Att simulera reflektion av solljus av moln har visat sig vara en svår uppgift inom klimatmodellering. Upphovsman:Engin_Akyurt, Pixabay -licens
Nyckeln till användbarheten av klimatmodeller som verktyg för både forskare och beslutsfattare är modellernas förmåga att koppla förändringar i atmosfäriska växthusgaser till motsvarande temperaturskift. Klimatkänslighet i jämvikt (ECS) är en sådan åtgärd, representerar den förutsagda uppvärmningen efter en fördubbling av atmosfärisk koldioxid (CO 2 ) nivåer.
Klimatmodeller har traditionellt förutspått en ökning med 1,5 ° C – 4,5 ° C för en fördubbling av atmosfärisk CO 2 från förindustriellt klimat. Dock, många av de senaste modellerna hittar värden över 5 ° C, som, om det är korrekt, skulle få betydande negativa konsekvenser för vår förmåga att övervinna planetens pågående uppvärmning. Zhu et al. undersökte denna trend genom att använda en av de hög-ECS-modellerna, Community Earth System Model version 2 (CESM2), att simulera klimatet under kulmen på den senaste istiden, kallas Last Glacial Maximum (LGM).
LGM inträffade cirka 21, 000 år sedan och används ofta för att utvärdera klimatmodeller. Det representerar markant andra förhållanden än nuet, med mycket lägre växthusgasnivåer, stora isar som täcker Nordamerika och Europa, och lägre havsnivåer. Dock, LGM är tillräckligt ny för att det finns utbredda geologiska bevis för både klimatkrafter och resulterande förändringar av yttemperaturen.
Författarna konfigurerade CESM2 för att spegla dess användning i modern forskning om klimatförändringar, utesluta endast de delar (t.ex. vegetationsbiogeokemi) för vilka inga bra data för LGM finns tillgängliga. Inom 500 modellår efter initialisering, CESM2:s globala genomsnittliga yttemperatur sjönk till 11 ° C under förindustriell tid, ungefär 5 ° C svalare än vad de geologiska proxiesna indikerar. I jämförelse, modellens föregångare, CESM1, producerade värden flera grader varmare och inom osäkerhetsområdena för fullmakterna.
Jämförelse av global genomsnittlig yttemperaturförändring (ΔGMST) mellan LGM och den preindustriella eran, som simulerat i Community Earth System Model version 2 (CESM2) med en ny atmosfärisk modell (CAM6) och en tidigare atmosfärisk modell (CAM5) och i CESM1 med CAM5, visar att CESM2 utrustad med CAM6 överskattar LGM global kylning med ungefär 5 ° C med avseende på uppskattningen från geologiska proxies. Använda CESM2 eller CESM1 med CAM5, LGM global kylning ligger inom osäkerhetsområdet för ombuden. Upphovsman:Zhu et al., CC BY 4.0
Författarna tillskriver skillnaden mellan CESM1 och CESM2 till hur den senare hanterar moln. Den atmosfäriska modellen i CESM2 har uppdaterats så att de datasimulerade molnen beter sig mer som verkliga observationer, vilket påverkar molnåterkopplingen från kortvåg, molnens förmåga att reflektera inkommande solljus tillbaka till rymden under klimatförändringar. När CESM2 konfigurerades för att använda den äldre modellens atmosfäriska paket - som saknar dessa uppdateringar - försvann mycket av överskottstemperaturen. Författarna föreslår att CESM2 sannolikt överskattar shortwave -molnåterkopplingen och därför ECS.
Resultaten överensstämmer med resultaten från andra studier av nuvarande generations modeller som visar hög ECS. Forskarna säger att fynden exemplifierar utmaningen med att använda dagens observationer för att begränsa framtida klimatförändringar och belysa värdet av information från tidigare episoder av klimatförändringar.
Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Eos, värd för American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.
