Không có nhà khí hậu học du hành thời gian: Tại sao chúng ta sử dụng mô hình khí hậu

Không có nhà khí hậu học du hành thời gian: Tại sao chúng ta sử dụng mô hình khí hậu Những cải tiến trong các mô hình khí hậu mới hơn đã dẫn đến sự không chắc chắn lớn hơn trong các dự báo khí hậu trong tương lai. Là mô hình khí hậu thiếu sót và ngày càng tồi tệ? Trung tâm bay không gian Goddard của NASA

Các mô hình khí hậu đầu tiên được xây dựng dựa trên các định luật cơ bản của vật lý và hóa học và được thiết kế để học hệ thống khí hậu. Bây giờ, việc sử dụng các mô hình khí hậu là nền tảng nóng trong cuộc thảo luận công khai về sự thay đổi khí hậu của chúng ta.

Mô hình khí hậu đại diện thế giới vật lý sử dụng một loạt các phương trình dựa trên các định luật vật lý đã biết này. Những mô hình này là các phòng thí nghiệm ảo; đây là những công cụ cho phép chúng tôi thực hiện các thí nghiệm mà chúng tôi không thể tiến hành trong thế giới thực.

Giống như bất kỳ thiết bị khoa học nào, các mô hình khí hậu được phát triển và kiểm tra cẩn thận. Chúng tôi tin tưởng vào một mô hình dựa trên khả năng tái tạo khí hậu hiện tại và quan sát những thay đổi cũng như các khoảng thời gian chính của qua.

Bắt nó ngay

Các mô hình khí hậu đáng tin cậy nắm bắt nhiều khía cạnh của hệ thống khí hậu của chúng ta. Mô hình tái tạo nhiều quá trình khí hậu tự nhiên quan trọng, bao gồm theo mùahàng ngày. chu kỳ nhiệt độ mà chúng ta trải nghiệm trong thế giới thực.

Các mô hình khí hậu cũng đáp ứng chính xác các nhiễu loạn bên ngoài hệ thống khí hậu. Năm 1992 Các nhà khoa học NASA đã sử dụng vụ phun trào núi lửa Mt Pinatubo như một thử nghiệm cho mô hình của họ. Họ dự đoán chính xác sự làm mát khí hậu quan sát được diễn ra trong thế giới thực vào đầu những năm 1990 để đáp ứng với các sol khí núi lửa này.

Không có nhà khí hậu học du hành thời gian: Tại sao chúng ta sử dụng mô hình khí hậu So sánh phản ứng của mô hình khí hậu dự đoán với vụ phun trào núi lửa Mt Pinatubo và làm mát được quan sát. Được sửa đổi từ vụ phun trào núi Pinatubo: Ảnh hưởng đến khí quyển và khí hậu (1996)

Các mô hình cũng ghi lại sự nóng lên của thế kỷ 20 được quan sát ở nhiệt độ toàn cầu để đối phó với sự gia tăng khí nhà kính. Trên thực tế, các nhà khoa học đã thực hiện chính xác mô hình khí hậu dự đoán về sự nóng lên ở quy mô toàn cầu vào đầu năm 1975, ngay cả trước khi sự nóng lên mạnh mẽ trở nên rõ ràng trong các ghi chép quan sát.

Không có nhà khí hậu học du hành thời gian: Tại sao chúng ta sử dụng mô hình khí hậu Dự đoán mô hình khí hậu được thực hiện vào năm 1975, so với các quan sát. Được sửa đổi từ Khoa học hoài nghi (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Thử nghiệm trong thế giới ảo

Những phòng thí nghiệm ảo này cũng giúp chúng ta hiểu bản chất của sự tương tác giữa các thành phần liên kết với nhau của trái đất. Chúng ta có thể thấy như thế nào thay đổi trên bề mặt đất từ ​​nạn phá rừng và nông nghiệp có ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu.

Chúng ta cũng có thể kiểm tra phản ứng của hệ thống khí hậu đối với những xáo trộn lớn, hay là cưỡng bức trên sàn gỗ. Các nghiên cứu trước đây hiển thị rằng sự gián đoạn quy mô lớn có thể xảy ra trong các dòng hải lưu và nhiệt độ không khí để đối phó với sự tan chảy của dải băng lý tưởng hóa ở Bắc Đại Tây Dương.

