Wanasayansi wamekuwa wakifanya makadirio ya joto la joto la baadaye kwa kutumia mifano ya hali ya hewa ya kuongezeka kwa utata kwa miongo minne iliyopita.

Mifano hizi, zinazoendeshwa na fizikia ya anga na biogeochemistry, zina jukumu muhimu katika ufahamu wetu wa hali ya hewa ya Dunia na jinsi itakavyobadilika katika siku zijazo.

Kifupi cha Carbon imekusanya makadirio makubwa ya hali ya hewa tangu 1973 ili kuona jinsi yanavyofanya mradi wa joto la dunia la zamani na la baadaye, kama inavyoonekana katika uhuishaji chini. (Bonyeza kifungo cha kucheza kuanza.)

Wakati baadhi ya mifano yalionyesha joto la chini kuliko tulivyopata na baadhi yaliyopendekezwa zaidi, yote yalionyesha joto la uso huongezeka kati ya 1970 na 2016 ambazo hazikuwepo sana na kile kilichotokea hasa, hasa wakati tofauti kati ya mchango wa kudhaniwa wa baadaye zimezingatiwa.

Je! Mifano ya hali ya hewa ya zamani imepataje?

Wakati makadirio ya mfano wa hali ya hewa ya faida ya zamani kutokana na ujuzi wa viwango vya gesi ya chafu ya anga, mlipuko wa volkano na mengine forcings radiative inayoathiri hali ya hewa ya Dunia, kutengeneza mbele katika siku zijazo inaeleweka zaidi kuwa haijulikani. Mifano ya hali ya hewa inaweza kuhesabiwa wote juu ya uwezo wao wa kuzuia joto la zamani na utabiri wa baadaye.

Hindcasts - kupima mifano dhidi ya joto la zamani - ni muhimu kwa sababu wanaweza kudhibiti kwa forcings radiative. Utabiri ni muhimu kwa sababu mifano haiwezi kuwa imekwisha kufungwa kuwa sawa na uchunguzi. Mifano ya hali ya hewa ni haifai kwa joto la kihistoria, lakini wasimamizi wana ujuzi fulani kuhusu uchunguzi ambao unaweza wajulishe uchaguzi wao of vipimo vya mfano, kama vile fizikia ya wingu na athari za erosoli.

Katika mifano hapa chini, makadirio ya mfano wa hali ya hewa iliyochapishwa kati ya 1973 na 2013 yanalinganishwa na joto lililoonekana mashirika tano tofauti. Mifano zilizotumiwa katika makadirio hutofautiana katika utata, kutoka rahisi mifano ya usawa wa nishati kwa kikamilifu-pamoja Mfumo wa Mfumo wa Dunia.

(Kumbuka, kulinganisha kwa mfano na ufuatiliaji hutumia kipindi cha msingi cha 1970-1990 ili kuzingatia uchunguzi na mifano wakati wa miaka ya mwanzo ya uchambuzi, ambayo inaonyesha jinsi joto limebadilika kwa muda zaidi wazi.)

Sawyer, 1973

Moja ya makadirio ya kwanza ya joto la joto la baadaye limekuja John Sawyer katika Ofisi ya Uingereza ya Met in 1973. Ndani ya karatasi iliyochapishwa katika Hali katika 1973, alidhani kuwa ulimwengu utawasha joto 0.6C kati ya 1969 na 2000, na kwamba CO2 ya anga ingeongezeka kwa 25%. Sawyer alidai kwa uelewa wa hali ya hewa - kiasi gani cha joto la muda mrefu kitatokea kwa mara mbili ya viwango vya CO2 vya anga - ya 2.4C, ambayo si mbali sana makadirio bora ya 3C iliyotumiwa na Jopo la Serikali za Mitaa kuhusu Mabadiliko ya Hali ya Hewa (IPCC) leo.

Tofauti na makadirio mengine yanayozingatiwa katika makala hii, Sawyer hakutoa joto la wastani kwa kila mwaka, thamani ya 2000 inayotarajiwa. Ukadiriaji wake wa joto wa 0.6C ulikuwa karibu na doa juu - joto lililogundulika wakati huo lilikuwa kati ya 0.51C na 0.56C. Alipunguza mfululizo wa kiwango cha CO2000 ya mwaka wa 2, hata hivyo, akifikiri kuwa watakuwa 375-400ppm - ikilinganishwa na halisi thamani ya 370ppm.

