この記事はISCの一部です トランスフォーム21 このシリーズでは、気候と生物多様性の目標を達成するために必要な緊急の変革についての情報を提供するために、科学者や変革者からなる当社のネットワークからのリソースを特集しています。
これらのページのブログを定期的に読んでいる人は、おそらく、気候変動の長期予測に精通しているでしょう。 気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、地球温暖化の考えられるシナリオを調査します、数世代先の見出しをつかむ気温予測。
そして、私はすべての読者が次の数日間の予報をする天気予報を見たり聞いたりしたことを賭けたいと思います。
しかし、短期的にはどうでしょうか。典型的なXNUMX日間の天気予報または今後数か月の予報と、世紀末の気候予測の間の期間です。 今後数年間で可能な限り最高の収穫量をもたらすためにどの作物品種を植えるかを決定する農家から、公衆衛生システムが今後XNUMX年間の熱波に対処できるかどうかを評価する政策立案者、保険会社が次のハリケーンシーズン、政策立案者や企業が日常的に直面する決定の多くは、短期的な気候情報に依存しています。
数年から数十年のタイムスケールで情報を提供できることは、気候サービスにとって「絶対に重要」であると、英国気象庁の長期予測責任者であり、科学運営グループの共同議長であるアダム・スカイフは述べています。 世界気候研究計画（WCRP）の短期気候予測に関するグランドチャレンジ.
来週の天気予報と2100年までの長期気候予測の間のギャップを埋めるには、天気予報と長期気候予測の手法を組み合わせることができるモデルが必要です。これらはすべて同じ基礎となるコンピューターモデルを使用しますが、短期予測を使用します。気候傾向の長期予測は温室効果ガス排出量の変化に最も依存しているのに対し、最新の観測データからの開始条件に大きく依存しています。
仮想世界の構築
短期的な予測を行うには、大規模かつリアルタイムでの気象データの無制限の交換に依存します。 気候システムを構成するXNUMXつの要素（大気、海洋、生物圏、雪氷圏、地圏）に関する情報はすべて、モデルの開始条件を作成するために使用されます。
これを行うために、「これらXNUMXつのタイムスケールですでに存在していた予測機能を拡張するシステムを構築しました」とAdam氏は言います。
「私たちは、大気、海、および海氷や地表の水分などの他の要素が今日どのように見えるかについて、最善の見積もりを取得します。 これらはすべて、予測の開始条件を作成するために使用されます。 次に、流体力学と熱力学のXNUMXつの基本方程式に基づく数値モデルを取得し、地球全体の開始条件を使用してモデルの予測を開始します。 これは、天気や長期的な気候変動を予測するために使用されるのと同じ機械です。
モデルは、さまざまなシナリオ（たとえば、さまざまなレベルの二酸化炭素（CO））を取り込むように調整することもできます。2）排出物、または火山噴火などの特定のイベントで、ほこりや灰の粒子が大気中に放出され、気候に影響を与えます。 コンピュータモデルは、物理学の基本法則から導き出される将来の気候に対する解決策を提供することができます。
ただし、天候が混沌としていることを考えると、XNUMXつの変数のわずかな違いでも、結果に劇的な影響を与える場合があります。 モデルを使用して作成するのはこのためです の試合に 予測。
「XNUMXつの予測を行うと、カオス理論はそれがぐらつくだろうとあなたに伝えます。 その特定の進化の詳細は、必ずしもまったく起こらないでしょう。 したがって、アンサンブルと呼ばれる一連の予測を行う必要があります。 通常、今後XNUMX年間で数十の予測を実行します。 したがって、時間の経過とともに進化する予測がたくさんあり、それらのいくつかは上昇し、いくつかはよりフラットになります。 しかし、予測可能なシグナルがある場合、予測のパックは、すべてが同じ方向に一時的にトレンドになるなど、共通の機能を示します」とアダムは言います。
たとえば、モデルは今後数年間でエルニーニョを予測できます。 80の予測のうちXNUMXつが太平洋の海面水温の十分に大きな上昇を示している場合、次の期間にエルニーニョ現象が発生する可能性はXNUMX％であると言えます。 アダムは、数年先までの予測について、海洋の特定の開始条件、および大気中のより少ない程度に加えて、温室効果ガス排出のレベルが、大気の気象パターンに影響を与えると説明します。
