Er zijn geen tijdreizende klimatologen: waarom we klimaatmodellen gebruiken

Er zijn geen tijdreizende klimatologen: waarom we klimaatmodellen gebruiken Verbeteringen in nieuwere klimaatmodellen hebben geleid tot grotere onzekerheden in toekomstige klimaatprognoses. Zijn klimaatmodellen gebrekkig en worden ze erger? NASA Goddard Space Flight Center

De eerste klimaatmodellen zijn gebouwd op fundamentele wetten van fysica en chemie en ontworpen om te studeren het klimaatsysteem. Nu is het gebruik van klimaatmodellen verhitte grond in de publieke discussie over ons veranderende klimaat.

Klimaatmodellen vertegenwoordigen de fysieke wereld met behulp van een reeks vergelijkingen op basis van deze bekende natuurkundige wetten. Deze modellen zijn virtuele laboratoria; dit zijn de tools waarmee we experimenten kunnen uitvoeren die we in de echte wereld niet kunnen uitvoeren.

Zoals alle wetenschappelijke apparatuur, worden klimaatmodellen zorgvuldig ontwikkeld en gecontroleerd. We baseren ons vertrouwen in een model op zijn vermogen om het huidige klimaat en de waargenomen veranderingen en ook op de belangrijkste tijdsperioden van de wereld te reproduceren verleden.

Krijgen van het recht

Klimaatmodellen leggen betrouwbaar vele aspecten van ons klimaatsysteem vast. Modellen reproduceren veel belangrijke natuurlijke klimaatprocessen, waaronder de seizoensgebonden en dagelijks temperatuurcycli die we in de echte wereld ervaren.

Klimaatmodellen reageren ook nauwkeurig op verstoringen buiten het klimaatsysteem zelf. In 1992 NASA-wetenschappers gebruikten de vulkaanuitbarsting Mt Pinatubo als test voor hun model. Ze voorspelden nauwkeurig de waargenomen klimaatkoeling die zich begin jaren negentig in de echte wereld afspeelde als reactie op deze vulkanische aërosolen.

Er zijn geen tijdreizende klimatologen: waarom we klimaatmodellen gebruiken Vergelijking van de voorspelde respons van het klimaatmodel op de vulkaanuitbarsting van Mt Pinatubo en waargenomen koeling. Gewijzigd ten opzichte van de Mount Pinatubo-uitbarsting: effecten op de atmosfeer en het klimaat (1996)

Modellen leggen ook de waargenomen opwarming van de 20e eeuw vast bij wereldwijde temperaturen als reactie op toenemende broeikasgassen. In feite hebben wetenschappers gemaakt accuraat klimaatmodel voorspellingen van opwarming op wereldschaal al in 1975, zelfs voordat een sterke opwarming duidelijk werd in waarnemingsgegevens.

Er zijn geen tijdreizende klimatologen: waarom we klimaatmodellen gebruiken Voorspellingen van klimaatmodellen gemaakt in 1975, vergeleken met waarnemingen. Gewijzigd ten opzichte van sceptische wetenschap (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Experimenteren in de virtuele wereld

Deze virtuele laboratoria helpen ons ook de aard van interacties tussen de onderling verbonden componenten van de aarde te begrijpen. We kunnen zien hoe veranderingen in het landoppervlak door ontbossing en landbouw hebben aanzienlijke effecten op het klimaat.

We kunnen ook de reactie van het klimaatsysteem op grote verstoringen of "forcings" onderzoeken. Eerdere studies tonen dat grootschalige verstoringen kunnen optreden in de oceaanstromingen en luchttemperaturen als reactie op het smelten van geïdealiseerde ijskappen in de Noord-Atlantische Oceaan.

Met modellen kunnen we ook toekomstige veranderingen onderzoeken. Modellen project een aanzienlijke opwarming van extreme temperaturen in de volgende eeuw, wat ons helpt om het potentieel voor toekomstige effecten op kwetsbare systemen te beoordelen.

Kijkend naar het grote geheel

Ondanks deze modelleersuccessen kunnen we dat nooit volmaakt beschrijf onze complexe, chaotische fysieke wereld met een reeks vergelijkingen. Kleine veranderingen kunnen het klimaatsysteem op gecompliceerde manieren beïnvloeden en we ontwikkelen nog steeds ons theoretisch begrip van de meest complexe aspecten van het klimaatsysteem.

