Det finns inga tidsresande klimatologer: Varför vi använder klimatmodeller

Det finns inga tidsresande klimatologer: Varför vi använder klimatmodeller Förbättringar av nyare klimatmodeller har lett till större osäkerheter i framtida klimatprognoser. Är klimatmodeller brister och blir värre? NASA Goddard Space Flight Center

De första klimatmodellerna byggdes på grundläggande lagar inom fysik och kemi och utformad för att studera klimatsystemet. Nu är användningen av klimatmodeller uppvärmd i den offentliga diskussionen om vårt förändrade klimat.

Klimatmodeller representerar den fysiska världen med hjälp av en serie ekvationer baserade på dessa kända fysiska lagar. Dessa modeller är virtuella laboratorier; detta är de verktyg som tillåter oss att utföra experiment som vi inte kan utföra i den verkliga världen.

Liksom annan vetenskaplig utrustning är klimatmodeller noga utvecklade och kontrollerade. Vi baserar vårt förtroende för en modell på dess förmåga att reproducera det nuvarande klimatet och observerade förändringar och även viktiga tidsperioder för Tidigare.

Att få det rätt

Klimatmodeller fångar pålitligt många aspekter av vårt klimatsystem. Modeller reproducerar många viktiga naturliga klimatprocesser, inklusive säsong och dagligen temperaturcykler som vi upplever i den verkliga världen.

Klimatmodeller svarar också exakt på störningar utanför klimatsystemet självt. 1992 NASA-forskare använde vulkanutbrottet Mt Pinatubo som ett test för deras modell. De förutsade exakt den observerade klimatkylningen som spelade ut i den verkliga världen i början av 1990-talet som svar på dessa vulkaniska aerosoler.

Det finns inga tidsresande klimatologer: Varför vi använder klimatmodeller Jämförelse av förutsagd klimatmodellsvar på Mt Pinatubo-vulkanutbrott och observerade kylning. Modifierad från Mount Pinatubo Eruption: Effects on the Atmosphere and Climate (1996)

Modeller fångar också den observerade 20-talets uppvärmning i globala temperaturer som svar på ökande växthusgaser. I själva verket gjorde forskare exakt klimatmodell förutsägelser av global uppvärmning redan 1975, redan innan stark uppvärmning blev tydlig i observationsregister.

Det finns inga tidsresande klimatologer: Varför vi använder klimatmodeller Klimatmodellprognoser gjorda 1975 jämfört med observationer. Ändrat från Skeptical Science (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Experimentera i den virtuella världen

Dessa virtuella laboratorier hjälper oss också förstå arten av interaktioner mellan jordens sammankopplade komponenter. Vi kan se hur förändringar i landytan från avskogning och jordbruk har betydande klimatpåverkan.

Vi kan också undersöka hur klimatsystemet svarar på stora störningar eller "tvång". Tidigare studier show att storskaliga störningar kan uppstå i havströmmarna och lufttemperaturerna som svar på idealiserade isarksmältningar i Nordatlanten.

Modeller tillåter oss också att undersöka framtida förändringar. modeller projektet en kraftig uppvärmning av extrema temperaturer under nästa århundrade, vilket hjälper oss att bedöma potentialen för framtida effekter på sårbara system.

Titta på den stora bilden

Trots dessa modelleringsframgångar kan vi aldrig perfekt beskriv vår komplexa, kaotiska fysiska värld med en serie ekvationer. Små förändringar kan påverka klimatsystemet på komplicerade sätt och vi utvecklar fortfarande vår teoretiska förståelse för de mest komplexa aspekterna av klimatsystemet.

Exempelvis förblir en noggrann modellering av moln en utmaning. Vi vet inte exakt hur moln bildas, vilket betyder att vi inte nödvändigtvis vet hur vi bäst ska representera molnprocesser i en klimatmodell. Det nödvändiga approximationer vi gör i modellering av molnbildning kan leda till skillnader mellan modeller och den verkliga världen, till exempel för mycket ihållande regn i modellerna.

Vårt förtroende för modellresultat är nära kopplat till rumsliga och temporära skalor. För globalskalamodeller erhålls mer robusta resultat som undersöker förändringar på längre sikt, i större skala än på specifika platser, vid vissa tidpunkter.

För alla dessa studier finns det ingen enda bästa klimatmodell utan en samling modeller som kan användas tillsammans. Samtidigt har vi en i en enda uppsättning tillgängliga observationer av den verkliga världsklimatet, med all dess inneboende kaotiska variation. För att redogöra för detta kaotiska element, bedömer vi hur genomsnittet och räckvidden för en grupp modeller jämförs med observationer.