近年、短期的な気候予測に関する研究が増えており、計算能力が向上し、気候の観測が洗練され、改善され、モデルがより高い空間解像度で実行され、予測の数が増えるにつれて、それらはより巧妙になっています。アンサンブルが増加します。
現在、世界中で短期的な気候予測に取り組んでいる約XNUMXの研究グループがあり、世界気象機関（WMO）はXNUMXつを指定しています。年次からXNUMX年の気候予測のためのグローバル生産センター。 Met Office Hadley Centerは、予測を収集および照合するためのリードセンターとして指定されています。 これは、短期的な気候予測を行うという決定に続きました。グランドチャレンジ'世界気候研究計画（WCRP）。 Adamは、オーストラリアのTerence O'Kaneとともに、XNUMXつの主な目的を持つ「グランドチャレンジ」プロジェクトのScientific SteeringGroupの共同議長を務めています。
（1）初期化されたXNUMX年ごとの気候情報と予測の質を改善すること。
（2）予測出力を収集、照合、統合し、利害関係者のニーズに対応するサービスに向けて情報を調整する。 と
（3）予測の信頼度と不確実性を評価および伝達するプロセスを開発する。
研究の一環として、このプロジェクトは、短期的な気候の予測を運用可能にし、今後数年間の予測の要約を提供する定期的な「年次からXNUMX年の気候の更新」を開発するために取り組みました。 いつ 2021年のレポートが今年初めに発行されました、予測のさまざまな地域的側面とともに、見出しは、世界の年間平均-陸と海-平均地表付近の気温は、産業革命前のレベルよりも少なくとも1℃高い可能性があり、それはほぼ同じであるということでした今後1.5年間のうちのXNUMXつは、産業革命以前のレベルよりも少なくともXNUMX℃高くなるとは限りません。
ただし、アダムに警告します。これは、パリのしきい値である1.5℃の温暖化に到達したことを意味するものではありません。 モデルが示しているのは、地球の気温が「1.5℃レベルに近づくほど変動している」ということです。
「パリのしきい値に近づくにつれて、1.5℃レベルの一時的な超過がより頻繁に発生する可能性があります。 これらのイベントはすでに予測で確認できます。 現在、一時的なイベントが発生する可能性が高くなっています。今後40年間で一時的な超過イベントが発生する可能性はXNUMX％ですが、それでもパリのしきい値を超えたわけではありません。 数年、あるいはXNUMX年にわたる気候の変動は大きく、それらは自然源または他の要因から生じる可能性があります。 彼らは気候変動の傾向に逆らうか、それを悪化させる可能性があります。 これらのうちどれが特定の関心領域で発生する可能性が高いかを知りたい場合は、短期的な気候予測に注意を払う必要があります。
私たちは、気候変動に対する効果的な行動には、長期的な思考と即時の排出削減が必要であると聞いています。 それに加えて、短期的な気候予測の進歩は、政府や企業の意思決定者にとって重要なタイムスケールで、地域レベルでの適応と計画に情報を提供するために必要な証拠基盤を構築しています。
参考文献
- WMOグローバル年次から2021年の気候の更新–対象年：2021年と2025年からXNUMX年
- Kushnir、Y.、Scaife、AA、Arritt、R。etal。 短期的な気候の運用予測に向けて。 自然の気候変動 9、94–101（2019）。 https://doi.org/10.1038/s41558-018-0359-7
- Scaife、AA、Folland、C。およびMitchell、J。気候変動へのモデルアプローチ、 物理学の世界、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、およびMurphy、JM2007。全球気候モデルからの今後317年間の表面温度予測の改善、Science、Vol。 5839（XNUMX） DOI：10.1126 / science.1139540.
アダム・スカイフ
Adamは、英国気象庁の月次から数十年の予測の責任者です。これには、数か月から数年先の英国気象庁の気候予測の調査、作成、発行が含まれます。 アダムの個人的な研究は、気候変動と気候のコンピューターモデリングに焦点を当てています。 彼は、物理ベースのコンピューターモデルを使用した気候変動、シミュレーション、予測に関する約200の査読記事を発表しており、国際的に 非常に引用された研究者.
アダム・スカイフの 英国気象庁のウェブサイトの完全な伝記.
ヘッダー写真：Annika Vogel（ imagio.egu.eu).
