En ny studie minskar osäkerheten i klimatförändringsförutsägelser avsevärt, ett drag som ekonomer säger skulle kunna rädda världen biljoner i anpassningar för en varmare framtid. Studien, publicerad i tidskriften Nature Communications , betraktar dussintals klimatmodeller från olika länder som skiljer sig åt i omfattningen av den globala uppvärmningen som de förutspår att inträffa i slutet av århundradet.
Uppvärmningen i dessa modeller orsakas av utsläpp av koldioxid, eller CO2 , i atmosfären. CO2 är en växthusgas, som skapar ett slags täcke i atmosfären, som fångar värme från jordens yta och förhindrar den från att stråla ut i rymden.
"Alla modellerna förutspår uppvärmning när CO2 fördubblas. Men deras förutsägelser varierar mycket från varandra, från 1,3 till 3 grader Celsius. Och det är ett problem", säger King-Fai Li, studiens första författare och biträdande professor i miljövetenskap och statistik vid UC Riverside.
Parisavtalet 2015 syftar till att hålla den framtida globala uppvärmningen under 1,5 grader Celsius för att undvika oåterkalleliga skador. Klimatmodeller som förutspår en uppvärmning på 1,3 grader Celsius i slutet av århundradet innebär en mer avslappnad tidslinje för mänskligheten att vända klimatförändringarna. Förutsägelsen om 3 graders uppvärmning av andra modeller tyder dock på att mycket mer brådskande åtgärder behövs.
"Andra studier har visat att en hastig användning av omogen teknik för förnybar energi kan orsaka ekonomisk skada på tiotals biljoner dollar", säger Ka-Kit Tung, studiens motsvarande författare vid University of Washington.
Det har också förekommit vissa diskussioner bland framstående klimatforskare om huruvida den senaste generationen klimatmodeller som sammanställts av den mellanstatliga panelen för klimatförändringar går för varmt, vilket betyder att de undrar om den beräknade uppvärmningen är för stor.
"Det finns en fråga om huruvida dessa klimatmodeller är pålitliga," sa Li. Alla klimatmodeller kan exakt simulera känd historisk uppvärmning under de senaste 150 åren, men deras förutsägelser om framtida uppvärmning skiljer sig åt även givet samma utsläppsscenarier. Det är här det aktuella dilemmat ligger.
"Vi är beroende av modeller för att berätta exakt hur varm framtiden kan bli, men olika modeller förutspår olika grader av uppvärmning i slutet av detta århundrade," sa Li. "Osäkerheten som genereras av dessa skillnader har bestått i fyra decennier, trots stora ansträngningar för att minska den."
För att öka specificiteten hos förutsägelserna och för att mäta deras noggrannhet använde Li och Tung ett naturfenomen – den 11-åriga solcykeln – för att undersöka jordens klimatrespons på ökad CO2 i atmosfären.
År 1613 använde Galileo Galilei ett nyuppfunnit teleskop och upptäckte mörka fläckar som rörde sig över solens yta. Antalet solfläckar förändras över tiden, i cykler. Den 11-åriga solfläckscykeln, som den nu kallas, påverkar strålningen som når jorden och blir omväxlande starkare och svagare.
"Varje gång solen naturligt blir varmare ökar den strålningen som går in i atmosfären på jorden," sa Li. Förändringarna i solstrålningen har mätts av satelliter som kretsar runt sedan 1970-talet.
Under ungefär femårsperioder där solens strålning blir starkare stiger jordens genomsnittliga yttemperatur med 0,1 grad Celsius. Även om denna mängd uppvärmning är mycket mindre än trolig uppvärmning på grund av CO2 ökar, hur jorden reagerar på solfläckar och CO2 är analogt.
"En modell med ett svagt svar på den 11-åriga solcykeln ger också ett svagt svar på CO2 öka. Endast modeller som kan producera en solcykelrespons som överensstämmer med observation kunde litas på att producera den korrekta uppvärmningen på grund av växthusgaser," sa Li.
Li och Tung hittade åtta modeller som stämmer överens inom osäkerhetsintervallet för de observerade solcykelsvaren, och de drog slutsatsen att dessa modeller i allmänhet inte överförutsäger mängden uppvärmning eller går för "varmt". Värdet de förutspår är cirka 2,2 grader Celsius när mängden CO2 i atmosfären fördubblas över förindustriella värden.
Vissa ekonomer har uppskattat att en minskning av osäkerhetsspridningen i klimatförutsägelser med hälften kan spara världen 10 biljoner dollar. Denna studie gick längre än så och minskade spridningen med två tredjedelar.
Nöjda med detta resultat hoppas forskarna ytterligare betona värdet av att använda informationen för att stärka infrastrukturen.
"Det finns några som inte förstår allvaret i världens klimatsituation. De förstår inte att vändpunkten inträffar en gång, och när vi väl når den finns det inget sätt att komma tillbaka", sa Li.
"Värmeböljorna, torkan, megabränderna och på vissa ställen köldvågor – konsekvenserna kommer att bli förödande när det gäller skador och förlust av liv. Bättre förutsägelser om hur vår värld kommer att se ut om 100 år ger oss en kampchans att anpassa oss ."
Mer information: King-Fai Li et al, Solcykeln som en distinkt bevislinje som begränsar jordens transienta klimatrespons, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43583-7
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av University of California - Riverside