Mô hình cũng cho phép chúng tôi điều tra những thay đổi trong tương lai. Mô hình dự án sự nóng lên đáng kể ở các thái cực nhiệt độ trong thế kỷ tới, giúp chúng ta đánh giá tiềm năng tác động trong tương lai đối với các hệ thống dễ bị tổn thương.

Nhìn vào bức tranh lớn

Mặc dù những thành công mô hình này, chúng ta có thể không bao giờ hoàn hảo mô tả thế giới vật lý phức tạp, hỗn loạn của chúng ta với một loạt các phương trình. Những thay đổi nhỏ có thể ảnh hưởng đến hệ thống khí hậu theo những cách phức tạp và chúng tôi vẫn đang phát triển sự hiểu biết lý thuyết về các khía cạnh phức tạp nhất của hệ thống khí hậu.

Ví dụ, mô hình chính xác các đám mây vẫn là một thách thức. Chúng tôi không biết chính xác đám mây hình thành như thế nào, điều đó có nghĩa là chúng ta không nhất thiết phải biết cách biểu diễn các quá trình đám mây tốt nhất trong mô hình khí hậu. Sự cần thiết xấp xỉ chúng tôi thực hiện mô hình hóa sự hình thành đám mây có thể dẫn đến sự khác biệt giữa các mô hình và thế giới thực, chẳng hạn như quá nhiều mưa phùn dai dẳng trong các mô hình.

Sự tự tin của chúng tôi về kết quả mô hình được liên kết chặt chẽ với quy mô không gian và thời gian. Đối với các mô hình quy mô toàn cầu, thu được kết quả mạnh mẽ hơn khi điều tra các thay đổi dài hơn, quy mô rộng hơn, tại các địa điểm cụ thể, tại các thời điểm cụ thể.

Đối với tất cả các nghiên cứu này, không có mô hình khí hậu tốt nhất duy nhất mà là một tập hợp các mô hình để sử dụng cùng nhau. Trong khi đó, chúng ta có một trong một loạt các quan sát có sẵn về khí hậu thế giới thực, với tất cả sự biến đổi hỗn loạn vốn có của nó. Để giải thích cho yếu tố hỗn loạn này, chúng tôi đánh giá mức trung bình và phạm vi của một nhóm các mô hình so với các quan sát.

Khi chúng tôi sử dụng phương pháp này và chúng tôi xem xét các thay đổi quy mô lớn trong nhiều thập kỷ trở lên, mô hình khí hậu là công cụ mạnh mẽ cho phép chúng tôi giải quyết các câu hỏi về thay đổi khí hậu trong quá khứ, hiện tại và tương lai.

Trạng thái của nghệ thuật

Nền tảng Báo cáo đánh giá thứ năm của IPCC là do sớm và bao gồm các đánh giá của thế hệ mới nhất của các mô hình khí hậu. Có vẻ phản trực giác, nhưng sớm các kết quả đề xuất rằng những cải tiến đáng kể về mô hình có thể đã dẫn đến sự không chắc chắn rộng hơn thay vì nhỏ hơn trong các dự báo khí hậu trong tương lai.

Những sự không chắc chắn còn lại không cho thấy các mô hình đang trở nên tồi tệ hơn hoặc sự hiểu biết của chúng ta về biến đổi khí hậu đang trở nên ít rõ ràng hơn. Trên thực tế, các mô hình khí hậu đã được cải thiện trong việc mô phỏng phần lớn khí hậu quan sát được.

Những sự không chắc chắn trong tương lai này một phần xuất phát từ các mô hình mới hơn hiện đang kết hợp một loạt các quy trình quan trọng nhưng phức tạp hơn. Ví dụ, các mô hình hiện có thể bao gồm các hạt ô nhiễm công nghiệp nhỏ và sự tương tác giữa khí hậu, thảm thực vật và bề mặt đất.

Chúng ta có thể như sự phát triển của các mô hình khí hậu để chọn lọc tự nhiên. Các mô hình thành công và các thành phần của chúng phát triển mạnh, trong khi các mô hình kém hiệu quả hơn cuối cùng bị loại bỏ và bị tuyệt chủng.

Khoa học, không chính trị, công cụ

Mặc dù có những cải tiến gần đây, các mô hình khí hậu đã trở thành một tia sét gây tranh cãi. Mô hình là ngày càng chính trị hóa và các nghiên cứu dựa trên mô hình thường gợi ra những phản ứng nóng bỏng rằng các mô hình khí hậu là thiếu sót và không thể tin cậy được.

