توقع مناخ العقد القادم - مجلس العلوم الدولي

هذه المقالة جزء من مركز الدراسات الدولي Transform21 السلسلة، التي تحتوي على موارد من شبكتنا من العلماء وصانعي التغيير للمساعدة في إعلام التحولات العاجلة اللازمة لتحقيق أهداف المناخ والتنوع البيولوجي.

من المحتمل أن يكون القراء المنتظمون للمدونات الموجودة على هذه الصفحات على دراية كبيرة بالتوقعات طويلة المدى لتغير المناخ ، من النوع الذي يستخدمه الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) لاستكشاف السيناريوهات المحتملة للاحترار العالمي، مع تنبؤات درجات الحرارة التي تستحوذ على العناوين الرئيسية لعدة أجيال في المستقبل.

وأراهن أن كل قارئ قد رأى أو سمع نشرة الطقس التي تقوم بعمل تنبؤات للأيام القليلة القادمة.

ولكن ماذا عن المدى القريب - الفترة الواقعة بين توقعات الطقس النموذجية لمدة خمسة أيام أو التنبؤ بالأشهر المقبلة والتوقعات المناخية لنهاية القرن؟ من المزارعين الذين يقررون نوع المحاصيل التي يجب زراعتها لمنحهم أفضل عائد ممكن في السنوات القادمة ، إلى صانعي السياسات الذين يقومون بتقييم ما إذا كان نظام الصحة العامة مجهزًا للتعامل مع موجة الحر في السنوات الثلاث المقبلة ، إلى شركات التأمين التي تقدر تكاليف الاكتتاب الخاصة بهم في موسم الأعاصير التالي ، تعتمد العديد من القرارات التي يواجهها صانعو السياسات والشركات بشكل روتيني على المعلومات المناخية على المدى القريب.

يقول آدم سكيف ، رئيس التنبؤ بعيد المدى في مكتب الأرصاد الجوية بالمملكة المتحدة والرئيس المشارك لمجموعة التوجيه العلمي لـ برنامج أبحاث المناخ العالمي (WCRP) التحدي الكبير للتنبؤ بالمناخ على المدى القريب.

يتطلب سد الفجوة بين توقعات الطقس للأسبوع المقبل والتوقعات المناخية طويلة المدى حتى عام 2100 نموذجًا يمكنه الجمع بين تقنيات من التنبؤ بالطقس والتنبؤ بالمناخ على المدى الطويل: يستخدمون جميعًا نفس نماذج الكمبيوتر الأساسية ، ولكن التنبؤات قصيرة المدى تعتمد بشكل كبير على شروط البداية من أحدث بيانات المراقبة بينما تعتمد التوقعات طويلة الأجل لاتجاهات المناخ بشكل كبير على التغيرات في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

بناء عالم افتراضي

يعتمد إجراء تنبؤات قريبة المدى على التبادل غير المقيد لبيانات الأرصاد الجوية على نطاق واسع وفي الوقت الفعلي. يتم استخدام المعلومات المتعلقة بالعناصر الخمسة التي يتكون منها النظام المناخي - الغلاف الجوي والمحيطات والغلاف الحيوي والغلاف الجليدي والغلاف الأرضي لتهيئة الظروف الأولية للنماذج.

من أجل القيام بذلك ، يقول آدم: "لقد بنينا أنظمة تزيد من قدرة التنبؤ التي كانت موجودة بالفعل لهذين المقياسين الزمنيين".

حصلنا على أفضل تقدير لما يبدو عليه الغلاف الجوي والمحيطات والمكونات الأخرى مثل الجليد البحري والرطوبة في سطح الأرض اليوم. يتم استخدام كل ذلك لإنشاء شروط البداية للتنبؤ. ثم نأخذ نموذجًا عدديًا ، يعتمد على خمس معادلات أساسية لميكانيكا الموائع والديناميكا الحرارية ، ونستخدم شروط البداية للكرة الأرضية بأكملها لبدء التنبؤ بالنموذج. إنها نفس الآلية المستخدمة للتنبؤ بالطقس والتغير المناخي على المدى الطويل.

