Trettio toppmoderna IPCC-klimatmodeller förutsäger dramatiskt olika klimat för det norra halvklotet, särskilt Europa. En analys av omfånget av svar avslöjar nu att skillnaderna till största delen beror på den individuella modellens simuleringar av förändringar i de nordatlantiska havsströmmarna och inte bara – som normalt antas – atmosfäriska förändringar. Arbetet, av Katinka Bellomo, Italiens nationella forskningsråd, Institutet för atmosfärsvetenskap och klimat, och kollegor publiceras idag i Naturkommunikation och är en del av det europeiska vetenskapssamarbetet, TIPS, koordineras av Köpenhamns universitet.

Alla klimatmodeller varierar i detaljerna. Variabler som atmosfärstryck, molntäcke, temperaturgradienter, havsytans temperaturer, och många fler är inställda för att interagera lite olika för varje modell. Det gör att även de många modellernas förutsägelser varierar.

Internationella modellcenter kör en samordnad uppsättning klimatmodellsimuleringar, som sedan bedöms av IPCC och sammanfattas i en balanserad rapport. Men naturligtvis, en osäkerhet kvarstår, återspeglar de många olika justeringarna av modellerna.

"Vi vill förstå skillnaderna mellan dessa modeller. Varför projicerar en modell en total global temperaturförändring på två grader medan en annan på fyra grader? Vårt mål är att minska denna osäkerhet mellan modeller. Vi vill också förstå skillnaderna i dessa modeller när det gäller regionala klimatförändringar, " förklarar Dr. Katinka Bellomo.

Två typer av klimatscenarier

Bellomo och kollegor analyserade simuleringar från 30 klimatmodeller och fann en viktig skillnad. Det råder oenighet mellan modellerna om hastigheten för nedgången i Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), ett stort system av havsströmmar i Nordatlanten som välter ytvatten till en djup havsström och spelar en avgörande roll i distributionen av värme från tropikerna till norra halvklotet.

"För att se hur denna skillnad återspeglades i prognoser av det framtida klimatet, vi grupperade de 10 bästa modellerna (från totalt 30) där AMOC-nedgången är mindre. Vi jämförde sedan gruppen med snittet av de 10 modellerna som har den största nedgången, " förklarar Bellomo.

Analysen avslöjade två distinkta typer av klimatscenarier. I modeller där AMOC-nedgången är stor, Europa värms bara upp något, men vindmönster i Europa och nederbördsmönster i tropikerna förändras dramatiskt. Dock, i modeller där AMOC-minskningen är mindre, det norra halvklotet värms upp avsevärt, och ett välkänt mönster framträder där våta områden blir blötare och torra blir torrare.

Det innebär att osäkerheterna i förutsägelser om det framtida klimatet till stor del kan bero på hur klimatmodeller förutsäger förändringar i den vältande cirkulationen i Nordatlanten. Således, resultatet utmanar den tidigare förståelsen av mekanismer som styr klimatförändringarna över Nordatlanten, där parametreringar av atmosfären har misstänkts orsaka huvuddelen av osäkerheten.

"Det här är viktigt, eftersom det pekar på AMOC som en av de största källorna till osäkerheter i klimatförutsägelser, säger Katinka Bellomo.

"Jag är exalterad över den här forskningen eftersom det finns så mycket mer som kan göras utöver detta. Vi måste undersöka processerna som leder till skillnaderna mellan modellerna i havscirkulationsresponsen, kopplingen mellan havscirkulationsresponsen och nederbördsförändring, och vi måste också jämföra detta med nära framtida prognoser av klimatförändringar, säger Bellomo.