Улучшения в новых климатических моделях привели к большей неопределенности в будущих климатических прогнозах. Модели климата испорчены и становятся хуже? Центр космических полетов NASA Годдард 

Первые климатические модели были построены на фундаментальных законах физики и химии и предназначен для изучения климатическая система. В настоящее время использование климатических моделей является горячей основой для общественного обсуждения нашего изменения климата.

Климатические модели представлять физический мир использует ряд уравнений, основанных на этих известных физических законах. Эти модели являются виртуальными лабораториями; это инструменты, которые позволяют нам проводить эксперименты, которые мы не можем проводить в реальном мире.

Как и любое научное оборудование, климатические модели тщательно разработаны и проверены. Мы основываем нашу уверенность в модели на ее способности воспроизводить текущий климат и наблюдаемые изменения, а также ключевые периоды времени мимо.

Получение это право

Климатические модели надежно отражают многие аспекты нашей климатической системы. Модели воспроизводят многие важные природные климатические процессы, в том числе сезонный и ежедневно температурные циклы, которые мы испытываем в реальном мире.

Климатические модели также точно реагируют на помехи, внешние по отношению к самой климатической системе. В 1992 году Ученые НАСА использовал извержение вулкана Пинатубо в качестве теста для своей модели. Они точно предсказали наблюдаемое похолодание, которое произошло в реальном мире в начале 1990-х годов в ответ на эти вулканические аэрозоли.

Сравнение прогнозируемой реакции климатической модели на извержение вулкана Пинатубо и наблюдаемое похолодание. Модифицировано с извержения горы Пинатубо: влияние на атмосферу и климат (1996)

Модели также фиксируют наблюдаемое потепление 20-го века в глобальных температурах в ответ на увеличение парниковых газов. На самом деле, ученые сделали точный климатическая модель Прогнозы глобального потепления еще в 1975 году, даже до того, как сильное потепление стало очевидным в наблюдательных записях.

Прогнозы климатической модели сделаны в 1975 г. по сравнению с наблюдениями. Изменено из Skeptical Science (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Экспериментируя в виртуальном мире

Эти виртуальные лаборатории также помогают нам понять природу взаимодействия между взаимосвязанными компонентами Земли. Мы можем видеть, как изменения на поверхности земли от вырубки лесов и сельского хозяйства оказывают существенное влияние на климат.

Мы также можем изучить реакцию климатической системы на большие нарушения или «принуждения». Предыдущие исследования показывать что крупномасштабные разрушения могут происходить в океанских течениях и температурах воздуха в ответ на идеализированное таяние ледяного покрова в Северной Атлантике.

Модели также позволяют нам исследовать будущие изменения. модели Проект существенное потепление экстремальных температур в течение следующего столетия, что помогает нам оценить потенциал будущего воздействия на уязвимые системы.

Глядя на большую картину

Несмотря на эти успехи в моделировании, мы можем никогда в совершенстве опишите наш сложный хаотический физический мир с помощью ряда уравнений. Небольшие изменения могут влиять на климатическую систему сложным образом, и мы все еще развиваем наше теоретическое понимание наиболее сложных аспектов климатической системы.

Например, точное моделирование облаков остается проблемой. Мы не знаем точно, как образуются облака, а это значит, что мы не обязательно знаем, как лучше всего представлять облачные процессы в модели климата. Необходимость приближения мы делаем в моделировании формирования облаков может привести к различиям между моделями и реальным миром, таких как слишком много постоянная морось в моделях.

Наша уверенность в результатах модели тесно связана с пространственными и временными масштабами. Для моделей глобального масштаба получаются более надежные результаты, исследующие более долгосрочные, более масштабные изменения, чем в определенных местах, в определенное время.

Для всех этих исследований нет единой лучшей климатической модели, но есть набор моделей для совместного использования. Между тем, у нас есть одно в одном наборе доступных наблюдений за климатом реального мира со всей присущей ему хаотической изменчивостью. Чтобы учесть этот хаотический элемент, мы оцениваем, как среднее значение и диапазон группы моделей сравниваются с наблюдениями.

Когда мы используем этот подход и рассматриваем масштабные изменения в течение десятилетий или более, климатические модели являются мощными инструментами, которые позволяют нам решать вопросы о прошлых, настоящих и будущих климатических изменениях.

Современное состояние

Ассоциация Пятый оценочный доклад МГЭИК ожидается в ближайшее время и включает в себя оценки последнее поколение климатических моделей. Кажется нелогичным, но рано Результаты предположить, что значительные улучшения модели могли привести к большей, а не меньшей неопределенности в будущих климатических прогнозах.

Оставшиеся неопределенности не указывают на ухудшение моделей или на то, что наше понимание изменения климата становится менее ясным. На самом деле климатические модели улучшились при моделировании большей части наблюдаемого климата.

Эти будущие неопределенности частично проистекают из более новых моделей, которые теперь включают более широкий спектр важных, но сложных процессов. Например, модели могут теперь включать мелкие частицы промышленного загрязнения и взаимодействия между климатом, растительностью и поверхностью земли.

Мы можем Симпатия разработка климатических моделей для естественного отбора. Успешные модели и их компоненты процветают, в то время как менее эффективные в конечном итоге исчезают и вымирают.

Научные, а не политические инструменты

Несмотря на недавние улучшения, климатические модели стали громоотводом раздора. Модели все более политизируется и исследования, основанные на моделях, часто вызывают горячие реакции на то, что климатические модели несовершенны и им нельзя доверять.

Эти ожидания совершенства модели неуместны; Хотя определенность моделей никогда не достижима, мы уверены в том, что используем модели климата.

Метеорологи Кнутсон и Тулея Отметим, что «если бы у нас были наблюдения за будущим, мы бы, очевидно, доверяли им больше, чем моделям, но, к сожалению, в настоящее время наблюдения за будущим недоступны».

В отсутствие путешествующих во времени климатологов, модели являются непревзойденными инструментами для понимания нашей изменяющейся климатической системы. То есть климатические модели - это научные инструменты. Мы должны признать их как таковые и рассматривать их со строгим научным, а не политическим скептицизмом.

Об авторах

Софи Льюис, докторская научный сотрудник, Университет Мельбурна и Сара Перкинс-Киркпатрик, научный сотрудник пост-докторантуры, UNSW

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Будущее, которое мы выбираем: пережить климатический кризис

Кристиана Фигерес и Том Риветт-Карнак

Авторы, сыгравшие ключевую роль в Парижском соглашении об изменении климата, предлагают идеи и стратегии преодоления климатического кризиса, включая индивидуальные и коллективные действия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Необитаемая Земля: жизнь после потепления

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге исследуются потенциальные последствия неконтролируемого изменения климата, включая массовое вымирание, нехватку продовольствия и воды и политическую нестабильность.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Министерство будущего: роман

Ким Стэнли Робинсон

Этот роман представляет мир ближайшего будущего, борющийся с последствиями изменения климата, и предлагает видение того, как общество может измениться, чтобы справиться с кризисом.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Под белым небом: природа будущего

Элизабет Колберт

Автор исследует влияние человека на мир природы, включая изменение климата, и потенциал технологических решений для решения экологических проблем.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

под редакцией Пола Хокена

В этой книге представлен всеобъемлющий план решения проблемы изменения климата, включая решения для ряда секторов, таких как энергетика, сельское хозяйство и транспорт.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа