Antaŭdiri la klimaton de la venonta jardeko - Internacia Scienca Konsilio

Ĉi tiu artikolo estas parto de la ISC Transformi21 serio, kiu enhavas rimedojn de nia reto de sciencistoj kaj ŝanĝistoj por helpi informi la urĝajn transformojn necesajn por atingi klimatajn kaj biodiversecajn celojn.

Regulaj legantoj de la blogoj sur ĉi tiuj paĝoj verŝajne tre konos longperspektivajn projekciojn pri klimata ŝanĝo, de la speco uzata de la Interregistara Panelo pri Klimata Ŝanĝo (IPCC) por esplori eblajn scenarojn por mondvarmiĝo, kun titolkaptaj temperaturprognozoj plurajn generaciojn en la estontecon.

Kaj mi vetus, ke ĉiu leganto aŭ vidis aŭ aŭdis veterbultenon, kiu faras prognozojn por la venontaj tagoj.

Sed kio pri la pli proksima limtempo - la periodo inter tipa kvintaga veterprognozo aŭ prognozo por la venontaj monatoj kaj klimataj projekcioj por la fino de la jarcento? De farmistoj decidas kian kultivaĵvarion planti por doni al ili la plej bonan eblan rendimenton en la venontaj jaroj, ĝis politikofaristoj taksantaj ĉu la publika sano-sistemo estas ekipita por trakti varmegon en la venontaj tri jaroj, ĝis asekuristoj taksantaj siajn asekurkostojn por la venonta uragansezono, multaj el la decidoj, kiujn politikofaristoj kaj entreprenoj rutine alfrontas, dependas de baldaŭa klimata informo.

Povi liveri informojn pri plurjara ĝis dekjara temposkalo estas "tute decida" por klimataj servoj, diras Adam Scaife, Estro de Longdistanca prognozo ĉe la UK Met Office kaj Ko-prezidanto de la Scienca Direktora Grupo por la Monda Klimata Esplorprogramo (WCRP) Grand Challenge on Near-Term Climate Prediction.

Plenigi la interspacon inter la veterprognozo por la venonta semajno kaj longperspektivaj klimataj projekcioj ĝis 2100 postulas modelon kiu povas kunigi teknikojn de veterprognozo kaj longtempa klimata projekcio: ili ĉiuj uzas la samajn subestajn komputilajn modelojn, sed mallongperspektivajn prognozojn. dependas multe de la komencaj kondiĉoj de plej novaj observaj datumoj dum longperspektivaj projekcioj de klimataj tendencoj plej dependas de la ŝanĝoj en forcej-efikaj gasoj.

Konstruante virtualan mondon

Fari baldaŭajn antaŭdirojn dependas de senlima interŝanĝo de meteologiaj datumoj sur amasa skalo kaj en reala tempo. Informoj pri la kvin elementoj kiuj konsistigas la klimatan sistemon - la atmosfero, oceano, biosfero, kriosfero kaj geosfero estas ĉiuj uzataj por krei la komencajn kondiĉojn por la modeloj.

Por fari tion, "Ni konstruis sistemojn, kiuj etendas la prognozan kapablon, kiu jam ekzistis por tiuj du temposkaloj", diras Adam.

'Ni ricevas nian plej bonan takson pri kiel aspektas hodiaŭ la atmosfero, oceano kaj aliaj komponantoj kiel la marglacio kaj humideco en la tersurfaco. Ĉio tio estas uzata por krei la komencajn kondiĉojn por la antaŭdiro. Ni tiam prenas nombran modelon, kiu baziĝas sur kvin fundamentaj ekvacioj de fluida mekaniko kaj termodinamiko, kaj uzas la komencajn kondiĉojn por la tuta terglobo por komenci la modelan prognozon. Estas la sama maŝinaro, kiu estas uzata por antaŭdiri vetero kaj longtempa klimata ŝanĝo.