Những kỳ vọng về sự hoàn hảo của mô hình được đặt không đúng chỗ; trong khi sự chắc chắn của mô hình là không bao giờ đạt được, chúng tôi tự tin trong việc sử dụng các mô hình khí hậu.

Nhà khí tượng học Knutson và Tuleya lưu ý rằng, nếu chúng ta có những quan sát về tương lai, rõ ràng chúng ta sẽ tin tưởng chúng hơn các mô hình, nhưng thật không may, những quan sát về tương lai không có sẵn tại thời điểm này.

Trong trường hợp không có các nhà khí hậu du hành thời gian, các mô hình là công cụ vô song để hiểu hệ thống khí hậu thay đổi của chúng ta. Đó là, mô hình khí hậu là công cụ khoa học. Chúng ta nên công nhận chúng như vậy và xem xét chúng với khoa học nghiêm ngặt, không chính trị, hoài nghi. Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Sophie Lewis, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, University of Melbourne và Sarah Perkins-Kirkpatrick, Nghiên cứu sinh tiến sĩ, UNSW

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết điều gì

bởi Joseph Romm
0190866101Nguyên tắc cơ bản về vấn đề sẽ là gì trong thời đại chúng ta, Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết gì® là một cái nhìn tổng quan rõ ràng về khoa học, xung đột và ý nghĩa của hành tinh nóng lên của chúng ta. Từ Joseph Romm, Cố vấn trưởng Khoa học cho National Geographic Số năm sống nguy hiểm loạt và một trong những "100 người đang thay đổi nước Mỹ" của Rolling Stone Khí hậu thay đổi đưa ra những câu trả lời khoa học, thân thiện với người dùng cho những câu hỏi khó nhất (và thường bị chính trị hóa) xung quanh những gì nhà khí hậu học Lonnie Thompson đã coi là "mối nguy hiểm rõ ràng và hiện tại đối với nền văn minh." Có sẵn trên Amazon

Biến đổi khí hậu: Khoa học về sự nóng lên toàn cầu và tương lai năng lượng của chúng tôi phiên bản thứ hai

của Jason Smerdon
0231172834Phiên bản thứ hai này của Khí hậu thay đổi là một hướng dẫn dễ tiếp cận và toàn diện cho khoa học đằng sau sự nóng lên toàn cầu. Minh họa một cách tinh tế, văn bản hướng đến sinh viên ở nhiều cấp độ khác nhau. Edmond A. Mathez và Jason E. Smerdon giới thiệu rộng rãi, nhiều thông tin về khoa học làm nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống khí hậu và tác động của hoạt động của con người lên sự nóng lên của hành tinh chúng ta.Mathez và Smerdon mô tả vai trò của khí quyển và đại dương chơi trong khí hậu của chúng tôi, giới thiệu khái niệm cân bằng bức xạ và giải thích những thay đổi khí hậu xảy ra trong quá khứ. Họ cũng nêu chi tiết các hoạt động của con người ảnh hưởng đến khí hậu, như khí thải nhà kính và khí thải và nạn phá rừng, cũng như ảnh hưởng của các hiện tượng tự nhiên.  Có sẵn trên Amazon

Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành

bởi Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XKhoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành sử dụng văn bản và mười tám hoạt động thực hành để giải thích và dạy về khoa học về sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu, cách con người chịu trách nhiệm và những gì có thể được thực hiện để làm chậm hoặc ngăn chặn tốc độ nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Cuốn sách này là một hướng dẫn đầy đủ, toàn diện cho một chủ đề môi trường thiết yếu. Các chủ đề trong cuốn sách này bao gồm: cách các phân tử truyền năng lượng từ mặt trời để làm ấm khí quyển, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu, Cách mạng công nghiệp, phản ứng đốt cháy, vòng phản hồi, mối quan hệ giữa thời tiết và khí hậu, biến đổi khí hậu, bể carbon, sự tuyệt chủng, dấu chân carbon, tái chế và năng lượng thay thế. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