Broecker, 1975

Makadirio ya kwanza ya inapatikana kwa joto la baadaye kutokana na joto la joto limeonekana katika makala katika Bilim katika 1975 iliyochapishwa na mwanasayansi wa Chuo Kikuu cha Columbia Prof Wally Broecker. Broecker alitumia mfano rahisi wa usawa wa nishati kukadiria nini kitatokea kwenye joto la dunia ikiwa CO2 ya anga iliendelea kuongezeka haraka baada ya 1975. Upepo wa joto wa Broecker ulikuwa karibu na uchunguzi kwa miongo michache, lakini hivi karibuni umekuwa juu sana.

Hii ni kwa sababu ya Broecker ilionyesha jinsi uzalishaji wa CO2 na viwango vya angavyovyoongezeka baada ya kuchapishwa kwa makala yake. Alikuwa sahihi kabisa hadi 2000, akitabiri 373ppm ya CO2 - ikilinganishwa na uchunguzi halisi wa Mauna Loa wa 370ppm. Katika 2016, hata hivyo, aligundua kwamba CO2 itakuwa 424ppm, wakati 404 mchana tu imeonekana.

Broecker pia hakuchukulia gesi nyingine za kijani katika mfano wake. Hata hivyo, kama athari ya joto hutoka methane, nitrious oksidi na halokaboni imekuwa kwa kiasi kikubwa kufutwa nje na ushawishi wa jumla wa baridi ya aerosols tangu 1970, hii haina kufanya tofauti kubwa (ingawa makadirio ya forcings forcings kuwa na uhakika mdogo).

Kama na Sawyer, Broecker alitumia unyeti wa hali ya hewa ya usawa wa 2.4C kwa mara mbili ya CO2. Broecker alidhani kwamba Dunia mara moja hupigana hadi kufikia CO2 ya anga, wakati mifano ya kisasa huelezea lagi kati ya jinsi anga na bahari vinavyoua haraka. (Kupungua kwa joto kwa kasi kwa bahari mara nyingi hujulikana kama "inertia ya joto"Ya mfumo wa hali ya hewa.)

Unaweza kuona makadirio yake (mstari mweusi) ikilinganishwa na kupanda kwa joto (mistari ya rangi) katika chati hapa chini.

<br />

Upepo wa joto kutoka kwa Broecker 1975 (mstari mweusi mweusi) ikilinganishwa na rekodi ya joto ya uchunguzi kutoka NASA, NOAA, HadCRUT, Cowtan na Njia, na Berkeley Dunia (mistari nyembamba ya rangi) kutoka 1970 hadi 2020. Kipindi cha msingi cha 1970-1990. Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Broecker alifanya makadirio yake wakati ambapo wanasayansi walidhani sana kwamba uchunguzi huo ilionyesha baridi ya kawaida ya dunia. Alianza makala yake kwa kusisitiza kuwa "kesi kali inaweza kufanywa kuwa hali ya baridi ya sasa itakuwa, kwa muda wa miaka kumi au zaidi, kutoa njia ya joto linalojulikana linalozalishwa na dioksidi kaboni".

Hansen et al, 1981

NASA Dr James Hansen na wenzake ilichapisha karatasi katika 1981 ambayo pia ilitumia mfano wa nishati ya uwiano wa nishati ili kutekeleza joto la siku za usoni, lakini ilijumuisha hali ya hewa ya joto kutokana na upandaji wa joto la bahari. Wao walidhani upepo wa hali ya hewa ya 2.8C kwa mara mbili CO2, lakini pia iliangalia aina mbalimbali ya 1.4-5.6C kwa mara mbili.

