Klimatmodellerna som projicerar större mängder uppvärmning detta århundrade är de som bäst överensstämmer med observationer av det nuvarande klimatet, enligt ett nytt papper från Carnegies Patrick Brown och Ken Caldeira publicerad av Natur . Deras resultat tyder på att modellerna som används av den mellanstatliga panelen för klimatförändringar, i genomsnitt, kan underskatta framtida uppvärmning.

Klimatmodellsimuleringar används för att förutsäga hur mycket uppvärmning som bör förväntas för en given ökning av atmosfärens koncentration av koldioxid och andra växthusgaser.

"Det finns dussintals framstående globala klimatmodeller och de projicerar alla olika mängder av global uppvärmning för en given förändring i koncentrationen av växthusgaser, främst för att det inte finns enighet om hur man bäst modellerar vissa nyckelaspekter av klimatsystemet, " förklarade Brown.

Rå klimatmodellresultat för ett "business-as-usual"-scenario indikerar att vi kan förvänta oss att de globala temperaturerna kommer att öka var som helst i intervallet 5,8 och 10,6 grader Fahrenheit (3,2 till 5,9 grader Celsius) över förindustriella nivåer i slutet av århundradet - en skillnad på ungefär en faktor två mellan de mest och minst allvarliga projektionerna.

Brown och Caldeira försökte avgöra om den övre eller nedre delen av detta intervall är mer sannolikt att visa sig vara korrekt. Deras strategi byggde på idén att de modeller som kommer att vara skickligast i sina prognoser av framtida uppvärmning också borde vara de skickligaste i andra sammanhang, som att simulera det senaste. Brown och Caldeiras studie eliminerar den nedre delen av detta intervall, fann att den mest sannolika uppvärmningen är cirka 0,9 grader Fahrenheit (0,5 grader Celsius) större än vad de råa modellresultaten antyder.

Forskarna fokuserade på att jämföra modellprojektioner och observationer av de rumsliga och säsongsbetonade mönstren för hur energi flödar från jorden till rymden. Intressant, de modeller som bäst simulerar det senaste förflutet för dessa energiutbyten mellan planeten och dess omgivning tenderar att projicera större uppvärmning än genomsnittet i framtiden.

"Våra resultat tyder på att det inte är meningsfullt att avfärda de mest allvarliga globala uppvärmningsprognoserna baserat på det faktum att klimatmodeller är ofullkomliga i sin simulering av det nuvarande klimatet, " sa Brown. "Tvärtom, om något, vi visar att modellbrister kan användas för att avfärda de minst allvarliga prognoserna. "

Osäkerheten i omfattningen av framtida uppvärmning beror mest på skillnader i hur modeller simulerar förändringar i moln med global uppvärmning. Vissa modeller tyder på att kyleffekten som orsakas av moln som reflekterar solens energi tillbaka till rymden kan öka i framtiden medan andra modeller tyder på att denna kyleffekt kan minska.

"De modeller som bäst kan återskapa nuvarande förhållanden är de som simulerar en minskning av molnkyla i framtiden och därför är dessa modeller som förutspår den största framtida uppvärmningen, " förklarade Brown.

"Det är vettigt att de modeller som gör det bästa jobbet med att simulera dagens observationer kan vara modellerna med de mest tillförlitliga förutsägelserna, ", tillade Caldeira. "Vår studie indikerar att om utsläppen följer ett vanligt förekommande scenario, "business-as-usual", det finns en 93 procents chans att den globala uppvärmningen kommer att överstiga 4 grader Celsius (7,2 grader Fahrenheit) i slutet av detta århundrade. Tidigare studier hade satt denna sannolikhet till 62 procent."