έχει συλλέξει εξέχουσες προβολές κλιματικών μοντέλων από το 1973 για να δει πόσο καλά προβάλλουν τόσο τις προηγούμενες όσο και τις μελλοντικές παγκόσμιες θερμοκρασίες, όπως φαίνεται στην παρακάτω κινούμενη εικόνα. (Κάντε κλικ στο κουμπί αναπαραγωγής για να ξεκινήσετε.)
Ενώ ορισμένα μοντέλα πρόβαλαν λιγότερη θέρμανση από ό,τι έχουμε βιώσει και άλλα περισσότερο, όλα εμφάνισαν αυξήσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας μεταξύ 1970 και 2016 που δεν ήταν πολύ μακριά από αυτό που πραγματικά συνέβη, ιδιαίτερα όταν ληφθούν υπόψη οι διαφορές στις υποτιθέμενες μελλοντικές εκπομπές.
Πώς τα πήγαν παλαιότερα κλιματικά μοντέλα;
Ενώ οι προβολές κλιματικών μοντέλων του παρελθόντος επωφελούνται από τη γνώση των συγκεντρώσεων ατμοσφαιρικών αερίων του θερμοκηπίου, τις ηφαιστειακές εκρήξεις και άλλα ακτινοβολίες επηρεάζοντας το κλίμα της Γης, η μετάβαση στο μέλλον είναι ευνόητα πιο αβέβαιη. Τα κλιματικά μοντέλα μπορούν να αξιολογηθούν τόσο ως προς την ικανότητά τους να αναστέλλουν τις προηγούμενες θερμοκρασίες όσο και να προβλέπουν μελλοντικές.
Οι εκ των υστέρων εκπομπές – δοκιμές μοντέλων σε προηγούμενες θερμοκρασίες – είναι χρήσιμες επειδή μπορούν να ελέγξουν τις δυνάμεις ακτινοβολίας. Οι προβλέψεις είναι χρήσιμες γιατί τα μοντέλα δεν μπορούν να είναι σιωπηρά συντονισμένα να είναι παρόμοια με τις παρατηρήσεις. Τα κλιματικά μοντέλα είναι δεν ταιριάζει σε ιστορικές θερμοκρασίες, αλλά οι μοντελιστές έχουν κάποιες γνώσεις σχετικά με τις παρατηρήσεις που μπορούν ενημερώσουν την επιλογή τους of παραμετροποιήσεις μοντέλου, όπως η φυσική σύννεφο και τα εφέ αερολύματος.
Στα παρακάτω παραδείγματα, οι προβλέψεις κλιματικών μοντέλων που δημοσιεύθηκαν μεταξύ 1973 και 2013 συγκρίνονται με τις παρατηρούμενες θερμοκρασίες από πέντε διαφορετικούς οργανισμούς. Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται στις προβολές ποικίλλουν σε πολυπλοκότητα, από απλά μοντέλα ενεργειακών ισοζυγίων σε πλήρως συζευγμένο Μοντέλα Συστημάτων Γης.
(Σημείωση, αυτές οι συγκρίσεις μοντέλων/παρατηρήσεων χρησιμοποιούν μια βασική περίοδο 1970-1990 για να ευθυγραμμίσουν τις παρατηρήσεις και τα μοντέλα κατά τα πρώτα χρόνια της ανάλυσης, η οποία δείχνει πώς οι θερμοκρασίες έχουν εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου πιο καθαρά.)
Sawyer, 1973
Μία από τις πρώτες προβλέψεις μελλοντικής θέρμανσης προήλθε από Τζον Σόγιερ στο Met Office του Ηνωμένου Βασιλείου το 1973. Στο α έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο Nature το 1973, υπέθεσε ότι ο κόσμος θα θερμανθεί κατά 0.6 C μεταξύ 1969 και 2000 και ότι το CO2 της ατμόσφαιρας θα αυξανόταν κατά 25%. Ο Σόγιερ υποστήριξε για α ευαισθησία στο κλίμα – πόση μακροπρόθεσμη θέρμανση θα συμβεί ανά διπλασιασμό των επιπέδων CO2 της ατμόσφαιρας – 2.4 C, που δεν απέχει πολύ από το καλύτερη εκτίμηση του 3C που χρησιμοποιείται από τη Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) σήμερα.