Upepo wa joto kutoka Hansen et al 1981 (ukuaji wa haraka-mwembamba mstari mweusi-na ukuaji wa polepole-mwembamba wa kijivu). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Hansen na wafanyakazi wenzake waliwasilisha matukio mbalimbali, tofauti na uzalishaji wa baadaye na unyeti wa hali ya hewa. Katika chati hapo juu, unaweza kuona hali ya "kasi ya kukua" (mstari mweusi mweusi), ambapo kuongezeka kwa CO2 kwa 4% kila mwaka baada ya 1981, na hali ya ukuaji wa polepole ambapo ongezeko la uzalishaji kwa 2% kila mwaka ). Hali ya ukuaji wa haraka inaathiri zaidi uzalishaji wa sasa, lakini ikiwa ni pamoja na unyeti wa chini wa hali ya hewa hutoa makadirio ya joto la mapema-2000 karibu na maadili yaliyotajwa.

Kiwango cha joto cha joto kati ya 1970 na 2016 iliyopangwa na Hansen et al katika 1981 katika hali ya ukuaji wa kasi imepata karibu 20% kuliko uchunguzi.

Hansen et al, 1988

The karatasi iliyochapishwa na Hansen na wenzake katika 1988 waliwakilisha moja ya mifano ya kwanza ya hali ya hewa ya kisasa. Iligawanywa ulimwenguni kwenye seli za gridi za kati za digrii nane za latitude na digrii za 10 urefu, na tabaka tisa za wima za anga. Ilijumuisha aerosols, gesi mbalimbali za chafu pamoja na CO2, na mienendo ya wingu ya msingi.

Hansen et al aliwasilisha matukio matatu tofauti yanayohusiana na uzalishaji wa gesi tofauti wa baadaye. Mfano B unaonyeshwa kwenye chati chini kama mstari mweusi mweusi, wakati matukio A na C yanaonyeshwa kwa mistari nyembamba ya kijivu. Hali ya A ilikuwa na ukuaji wa maonyesho katika uzalishaji, na CO2 na viwango vingine vya GHG vikubwa sana kuliko leo.

Upepo wa joto kutoka kwa Hansen et al 1988 (hali ya B-nene nyeusi-na matukio A na C-nyembamba imara na imefuta mistari ya kijivu). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Hali ya B ilipungua kushuka kwa kasi kwa uzalishaji wa CO2, lakini ilikuwa na viwango vya 401ppm katika 2016 ambayo ilikuwa nzuri karibu na 404ppm aliona. Hata hivyo, hali B inafikiri kuendelea kukua kwa uzalishaji wa halocarboni mbalimbali ambazo ni gesi yenye nguvu za kijani, lakini hatimaye zilizuiwa chini ya Itifaki ya Montreal ya 1987. Mfano wa C ulikuwa na uzalishaji wa karibu na zero baada ya mwaka 2000.

Kati ya matukio matatu, hali ya B ilikuwa karibu sana na kuimarisha radiative halisi, ingawa bado kuhusu 10% ya juu sana. Hansen et al pia walitumia mfano na uelewa wa hali ya hewa ya 4.2C kwa mara mbili CO2 - mwisho wa hali ya kisasa zaidi ya hali ya hewa. Kutokana na mchanganyiko wa mambo haya, hali ya B ilionyesha kiwango cha joto kati ya 1970 na 2016 ambayo ilikuwa takriban 30% ya juu kuliko kile kilichoonekana.

Ripoti ya Tathmini ya kwanza ya IPCC, 1990

IPCC Ripoti ya Tathmini ya Kwanza (FAR) katika 1990 zilikuwa na usawa rahisi wa nishati / viwango vya bahari ya kupanua viwango vya bahari ili kukadiria mabadiliko katika joto la hewa duniani. Hali yao ya biashara-kama-kawaida (BAU) ilifikiri ukuaji wa haraka wa CO2, na kufikia 418ppm CO2 katika 2016, ikilinganishwa na 404ppm katika uchunguzi. FAR pia ilifikiri kukua kwa kasi ya viwango vya halocarbon ya anga kwa kasi zaidi kuliko ilivyofanyika.

FAR ilitoa makadirio bora ya unyeti wa hali ya hewa kama joto la 2.5C linapokwisha mara mbili CO2, na aina mbalimbali ya 1.5-4.5C. Makadirio haya yanatumika kwa hali ya BAU katika takwimu hapa chini, na mstari mweusi mweusi unaowakilisha makadirio bora na mistari nyembamba iliyopigwa nyeusi inayowakilisha mwisho wa juu na chini ya upeo wa hali ya hewa.