يمكن أيضًا تعديل النماذج لتتخذ سيناريوهات مختلفة - على سبيل المثال اختلاف مستويات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) الانبعاثات ، أو أحداث معينة مثل الانفجار البركاني الذي من شأنه إطلاق جزيئات الغبار والرماد في الغلاف الجوي والتأثير على المناخ. يمكن أن يوفر نموذج الكمبيوتر بعد ذلك حلاً للمناخ المستقبلي مشتقًا من القوانين الأساسية للفيزياء.

ومع ذلك ، نظرًا لأن الطقس فوضوي ، فحتى اختلاف بسيط في متغير واحد يمكن أن يكون له أحيانًا تأثير كبير على النتيجة. لهذا السبب يتم استخدام النموذج في صنعه متعدد التوقعات.

إذا أجريت تنبؤًا واحدًا ، تخبرك نظرية الفوضى أنه سيتأرجح. إن تفاصيل هذا التطور المعين لن تحدث على الإطلاق بالضرورة. لذلك عليك أن تقوم بمجموعة من التوقعات ، والتي نسميها مجموعة. نجري عادةً عشرات التوقعات للسنوات الخمس القادمة. إذن لديك مجموعة كاملة من التوقعات تتطور إلى الأمام بمرور الوقت ، وبعضها سيرتفع والبعض الآخر سيكون أكثر ثباتًا. ولكن إذا كانت هناك إشارة يمكن التنبؤ بها ، فإن مجموعة التنبؤات تُظهر ميزة مشتركة ، مثل كل الاتجاهات لبعض الوقت في نفس الاتجاه ، كما يقول آدم.

على سبيل المثال ، يمكن للنماذج التنبؤ بظاهرة النينيو في السنوات القادمة. إذا أظهرت ثمانية من أصل عشرة تنبؤات زيادة كبيرة بدرجة كافية في درجة حرارة سطح المحيط الهادئ ، فإننا نقول إن هناك فرصة بنسبة 80٪ لظهور ظاهرة النينيو في الفترة المقبلة. بالنسبة للتنبؤات لبضع سنوات قادمة ، يشرح آدم ، فإن ظروف البداية الخاصة في المحيط ، وبدرجة أقل في الغلاف الجوي ، بالإضافة إلى مستوى انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، لها تأثير على أنماط الطقس في الغلاف الجوي.

كانت هناك زيادة في الأبحاث المتعلقة بالتنبؤات المناخية على المدى القريب في السنوات الأخيرة ، وأصبحوا أكثر مهارة مع زيادة قوة الحوسبة ، وصقل وتحسين مراقبة المناخ ، وتشغيل النماذج بدقة مكانية أعلى ، وعدد التنبؤات في يتم زيادة الفرق.

يوجد الآن حوالي عشر مجموعات بحثية تعمل على التنبؤات المناخية على المدى القريب في جميع أنحاء العالم ، وقد حددت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) خمسة "مراكز الإنتاج العالمية للتنبؤ بالمناخ السنوي إلى العقد. تم تعيين مركز هادلي التابع لمكتب الأرصاد الجوية ليكون بمثابة المركز الرائد لجمع التنبؤات ومقارنتها. جاء ذلك في أعقاب قرار جعل التنبؤ بالمناخ على المدى القريب "التحدي الكبيرلبرنامج أبحاث المناخ العالمي (WCRP). بالاشتراك مع تيرينس أوكين من أستراليا ، يشارك آدم في رئاسة مجموعة التوجيه العلمي لمشروع "التحدي الكبير" ، الذي كان له ثلاثة أهداف رئيسية:

(1) تحسين جودة المعلومات والتنبؤات الأولية المتعلقة بالمناخ ؛
(2) لجمع ومقارنة وتوليف مخرجات التنبؤ وتكييف المعلومات نحو الخدمات التي تلبي احتياجات أصحاب المصلحة ؛ و
(3) لتطوير عمليات لتقييم ونقل درجة الثقة وعدم اليقين في التنبؤات.

كجزء من البحث ، عمل المشروع على تفعيل التنبؤات بالمناخ على المدى القريب وتطوير "تحديث مناخي سنوي إلى عقد" يقدم ملخصًا للتنبؤات للسنوات القليلة القادمة. عندما تم نشر تقرير 2021 في وقت سابق من هذا العام، جنبًا إلى جنب مع الجوانب الإقليمية المختلفة للتنبؤات ، كان العنوان الرئيسي هو أن المتوسط السنوي العالمي - اليابسة والبحر - يعني أن درجة الحرارة القريبة من السطح من المرجح أن تكون على الأقل 1 درجة مئوية أكثر دفئًا من مستويات ما قبل الصناعة ، وأن ذلك يقارب من المحتمل ألا تكون إحدى السنوات الخمس المقبلة أكثر دفئًا بمقدار 1.5 درجة مئوية على الأقل من مستويات ما قبل الثورة الصناعية.

