211service.com
Nowy, potężny model może sprawić, że szacunki dotyczące globalnego ocieplenia będą mniej niejasne
Jednym z największych źródeł niepewności klimatycznej jest zachowanie chmur. Fizyk z Caltech Tapio Schneider próbuje udzielić nam odpowiedzi.
24 kwietnia 2019 r.
Zdjęcie Tapio Schneidera Ryan Young
Nasilenie i szybkość zmian klimatu będą zależeć od ilości gazów cieplarnianych, które emitujemy do nieba, ale także od tego, jak wrażliwy jest klimat na te gazy.
Jedną z niepewności jest to, jak chmury zareagują, gdy atmosfera się nagrzeje. Tapio Schneider, klimatolog z Caltech, i jego koledzy z Caltech, Naval Postgraduate School, JPL i MIT budują model klimatyczny, który będzie wykorzystywał uczenie maszynowe, moc obliczeniową i petabajty danych, aby pomóc rozwiązać niektóre z niewiadomych. jak, dlaczego i gdzie tworzą się chmury, wytwarzają opady lub rozpraszają się. Cel: zmniejszyć o połowę niepewność obecnych prognoz dotyczących wpływu dwutlenku węgla na planetę.
Ta historia była częścią naszego wydania z maja 2019 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Dziennikarz naukowy Mallory Pickett usiadł ze Schneiderem, aby dowiedzieć się, jak jego badania to zrobią i dlaczego ma to znaczenie.
Ile niepewności jest w obecnych modelach klimatycznych?
Istnieje pomiar zwany wrażliwością klimatyczną. Jest to globalny wzrost średniej temperatury powierzchni, który uzyskuje się po podwojeniu stężeń CO2 i umożliwieniu ustabilizowania się systemu. W obecnych modelach klimatycznych czułość klimatu na podwojenie CO2 waha się od ocieplenia o dwa stopnie [Celsjusza] do ocieplenia o pięć stopni.
Jakie są konsekwencje?
Weźmy dwustopniowy cel porozumienia paryskiego. Mamy już około jeden stopień ocieplenia, więc został jeszcze jeden stopień. O ile więcej CO2 możemy wprowadzić do atmosfery, zanim ogrzejemy Ziemię o kolejny stopień?
W przypadku modelu, który ma czułość klimatyczną około dwóch stopni, można uzyskać stężenie CO2 bliskie 600 części na milion. Mamy 410 części na milion, więc nawet jeśli nadal będziemy emitować dużo, nie osiągniemy 600 przed około 2060 rokiem. W modelu, który ma czułość klimatyczną bliższą pięciu stopniom, [jeden stopień więcej wymaga] około 480 ppm, więc to tylko około 70 do przejścia. To jest coś, do czego dotrzemy w ciągu najbliższych dwóch dekad.
Skąd ta niepewność?
Największym pojedynczym czynnikiem jest niepewność dotycząca chmur, a zwłaszcza niskich chmur w tropikach. Niskie chmury nad oceanami tropikalnymi odbijają światło słoneczne, ponieważ są białe, co chłodzi Ziemię. Nie wiemy, czy dostaniemy ich więcej, czy mniej, gdy się ociepli, i to jest kluczowa niepewność w prognozach klimatycznych.
Innym ważnym elementem jest to, ile węgla jest usuwane przez biosferę. W tej chwili tylko około połowa węgla emitowanego przez ludzi trafia do atmosfery. Resztę zajmują oceany i biosfera lądowa, a my nie do końca wiemy, dokąd to zmierza.
Ryan Young
Jeśli jest tak wiele niepewności, czy naprawdę wiemy, że przy dużej ilości CO2 sprawy się pogorszą?
Gdy do atmosfery wprowadzisz więcej CO2 lub innych gazów cieplarnianych, pochłaniają one promieniowanie cieplne. Co się stanie, jeśli umieścisz więcej tych gazów cieplarnianych w atmosferze, gdy wszystko inne będzie równe, powinieneś ogrzać powierzchnię. Fizyka tego jest całkowicie jasna, niekwestionowana przez żadnego poważnego naukowca.
Gdzie pojawia się niepewność, to powiedzieć, o ile będzie cieplej? Co się dzieje z tymi małymi chmurkami? Odbijają dużo światła słonecznego. Jeśli zdobędziemy ich więcej i więcej światła słonecznego będzie odbijane, będzie mniej ocieplenia. Jeśli zdobędziesz ich mniej, uzyskasz wzmacniający efekt sprzężenia zwrotnego, w którym uzyskasz więcej ocieplenia.
Czy rzeczy są gorsze niż przewidywano?
Myślę, że dowody z ostatnich lat – na przykład z badań dotyczących zmian chmur w ciągu ostatnich dziesięcioleci – wskazują bardziej na wyższą wrażliwość na klimat.
Celem jest zmniejszenie o połowę niektórych z tych niepewności. Jak to zrobisz?
Chcemy wykorzystać dostępne dane: terabajty dziennie pochodzące z satelitów. Chcemy zasymilować te dane do modelu. To trudne obliczeniowo zadanie, ale teraz jest po prostu wykonalne i da ci model, który lepiej symuluje obecny klimat.
Jeśli wrażliwość na klimat jest wysoka, jak bardzo powinniśmy się martwić?
Bardzo bym się martwił. Oznaczałoby to wyższe ekstremalne upały, szczególnie latem. Oznacza to bardziej ekstremalne opady w miejscach takich jak północno-wschodnia część Stanów Zjednoczonych. Możliwe, że wrażliwość na klimat znajduje się na szczycie tego, co przewidują modele, a jeśli to prawda, doświadczymy poważnego wpływu w naszym życiu, z pewnością w życiu naszych dzieci. Mówiąc najprościej, im większa wrażliwość na klimat, tym bardziej powinniśmy się martwić.