Σε αντίθεση με τις άλλες προβλέψεις που εξετάστηκαν σε αυτό το άρθρο, ο Sawyer δεν παρείχε μια εκτιμώμενη θέρμανση για κάθε έτος, απλώς μια αναμενόμενη τιμή του 2000. Η εκτίμησή του για τη θέρμανση των 0.6 C ήταν σχεδόν επίκαιρη - η παρατηρούμενη θέρμανση κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ήταν μεταξύ 0.51 C και 0.56 C. Ωστόσο, υπερεκτίμησε τις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις CO2000 του 2, υποθέτοντας ότι θα ήταν 375-400 ppm – σε σύγκριση με τις πραγματικές τιμή 370 ppm.
Broecker, 1975
Η πρώτη διαθέσιμη προβολή μελλοντικών θερμοκρασιών λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη εμφανίστηκε σε ένα άρθρο στο Επιστήμη το 1975 που δημοσιεύτηκε από επιστήμονα του Πανεπιστημίου Κολούμπια Καθηγητής Wally Broecker. Ο Broecker χρησιμοποίησε α απλό μοντέλο ενεργειακού ισοζυγίου να υπολογίσει τι θα συνέβαινε στη θερμοκρασία της Γης εάν το ατμοσφαιρικό CO2 συνέχιζε να αυξάνεται γρήγορα μετά το 1975. Η προβλεπόμενη θέρμανση του Broecker ήταν αρκετά κοντά σε παρατηρήσεις για μερικές δεκαετίες, αλλά πρόσφατα ήταν σημαντικά υψηλότερη.
Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι ο Broecker υπερεκτίμησε πώς θα αυξάνονταν οι εκπομπές CO2 και οι ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις μετά τη δημοσίευση του άρθρου του. Ήταν αρκετά ακριβής μέχρι το 2000, προβλέποντας 373 ppm CO2 - σε σύγκριση με τις πραγματικές παρατηρήσεις Mauna Loa των 370 ppm. Το 2016, ωστόσο, υπολόγισε ότι το CO2 θα ήταν 424 ppm, ενώ έχει παρατηρηθεί μόνο 404 μ.μ.
Ο Broecker επίσης δεν έλαβε υπόψη άλλα αέρια του θερμοκηπίου στο μοντέλο του. Ωστόσο, καθώς ο αντίκτυπος της θέρμανσης από μεθάνιο, νιτρώδες οξείδιο και αλογονάνθρακες υπήρξε ακυρώθηκε σε μεγάλο βαθμό από το συνολική επίδραση ψύξης των αερολυμάτων από το 1970, αυτό δεν κάνει τόσο μεγάλη διαφορά (αν και οι εκτιμήσεις για την επιβολή αεροζόλ έχουν μεγάλες αβεβαιότητες).
Όπως και με τον Sawyer, ο Broecker χρησιμοποίησε μια ευαισθησία κλίματος ισορροπίας 2.4 C ανά διπλασιασμό του CO2. Ο Broecker υπέθεσε ότι η Γη θερμαίνεται αμέσως για να ταιριάζει με το ατμοσφαιρικό CO2, ενώ τα σύγχρονα μοντέλα εξηγούν την υστέρηση μεταξύ του πόσο γρήγορα ζεσταίνεται η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί. (Η πιο αργή πρόσληψη θερμότητας από τους ωκεανούς αναφέρεται συχνά ως «θερμική αδράνειατου κλιματικού συστήματος.)
Μπορείτε να δείτε την προβολή του (μαύρη γραμμή) σε σύγκριση με την παρατηρούμενη αύξηση της θερμοκρασίας (έγχρωμες γραμμές) στο παρακάτω διάγραμμα.
