個別氣候模型可能無法提供完整的信息

一組氣候科學(xué)家認(rèn)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(bào)》中報(bào)告說：“氣候系統(tǒng)特性的概率估計(jì)通常依賴于將模型模擬與觀測到的溫度記錄進(jìn)行比較以及對內(nèi)部氣候變異性的估計(jì)。” 如果內(nèi)部氣候變異性是錯誤的，那么概率估計(jì)將是錯誤的，并且氣候預(yù)測可能會錯過目標(biāo)。

“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(xué)氣候動力學(xué)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?yàn)橐蛊湔９ぷ鳎覀冃枰獙δＰ瓦M(jìn)行數(shù)千次運(yùn)行。”

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

氣候變化對大氣中二氧化碳變化的反應(yīng)方式如何變化很重要，因?yàn)槎趸甲鳛橐环N能吸收熱量的溫室氣體會導(dǎo)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(yīng)或開始減少排放。” “我們將不得不做得更好，以提供長期預(yù)測，因?yàn)樽兣觿⒁虮诨购Ｑ笊?。我們已?jīng)看到了作物變暖，健康和水供應(yīng)的結(jié)果。所有這些風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)在加劇。我們的決定，我們的選擇。我們必須能夠?yàn)槲磥?0年或未來50年進(jìn)行規(guī)劃。”

Forest和他的團(tuán)隊(duì)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(yù)測并不簡單，因?yàn)榈厍蛟谌蚍秶鷥?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(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)目的或在設(shè)置階段，并非所有模型都運(yùn)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(jìn)行的，只有少數(shù)幾個小組進(jìn)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(jì)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(jìn)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(jì)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(dǎo)致對氣候敏感性的非穩(wěn)健的狹窄估計(jì)，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(jì)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(dá)到1.5或2攝氏度(2.7或3.6華氏度)的最大變暖目標(biāo)有多有效?”