BẰNG CHỨNG

Sóng nhiệt biển ngày càng phổ biến và dữ dội hơn
Sóng nhiệt biển ngày càng phổ biến và dữ dội hơn
by Jen Monnier, Enisa
Cải thiện "dự báo thời tiết" cho các đại dương mang lại hy vọng giảm sự tàn phá đối với nghề cá và hệ sinh thái trên toàn thế giới
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Ấm lên ở Bắc Cực: Nhiệt độ và hỏa hoạn kỷ lục có đến sớm hơn các nhà khoa học dự đoán?
Ấm lên ở Bắc Cực: Nhiệt độ và hỏa hoạn kỷ lục có đến sớm hơn các nhà khoa học dự đoán?
by Christopher J White
Đó là một kỷ lục nghiệt ngã. Vào ngày 20 tháng 2020 năm 38, thủy ngân đạt XNUMX ° C ở Verkhoyansk, Siberia - mức nóng nhất từng có ở…
Chúng tôi đã lập bản đồ các vùng đất than bùn đóng băng trên thế giới và những gì chúng tôi tìm thấy là rất đáng lo ngại
Chúng tôi đã lập bản đồ các vùng đất than bùn đóng băng trên thế giới và những gì chúng tôi tìm thấy là rất đáng lo ngại
by Gustaf Hugelius
Đất than bùn chỉ bao phủ một vài phần trăm diện tích đất toàn cầu nhưng chúng lưu trữ gần một phần tư tổng lượng carbon trong đất và như vậy…
Khí hậu sẽ ấm lên nhiều như sợ một số người?
Khí hậu sẽ ấm lên nhiều như sợ một số người?
by Steven Sherwood và cộng sự
Chúng ta biết sự thay đổi khí hậu khi nồng độ khí nhà kính tăng lên, nhưng lượng ấm lên chính xác dự kiến ​​vẫn là
Khí thải metan đạt mức phá vỡ kỷ lục
Khí thải metan đạt mức phá vỡ kỷ lục
by Josie Garthwaite
Phát thải khí mêtan trên toàn cầu đã đạt mức cao nhất trong hồ sơ, nghiên cứu cho thấy.
Thế giới đã như thế nào khi mức độ Carbon Dioxide lần cuối ở mức 400ppm
Thế giới đã như thế nào khi mức độ Carbon Dioxide lần cuối ở mức 400ppm
by James Shulmeister
Lần cuối cùng mức carbon dioxide toàn cầu luôn ở mức hoặc trên 400 phần triệu (ppm) là khoảng bốn
Những gì một đại dương ẩn dưới băng Nam Cực tiết lộ về khí hậu trong tương lai của hành tinh chúng ta
Những gì một đại dương ẩn dưới băng Nam Cực tiết lộ về khí hậu trong tương lai của hành tinh chúng ta
by Craig Stevens và Christina Hulbe
Jules Verne đã gửi chiếc tàu ngầm hư cấu của mình, Nautilus, đến Nam Cực qua một đại dương ẩn dưới lớp băng dày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…
Bão Bão là gì và tại sao nó lại nguy hiểm như vậy?
Bão Bão là gì và tại sao nó lại nguy hiểm như vậy?
by Anthony C. Didlake Jr
Khi Bão Sally tiến vào Bờ Vịnh phía Bắc vào Thứ Ba, ngày 15 tháng 2020 năm XNUMX, các nhà dự báo đã cảnh báo về một…
Sự ấm lên của đại dương đe dọa các rạn san hô và sớm có thể khiến việc khôi phục chúng trở nên khó khăn hơn
Sự ấm lên của đại dương đe dọa các rạn san hô và sớm có thể khiến việc khôi phục chúng trở nên khó khăn hơn
by Shawna Foo
Bất cứ ai đang chăm sóc một khu vườn ngay bây giờ đều biết nhiệt độ cực cao có thể ảnh hưởng đến cây trồng. Nhiệt cũng là một mối quan tâm đối với…
Vết đen Mặt trời ảnh hưởng đến thời tiết của chúng ta nhưng không ảnh hưởng nhiều như những thứ khác
Vết đen Mặt trời ảnh hưởng đến thời tiết của chúng ta nhưng không ảnh hưởng nhiều như những thứ khác
by Robert McLachlan
Có phải chúng ta đang hướng tới một thời kỳ có hoạt động Mặt trời thấp hơn, tức là các vết đen? Nó sẽ kéo dài trong bao lâu? Điều gì xảy ra với thế giới của chúng ta…
Các thủ thuật bẩn thỉu mà các nhà khoa học khí hậu phải đối mặt trong ba thập kỷ kể từ khi có báo cáo IPCC đầu tiên
Các thủ thuật bẩn thỉu mà các nhà khoa học khí hậu phải đối mặt trong ba thập kỷ kể từ khi có báo cáo IPCC đầu tiên
by Marc Hudson
Ba mươi năm trước, tại một thành phố nhỏ của Thụy Điển tên là Sundsvall, Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC)…
Khí thải metan đạt mức phá vỡ kỷ lục
Khí thải metan đạt mức phá vỡ kỷ lục
by Josie Garthwaite
Phát thải khí mêtan trên toàn cầu đã đạt mức cao nhất trong hồ sơ, nghiên cứu cho thấy.
tảo bẹ 7 12
Làm thế nào các khu rừng của đại dương thế giới góp phần làm giảm bớt khủng hoảng khí hậu
by Emma Bryce
Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm tảo bẹ để giúp lưu trữ carbon dioxide ở xa dưới bề mặt biển.