Προβλεπόμενη θέρμανση από το Broecker 1975 (παχιά μαύρη γραμμή) σε σύγκριση με τα αρχεία θερμοκρασίας παρατήρησης από NASA, NOAA, HadCRUT, Cowtan και Way, να Berkeley Earth (λεπτές έγχρωμες γραμμές) από το 1970 έως το 2020. Βασική περίοδος 1970-1990. Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Ο Broecker έκανε την προβολή του σε μια εποχή που οι επιστήμονες πίστευαν ευρέως ότι οι παρατηρήσεις έδειξε μέτρια ψύξη της Γης. Ξεκίνησε το άρθρο του δηλώνοντας προληπτικά ότι «μπορεί να υποστηριχθεί ότι η παρούσα τάση ψύξης θα δώσει τη θέση της, μέσα σε μια δεκαετία περίπου, σε μια έντονη θέρμανση που προκαλείται από το διοξείδιο του άνθρακα».
Hansen et al, 1981
Η NASA Δρ Τζέιμς Χάνσεν και συναδέλφους δημοσίευσε ένα έγγραφο το 1981 που χρησιμοποίησε επίσης ένα απλό μοντέλο ενεργειακού ισοζυγίου για την προβολή της μελλοντικής θέρμανσης, αλλά αντιπροσώπευε τη θερμική αδράνεια λόγω της πρόσληψης θερμότητας από τους ωκεανούς. Υπέθεσαν μια ευαισθησία στο κλίμα 2.8 C ανά διπλασιασμό του CO2, αλλά εξέτασαν επίσης ένα εύρος 1.4-5.6 C ανά διπλασιασμό.
Προβλεπόμενη θέρμανση από τους Hansen et al 1981 (ταχεία ανάπτυξη – παχιά μαύρη γραμμή – και αργή ανάπτυξη – λεπτή γκρίζα γραμμή). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Ο Hansen και οι συνάδελφοί του παρουσίασαν μια σειρά από διαφορετικά σενάρια, που διαφοροποιούν τις μελλοντικές εκπομπές και την ευαισθησία του κλίματος. Στο παραπάνω διάγραμμα, μπορείτε να δείτε τόσο το σενάριο «ταχείας ανάπτυξης» (χοντρή μαύρη γραμμή), όπου οι εκπομπές CO2 αυξάνονται κατά 4% ετησίως μετά το 1981, όσο και ένα σενάριο βραδείας ανάπτυξης όπου οι εκπομπές αυξάνονται κατά 2% ετησίως (λεπτή γκρίζα γραμμή ). Το σενάριο ταχείας ανάπτυξης υπερεκτιμά κάπως τις τρέχουσες εκπομπές, αλλά όταν συνδυάζεται με ελαφρώς χαμηλότερη ευαισθησία στο κλίμα, παρέχει μια εκτίμηση της θέρμανσης στις αρχές της δεκαετίας του 2000 κοντά στις παρατηρούμενες τιμές.
Ο συνολικός ρυθμός θέρμανσης μεταξύ 1970 και 2016 που προβλήθηκε από τους Hansen et al το 1981 στο σενάριο ταχείας ανάπτυξης ήταν περίπου 20% χαμηλότερος από τις παρατηρήσεις.
Hansen et al, 1988
Η δημοσιευμένο έγγραφο από τον Hansen και τους συνεργάτες του το 1988 αντιπροσώπευε ένα από τα πρώτα σύγχρονα κλιματικά μοντέλα. Διαίρεσε τον κόσμο σε διακριτές κυψέλες πλέγματος οκτώ μοιρών γεωγραφικού πλάτους επί 10 μοιρών γεωγραφικού μήκους, με εννέα κάθετα στρώματα της ατμόσφαιρας. Περιλάμβανε αερολύματα, διάφορα αέρια του θερμοκηπίου εκτός από το CO2, και βασική δυναμική των νεφών.