Zo blijft het nauwkeurig modelleren van wolken een uitdaging. We weten het niet precies hoe wolken ontstaan, wat betekent dat we niet per se weten hoe we cloudprocessen het beste kunnen weergeven in een klimaatmodel. Het nodige benaderingen die we maken bij het modelleren van wolkenvorming kan leiden tot verschillen tussen modellen en de echte wereld, zoals te veel aanhoudende motregen in de modellen.

Ons vertrouwen in modelresultaten hangt nauw samen met ruimtelijke en temporele schalen. Voor modellen op wereldschaal worden robuustere resultaten verkregen bij het onderzoeken van veranderingen op langere termijn op grotere schaal dan op bepaalde locaties, op bepaalde tijden.

Voor al deze onderzoeken is er niet één best klimaatmodel, maar een verzameling modellen om samen te gebruiken. Ondertussen hebben we er één in een enkele set beschikbare waarnemingen van het echte wereldklimaat, met al zijn inherente chaotische variabiliteit. Om rekening te houden met dit chaotische element, beoordelen we hoe het gemiddelde en het bereik van een groep modellen zich verhouden tot waarnemingen.

Wanneer we deze benadering gebruiken en we denken aan grootschalige veranderingen in de afgelopen decennia of meer, zijn klimaatmodellen krachtige hulpmiddelen waarmee we vragen kunnen beantwoorden over vroegere, huidige en toekomstige klimaatveranderingen.

Het nieuwste van het nieuwste

Het IPCC's vijfde beoordelingsrapport is binnenkort verschuldigd en omvat evaluaties van de nieuwste generatie van klimaatmodellen. Het lijkt contra-intuïtief, maar vroeg suggereren dat significante modelverbeteringen mogelijk hebben geleid tot bredere, in plaats van kleinere, onzekerheden in toekomstige klimaatprognoses.

Resterende onzekerheden geven niet aan dat de modellen slechter worden of dat ons begrip van klimaatverandering minder duidelijk wordt. In feite zijn klimaatmodellen verbeterd door een groot deel van het waargenomen klimaat te simuleren.

Deze toekomstige onzekerheden zijn gedeeltelijk het gevolg van de nieuwere modellen die nu een groter aantal belangrijke maar complexe processen bevatten. Zo kunnen modellen nu bijvoorbeeld kleine deeltjes industriële vervuiling bevatten en interacties tussen het klimaat, de vegetatie en het landoppervlak.

We kunnen lichen de ontwikkeling van klimaatmodellen tot natuurlijke selectie. Succesvolle modellen en hun componenten gedijen, terwijl minder effectieve modellen uiteindelijk afvallen en uitsterven.

Wetenschappelijke, niet politieke instrumenten

Ondanks recente verbeteringen zijn klimaatmodellen een bliksemafleider geworden. Modellen zijn steeds meer gepolitiseerd en modelgebaseerde studies roepen vaak verhitte reacties op dat klimaatmodellen gebrekkig zijn en niet te vertrouwen.

Deze verwachtingen van modelperfectie zijn misplaatst; terwijl modelzekerheid nooit haalbaar is, hebben we vertrouwen in ons gebruik van klimaatmodellen.

meteorologen Knutson en Tuleya merk op dat "als we waarnemingen van de toekomst hadden, we ze natuurlijk meer zouden vertrouwen dan modellen, maar helaas zijn er op dit moment geen waarnemingen van de toekomst beschikbaar".

Bij gebrek aan tijdreizende klimatologen zijn modellen ongeëvenaarde hulpmiddelen om ons veranderende klimaatsysteem te begrijpen. Dat wil zeggen, klimaatmodellen zijn wetenschappelijke instrumenten. We moeten ze als zodanig erkennen en ze met strikt wetenschappelijk, niet politiek, scepticisme beschouwen. The Conversation

Over de auteur

Sophie Lewis, postdoctoraal onderzoeker, Universiteit van Melbourne en Sarah Perkins-Kirkpatrick, postdoctoraal onderzoeker, UNSW

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Klimaatverandering: wat iedereen moet weten

door Joseph Romm
0190866101De essentiële inleiding over wat de bepalende factor van onze tijd zal zijn, Klimaatverandering: wat iedereen moet weten® is een overzicht van de wetenschap, conflicten en implicaties van onze opwarmende planeet. Van Joseph Romm, Chief Science Advisor voor National Geographic's Jaren van leven gevaarlijk series en een van de "100-mensen van Rolling Stone die Amerika veranderen" Klimaatverandering biedt gebruiksvriendelijke, wetenschappelijk rigoureuze antwoorden op de moeilijkste (en vaak gepolitiseerde) vragen rond wat klimatoloog Lonnie Thompson "een duidelijk en aanwezig gevaar voor de beschaving" heeft geacht. Beschikbaar op Amazon