Modeloj ankaŭ povas esti adaptitaj por akcepti malsamajn scenarojn - ekzemple malsamajn nivelojn de karbondioksido (CO₂) emisioj, aŭ specifaj okazaĵoj kiel ekzemple vulkana erupcio kiu liberigus polvon kaj cindropartiklojn en la atmosferon kaj influus la klimaton. La komputilmodelo tiam povas disponigi solvon por la estonta klimato kiu estas derivita de la bazaj leĝoj de fiziko.

Tamen, konsiderante ke la vetero estas kaosa, eĉ malgranda diferenco en unu variablo povas foje havi drastan efikon al la rezulto. Estas tial ke la modelo estas uzata por fari multoblaj prognozoj.

— Se vi faras unu prognozon, la kaoso-teorio diras al vi, ke ĝi ŝanceliĝos. La specifaĵoj de tiu aparta evoluo tute ne okazos. Do vi devas fari amason da prognozoj, kiujn ni nomas ensemblo. Ni kutime faras dekojn da prognozoj por la venontaj kvin jaroj. Do vi havas tutan aron da prognozoj evoluantaj antaŭen en la tempo, kaj kelkaj el ili pliiĝos kaj kelkaj el ili estos pli plataj. Sed se estas antaŭvidebla signalo, la pako de antaŭvidoj montras komunan trajton, kiel ĉiuj tendencas dum tempo en la sama direkto,' diras Adam.

Ekzemple, la modeloj povas antaŭdiri El Niño en la venontaj jaroj. Se ok el dek prognozoj montras sufiĉe grandan pliiĝon de la surfaca temperaturo de la Pacifika maro, ni diras, ke ekzistas 80% ŝanco de evento El Niño en la venonta periodo. Por antaŭdiroj antaŭ kelkaj jaroj, Adam klarigas, la apartaj komencaj kondiĉoj en la oceano, kaj en pli malgranda grado en la atmosfero, plus la nivelo de forcej-efikaj gasoj, havas influon sur atmosferaj veterpadronoj.

Okazis pliiĝo en esplorado pri baldaŭaj klimataj prognozoj en la lastaj jaroj, kaj ili fariĝas pli lertaj kiam komputa potenco pliiĝas, observaĵoj de la klimato estas rafinitaj kaj plibonigitaj, modeloj estas funkciantaj kun pli alta spaca rezolucio, kaj la nombro da prognozoj en la ensembloj pligrandiĝas.

Nun estas ĉirkaŭ dek esplorgrupoj laborantaj pri baldaŭaj klimataj prognozoj tra la mondo, kaj la Monda Organizo pri Meteologia (WMO) nomumis kvin'.Tutmondaj Produktantaj Centroj por Jara-al-Dekdeka Klimata Prognozo. La Met Office Hadley Centro estis nomumita kiel la Ĉefcentro por kolekti kaj kombini prognozojn. Ĉi tio sekvis la decidon fari baldaŭan klimatan prognozon 'grandioza defio' por la Monda Klimata Esplorprogramo (WCRP). Kune kun Terence O'Kane de Aŭstralio, Adamo ko-prezidas la Sciencan Direktogrupon por la "granda defio-" projekto, kiu havis tri ĉefajn celojn:

(1) Plibonigi la kvaliton de pravigitaj dekadencaj klimataj informoj kaj prognozo;
(2) Kolekti, kombini kaj sintezi prognozan produktaĵon kaj tajlori informojn al servoj, kiuj traktas koncernatajn bezonojn; kaj
(3) Disvolvi procezojn por taksi kaj komuniki la gradon de konfido kaj necerteco en la antaŭdiroj.