Οι Hansen et al παρουσίασαν τρία διαφορετικά σενάρια που σχετίζονται με διαφορετικές μελλοντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Το σενάριο Β εμφανίζεται στο παρακάτω διάγραμμα ως παχιά μαύρη γραμμή, ενώ τα σενάρια Α και Γ εμφανίζονται με λεπτές γκρίζες γραμμές. Το σενάριο Α είχε εκθετική αύξηση στις εκπομπές, με συγκεντρώσεις CO2 και άλλων GHG σημαντικά υψηλότερες από σήμερα.
Προβλεπόμενη θέρμανση από τους Hansen et al 1988 (σενάριο Β–παχιά μαύρη γραμμή–και σενάρια A και C–λεπτές συμπαγείς και διακεκομμένες γκρίζες γραμμές). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Το σενάριο Β υπέθεσε μια σταδιακή επιβράδυνση των εκπομπών CO2, αλλά είχε συγκεντρώσεις 401 ppm το 2016 που ήταν αρκετά κοντά στο Παρατηρήθηκαν 404 ppm. Ωστόσο, το σενάριο Β υποθέτει τη συνεχιζόμενη αύξηση των εκπομπών διαφόρων αλογονανθράκων που είναι ισχυρά αέρια θερμοκηπίου, αλλά στη συνέχεια περιορίστηκαν πρωτόκολλο του Μόντρεαλ του 1987. Το σενάριο Γ είχε εκπομπές σχεδόν μηδενικές μετά το έτος 2000.
Από τα τρία, το σενάριο Β ήταν πιο κοντά στην πραγματική ακτινοβολία, αν και ακόμα περίπου 10% πολύ υψηλό. Οι Hansen et al χρησιμοποίησαν επίσης ένα μοντέλο με κλιματική ευαισθησία 4.2 C ανά διπλασιασμό του CO2 – στο υψηλό επίπεδο των περισσότερων σύγχρονων κλιματικών μοντέλων. Λόγω του συνδυασμού αυτών των παραγόντων, το σενάριο Β προέβλεπε ρυθμό θέρμανσης μεταξύ 1970 και 2016 που ήταν περίπου 30% υψηλότερος από αυτόν που έχει παρατηρηθεί.
IPCC First Assessment Report, 1990
Τα IPCC Πρώτη Έκθεση Αξιολόγησης (FAR) το 1990 παρουσίασε σχετικά απλά μοντέλα ωκεανών με διάχυση ενεργειακής ισορροπίας/ανόδου για την εκτίμηση των αλλαγών στις παγκόσμιες θερμοκρασίες του αέρα. Το προτεινόμενο σενάριο «business-as-usual» (BAU) υποθέτει ταχεία ανάπτυξη του ατμοσφαιρικού CO2, φτάνοντας τα 418 ppm CO2 το 2016, σε σύγκριση με 404 ppm στις παρατηρήσεις. Το FAR υπέθεσε επίσης τη συνεχιζόμενη αύξηση των συγκεντρώσεων αλογονάνθρακα στην ατμόσφαιρα πολύ πιο γρήγορα από ό,τι είχε συμβεί στην πραγματικότητα.
Το FAR έδωσε την καλύτερη εκτίμηση για την ευαισθησία του κλίματος ως θέρμανση 2.5 C για διπλασιασμένο CO2, με εύρος 1.5-4.5 C. Αυτές οι εκτιμήσεις εφαρμόζονται στο σενάριο BAU στο παρακάτω σχήμα, με την παχιά μαύρη γραμμή να αντιπροσωπεύει την καλύτερη εκτίμηση και τις λεπτές διακεκομμένες μαύρες γραμμές που αντιπροσωπεύουν το υψηλό και το χαμηλό άκρο του εύρους ευαισθησίας του κλίματος.