Climate Change: The Science of Global Warming and Our Energy Future tweede editie

door Jason Smerdon
0231172834Deze tweede editie van Klimaatverandering is een toegankelijke en uitgebreide gids voor de wetenschap achter het broeikaseffect. Prachtig geïllustreerd, de tekst is gericht op studenten op verschillende niveaus. Edmond A. Mathez en Jason E. Smerdon geven een brede, informatieve inleiding tot de wetenschap die ten grondslag ligt aan ons begrip van het klimaatsysteem en de effecten van menselijke activiteit op de opwarming van onze planeet. Matthez en Smerdon beschrijven de rollen die de atmosfeer en de oceaan hebben spelen in ons klimaat, introduceren het concept van stralingsbalans en verklaren de klimaatveranderingen die zich in het verleden hebben voorgedaan. Ze beschrijven ook de menselijke activiteiten die het klimaat beïnvloeden, zoals uitstoot van broeikasgassen en aerosolen en ontbossing, evenals de effecten van natuurlijke verschijnselen.  Beschikbaar op Amazon

The Science of Climate Change: een hands-on cursus

door Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XDe wetenschap van klimaatverandering: een hands-on cursus maakt gebruik van tekst en achttien hands-on activiteiten de wetenschap van het broeikaseffect en de klimaatverandering uitleggen en onderwijzen, hoe mensen verantwoordelijk zijn en wat kan worden gedaan om het tempo van de opwarming van de aarde en de klimaatverandering te vertragen of te stoppen. Dit boek is een complete, uitgebreide gids voor een essentieel milieuthema. Onderwerpen die in dit boek worden behandeld zijn onder meer: ​​hoe moleculen energie uit de zon overbrengen om de atmosfeer, broeikasgassen, het broeikaseffect, het broeikaseffect, de industriële revolutie, de verbrandingsreactie, feedbacklussen, de relatie tussen weer en klimaat, klimaatverandering, te verwarmen, koolstofputten, uitsterven, koolstofvoetafdruk, recycling en alternatieve energie. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

 Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}

BEWIJS

Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
by Jen Monnier, Enisa
Verbeterde "weersvoorspellingen" voor oceanen bieden hoop om de verwoesting van visserijen en ecosystemen over de hele wereld te verminderen
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Arctische opwarming: komen recordtemperaturen en branden eerder aan dan wetenschappers hadden voorspeld?
Arctische opwarming: komen recordtemperaturen en branden eerder aan dan wetenschappers hadden voorspeld?
by Christopher J White
Het was een akelige plaat. Op 20 juni 2020 bereikte het kwik 38 ° C in Verchojansk, Siberië - de heetste waar het ooit is geweest ...
We brachten 's werelds bevroren veengebieden in kaart en wat we vonden, was erg zorgwekkend
We brachten 's werelds bevroren veengebieden in kaart en wat we vonden, was erg zorgwekkend
by Gustaf Hugelius
Veengebieden beslaan slechts een paar procent van het wereldwijde landoppervlak, maar ze slaan bijna een kwart van alle bodemkoolstof op en dus ...
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
by Steven Sherwood c.s.
We kennen de klimaatveranderingen naarmate de broeikasgasconcentraties stijgen, maar de exacte hoeveelheid verwachte opwarming blijft ...
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
Hoe de wereld was De laatste keer dat het kooldioxidegehalte 400 ppm bedroeg
Hoe de wereld was De laatste keer dat het kooldioxidegehalte 400 ppm bedroeg
by James Shulmeister
De laatste keer dat het wereldwijde kooldioxidegehalte constant op of boven 400 delen per miljoen (ppm) lag, was ongeveer vier ...
Wat een oceaan verborgen onder Antarctisch ijs onthult over het toekomstige klimaat van onze planeet
Wat een oceaan verborgen onder Antarctisch ijs onthult over het toekomstige klimaat van onze planeet
by Craig Stevens en Christina Hulbe
Jules Verne stuurde zijn fictieve onderzeeër, de Nautilus, naar de Zuidpool via een verborgen oceaan onder een dik ijs ...