Kiel parto de la esplorado, la projekto funkciis por funkciigi prognozojn de la baldaŭa klimato kaj evoluigi regulan "Jaran ĝis Decadal Klimata Ĝisdatigon" kiu donas resumon de prognozoj por la venontaj malmultaj jaroj. Kiam la Raporto pri 2021 estis publikigita pli frue ĉi-jare, kune kun la diversaj regionaj aspektoj de la antaŭdiroj, la fraptitolo estis ke ĉiujara averaĝa tutmonda - tero kaj maro - meza preskaŭ-surfaca temperaturo verŝajne estos almenaŭ 1˚C pli varma ol antaŭindustriaj niveloj, kaj ke ĝi estas proksimume same. verŝajne, ke unu el la venontaj kvin jaroj estos almenaŭ 1.5˚C pli varma ol antaŭindustriaj niveloj.

Tamen, avertas Adam, ĉi tio ne signifas, ke la pariza sojlo de 1.5˚C varmiĝo estos atingita. Kion la modeloj montras, diras Adamo, estas ke la tutmonda temperaturo "fluktuas ĉiam pli proksime al la 1.5˚C-nivelo":

'Verŝajne, kiam ni proksimiĝos al la pariza sojlo, provizora supero de la 1.5˚C-niveloj okazos pli ofte. Ni jam povas vidi tiujn eventojn en la prognozoj. Ni estas tiom proksimaj nun, ke provizoraj eventoj fariĝas pli verŝajnaj: estas 40% ebleco de provizora supera evento en la venontaj kvin jaroj sed tio ankoraŭ ne signifus, ke ni rompis la parizan sojlon. Fluktuoj en klimato dum jaroj, aŭ eĉ jardeko, estas grandaj kaj ili povas veni de naturaj fontoj, aŭ de aliaj faktoroj. Ili povas kontraŭstari la tendencon de klimata ŝanĝo, aŭ ili povas pliseverigi ĝin. Se vi volas scii, kiu el tiuj aferoj pli verŝajne okazos en via aparta regiono de intereso, tiam vi devas atenti la baldaŭajn klimatajn prognozojn.'

Ni kutimas aŭdi, ke efika agado kontraŭ klimata ŝanĝo postulas longdaŭran pensadon kaj tujajn ellasajn reduktojn. Aldone al tio, progresoj en baldaŭa klimata prognozo konstruas la pruvan bazon necesan por informi adaptadon kaj planadon sur la regiona nivelo en temposkaloj kiuj estas decidaj por registaroj kaj komercaj deciduloj.

plia legado

WMO Tutmonda Jara ĝis Jardeka Klimata Ĝisdatigo - Celaj jaroj: 2021 kaj 2021-2025
Kushnir, Y., Scaife, AA, Arritt, R. et al. Direkte al funkciaj prognozoj de la baldaŭa klimato. Naturo Klimata Ŝanĝo 9, 94-101 (2019). https://doi.org/10.1038/s41558-018-0359-7
Scaife, AA, Folland, C. kaj Mitchell, J. A modelaliro al klimata ŝanĝo, Fizika Mondo, Vol. 20 (2) https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-7058/20/2/29
Smith DM, Cusack, S. , Colman, AW, Folland, CK, Harris, GR, kaj Murphy, JM 2007. Plibonigita Surface Temperature Prediction por la Coming Decade from a Global Climate Model, Science, Vol. 317 (5839) DOI: 10.1126 / scienco.1139540.

Adam Scaife

Adam estas estro de Monthly to Decadal Prediction ĉe la UK Met Office, kiu inkluzivas la esploradon, produktadon kaj eldonadon de Mete Office-klimataj prognozoj de monatoj ĝis kelkaj jaroj antaŭe. La persona esplorado de Adamo estas temigis klimatŝanĝeblecon kaj komputilmodeligadon de la klimato. Li publikigis proksimume 200 kolegoreviziitajn artikolojn pri klimata ŝanĝebleco, simulado kaj prognozo uzante fizike bazitajn komputilmodelojn kaj estas rekonita internacie kiel tre citita esploristo.

Legu tiun de Adam Scaife plena biografio en la retejo de UK Met Office.

Kapa foto: Annika Vogel (disdonita per imageo.egu.eu).