作者:Zeke Hausfather 来源:《自然》 发布时间:2022/5/11 10:04:50
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“过热”的气候预测模型可信吗

 

 一些气候模型预测未来变暖,大多数专家认为不可信。 图片来源:UGURHAN/ISTOCK

一项研究表明,北极降雨将在21世纪60年代占主导地位,比预期早几十年。另一份报告称,到2100年,美国西部森林火灾造成的空气污染可能会增加两倍。还有一种说法是,海洋大灭绝可能在几个世纪内到来。

去年发表的以上3项研究都依赖于一些全球下一代气候模型对未来的预测。但即便是模型制者也承认,许多模型存在一个明显的问题:预测过热过快的未来。一些研究人员则担心,这导致了一系列“比预期更快”的结果,可能会削弱气候科学的可信度。

近日,气候科学家在《自然》发表评论文章称,研究人员在如何使用模型结果方面需要更加“挑剔”。研究人员不应该再简单地使用所有气候模型预测的平均值,这可能导致到2100年全球气温比政府间气候变化专门委员会(IPCC)的估计高0.7摄氏度。

文章主要作者、支付服务公司Stripe的气候研究主管Zeke Hausfather说,“我们必须摆脱民主模式的天真想法。”相反,他和同事呼吁建立一种精英模式,有时优先考虑已知具有更现实变暖率的模型的结果。

文章合著者、美国宇航局(NASA)戈达德空间飞行中心的气候科学家Kate Marvel表示,“‘过热’的模型并没有使气候科学的原则失效,温室效应仍在使地球变暖。”在她看来,这些模型并不完美,“它们不是水晶球”,但总的来说仍然是非常成功的研究工具

2019年,国际耦合模式比较计划(CMIP)提出了模型过热的问题。该计划在IPCC每7或8年发布一次主要报告之前,综合了全球各模型的结果。

在前几轮CMIP中,大多数模型都预测了“气候敏感性”——当大气二氧化碳含量比工业化前翻一番时,预计变暖2~4.5摄氏度。但在2019年的CMIP6中,55个模型中有10个的敏感性高于5摄氏度——这是一个明显的偏离。

这一结果也与一项里程碑式的研究不一致,后者避开了全球建模结果,而是依靠古气候和观测记录确定地球的气候敏感性。该研究发现,该数值介于2.6和3.9摄氏度之间。

美国斯坦福大学气候科学家Christopher Field说,敏感性的估计差异是“一个令人清醒的气候系统复杂性例子”。

从那以后,研究人员一直在追踪过热模型的原因。这些模型包括由美国国家大气研究中心、美国能源部、英国气象局和加拿大环境与气候变化中心制作的模型。

Marvel说,其实在这些模型中,许多都比它们的“前辈”更好,而且模型制作者对这一问题一直持开放态度,“应该受到赞扬”。但他们需要数年时间才能做出广泛应用的新预测模型。

2021年,IPCC发布了第一份工作组报告,其中涵盖了气候变化的物理基础,试图弥补这个问题。IPCC根据模型捕捉历史温度的能力对其进行评级,之后利用模型针对不同的化石燃料排放情景,做出了官方的“评估变暖”预测。

在研究地球未来的变化时,IPCC报告了基于所有变暖程度的模型的结果:1.5摄氏度、2摄氏度、3摄氏度。这让过热模型的有用信息得以利用,即使它们过快地达到了阈值。

Hausfather自己也是IPCC的合著者。他说,尽管IPCC接受了挑战,但它并没有很好地告诉每个人真正的问题所在。

自此以后,数十项已发表的研究使用了基于所有CMIP6模型原始平均值的预测,结果往往比IPCC的预测“更糟”——这引起了那些不了解模型潜在问题的人的注意。Marvel表示,“并不是因为有人心怀恶意。这只是因为没有指导。”

文章作者表示,气候影响研究人员需要效仿IPCC采取的步骤。首先,避免基于时间的可疑情景,强调特定程度全球变暖的影响,而不管这些程度是在什么时候达到的。其次,使用IPCC自己的“评估变暖”预测,以预测变暖程度可能何时出现。对于变暖轨迹细节很重要的研究,他们可以使用一些相对准确地捕捉升温的模型,比如NASA、美国国家海洋和大气管理局等机构制作的模型。

美国劳伦斯伯克利国家实验室的气候科学家、CMIP气候预测方案领导者之一Claudia Tebaldi说,“我几乎同意作者所说和建议的一切。”然而,她也指出,这些建议可能低估了决策者对基于时间的信息的渴望,而不仅仅是变暖的绝对量。

瑞士苏黎世联邦理工学院的气候科学家Reto Knutti说,“研究人员应该考虑更进一步的情况,并检查某些模型是否存在较大的区域偏见。”(来源:中国科学报 王方)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/d41586-022-01192-2

 
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