Många studier om klimatkrisen fokuserar på att forska om temperaturextremer i global skala. Forskare vid universitetet i Wien har nu upptäckt ett fel i en etablerad beräkningsmetod, vilket leder till en systematisk underskattning av frekvensen av värmedagar.
Felet är baserat på den tidigare obemärkta påverkan av säsongscykeln på den extrema tröskeln på grund av felaktig tillämpning av så kallade "rörliga tidsfönster". Studien har nyligen publicerats i tidskriften Nature Communications .
Allt oftare extrema temperaturer är en av de farligaste konsekvenserna av mänskligt inducerade klimatförändringar och är därför föremål för många vetenskapliga analyser.
En vanlig metod för att definiera extremer som värmedagar tar hänsyn till anpassningen till lokala förhållanden och beräknar dem i förhållande till den lokala temperaturfördelningen. Men forskare från institutionen för meteorologi och geofysik vid universitetet i Wien har nu identifierat ett betydande fel i beräkningen av sådana relativa extremer.
Extrema temperaturer definieras ofta i förhållande till lokala förhållanden för att omfatta ovanligt varma perioder över hela världen. Detta tillvägagångssätt använder olika tröskelvärden, till exempel för Europa och Antarktis, vilket möjliggör en jämförelse av förekomsten av värmedagar mellan dessa klimatmässigt olika regioner. Så kallade rörliga tidsfönster används ofta för att beräkna den lokala temperaturtröskeln.
Dessa fönster syftar till att öka antalet dagar som tas med i beräkningen av tröskelvärden, i syfte att förbättra tröskelvärdets meningsfullhet. Många tidigare studier har därför ökat längden på detta tidsfönster från de ursprungligen rekommenderade 5 dagarna till upp till 31 dagar. Den nyligen publicerade studien visar nu att så långa tidsfönster leder till en blandning av säsongscykeln in i tröskeln, vilket oavsiktligt minskar sannolikheten för extremer.
Frekvensen av värmedagar underskattad
Beräkningsfelet kan, beroende på region, leda till en underskattning av den förväntade värmedagens frekvens, vilket förklaras av huvudförfattaren till studien, Lukas Brunner, seniorforskare vid institutionen för meteorologi och geofysik vid universitetet i Wien, " Värmedagar definieras ofta som de 10 procent varmaste dagarna på varje plats."
"Vi kunde dock visa att ett fel i beräkningen kan leda till en avsevärd underskattning av antalet extrema dagar. Detta har hittills förbisetts i många studier."
Regioner som är särskilt drabbade inkluderar västra USA och den arabiska halvön, där endast 7 procent värmedagar detekteras av algoritmen istället för de korrekta 10 procenten, vilket leder till ett relativt fel på -30 procent. Däremot uppskattas sannolikheten för värmedagar i Europa ganska exakt till rätt 10 procent.
"Dessa regionala skillnader i manifestationen av det fel vi har identifierat kan förvränga tolkningen av resultat och leda till problem när man jämför olika regioner i världen", förklarar Brunner.
Studien undersöker också effekterna av klimatförändringar och visar att med oförminskade utsläpp kommer vissa regioner att uppleva nästan kontinuerliga temperaturextremer i framtiden. Den upptäckta underskattningen av extremer minskar med extrem klimatuppvärmning.
Detta leder dock till en överskattning av förändringssignalen; som klimatforskaren Brunner förklarar, "Vid slutet av århundradet, i hotspot-regioner som den arabiska halvön, kommer nästan varje dag att betraktas som en värmedag enligt dagens mått. Men på grund av felet har den historiska perioden bara 7 procent värmedagar istället för de korrekta 10 procenten, vilket leder till en överskattning av ökningen."
I sin studie föreslår författarna också en korrigering som nästan helt eliminerar felet. "Vi hoppas att vår studie leder till att framtida arbete undviker felet, vilket möjliggör en bättre karakterisering av förändringar i extrema temperaturer inom ramen för klimatförändringarna", säger Aiko Voigt, medförfattare till studien och professor vid institutionen för meteorologi och Geofysik vid universitetet i Wien.
Mer information: Lukas Brunner et al, Fallgropar vid diagnos av extrema temperaturer, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46349-x
Tillhandahålls av universitetet i Wien