NIEUWSTE VIDEO'S

Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...
Wat is een orkaanstorm en waarom is het zo gevaarlijk?
Wat is een orkaanstorm en waarom is het zo gevaarlijk?
by Anthony C. Didlake Jr
Toen orkaan Sally op dinsdag 15 september 2020 naar de noordelijke Golfkust vertrok, waarschuwden voorspellers voor een ...
Opwarming van de oceaan bedreigt koraalriffen en zou het al snel moeilijker kunnen maken om ze te herstellen
Opwarming van de oceaan bedreigt koraalriffen en zou het al snel moeilijker kunnen maken om ze te herstellen
by Shawna Foo
Iedereen die op dit moment een tuin verzorgt, weet wat extreme hitte met planten kan doen. Warmte is ook een zorg voor een ...
Zonnevlekken hebben invloed op ons weer, maar niet zozeer als andere dingen
Zonnevlekken hebben invloed op ons weer, maar niet zozeer als andere dingen
by Robert McLachlan
Gaan we een periode tegemoet met een lagere zonneactiviteit, dwz zonnevlekken? Hoe lang blijft dat zo? Wat gebeurt er met onze wereld ...
Vuile trucs waarmee klimaatwetenschappers te maken hebben gehad in drie decennia sinds het eerste IPCC-rapport
Vuile trucs waarmee klimaatwetenschappers te maken hebben gehad in drie decennia sinds het eerste IPCC-rapport
by Marc Hudson
Dertig jaar geleden, in een kleine Zweedse stad genaamd Sundsvall, het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ...
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
kelp bos 7 12
Hoe de bossen van de oceanen van de wereld bijdragen aan het verlichten van de klimaatcrisis
by Emma Bryce
Onderzoekers zoeken naar hulp bij het opslaan van kooldioxide tot ver onder het zeeoppervlak.

LAATSTE ARTIKELEN

God bedoelde het als een wegwerpplaneet: ontmoet de Amerikaanse predikant die de ontkenning van klimaatverandering predikt
God bedoelde het als een wegwerpplaneet: ontmoet de Amerikaanse predikant die de ontkenning van klimaatverandering predikt
by Paul Braterman
Af en toe kom je een stuk geschrift tegen dat zo buitengewoon is dat je het niet anders kunt dan delen. Een van die stukken is ...
Droogte en hitte bedreigen samen het Amerikaanse Westen
Droogte en hitte bedreigen samen het Amerikaanse Westen
by Tim Radford
Klimaatverandering is echt een brandend probleem. Gelijktijdige droogte en hitte worden steeds waarschijnlijker voor meer van de ...
China heeft de wereld zojuist verbluft met zijn intensivering van klimaatactie
China heeft de wereld zojuist verbluft met zijn intensivering van klimaatactie
by Hao Tan
De Chinese president Xi Jinping verraste onlangs de wereldwijde gemeenschap door zijn land te verplichten tot netto nulemissies door ...
Hoe veranderen klimaatverandering, migratie en een dodelijke ziekte bij schapen ons begrip van pandemieën?
Hoe veranderen klimaatverandering, migratie en een dodelijke ziekte bij schapen ons begrip van pandemieën?
by Super User
Een nieuw raamwerk voor de evolutie van ziekteverwekkers legt een wereld bloot die veel kwetsbaarder is voor het uitbreken van ziekten dan we voorheen ...
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
Wat ligt er voor de jeugdklimaatbeweging
by David Tindall
Studenten over de hele wereld keerden eind september de straat op voor een wereldwijde dag van klimaatactie voor de eerste ...
Historische branden in het Amazone-regenwoud bedreigen het klimaat en verhogen het risico op nieuwe ziekten
Historische branden in het Amazone-regenwoud bedreigen het klimaat en verhogen het risico op nieuwe ziekten
by Kerry William Bowman
De branden in het Amazonegebied in 2019 waren ongekend in hun vernietiging. Duizenden branden hadden meer dan ...
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
by Tim Radford
Vuren lazen nu onder arctische sneeuw, waar ooit zelfs de natste regenwouden in brand stonden. Klimaatverandering levert onwaarschijnlijk ...
Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
by Jen Monnier, Enisa
Verbeterde "weersvoorspellingen" voor oceanen bieden hoop om de verwoesting van visserijen en ecosystemen over de hele wereld te verminderen