Naukowcy z EPFL opracowali narzędzie do oceny modeli klimatycznych, ujawniając, że niektórzy przewidują znacznie gorętszą przyszłość ze względu na dużą wrażliwość na emisję dwutlenku węgla, co sugeruje, że obecne wysiłki na rzecz redukcji emisji mogą być niewystarczające.
Jak będzie wyglądał przyszły klimat? Naukowcy na całym świecie badają zmiany klimatyczne, opracowują modele systemów ziemskich i analizują ogromne zbiory danych obserwacyjnych. Ich celem jest zrozumienie i przewidywanie klimatu planety w następnym stuleciu. Które z tych modeli są jednak najdokładniejsze i dają najlepszy wgląd w przyszły klimat naszej planety?
Próbując odpowiedzieć na to pytanie i ocenić wiarygodność danego modelu, naukowcy z EPFL opracowali system oceny i sklasyfikowali wyniki modeli klimatycznych wygenerowane przez globalną społeczność klimatyczną i uwzględnione w niedawnym raporcie IPCC.
Klimatolodzy z EPFL stwierdzają, że mniej więcej jedna trzecia modeli nie radzi sobie dobrze z odtwarzaniem istniejących danych o temperaturze powierzchni morza, jedna trzecia z nich jest solidna i nie jest szczególnie wrażliwa na emisję dwutlenku węgla, a druga trzecia również jest solidna, ale przewiduje szczególnie gorąca przyszłość dla planety ze względu na dużą wrażliwość na emisję dwutlenku węgla. Wyniki publikowane są w Komunikacja przyrodnicza.
„Pokazujemy, że modele wrażliwe na węgiel, czyli te, które przewidują znacznie silniejsze nagrzewanie niż najbardziej prawdopodobne szacunki IPCC, są wiarygodne i należy je traktować poważnie” – mówi Athanasios (Thanos) Nenes, profesor EPFL w Laboratorium Procesów Atmosferycznych i ich Wpływów , pracownik naukowy Fundacji Badań i Technologii Hellas oraz autor badania wraz ze studentką Lucile Ricard.
„Innymi słowy, obecne środki mające na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych, które opierają się na szacunkach niższej wrażliwości na emisję dwutlenku węgla, mogą nie wystarczyć, aby zapobiec katastrofalnie gorącej przyszłości” – mówi Ricard.
Ocena wiarygodności modelu klimatycznego: analiza dużych zbiorów danych
Od połowy XIX wieku społeczność naukowa systematycznie obserwuje planetę, mierząc zmienne meteorologiczne, takie jak temperatura, wilgotność, ciśnienie atmosferyczne, wiatr, opady, ocean i stan lodu na Ziemi. Szczególnie w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci, wraz z sieciami obserwacyjnymi i rozmieszczeniem satelitów, ilość danych obserwacyjnych jest ogromna, a wykorzystanie tych informacji do przewidywania każdego aspektu przyszłości klimatu jest zniechęcającym zadaniem.
Aby ocenić dany model klimatyczny, badacze z EPFL opracowali narzędzie o nazwie „netCS”, służące do grupowania wyników modelu klimatycznego uczenie maszynowesyntezując ich zachowanie według regionu i porównując wyniki z istniejącymi danymi. Za pomocą netCS naukowcy mogą określić, które symulacje klimatyczne najlepiej odtwarzają obserwacje w najbardziej znaczący sposób – i odpowiednio je uszeregować.
„Nasze podejście to skuteczny sposób na szybką ocenę danego modelu klimatycznego dzięki zdolności NetCS do przesiewania terabajtów danych w jedno popołudnie” – zauważa Ricard. „Nasza ocena modelu to nowatorski rodzaj oceny modelu i w dużym stopniu uzupełnia ocenę uzyskaną z zapisów historycznych, zapisów paleoklimatycznych i zrozumienia procesów przedstawionych w raporcie oceniającym IPCC AR6 z 2021 r.”.
Nenes, który został zaproszony do udziału w spotkaniu ustalającym zakres AR7 IPCC, które odbędzie się w Malezji, jest pochodzenia greckiego. Wspomina, jak prawie trzydzieści lat temu dał koncert fortepianowy w Atenach w środku lata: „Temperatury sięgały wówczas od 33 do 36 stopni Celsjusz i uznano je za jedne z najwyższych temperatur w roku. Nigdy nie zapomnę, jak trudno było grać na pianinie w taki upał. Obecnie Grecję często nękają temperatury w lecie przekraczające 40 stopni. Pożary lasów są na porządku dziennym, nawiedzają nawet miasta, ostatnio płoną dzielnice, w których mieszkałem. A będzie tylko gorzej. Planeta dosłownie płonie. Temperatury na całym świecie systematycznie, rok po roku, biją rekordy, ze wszystkimi tego konsekwencjami”.
„Czasami mam wrażenie, że klimatolodzy przypominają trochę Cassandrę z mitologii greckiej” – podsumowuje Nenes. „Otrzymała moc proroctwa, lecz została przeklęta, tak że nikt jej nie słuchał. Ale ta bezwładność lub brak działania powinny nas motywować, a nie zniechęcać. Musimy wspólnie się obudzić i naprawdę zająć się zmianami klimatycznymi, ponieważ mogą one przyspieszać znacznie bardziej, niż myśleliśmy”.
Odniesienie: „ograniczenie sieciowe do oceny wrażliwości klimatu” autorstwa Lucile Ricard, Fabrizio Falasca, Jakoba Runge i Athanasiosa Nenesa, 13 sierpnia 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-50813-z
Inni autorzy uwzględnieni w badaniu to Fabrizio Falasca z Courant Institute of Mathematical Sciences przy ul Uniwersytet Nowojorskii Jacob Runge z Politechniki Berlińskiej. Badania te były wspierane przez program Unii Europejskiej w zakresie badań i innowacji Horyzont 2020 w ramach umowy o grant Marie Skłodowska-Curie nr 860100 (iMIRACLI), projekt FORCeS w ramach programu badawczego Unii Europejskiej Horyzont 2020 z umową o grant nr 821205 oraz przez Projekt CleanCloud w ramach programu badawczego Horyzont Europa z umową grantową nr 101137639.
