W obliczaniu wzrostu temperatury w modelach klimatu nie ma drogi na skróty
Zdaniem naukowców równowagowa czułość klimatu (ang. equilibrium climate sensitivity, ECS) to kluczowa wartość przy porównywaniu modeli klimatu. ECS, której wartość od dziesięcioleci przewiduje się na 1,5–4,5 ℃, jest miarą tego, jak bardzo powierzchnia Ziemi ogrzeje się po podwojeniu ilości CO2 w atmosferze. Podczas nowego badania przeprowadzonego w ramach finansowanego ze środków UE projektu TiPES ujawniono, że dokładne oszacowanie wartości ECS w złożonych modelach klimatu może być nadal dość trudne.
Reakcja nie zawsze jest liniowa
Zdaniem autorów badania ograniczone dane i stosunkowo krótkie symulacje wymagane do oszacowania ECS mogą znacząco zaniżać poziom długoterminowego ocieplenia. A to dlatego, że powszechnie stosowane metody zakładają, iż reakcja klimatu, czyli inaczej mówiąc zmiana średniej globalnej temperatury powierzchni, przebiega w sposób liniowy. W rzeczywistości jednak reakcja może mieć charakter nieliniowy, czasem uwidaczniając się natychmiast po dużej perturbacji, zaś innym razem dopiero po dłuższym czasie. Złożoność systemu klimatycznego Ziemi sprawia, że osiągnięcie temperatury równowagi może zająć tysiące lat. Jednak symulacjom modeli klimatu prowadzonym na dzisiejszych superkomputerach uzyskanie wyników dotyczących zmiany klimatu na przestrzeni 150 lat zajmuje kilka miesięcy. Dlatego do zasymulowania zmiany klimatu na przestrzeni tysięcy lat w celu określenia ECS modelu klimatu potrzebowalibyśmy wielu lat. Ponieważ nie jest to wykonalne, naukowcy zastosowali łatwiejszą metodę, którą wyjaśniono w komunikacie prasowym zamieszczonym na stronie „AZoCleantech”. „Po poddaniu modelu symulacji kilkusetletniej ewolucji klimatu dane są zbierane, a następnie wykorzystywane do oceny, o ile średnia temperatura globalna pójdzie w górę, gdyby pozostawić model aż do osiągnięcia temperatury równowagi”. Jednak to uproszczone podejście – oparte raczej na obliczeniach niż na symulacjach – może ono zaniżać wzrost temperatury powierzchni. Dzieje się tak dlatego, że w obliczeniach nie uwzględnia się tego, jak późne klimatyczne punkty krytyczne, na przykład nagłe pustynnienie po tysiącach lat, mogą gwałtownie zmienić średnie temperatury globalne. W związku z tym klimatyczne punkty krytyczne sprawiają, że standardowe podejście do porównywania modeli klimatu traci na wiarygodności. Ponieważ metoda ta może nie sprawdzić się w prostych modelach klimatu, prawdopodobnie będzie też nieodpowiednia do użycia z bardziej zaawansowanymi modelami. „Pokazujemy więc, że aby mieć pewność co do długoterminowego zachowania współczesnego modelu klimatu globalnego, nie ma drogi na skróty, potrzeba rozległych symulacji”, zauważają autorzy badania dr Robbin Bastiaansen i Anna von der Heydt z Uniwersytetu w Utrechcie, będącego partnerem projektu TiPES (Tipping Points in the Earth System). „Jeśli chcemy przewidzieć docelową reakcję/temperaturę dla danej ilości dodanego CO2, z pewnością nie uda się tego ustalić w łatwy, prosty i solidny sposób – nawet przy użyciu modeli”. Więcej informacji: strona projektu TiPES
Słowa kluczowe
TiPES, klimat, model klimatu, CO2, temperatura, równowagowa czułość klimatu, punkt krytyczny