Upepo wa joto kutoka Ripoti ya Kwanza ya Tathmini ya IPCC (maana ya mstari mweusi mwembamba, na mipaka ya juu na chini inayoonyeshwa na mistari nyembamba yenye rangi nyeusi). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Pamoja na makadirio bora ya ukali wa hali ya hewa tad chini kuliko 3C kutumika leo, FAR alionyesha kiwango cha joto kati ya 1970 na 2016 kwa karibu na 17% katika mazingira yao BAU, kuonyesha 1C joto juu ya kipindi hicho vs 0.85C aliona. Hii ni kutokana na makadirio ya viwango vya CO2 vya juu sana vya anga kuliko ilivyokuwa kweli.

Ripoti ya Tathmini ya Pili ya IPCC, 1995

IPCC Ripoti ya Tathmini ya Pili (SAR) tu iliyochapishwa makadirio ya urahisi kutoka kwa 1990 kuendelea. Walitumia unyeti wa hali ya hewa wa 2.5C, na aina mbalimbali ya 1.5-4.5C. Hali yao ya upepo wa katikati, "IS92a", iliyopangwa kwa kiwango cha CO2 cha 405ppm katika 2016, karibu sawa na viwango vilivyotajwa. SAR pia ilijumuisha matibabu bora ya aerosol anthropogenic, ambayo yana athari ya baridi kwenye hali ya hewa.
<br />

 Upepo wa joto kutoka Ripoti ya Tathmini ya Pili ya IPCC (maana ya mstari mweusi mwembamba, na mipaka ya juu na chini inayoonyeshwa na mistari nyembamba yenye rangi nyeusi). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Kama unavyoweza kuona katika chati hapo juu, makadirio ya SAR yaliishia kuwa ya chini zaidi kuliko uchunguzi, na joto juu ya 28% zaidi polepole juu ya kipindi cha 1990 hadi 2016. Hii inawezekana kutokana na mchanganyiko wa mambo mawili: unyeti wa chini wa hali ya hewa kuliko uliopatikana katika makadirio ya kisasa (2.5C vs. 3C) na upungufu wa kulazimisha radiative ya CO2 (Watumiaji wa 4.37 kwa kila mita ya mraba dhidi ya 3.7 iliyotumiwa katika ripoti ya IPCC inayofuata na bado hutumiwa leo).

Ripoti ya Tathmini ya Tatu ya IPCC, 2001

IPCC Ripoti ya Tathmini ya Tatu (TAR) ilitegemea mifano ya mzunguko wa bahari ya anga (GCMs) kutoka kwa makundi saba ya mfano. Pia walitumia seti mpya ya matukio ya kiuchumi ya kijamii, inayoitwa SRES, ambayo ilikuwa ni pamoja na trajectories nne za baadaye baadaye.

Hapa, kifupi Carbon inachunguza Hali ya A2, ingawa wote wana uzalishaji wa sawa na trajectories ya joto hadi 2020. Hali ya A2 ilionyesha mkusanyiko wa 2016 wa CO2 wa 406 ppm, karibu sawa na yale yaliyoonekana. Matukio ya SRES yalitoka kwa 2000 zaidi, na mifano kabla ya mwaka 2000 kwa kutumia forcings inakadiriwa kihistoria. Mstari wa rangi ya kijivu katika takwimu hapo juu unaonyesha hatua ambazo mifano ya mabadiliko ya kutumia kutumia uzalishaji na viwango vinavyotajwa baadaye.

Upepo wa joto kutoka Ripoti ya Tathmini ya Tatu ya IPCC (maana ya mstari mweusi mwembamba, na mipaka ya juu na chini inayoonyeshwa na mistari nyembamba yenye rangi nyeusi). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Makadirio ya kichwa cha TAR yalitumia mfano wa hali ya hewa rahisi ambao ulipangwa ili kufanana na matokeo ya wastani ya GCM saba zaidi ya kisasa, kwa kuwa hakuna wastani wa wastani wa multimodel ulichapishwa katika TAR na data kwa ajili ya uendeshaji wa kila aina haipatikani. Ina uelewa wa hali ya hewa ya 2.8C kwa mara mbili CO2, yenye aina mbalimbali ya 1.5-4.5C. Kama inavyoonekana katika chati hapo juu, kiwango cha joto kati ya 1970 na 2016 katika TAR kilikuwa karibu na 14% chini kuliko kile kilichoonekana.