Προβλεπόμενη θέρμανση από την Έκθεση Πρώτης Αξιολόγησης της IPCC (μέση προβολή-παχιά μαύρη γραμμή, με άνω και κάτω όρια που εμφανίζονται με λεπτές μαύρες γραμμές με διακεκομμένες κουκκίδες). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Παρά την καλύτερη εκτίμηση της ευαισθησίας του κλίματος λίγο χαμηλότερη από τους 3C που χρησιμοποιείται σήμερα, το FAR υπερεκτίμησε τον ρυθμό θέρμανσης μεταξύ 1970 και 2016 κατά περίπου 17% στο σενάριο BAU, δείχνοντας θέρμανση 1 C κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έναντι 0.85 C που παρατηρήθηκε. Αυτό οφείλεται κυρίως στην προβολή πολύ υψηλότερων συγκεντρώσεων CO2 στην ατμόσφαιρα από ό,τι έχει συμβεί στην πραγματικότητα.
IPCC Δεύτερη Έκθεση Αξιολόγησης, 1995
Τα IPCC Δεύτερη Έκθεση Αξιολόγησης (SAR) δημοσίευσε μόνο άμεσα διαθέσιμες προβολές από το 1990 και μετά. Χρησιμοποίησαν κλιματική ευαισθησία 2.5 C, με εύρος 1.5-4.5 C. Το μεσαίο σενάριο εκπομπών τους, «IS92a», προέβλεπε επίπεδα CO2 405 ppm το 2016, σχεδόν πανομοιότυπα με τις παρατηρούμενες συγκεντρώσεις. Το SAR περιλάμβανε επίσης πολύ καλύτερη επεξεργασία των ανθρωπογενών αερολυμάτων, τα οποία έχουν δροσιστική επίδραση στο κλίμα.
Προβλεπόμενη θέρμανση από τη Δεύτερη Έκθεση Αξιολόγησης της IPCC (μέση προβολή-παχιά μαύρη γραμμή, με άνω και κάτω όρια που φαίνονται με λεπτές μαύρες γραμμές με διακεκομμένες γραμμές). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Όπως μπορείτε να δείτε στο παραπάνω διάγραμμα, οι προβλέψεις του SAR κατέληξαν να είναι σημαντικά χαμηλότερες από τις παρατηρήσεις, θερμαίνοντας περίπου 28% πιο αργά κατά την περίοδο από το 1990 έως το 2016. Αυτό πιθανότατα οφειλόταν σε συνδυασμό δύο παραγόντων: χαμηλότερη ευαισθησία στο κλίμα από ό,τι βρέθηκε σε σύγχρονες εκτιμήσεις (2.5C έναντι 3C) και υπερεκτίμηση του ακτινοβολία CO2 (4.37 watt ανά τετραγωνικό μέτρο έναντι 3.7 που χρησιμοποιήθηκαν στην επόμενη αναφορά της IPCC και χρησιμοποιούνται ακόμη σήμερα).
IPCC Τρίτη Έκθεση Αξιολόγησης, 2001
Η IPCC Τρίτη Έκθεση Αξιολόγησης (TAR) βασίστηκε σε μοντέλα γενικής κυκλοφορίας ατμόσφαιρας-ωκεανού (GCM) από επτά διαφορετικές ομάδες μοντελοποίησης. Εισήγαγαν επίσης ένα νέο σύνολο κοινωνικοοικονομικών σεναρίων εκπομπών, που ονομάζεται ΚΥΡΙΟΣ, το οποίο περιελάμβανε τέσσερις διαφορετικές μελλοντικές τροχιές εκπομπών.
Εδώ, το Carbon Brief εξετάζει το Σενάριο Α2, αν και όλα έχουν σχετικά παρόμοιες εκπομπές και τροχιές θέρμανσης μέχρι το 2020. Το σενάριο Α2 προέβλεπε συγκέντρωση CO2016 στην ατμόσφαιρα το 2 406 ppm, σχεδόν ίδια με αυτή που παρατηρήθηκε. Τα σενάρια SRES ήταν από το 2000 και μετά, με μοντέλα πριν από το έτος 2000 που χρησιμοποιούσαν εκτιμώμενες ιστορικές αναγκάσεις. Η διακεκομμένη γκρίζα γραμμή στο παραπάνω σχήμα δείχνει το σημείο στο οποίο τα μοντέλα μεταβαίνουν από τη χρήση παρατηρούμενων εκπομπών και συγκεντρώσεων σε προβλεπόμενες μελλοντικές.
