Naukowcy sprawdzili wiarygodność modeli klimatycznych na przestrzeni ostatnich 50 lat

| Nauki przyrodnicze
Sarah_Ackerman

Modele klimatyczne to użyteczne narzędzie do lepszego zrozumienia i prognozowania przyszłych zmian klimatu. Klimatolodzy używają ich od początku lat 70., zatem minęło już wystarczająco dużo czasu, by dokonać retrospektywnego porównania i przekonać się, czy sprawdziły się prognozy, jakie przy użyciu modeli były tworzone przed dziesiątkami lat. W Geophysical Research Letters ukazał się właśnie artykuł, w którym Zeke Hausfather z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz jego koledzy z MIT i NASA opisują wyniki swoich badań nad skutecznością modeli klimatycznych.

Dwa główne czynniki decydujące o prawidłowym bądź nie działaniu modeli klimatycznych to stopień naszego zrozumienia fizyki klimatu oraz umiejętność prognozowania przyszłej emisji CO2. Nawet najlepszy model komputerowy nie przewidzi prawidłowo rozwoju sytuacji, jeśli dostarczymy mu niewłaściwych danych o przyszłej emisji gazów cieplarnianych, a z drugiej strony jeśli będziemy korzystali z modelu, w którym zaimplementowano błędne mechanizmy dotyczące zjawisk fizycznych, to nawet dokładnie przewidzenie poziomu emisji nie pozwoli na uzyskanie właściwych wyników.

Hausfather i jego zespół wzięli pod lupę 17 prognoz klimatycznych, wykonanych za pomocą 14 modeli, które powstały pomiędzy rokiem 1970 a 2001. Zarysowywane przez nie scenariusze porównano z rzeczywistym rozwojem sytuacji do roku 2017.

Zeke Hausfather

Okazało się, że większość modeli prawidłowo przewidywała przyszły wzrost średniej temperatury na Ziemi. Z 17 prognoz w przypadku 10 nie zauważono statystycznej różnicy pomiędzy prognozami a rzeczywistym rozwojem sytuacji. Gorzej wypadła część modeli, które powstały przed rokiem 1990. Siedem starszych prognoz błędnie przewidziało rozwój sytuacji przewidując większe lub mniejsze ocieplenie niż było w rzeczywistości, a błędy sięgały nawet 0,1 stopnia Celsjusza. Bliższa analiza wykazała, że w przypadku 5 tych prognoz błąd nie tkwił w samych modelach, a w przewidywaniach naukowców dotyczących poziomu wymuszeń klimatycznych. Wymuszenia klimatyczne, to wpływające na klimat zjawiska pochodzące z zewnątrz systemu limatycznego (atmosfery, hydrosfery, kriosfery i biosfery). Należą do nich np. zmiany aktywności Słońca, orbity Ziemi, zapylenia atmosfery itp.

Na przykład model z 1988 roku stworzony w NASA przez grupę Jamesa Hansena przewidywał, że jeśli zanieczyszczenie powietrza będzie będzie postępowało tak, jak w czasie tworzenia prognozy, to obecnie średnia temperatura na Ziemi będzie o 0,3 stopnia wyższa, niż jest w rzeczywistości. Hausfather i jego zespół odkryli, że przyczyną błędu nie jest samo działanie modelu, ale fakt, że naukowcy nieprawidłowo przewidzieli przyszły poziom zanieczyszczenia. Na przykład przeszacowali emisję metanu, a nie przewidzieli gwałtownego spadku emisji freonów, do jakiego doszło po wejściu w życie Protokołu Montrealskiego.

Gdy do modeli, za pomocą których stworzono wspomnianych 7 błędnych prognoz wprowadzono prawidłowe dane dotyczące zanieczyszczenia atmosfery, okazało się, że 5 z nich pokazuje prawidłowe dane, zatem błędy tkwią w 2 z 17 prognoz.

Naukowcy zauważyli dwie istotne rzeczy. Po pierwsze zaskoczyła ich jakość najstarszych modeli klimatycznych, które nadspodziewanie dobrze poradziły sobie z prognozami. Po drugie zaś, stwierdzili, że nowsze modele są doskonalsze.

Klimatolodzy wiedzą nie od dzisiaj, że ich modele działają, jednak każda ich weryfikacja jest pożądana. To miło wiedzieć, że opinia o modelach się potwierdza, skomentował specjalista od modelowania klimatu Piers Forster z brytyjskiego University of Leeds. Uczony zastrzegł przy tym, że nawet w najnowocześniejszych modelach klimatycznych istnieje pewien poziom niepewności, jednak wiemy na tyle dużo, że możemy ufać modelom.

Autor:

Źródło: NASA

model klimatyczny wiarygodność klimat