Forskning publicerad i veckans nummer av Naturkommunikation avslöjar en avsevärd chans för ett isfritt Ishavet vid de gränser för global uppvärmning som fastställts i Parisavtalet. Forskare från Sydkorea, Australien och USA använde resultat från klimatmodeller och en ny statistisk metod för att beräkna sannolikheten för att arktisk havsis försvinner vid olika uppvärmningsnivåer.

Framtida klimatprognoser erhålls vanligtvis från globala klimatdatormodeller. Dessa modeller är baserade på flera hundra tusen rader datorkod, utvecklat för att lösa atmosfärens fysiska ekvationer, hav, havsis och andra klimatkomponenter. Tillämpa framtida koncentrationer av växthusgaser, varje datormodell producerar en version av hur framtiden för jordens klimat kan se ut. Att omvandla denna information till praktiska beslut är inte lätt, på grund av de återstående osäkerheterna i omfattningen av framtida klimatförändringar på regional skala. Beslutsfattande i en värmande värld kräver en förståelse för sannolikheterna för att vissa klimathändelser ska inträffa.

Tills nu, det har varit svårt att utvinna meningsfulla sannolikheter från klimatmodeller, eftersom dessa modeller ibland delar gemensam datorkod eller gör liknande antaganden om implementering av mindre välförstådda processer, som moln eller växtlighet. För att få mer exakta sannolikhetsuppskattningar för framtida klimatförändringar i den arktiska regionen, forskargruppen har utvecklat en ny statistisk metod som översätter resultat från en svit av simuleringar av klimatdatormodeller till sannolikheter. Denna metod rangordnar modellerna i termer av hur väl de överensstämmer med dagens observationer och redogör även för ömsesidiga beroenden mellan modellerna.

"Att översätta modellberoende till matematiska ekvationer har varit en långvarig fråga inom klimatvetenskapen. Det är spännande att se att vår metod kan ge ett generellt ramverk för att lösa detta problem, " sa medförfattaren Won Chang, biträdande professor vid avdelningen för matematiska vetenskaper vid University of Cincinnati, U.S.A.

Forskarna tillämpade den nya statistiska metoden på klimatmodellprognoser för 2000-talet. Med hjälp av 31 olika klimatmodeller, som uppvisar ett stort ömsesidigt beroende, författarna finner att det finns minst 6 % sannolikhet att sommarhavsisen i Norra ishavet kommer att försvinna vid 1,5 °C uppvärmning över förindustriella nivåer – en nedre gräns som rekommenderas av Parisavtalet i FN:s ramkonvention om klimatförändringar (figur 1). För en 2°C uppvärmning, sannolikheten för att förlora isen stiger till minst 28%. Med största sannolikhet kommer vi att se en isfri sommar Ishavet för första gången vid 2 till 2,5°C uppvärmning.

"Vårt arbete ger ett nytt statistiskt och matematiskt ramverk för att beräkna klimatförändringar och påverkanssannolikheter, " kommenterade Jason Evans, professor vid Climate Change Research Center i UNSW Australien i Sydney.

"Tills nu, det fanns ingen etablerad matematisk ram för att tilldela sannolikheter på icke-exklusiva teorier. Medan vi bara testade det nya tillvägagångssättet för klimatmodeller, vi är ivriga att se om tekniken kan tillämpas på andra områden, såsom aktiemarknadsprognoser, undersökningar av flygolyckor, eller inom medicinsk forskning, säger Roman Olson, huvudförfattare och forskare vid Institutet för grundvetenskap, Center for Climate Physics (ICCP) i Sydkorea.