Ripoti ya Tathmini ya Nne ya IPCC, 2007

IPCC Ripoti ya Tathmini ya Nne (AR4) mifano iliyojumuishwa yenye nguvu za anga za anga na azimio la mfano. Ilifanya matumizi makubwa ya Mfumo wa Mfumo wa Dunia - ambao huingiza biogeochemistry ya mzunguko wa kaboni - pamoja na mchanganyiko bora wa michakato ya ardhi na ya barafu.

AR4 ilitumia tukio la SRES sawa kama TAR, pamoja na uzalishaji wa kihistoria na viwango vya anga hadi mwaka 2000 na makadirio baadae. Mifano zilizotumiwa katika AR4 zilikuwa na maana ya hali ya hewa ya 3.26C, yenye aina mbalimbali ya 2.1C hadi 4.4C.

<br />

Upepo wa joto kutoka Ripoti ya Nne ya Tathmini ya IPCC (maana ya mstari mweusi mwembamba, alama mbili za juu na za chini zilizoonyeshwa na mistari nyembamba yenye rangi nyeusi). Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

Takwimu hapo juu inaonyesha kazi za mfano kwa hali ya A1B (ambayo ni tu pekee inayoendeshwa kwa mfano, ingawa mchanganyiko wake wa 2016 CO2 unafanana na wale wa hali ya A2). Vipimo vya AR4 kati ya 1970 na 2016 ya joto huonyesha joto karibu na uchunguzi, tu 8% ya juu.

Ripoti ya Tathmini ya Tano ya IPCC, 2013

Ripoti ya hivi karibuni ya IPCC - Tathmini ya Tano (AR5) - ilionyesha marekebisho ya ziada juu ya mifano ya hali ya hewa, pamoja na kupunguza kwa kiasi kikubwa kutokuwa na uhakika wa mfano ikilinganishwa na AR4. Mifano ya hali ya hewa katika ripoti ya karibuni ya IPCC ilikuwa sehemu ya Mradi wa Pamoja wa Mradi wa 5 (CMIP5), ambapo makundi kadhaa ya mitindo mbalimbali ulimwenguni kote yaliendesha mifano ya hali ya hewa kutumia seti sawa ya pembejeo na matukio.

Upepo wa joto kutoka Ripoti ya Tano ya Tathmini ya IPCC (maana ya mstari mweusi mwembamba, alama mbili za juu na za chini zilizoonyeshwa na mistari nyembamba yenye rangi nyeusi). Mstari mweusi uliojaa unaonyesha mashamba yaliyochanganywa. Chati na kutumia kifupi ya Carbon Highcharts.

AR5 ilianzisha seti mpya ya matukio ya ukolezi wa gesi ya chafu ya baadaye, inayojulikana kama Mwakilishi Mkusanyiko Pathways (RCPs). Hizi zina makadirio ya baadaye kutoka kwa 2006 kuendelea, na data ya kihistoria kabla ya 2006. Mwelekeo wa kijivu uliojitokeza katika takwimu hapo juu unaonyesha wapi mifano ya mpito kutoka kwa kutumia nguvu za kuzingatiwa kwa forcings inayotarajiwa ya baadaye.

Kulinganisha mifano hii na uchunguzi inaweza kuwa zoezi fulani ngumu. Mashamba ambayo hutumiwa mara nyingi kutoka kwa mifano ya hali ya hewa ni joto la juu duniani. Hata hivyo, joto limekuja kutoka joto la uso wa hewa juu ya joto la ardhi na baharini juu ya bahari.