ومع ذلك ، يحذر آدم من أن هذا لا يعني أنه قد تم الوصول إلى عتبة باريس البالغة 1.5 درجة مئوية. يقول آدم إن ما تُظهره النماذج هو أن درجة الحرارة العالمية "تتقلب أكثر من أي وقت مضى بالقرب من مستوى 1.5 درجة مئوية":

من المحتمل أنه كلما اقتربنا من عتبة باريس ، سيحدث تجاوز مؤقت لمستويات 1.5 درجة مئوية في كثير من الأحيان. يمكننا بالفعل رؤية تلك الأحداث في التوقعات. نحن قريبون جدًا الآن حيث أصبحت الأحداث المؤقتة أكثر احتمالية: هناك فرصة بنسبة 40 ٪ لحدث تجاوز مؤقت في السنوات الخمس المقبلة ، لكن هذا لا يعني أننا تجاوزنا عتبة باريس. تعتبر التقلبات في المناخ على مدى سنوات ، أو حتى عقد من الزمان ، كبيرة ويمكن أن تأتي من مصادر طبيعية ، أو من عوامل أخرى. يمكنهم عكس اتجاه تغير المناخ ، أو يمكنهم مفاقمته. إذا كنت تريد أن تعرف أيًا من هذه الأشياء من المرجح أن يحدث في منطقة اهتمامك الخاصة ، فأنت بحاجة إلى الانتباه إلى تنبؤات المناخ على المدى القريب.

لقد اعتدنا على سماع أن اتخاذ إجراء فعال بشأن تغير المناخ يتطلب تفكيرًا طويل المدى وخفضًا فوريًا للانبعاثات. إضافة إلى ذلك ، فإن التقدم في التنبؤ بالمناخ على المدى القريب يبني قاعدة الأدلة اللازمة لإعلام التكيف والتخطيط على المستوى الإقليمي على نطاقات زمنية مهمة للحكومات وصناع القرار في قطاع الأعمال.

لمزيد من القراءة

تحديث المناخ العالمي السنوي إلى العقد السنوي للمنظمة (WMO) - السنوات المستهدفة: 2021 و 2021-2025
كوشنير ، واي. ، سكيف ، إيه إيه ، أريت ، آر وآخرون. نحو التنبؤات التشغيلية للمناخ على المدى القريب. طبيعة تغير المناخ 9 ، 94–101 (2019). https://doi.org/10.1038/s41558-018-0359-7
Scaife، AA، Folland، C. and Mitchell، J. نهج نموذجي لتغير المناخ ، عالم الفيزياء، المجلد. 20 (2) https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-7058/20/2/29
Smith DM، Cusack، S.، Colman، AW، Folland، CK، Harris، GR، and Murphy، JM 2007. تحسين التنبؤ بدرجة حرارة السطح للعقد القادم من نموذج المناخ العالمي ، العلوم ، المجلد. 317 (5839) DOI: 10.1126 / science.1139540.

آدم سكيف

آدم هو رئيس التنبؤات الشهرية إلى العقدية في مكتب الأرصاد الجوية في المملكة المتحدة ، والذي يتضمن البحث والإنتاج وإصدار تنبؤات مكتب الأرصاد المناخية من الأشهر إلى السنوات القليلة المقبلة. يركز بحث آدم الشخصي على تقلبية المناخ ونمذجة الكمبيوتر الخاصة بالمناخ. وقد نشر حوالي 200 مقال تمت مراجعته من قبل الزملاء حول تقلب المناخ والمحاكاة والتنبؤ باستخدام نماذج الكمبيوتر القائمة على أساس مادي ومعترف به دوليًا باعتباره باحث استشهد للغاية.

قراءة كتاب آدم سكيف سيرة ذاتية كاملة على موقع مكتب الأرصاد الجوية في المملكة المتحدة.

صورة العنوان: أنيكا فوغل (تم توزيعها عبر imagegeo.egu.eu).