個別氣候模型可能無法提供完整的信息

一組氣候科學家認為，平衡氣候敏感度(地球氣候?qū)Υ髿舛趸甲兓拿舾谐潭?可能被低估了。

研究人員在《地球物理研究快報》中報告說：“氣候系統(tǒng)特性的概率估計通常依賴于將模型模擬與觀測到的溫度記錄進行比較以及對內(nèi)部氣候變異性的估計。” 如果內(nèi)部氣候變異性是錯誤的，那么概率估計將是錯誤的，并且氣候預測可能會錯過目標。

“我們正在尋找在熱帶和在溫帶北半球溫度變化的高緯度地區(qū)，”克里斯E.森林，在賓夕法尼亞州立大學氣候動力學教授。“我們專注于簡單的單個方程式，并使用時間序列分析，因為要使其正常工作，我們需要對模型進行數(shù)千次運行。”

數(shù)以千計的模型運行需求也需要大量的計算能力，F(xiàn)orest是賓夕法尼亞州立大學計算與數(shù)據(jù)科學研究所的成員。

氣候變化對大氣中二氧化碳變化的反應方式如何變化很重要，因為二氧化碳作為一種能吸收熱量的溫室氣體會導致大氣和地球變暖。

弗雷斯特說：“總體而言，我們有兩種選擇：我們可以適應或開始減少排放。” “我們將不得不做得更好，以提供長期預測，因為變暖加劇將因冰融化而使海洋升高。我們已經(jīng)看到了作物變暖，健康和水供應的結(jié)果。所有這些風險已經(jīng)在加劇。我們的決定，我們的選擇。我們必須能夠為未來20年或未來50年進行規(guī)劃。”

Forest和他的團隊想要做的是能夠陳述我們從現(xiàn)在起50年后的期望。

這種類型的預測并不簡單，因為地球在全球范圍內(nèi)的升溫速度并不相同。在熱帶地區(qū)發(fā)生的事情不是在北緯地區(qū)發(fā)生的事情。

研究人員使用麻省理工學院的地球系統(tǒng)模型測試了三種氣候系統(tǒng)特性(包括平衡氣候敏感性)的概率分布敏感性。它們包括來自25種不同科學狀態(tài)的地球系統(tǒng)模型的結(jié)果，每個模型的配置都不同。

弗雷斯特說：“每個建模小組都必須確定他們使用什么標準來評估模型的質(zhì)量，而這通常還不清楚。” “一方面，云反饋可能更高，另一方面，他們可能會考慮其他組件。”

出于校準目的或在設(shè)置階段，并非所有模型都運行相同的時間長度。大多數(shù)測試都是以200至300年的間隔進行的，只有少數(shù)幾個小組進行了1000多個仿真。各個模型的結(jié)果都不同，并且沒有一個模型可以涵蓋內(nèi)部可變性的整個范圍。

研究人員從這25個模型中獲取了估計的內(nèi)部氣候變異性，并將歷史時期觀測到的氣候變化與MESM模擬進行了比較。然后，他們在同一地球系統(tǒng)模型中使用了類似的，組合的內(nèi)部氣候變異性估計值的結(jié)果。

他們發(fā)現(xiàn)，來自各個模型的不確定性通常會導致對氣候敏感性的非穩(wěn)健的狹窄估計，而將來自多個模型的不確定性相結(jié)合可提供更廣泛的分布。

研究人員希望利用這些新結(jié)果，查看政府間氣候變化專門委員會的情景，并了解那些對未來氣候的估計中所包含的全部不確定性。

弗雷斯特說：“如果我們什么都不做，我們希望能夠問出會發(fā)生什么。” “這些情景對于使我們達到1.5或2攝氏度(2.7或3.6華氏度)的最大變暖目標有多有效?”