Προβλεπόμενη θέρμανση από την Τρίτη Έκθεση Αξιολόγησης της IPCC (μέση προβολή-παχιά μαύρη γραμμή, με άνω και κάτω όρια που φαίνονται με λεπτές μαύρες γραμμές με διακεκομμένες γραμμές). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Η προβολή επικεφαλίδας του TAR χρησιμοποίησε ένα απλό κλιματικό μοντέλο που διαμορφώθηκε για να ταιριάζει με τις μέσες εξόδους επτά πιο εξελιγμένων GCM, καθώς δεν δημοσιεύτηκε συγκεκριμένος μέσος όρος πολλαπλών μοντέλων στο TAR και δεδομένα για μεμονωμένες εκδόσεις μοντέλων δεν είναι άμεσα διαθέσιμα. Έχει κλιματική ευαισθησία 2.8 C ανά διπλασιασμό του CO2, με εύρος 1.5-4.5 C. Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, ο ρυθμός θέρμανσης μεταξύ 1970 και 2016 στο TAR ήταν περίπου 14% χαμηλότερος από ό,τι έχει πραγματικά παρατηρηθεί.
IPCC Τέταρτη Έκθεση Αξιολόγησης, 2007
Τα IPCC Τέταρτη Έκθεση Αξιολόγησης Το (AR4) παρουσίασε μοντέλα με σημαντικά βελτιωμένη ατμοσφαιρική δυναμική και ανάλυση μοντέλου. Έκανε μεγαλύτερη χρήση των Μοντέλων Συστημάτων της Γης – τα οποία ενσωματώνουν τη βιογεωχημεία των κύκλων άνθρακα – καθώς και βελτιωμένες προσομοιώσεις της επιφάνειας της γης και των διεργασιών πάγου.
Το AR4 χρησιμοποίησε τα ίδια σενάρια SRES με το TAR, με ιστορικές εκπομπές και ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις μέχρι το έτος 2000 και προβολές στη συνέχεια. Τα μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν στο AR4 είχαν μέση κλιματική ευαισθησία 3.26 C, με εύρος από 2.1 C έως 4.4 C.
Προβλεπόμενη θέρμανση από την Τέταρτη Έκθεση Αξιολόγησης της IPCC (μέση προβολή – παχιά μαύρη γραμμή, άνω και κάτω όρια δύο σίγμα που εμφανίζονται με λεπτές μαύρες γραμμές με κουκκίδες). Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Το παραπάνω σχήμα δείχνει την εκτέλεση μοντέλων για το σενάριο A1B (το οποίο είναι το μόνο σενάριο με το μοντέλο που εκτελείται άμεσα, αν και οι συγκεντρώσεις CO2016 του 2 είναι σχεδόν ίδιες με εκείνες του σεναρίου A2). Οι προβολές AR4 μεταξύ 1970 και 2016 δείχνουν αύξηση της θερμοκρασίας αρκετά κοντά στις παρατηρήσεις, μόλις 8% υψηλότερη.
IPCC Fifth Assessment Report, 2013
Η πιο πρόσφατη έκθεση της IPCC – η Πέμπτη Αξιολόγηση (AR5) – παρουσίασε πρόσθετες βελτιώσεις στα κλιματικά μοντέλα, καθώς και μέτρια μείωση της αβεβαιότητας του μελλοντικού μοντέλου σε σύγκριση με το AR4. Τα κλιματικά μοντέλα στην τελευταία έκθεση της IPCC ήταν μέρος του Έργο 5 συνδυασμένης σύγκρισης μοντέλων (CMIP5), όπου δεκάδες διαφορετικές ομάδες μοντελοποίησης σε όλο τον κόσμο έτρεξαν κλιματικά μοντέλα χρησιμοποιώντας το ίδιο σύνολο εισροών και σεναρίων.