När vi använder detta tillvägagångssätt och vi överväger storskaliga förändringar över årtionden eller mer, är klimatmodeller kraftfulla verktyg som gör att vi kan ta upp frågor om tidigare, nuvarande och framtida klimatförändringar.

Det senaste

Du har nu möjlighet IPCC: s femte bedömningsrapport kommer snart och inkluderar utvärderingar av senaste generationen av klimatmodeller. Det verkar motintuitivt, men tidigt resultat föreslå att betydande modellförbättringar kan ha resulterat i bredare, snarare än mindre, osäkerheter i framtida klimatprognoser.

Återstående osäkerheter tyder inte på att modellerna förvärras eller att vår förståelse för klimatförändringar blir mindre tydlig. Klimatmodellerna har faktiskt förbättrats i att simulera mycket av det observerade klimatet.

Dessa framtida osäkerheter härrör delvis från de nyare modellerna som nu innehåller ett större utbud av viktiga men komplexa processer. Till exempel kan modeller nu inkludera små partiklar av industriell förorening och växelverkan mellan klimat, vegetation och landytan.

Vi kan gilla utvecklingen av klimatmodeller till naturligt urval. Framgångsrika modeller och deras komponenter trivs, medan mindre effektiva slutligen släpper och blir utrotade.

Vetenskapliga, inte politiska, verktyg

Trots de senaste förbättringarna har klimatmodeller blivit en blixtstång. Modeller är alltmer politiseras och modellbaserade studier framkallar ofta heta svar på att klimatmodellerna är felaktiga och inte kan lita på.

Dessa förväntningar på perfektion är felaktigt placerade; medan modellsäkerhet aldrig kan uppnås, är vi övertygade om vår användning av klimatmodeller.

meteorologer Knutson och Tuleya notera att "om vi hade iakttagelser av framtiden, skulle vi uppenbarligen lita på dem mer än modeller, men tyvärr finns observationer av framtiden inte tillgängliga just nu".

I avsaknad av tidsresande klimatologer är modeller oöverträffade verktyg för att förstå vårt förändrade klimatsystem. Det vill säga klimatmodeller är vetenskapliga verktyg. Vi bör erkänna dem som sådana och betrakta dem med strikt vetenskaplig, inte politisk, skepsis. Avlyssningen

Om författaren

Sophie Lewis, postdoktor, University of Melbourne och Sarah Perkins-Kirkpatrick, forskarstuderande efter doktorandforskning, UNSW

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Klimatförändring: Vad alla behöver veta

av Joseph Romm
0190866101Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändring erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon

Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition

av Jason Smerdon
0231172834Denna andra upplagan av Klimatförändring är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen.  Finns på Amazon

Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs

av Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

BEVIS

Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Vit havsis i blått vatten med solnedgången reflekterad i vattnet
Jordens frysta områden krymper 33K kvadratkilometer per år
by Texas A & M University
Jordens kryosfär krymper med 33,000 87,000 kvadratkilometer (XNUMX XNUMX kvadratkilometer) per år.
vindkraftverk
En kontroversiell amerikansk bok matar klimatförnekelse i Australien. Dess centrala påstående är sant, men ändå irrelevant
by Ian Lowe, emeritusprofessor, School of Science, Griffith University
Mitt hjärta sjönk förra veckan för att se den konservativa australiensiska kommentatorn Alan Jones kämpa för en omstridd bok om ...
bild
Reuters heta lista över klimatforskare är geografiskt sned: varför detta betyder något
by Nina Hunter, forskardoktor, University of KwaZulu-Natal
Reuters heta lista över "världens främsta klimatforskare" orsakar ett surr i klimatförändringssamhället. Reuters ...
En person håller ett skal i handen i blått vatten
Forntida skal antyder att höga koldioxidnivåer kan återvända
by Leslie Lee-Texas A&M
Med hjälp av två metoder för att analysera små organismer som finns i sedimentkärnor från den djupa havsbotten, har forskare uppskattat ...
bild
Matt Canavan föreslog att det kalla snäppet betyder att den globala uppvärmningen inte är verklig. Vi bryter mot detta och 2 andra klimatmyter
by Nerilie Abram, professor; ARC Future Fellow; Chefsutredare för ARC Center of Excellence for Climate Extremes; Biträdande direktör för Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, Australian National University
Senator Matt Canavan skickade många ögonbollar igår när han twittrade foton av snöiga scener i regionala New South ...
Ekosystemvakter larmar för haven
by Tim Radford
Sjöfåglar är kända som ekosystemvakter, varnar för havsförlust. När deras antal sjunker, kan också rikedomarna i ...
Varför havsuttrar är klimatkrigare
Varför havsuttrar är klimatkrigare
by Zak Smith
Förutom att vara ett av de sötaste djuren på planeten, hjälper havsutter till att upprätthålla en hälsosam, kolabsorberande kelp ...

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.