En nyligen genomförd analys av den senaste generationen klimatmodeller – känd som en CMIP6 – ger en varnande berättelse om att tolka klimatsimuleringar när forskare utvecklar mer känsliga och sofistikerade projektioner av hur jorden kommer att reagera på ökande nivåer av koldioxid i atmosfären.

Forskare vid Princeton University och University of Miami rapporterade att nyare modeller med en hög "klimatkänslighet" - vilket innebär att de förutsäger mycket större global uppvärmning från samma nivåer av atmosfärisk koldioxid som andra modeller - inte ger ett rimligt scenario av jordens framtida klimat .

Dessa modeller överskattar den globala kylningseffekten som uppstår från interaktioner mellan moln och aerosoler och projicerar att moln kommer att dämpa uppvärmningen orsakad av växthusgaser – särskilt på norra halvklotet – mycket mer än vad klimatrekord visar faktiskt händer, forskarna rapporterade i tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Istället, forskarna fann att modeller med lägre klimatkänslighet är mer förenliga med observerade skillnader i temperatur mellan norra och södra halvklotet, och, Således, är mer exakta skildringar av förväntade klimatförändringar än de nyare modellerna. Studien stöddes av Carbon Mitigation Initiative (CMI) baserat på Princetons High Meadows Environmental Institute (HMEI).

Dessa fynd är potentiellt betydelsefulla när det gäller klimatförändringspolitik, förklarade medförfattaren Gabriel Vecchi, en Princeton-professor i geovetenskap och High Meadows Environmental Institute och huvudutredare inom CMI. Eftersom modeller med högre klimatkänslighet förutspår större uppvärmning från utsläpp av växthusgaser, de projicerar också mer allvarliga – och överhängande – konsekvenser som mer extrem havsnivåhöjning och värmeböljor.

Modellerna med hög klimatkänslighet förutspår en ökning av den globala medeltemperaturen från 2 till 6 grader Celsius under nuvarande koldioxidnivåer. Den nuvarande vetenskapliga konsensusen är att ökningen måste hållas under 2 grader för att undvika katastrofala effekter. Parisavtalet 2016 anger tröskeln till 1,5 grader Celsius.

"En högre klimatkänslighet skulle uppenbarligen kräva mycket mer aggressiv koldioxidreduktion, ", sa Vecchi. "Samhället skulle behöva minska koldioxidutsläppen mycket snabbare för att uppfylla målen i Parisavtalet och hålla den globala uppvärmningen under 2 grader Celsius. Att minska osäkerheten i klimatkänslighet hjälper oss att göra en mer tillförlitlig och korrekt strategi för att hantera klimatförändringarna."

Forskarna fann att modellerna med både hög och låg klimatkänslighet matchar globala temperaturer som observerades under 1900-talet. De högre känsliga modellerna, dock, inkluderar en starkare kyleffekt från aerosol-molninteraktion som kompenserar för den större uppvärmningen på grund av växthusgaser. Dessutom, modellerna har aerosolutsläpp som främst förekommer på norra halvklotet, vilket inte stämmer överens med observationer.

"Våra resultat påminner oss om att vi bör vara försiktiga med ett modellresultat, även om modellerna exakt representerar tidigare global uppvärmning, " sa första författaren Chenggong Wang, en Ph.D. kandidat i Princetons program i atmosfäriska och oceaniska vetenskaper. "Vi visar att det globala genomsnittet döljer viktiga detaljer om mönstren för temperaturförändringar."

Förutom de viktigaste resultaten, studien hjälper till att belysa hur moln kan dämpa uppvärmningen både i modeller och den verkliga världen i stor och liten skala.

"Moln kan förstärka den globala uppvärmningen och kan få uppvärmningen att accelerera snabbt under nästa århundrade, " sa medförfattaren Wenchang Yang, en associerad forskare i geovetenskap vid Princeton. "Kortfattat, Att förbättra vår förståelse och förmåga att korrekt simulera moln är verkligen nyckeln till mer pålitliga förutsägelser om framtiden."

Forskare vid Princeton och andra institutioner har nyligen riktat fokus mot den effekt som moln har på klimatförändringarna. Relaterad forskning inkluderar två artiklar av Amilcare Porporato, Princetons Thomas J. Wu '94 professor i civil- och miljöteknik och High Meadows Environmental Institute och en medlem av CMI:s ledningsgrupp, som rapporterade om den framtida effekten av värmeinducerade moln på solenergi och hur klimatmodeller underskattar den kylande effekten av den dagliga molncykeln.

"Att förstå hur moln modulerar klimatförändringar ligger i framkant av klimatforskningen, " sa medförfattaren Brian Soden, en professor i atmosfärsvetenskap vid University of Miami. "Det är uppmuntrande att som denna studie visar, Det finns fortfarande många skatter vi kan utnyttja från historiska klimatobservationer som hjälper till att förfina tolkningarna vi får från globala medeltemperaturförändringar."

Pappret, "Kompensation mellan molnåterkoppling och aerosol-molninteraktion i CMIP6-modeller, " publicerades i den 28 februari upplagan av Geofysiska forskningsbrev