Προβλεπόμενη θέρμανση από την πέμπτη έκθεση αξιολόγησης της IPCC (μέση προβολή – παχιά μαύρη γραμμή, άνω και κάτω όρια δύο σίγμα που εμφανίζονται με λεπτές μαύρες γραμμές με κουκκίδες). Η διακεκομμένη μαύρη γραμμή δείχνει μεικτά πεδία μοντέλου. Διάγραμμα κατά Carbon Brief χρησιμοποιώντας Γραφήματα.
Το AR5 εισήγαγε ένα νέο σύνολο μελλοντικών σεναρίων συγκέντρωσης αερίων θερμοκηπίου, γνωστό ως το Αντιπροσωπευτικά μονοπάτια συγκέντρωσης (RCPs). Αυτά έχουν μελλοντικές προβολές από το 2006 και μετά, με ιστορικά δεδομένα πριν από το 2006. Η γκρίζα διακεκομμένη γραμμή στο παραπάνω σχήμα δείχνει πού τα μοντέλα μεταβαίνουν από τη χρήση παρατηρούμενων δυνάμεων σε προβαλλόμενες μελλοντικές εξαναγκασμούς.
Η σύγκριση αυτών των μοντέλων με παρατηρήσεις μπορεί να είναι α κάπως δύσκολη άσκηση. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πεδία από κλιματικά μοντέλα είναι οι παγκόσμιες θερμοκρασίες του επιφανειακού αέρα. Ωστόσο, οι παρατηρούμενες θερμοκρασίες προέρχονται από τις θερμοκρασίες του επιφανειακού αέρα πάνω από την ξηρά και τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας πάνω από τον ωκεανό.
Για να εξηγηθεί αυτό, πιο πρόσφατα, οι ερευνητές δημιούργησαν πεδία μεικτών μοντέλων, τα οποία περιλαμβάνουν τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας πάνω από τους ωκεανούς και τις θερμοκρασίες του επιφανειακού αέρα στην ξηρά, προκειμένου να ταιριάζουν με αυτό που πραγματικά μετράται στις παρατηρήσεις. Αυτά τα μικτά πεδία, που φαίνονται από τη διακεκομμένη γραμμή στο παραπάνω σχήμα, δείχνουν ελαφρώς μικρότερη θέρμανση από τις παγκόσμιες θερμοκρασίες του επιφανειακού αέρα, καθώς τα μοντέλα έχουν τον αέρα πάνω από τον ωκεανό να θερμαίνεται ταχύτερα από τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας τα τελευταία χρόνια.
Οι παγκόσμιες θερμοκρασίες του επιφανειακού αέρα στα μοντέλα CMIP5 έχουν θερμανθεί περίπου 16% γρηγορότερα από τις παρατηρήσεις από το 1970. Περίπου το 40% αυτής της διαφοράς οφείλεται στο ότι οι θερμοκρασίες του αέρα πάνω από τον ωκεανό αυξάνεται ταχύτερα από τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας στα μοντέλα. Τα μεικτά πεδία μοντέλων δείχνουν μόνο 9% ταχύτερη θέρμανση από τις παρατηρήσεις.
A πρόσφατο έγγραφο στο Nature by Iselin Medhaug και οι συνάδελφοι προτείνουν ότι το υπόλοιπο της απόκλισης μπορεί να εξηγηθεί από έναν συνδυασμό βραχυπρόθεσμης φυσικής μεταβλητότητας (κυρίως στον Ειρηνικό Ωκεανό), μικρών ηφαιστείων και χαμηλότερης από την αναμενόμενη ηλιακή παραγωγή που δεν συμπεριλήφθηκε στα μοντέλα στη μεταγενέστερη Προβολές 2005.
