آیا می توانیم مدلهای آب و هوایی را برای پیش بینی بهتر آب و هوای رکورد شکن اصلاح کنیم؟

توسط آدام وان

یک مطالعه جدید نشان می دهد که وقایع رکورد شکن آب و هوا ، مانند بالاترین درجه حرارت ثبت شده در کانادا در ماه گذشته حدود 5 درجه سانتیگراد ، در دهه های آینده افزایش می یابد. این در حالی است که توانایی مدل های آب و هوایی برای پیش بینی چنین حوادث شدید پس از مجموعه ای از حوادث شدید آب و هوایی در سراسر جهان زیر سوال رفته است.

اریش فیشر از ETH زوریخ ، سوئیس و همکارانش مدلهای رایانه ای را برای شبیه سازی میانگین حداکثر دمای گرمترین هفته سال در بخشهایی از آمریکای شمالی و اروپا اجرا کردند تا ببینند آیا می توانند با اختلاف زیاد به دمای رکورددار برسند. آنها می توانند – در برخی از سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای ، رکوردها را تا 2030 بیش از یک درجه بشکنند ، نه 0.1 درجه سانتی گراد یا 0.2 درجه سانتیگراد که معمولاً پیش بینی می شد.

محققان به این نتیجه رسیدند که احتمال وقوع چنین رویدادهایی تا حد زیادی به سرعت گرم شدن زمین مربوط می شود ، نه فقط به میزان پیشروی آن ، که تا کنون به 1.1 درجه سانتی گراد رسیده و همچنان در حال افزایش است. فیشر می گوید: “این واقعاً میزان تغییر است.”

Gert Jan van Oldenburg از انستیتوی هواشناسی سلطنتی هلند ، که موج گرمای اخیر آمریکای شمالی را با تغییرات آب و هوایی مرتبط کرده است ، می گوید: نگران کننده است که برخی مدل های آماری نشان داده اند که ثبت این منطقه غیرممکن است. چنین مدلهایی دارای توزیع نظری حداکثر مقادیر هستند ، که حد بالایی را برای درجه حرارت در یک منطقه تعیین می کند. این محدودیت معمولاً هموار با تغییرات آب و هوایی حرکت می کند.

“سپس این موج گرما آمد و بسیار بالاتر از حد فوقانی بود [for the region]به وان اولدنبورگ می گوید این امر شگفت آور و شگفت آور است که تصویر نظری ما از نحوه رفتار امواج گرما بسیار متغیر است.

موج گرما تنها رویدادی نبوده که اخیراً دانشمندان آب و هوا را نگران کرده است. سیل مرگبار در آلمان رخ داد در حالی که هنان در چین شدیدترین بارندگی خود را در هزار سال گذشته تجربه کرد و در یک سیل مترو جان افراد را گرفت. تیم پالمر از دانشگاه آکسفورد می گوید: “این من را شوکه کرد.”

پس رویدادهای آینده چطور؟ به گفته پیتر استوت ، از دفتر مت بریتانیا ، مدل های آب و هوایی در پیش بینی تغییرات وسیع از تغییرات آب و هوایی در سطح وسیعی عملکرد خوبی داشته اند. “نه تنها افزایش میانگین دمای جهان ، بلکه افزایش شدید و بارندگی. این به وضوح مشخص شده است ، و در حال حاضر نیز در حال رخ دادن است.”

استوت می گوید ، با این حال ، مدل های قدیمی از شدت برخی از افراطی های منطقه ای مانند آنچه در کانادا دیده می شود ، استفاده نکرده اند. او می گوید که خبر خوب این است که برخی از مدل های آب و هوایی جدید دارای سطح بالاتری از جزئیات فضایی نزدیک به مدل های آب و هوایی هستند ، تا یک شبکه مربع به عرض دو کیلومتر ، که در پیش بینی افراط محلی بهتر خواهد بود. مدلسازان همچنین در درک فرآیندهای پشت بارندگی های کوتاه اما شدید ، مانند آنچه در آلمان و چین دیده می شود ، بهتر می شوند.

با این حال ، دقت بیشتر مورد نیاز برای برخی از مدل ها به طور کلی به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز دارد – و دقت تنها مشکل در پیش بینی افراط نیست: یکی دیگر از عوامل مهم زمان بندی است. بسیاری از مدل سازی آب و هوا در مقیاس های زمانی صد در صد کار می کند ، اما برخی از دانشمندان اکنون به پیش بینی های دهه ای روی آورده اند ، که تقریباً به عنوان پیش بینی آب و هوا توصیف می شود و برای پیش بینی چند سال آینده به وجود آمده است. قبلاً ثابت شده است که این پیش بینی ها طوفان های اقیانوس اطلس را پیش بینی می کند.

تد شفرد ، از دانشگاه ریدینگ ، انگلستان می گوید: “قطعاً حرکتی به سوی این پیش بینی های دهه ای وجود دارد. آنها نباید پیش بینی کنند که تغییرات آب و هوایی چه خواهد کرد ، اما آنچه تغییرات آب و هوایی در حال حاضر انجام می دهد.”

در حالی که بسیاری از مدل سازان استدلال می کنند که قدرت محاسبات بیشتر به تنهایی یک گلوله نقره ای برای کاهش افراط نیست ، اما باید کمک کند. یک مثال محاسبه مورد نیاز برای بدست آوردن اعداد از محاسبات پیچیده معادلات ناویر استوکس است که می تواند برای مدل سازی حرکت در جو مورد استفاده قرار گیرد.

پالمر می گوید قدرت پردازشی بیشتر اعداد دقیق تری را ارائه می دهد. “این عمدتا در مورد محاسبات است.” او خواستار “سرن برای تغییرات آب و هوا” شده است ، یک پروژه محاسباتی غول پیکر که معتقد است می تواند سالانه حدود 200 میلیون یورو اجرا کند. این هنوز به دست نیامده است ، اما ابتکاراتی در حال انجام است که می تواند به مدل های آب و هوایی کمک کند ، مانند پروژه ای با حمایت اتحادیه اروپا برای ساختن “دوقلو دیجیتالی” از زمین.

تیم آزبورن از دانشگاه East Anglia انگلستان می گوید: شایان ذکر است که مدل های آب و هوایی همیشه در حال بهتر شدن هستند. او می گوید ، ممکن است مدل ها نتوانند رکوردهایی مانند گرمای آمریکای شمالی را شبیه سازی کنند زیرا نمی توانند مجموعه پیچیده ای از فرایندها مانند تعامل بین آسمان صاف ، رطوبت کم خاک و جهت باد را ثبت کنند. حقیقت این است که ما هنوز نمی دانیم

مدل های آب و هوایی بهتر برای سازگاری با تغییرات آب و هوایی و اطلاع از سیستم های هشدار دهنده اولیه برای جلوگیری از مرگ و میر ضروری خواهد بود. اما اینطور نیست که ما به آنها نیاز داشته باشیم تا علت تغییرات آب و هوایی را کاهش دهند: انتشار گازهای گلخانه ای انسان. شفرد می گوید: “من فکر نمی کنم اینها سوپر مدل هستند.” “من فکر می کنم مردم به دلایل دیگر فقط در مورد تغییرات آب و هوایی اقدام نمی کنند. آنها سر خود را در شن و ماسه می گذارند. تصور چیزهایی که اتفاق نیفتاده اند دشوار است.”

مشترک شدن در شمارش معکوس COP26 ، خبرنامه رایگان ما که این سال مهم را برای سیاست آب و هوا پوشش می دهد