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

Đức Chúa Trời đã định nó như một hành tinh dùng một lần: Gặp gỡ chúng tôi Mục sư rao giảng Sự từ chối biến đổi khí hậu
Đức Chúa Trời đã định nó như một hành tinh dùng một lần: Gặp gỡ chúng tôi Mục sư rao giảng Sự từ chối biến đổi khí hậu
by Paul Braterman
Thường xuyên bạn bắt gặp một tác phẩm viết đặc biệt đến nỗi bạn không thể không chia sẻ nó. Một trong những phần như vậy là…
Hạn hán và nắng nóng cùng nhau đe dọa miền Tây nước Mỹ
Hạn hán và nắng nóng cùng nhau đe dọa miền Tây nước Mỹ
by Tim Radford
Biến đổi khí hậu thực sự là một vấn đề nhức nhối. Hạn hán và nắng nóng đồng thời ngày càng có nhiều khả năng…
Trung Quốc vừa khiến thế giới sửng sốt với động thái hành động vì khí hậu
Trung Quốc vừa khiến thế giới sửng sốt với động thái hành động vì khí hậu
by Hào Tân
Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình gần đây đã gây ngạc nhiên cho cộng đồng toàn cầu khi cam kết đất nước của ông không phát thải ròng bằng…
Biến đổi khí hậu, di cư và dịch bệnh chết người ở cừu thay đổi hiểu biết của chúng ta về đại dịch như thế nào?
Biến đổi khí hậu, di cư và dịch bệnh chết người ở cừu thay đổi hiểu biết của chúng ta về đại dịch như thế nào?
by super User
Một khuôn khổ mới cho sự tiến hóa mầm bệnh cho thấy một thế giới dễ bị bùng phát dịch bệnh hơn nhiều so với trước đây…
Nhiệt độ khí hậu làm tan chảy tuyết ở Bắc cực và rừng khô
Điều gì nói trước đối với Phong trào Khí hậu Thanh niên
by David Tindall
Sinh viên trên khắp thế giới đã trở lại đường phố vào cuối tháng XNUMX cho ngày toàn cầu hành động vì khí hậu lần đầu tiên…
Các vụ cháy rừng nhiệt đới Amazon trong lịch sử Đe dọa Khí hậu và Tăng nguy cơ Bệnh mới
Các vụ cháy rừng nhiệt đới Amazon trong lịch sử Đe dọa Khí hậu và Tăng nguy cơ Bệnh mới
by Kerry William Bowman
Các đám cháy ở vùng Amazon vào năm 2019 có sức tàn phá chưa từng có. Hàng ngàn ngọn lửa đã thiêu rụi hơn…
Nhiệt độ khí hậu làm tan chảy tuyết ở Bắc Cực và làm khô rừng
Nhiệt độ khí hậu làm tan chảy tuyết ở Bắc cực và rừng khô
by Tim Radford
Hỏa hoạn giờ bùng cháy dưới tuyết Bắc Cực, nơi từng có những khu rừng nhiệt đới ẩm ướt nhất bị đốt cháy. Biến đổi khí hậu khó có thể mang lại…
Sóng nhiệt biển ngày càng phổ biến và dữ dội hơn
Sóng nhiệt biển ngày càng phổ biến và dữ dội hơn
by Jen Monnier, Enisa
Cải thiện "dự báo thời tiết" cho các đại dương mang lại hy vọng giảm sự tàn phá đối với nghề cá và hệ sinh thái trên toàn thế giới