Παρακάτω είναι μια περίληψη όλων των μοντέλων που εξέτασε το Carbon Brief. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τη διαφορά στο ρυθμό θέρμανσης μεταξύ κάθε μοντέλου ή σετ μοντέλων και Η NASA παρατηρήσεις θερμοκρασίας. Όλα τα αρχεία θερμοκρασίας παρατήρησης είναι αρκετά παρόμοια, αλλά η NASA συγκαταλέγεται στην ομάδα που περιλαμβάνει πληρέστερη παγκόσμια κάλυψη τα τελευταία χρόνια και επομένως είναι πιο άμεσα συγκρίσιμα με δεδομένα κλιματικών μοντέλων.
* Οι διαφορές τάσης του SAR υπολογίζονται κατά την περίοδο 1990-2016, καθώς οι εκτιμήσεις πριν από το 1990 δεν είναι άμεσα διαθέσιμες.
# Διαφορές στις παρενθέσεις με βάση το μικτό μοντέλο χερσαίων/ωκεάνιων πεδίων
Συμπέρασμα
Τα κλιματικά μοντέλα που δημοσιεύθηκαν από το 1973 ήταν γενικά αρκετά επιδέξια στην προβολή της μελλοντικής θέρμανσης. Ενώ ορισμένα ήταν πολύ χαμηλά και άλλα πολύ υψηλά, όλα δείχνουν αποτελέσματα αρκετά κοντά σε αυτό που έχει συμβεί στην πραγματικότητα, ειδικά όταν λαμβάνονται υπόψη αποκλίσεις μεταξύ των προβλεπόμενων και των πραγματικών συγκεντρώσεων CO2 και άλλων κλιματικών υποχρεώσεων.
Τα μοντέλα απέχουν πολύ από το να είναι τέλεια και θα συνεχίσουν να βελτιώνονται με την πάροδο του χρόνου. Δείχνουν επίσης ένα αρκετά μεγάλο εύρος μελλοντικής θέρμανσης που δεν μπορεί εύκολα να περιοριστεί χρησιμοποιώντας μόνο τις κλιματικές αλλαγές που έχουμε παρατηρήσει.
Ωστόσο, η στενή αντιστοιχία μεταξύ της προβλεπόμενης και της παρατηρούμενης θέρμανσης από το 1970 υποδηλώνει ότι οι εκτιμήσεις για τη μελλοντική θέρμανση μπορεί να αποδειχθούν εξίσου ακριβείς.
Μεθοδολογική σημείωση
Περιβαλλοντικός επιστήμονας Dana Nuccitelli παρείχε βοηθητικά μια λίστα προηγούμενων συγκρίσεων μοντέλων/παρατήρησης, διαθέσιμη εδώ. ο Λογισμικό PlotDigitizer χρησιμοποιήθηκε για τη λήψη τιμών από παλαιότερα στοιχεία όταν τα δεδομένα δεν ήταν διαφορετικά διαθέσιμα. Τα δεδομένα του μοντέλου CMIP3 και CMIP5 ελήφθησαν από KNMI Climate Explorer.
Αυτό το άρθρο αρχικά εμφανίστηκε Σύντομος άνθρακας
Σχετικά με το Συγγραφέας
Ο Zeke Hausfather καλύπτει την έρευνα στην επιστήμη του κλίματος και την ενέργεια με επίκεντρο τις ΗΠΑ. Ο Zeke έχει μεταπτυχιακά στην περιβαλλοντική επιστήμη από το Πανεπιστήμιο Yale και το Vrije Universiteit Amsterdam και ολοκληρώνει διδακτορικό στην κλιματική επιστήμη στο University of California, Berkeley. Έχει περάσει τα τελευταία 10 χρόνια εργαζόμενος ως επιστήμονας δεδομένων και επιχειρηματίας στον τομέα της καθαριότητας.
Σχετικά βιβλία
at InnerSelf Market και Amazon