Kwa kuzingatia hili, hivi karibuni, watafiti wameunda mashamba ya mfano, ambayo yanajumuisha joto la baharini juu ya bahari na joto la hewa juu ya ardhi, ili kufanana na kile kinachopimwa katika uchunguzi. Masuala haya yaliyochanganywa, yameonyeshwa na mstari uliowekwa kwenye takwimu hapo juu, onyesha joto la chini kuliko joto la hewa duniani, kama vile mifano ina hewa juu ya joto la bahari kwa kasi zaidi kuliko joto la bahari katika miaka ya hivi karibuni.

Mazingira ya hewa ya juu duniani katika mifano ya CMIP5 yamependeza kuhusu 16% kwa kasi kuliko uchunguzi tangu 1970. Kuhusu 40% ya tofauti hii ni kutokana na joto la hewa juu ya joto la bahari ya joto zaidi kuliko joto la bahari ya uso katika mifano; mashamba yaliyochanganywa yanaonyesha tu joto la 9% kwa haraka kuliko uchunguzi.

A karatasi ya hivi karibuni katika Nature by Iselin Medhaug na wenzake wanasema kuwa salifu ya tofauti inaweza kuhesabiwa kwa mchanganyiko wa kutofautiana kwa muda mfupi (hasa katika Bahari ya Pasifiki), volkano ndogo na pato la chini kuliko-inatarajiwa la jua ambayo haikujumuishwa katika mifano katika post- Vipimo vya 2005.

Chini ni muhtasari wa mifano yote ya Carbon Brief inaangalia. Jedwali hapa chini linaonyesha tofauti katika kiwango cha joto kati ya kila mfano au seti ya mifano na NASA uchunguzi wa joto. Kumbukumbu zote za joto za uangalizi zimefanana sawa, lakini NASA ni kati ya kikundi ambacho kinajumuisha chanjo kamili zaidi duniani kwa miaka ya hivi karibuni na hivyo ni moja kwa moja sawa na data ya mfano wa hali ya hewa.

* Mwelekeo wa hali ya SAR huhesabiwa zaidi ya kipindi cha 1990-2016, kama makadirio kabla ya 1990 haipatikani kwa urahisi.
Tofauti kati ya wazazi kulingana na mashamba yaliyochanganywa ya ardhi / bahari

Hitimisho

Mifano ya hali ya hewa iliyochapishwa tangu 1973 kwa kawaida imekuwa na ustadi kabisa katika kutengeneza joto kwa siku zijazo. Wakati baadhi yalikuwa ya chini na ya juu sana, wote wanaonyesha matokeo yaliyo karibu na yale yaliyotokea kweli, hasa wakati tofauti kati ya viwango vya CO2 zilizotabiri na halisi na nyingine za forcings za hali ya hewa zinazingatiwa.

Mifano ni mbali na kamili na itaendelea kuboreshwa baada ya muda. Pia huonyesha aina kubwa ya joto la joto la baadaye haiwezi kupunguzwa kwa urahisi kutumia tu mabadiliko katika hali ya hewa ambayo tumeona.

Hata hivyo, mechi ya karibu kati ya makadirio yaliyopangwa na kuzingatiwa tangu 1970 inavyoelezea kuwa makadirio ya joto la joto la baadaye linaweza kuthibitisha sawa.

Njia ya kielektroniki

Mwanasayansi wa mazingira Dana Nuccitelli kwa usaidizi ilitoa orodha ya kulinganisha mfano wa zamani / uchunguzi, unaopatikana hapa. The Programu ya PlotDigitizer ilitumiwa kupata maadili kutoka kwa takwimu za zamani wakati data haikuwepo vinginevyo. Data ya mfano wa CMIP3 na CMIP5 ilitolewa KNMI Mfanyabiashara wa Hali ya Hewa.

Makala hii awali alionekana kwenye Kadi ya Kifupi

Kuhusu Mwandishi

Zeke Hausfather inashughulikia utafiti katika sayansi ya hali ya hewa na nishati kwa lengo la Marekani. Zeke ina digrii za masters katika sayansi ya mazingira kutoka Chuo Kikuu cha Yale na Vrije Universiteit Amsterdam, na inahitimu PhD katika sayansi ya hali ya hewa katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley. Ameitumia miaka ya 10 iliyopita kama mwanasayansi wa data na mjasiriamali katika sekta ya cleantech.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon