فهم النماذج التي تساعدنا على التنبؤ بتغير المناخ

فهم النماذج التي تساعدنا على التنبؤ بتغير المناخ

كيف سيكون الطقس في الأسبوع المقبل أو الموسم المقبل أو بحلول نهاية القرن؟ في حالة عدم وجود أرض ثانية لاستخدامها في التجربة ، فإن محاكاة نماذج الطقس والمناخ العالمية هي الأدوات الوحيدة التي يتعين علينا الإجابة عليها.

إن الوصول إلى هذه المعلومات أمر حيوي بالنسبة للمجتمع والحكومة والصناعات لاتخاذ قرارات مستنيرة - وهذا يشمل قطاعات مثل السياحة وإدارة الموارد الطبيعية والزراعة وخدمات الطوارئ على سبيل المثال لا الحصر.

قد لا يكون الطقس والمناخ قابلين للتنبؤ بشكل كامل ، ولكن العلم الآن قد حان لدرجة أن نكون أكثر ثقة عندما يتعلق الأمر بمعرفة ما إذا كانت ستطر بعد ظهر اليوم وللتنبؤ بما قد يبدو عليه المناخ الأسترالي كعقود عديدة في المستقبل.

نحن نحصل على أفضل أيضا في التنبؤ الموسم المقبل أو اثنين، لذلك يمكننا أن نكون أكثر استعدادا للرد على التطرف في الطقس مثل الأعاصير وموجات الحر والأمطار الفيضانات التي تؤثر بالفعل المجتمعات الأسترالية.

واستشرافا للمستقبل

تُبنى نماذج الدورة العامة (يشار إليها أيضًا بالنماذج المناخية العالمية) باستخدام تمثيلات رياضية لنظام الأرض الديناميكي. تستند أساسياتها على قوانين الفيزياء بما في ذلك الحفاظ على الكتلة والطاقة والزخم. وتمثل هذه النماذج ، في ثلاثة أبعاد ، الدوران الواسع النطاق للغلاف الجوي والمحيطات ، مثل تطور أنظمة الضغط المرتفعة والمنخفضة والتيارات المحيطية الواسعة النطاق. وتشمل النماذج أيضًا الغلاف الجليدي (الثلج والجليد البحري) وكذلك سطح الأرض.

تساعدنا النماذج المناخية على فهم الطقس والمناخ الحاليين لدينا ، كما تسمح لنا بالنظر في سيناريوهات مستقبلية معقولة لكيفية تغير المناخ. فهي تولد عمليات محاكاة لتخبرنا بما حدث أو ما قد يحدث في إطار مجموعة من السيناريوهات المختلفة ، مثل تركيزات غازات الدفيئة.


الحصول على أحدث من InnerSelf


على الرغم من أن النماذج المستخدمة للتنبؤ بالطقس والتطبيقات المناخية تشترك في نفس الأساسيات ، إلا أنها مختلفة بعض الشيء.

يتم تشغيل نماذج الطقس في أعلى "قرار" المكاني، وتتضمن أحدث جدا مجموعة من قياسات الأقمار الصناعية والأرض باستخدام أساليب استيعاب البيانات المتقدمة. هذا يحدد نقطة الانطلاق من الذي يتنبأ النموذج تطور الأحداث الطقس خلال الأسبوع القادم أو نحو ذلك.

لا تسعى النماذج المناخية إلى التنبؤ "بالطقس" المحدد في يوم أو سنوات معينة في المستقبل (وهو أمر مستحيل) ، بل توقع "إحصائيات" الطقس (أي "المناخ") ، مثل متوسط ​​الظروف ، خلال موسم أو اتجاهات على مدى عقود.

في حين تحاكي نماذج الدورة الدموية العامة عمليات نظام الأرض على نطاق واسع ، هناك بعض العمليات ، مثل تكوين السحب والأمطار ، والتي تحدث عند مقاييس صغيرة وتغييرات في نظام الأرض يصعب التنبؤ بها تمامًا.

وعلى الرغم من هذه التحديات ، فإن التحسين المستمر للنماذج (على سبيل المثال ، الدقة الأعلى ، والتمثيل الأفضل للعمليات الفيزيائية وتحسين استخدام البيانات خاصة من السواتل) على مدى العقود الثلاثة الماضية قد حسّن من قدرتنا على التنبؤ بالطقس ووضع توقعات مناخية.

وهناك الآن أكثر من 40 النماذج المناخية العالمية تعمل في جميع أنحاء العالم. تستخدم هذه المجموعات نمذجة مجموعة مشتركة من السيناريوهات غازات الدفيئة والهباء الجوي، ودعا تمثيلية تركيز مسارات. يسمح هذا النهج المنسق بإجراء مقارنة جاهزة للتوقعات عبر آلاف المحاكاة النموذجية التي تتوفر عنها البيانات.

وبالمثل ، تتحقق مراكز التنبؤات الجوية من التنبؤات الجوية اليومية باستخدام مقاييس محددة دوليا تتيح إجراء مقارنة جاهزة للتنبؤات التي تجريها المراكز.

تنقسم مسارات تركيز الممثل إلى ثلاث فئات:

  • عالية: تستمر انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الارتفاع خلال القرن 21st دون تخفيف ، مع انخفاض في الهباء الجوي

  • المتوسط: انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الذروة ثم الانخفاض

  • منخفض: انبعاثات غازات الاحتباس الحراري تبلغ ذروتها بسرعة ثم تنخفض بسرعة إلى قيم منخفضة للغاية (حالة تخفيف قوية).

بغض النظر عن سيناريو النموذج أو غاز الاحتباس الحراري الذي نستخدمه ، فإن إشارة الاحترار القوية والقوية واضحة في توقعات المناخ في المستقبل ، وهي أكبر بالنسبة لسيناريوهات الانبعاثات المرتفعة. كما تساهم النماذج في حدوث اختلافات في توقيت وحجم الاحترار ومجموعة من التغيرات في هطول الأمطار والعناصر الأخرى.

لذا بدلاً من مستقبل مناخ واحد ، نحتاج إلى النظر في مجموعة من العقود المستقبلية المحتملة.

ما هي أفضل النماذج؟

تمر جميع النماذج المناخية بتقييم دقيق لتحديد مدى إمكانية تمثيل الطقس اليومي والمناخ السابق والحالي.

هناك العديد من الاختبارات التي أجريت لتقييم أداء نموذج المناخ. على سبيل المثال ، يمكن للعلماء تقييم مدى نجاح النموذج في محاكاة المناخ التاريخي (مثل متوسط ​​هطول الأمطار في أستراليا خلال السنوات الأخيرة من 20) ، أو قدرة النموذج على تمثيل أو توقع ميزات معينة مثل بداية الرياح الموسمية أو النينيو أو مسارات الأعاصير المدارية. .

قد يقرر الباحثون الذين يحققون في آثار تغير المناخ في المستقبل اختيار مجموعة فرعية من النماذج على أساس الأداء. ومع ذلك ، فإن اختيار نموذج "أفضل" أو مجموعة فرعية من النماذج يعتمد على مقياس الأداء الذي تستخدمه.

على سبيل المثال، أظهر تقييم حديث من النماذج المناخية لظروف الاسترالية أنه لا يوجد ثابت "فرعية" النماذج المناخية التي يمكن أن تمثل جميع الجوانب الهامة للمناخ أفضل من مجرد استخدام مجموعة كاملة من النماذج المتاحة.

وكثيرا ما تأتي توقعات المناخ مع قدر من الثقة ، استنادا إلى الفهم المادي ، وقوة توقعات النماذج ، واتساق التوقعات مع الاتجاهات الملحوظة أو التغييرات الماضية. يعتبر أداء النماذج المناخية فيما يتعلق بالمناخ السابق عاملاً حاسماً في تحديد مستوى ثقتنا بالتغيرات المتوقعة في المستقبل. إن تقديرات الثقة المقدمة لآخر التوقعات في أستراليا هي ميزة جديدة ومفيدة لتقييم نطاق التغيرات المتوقعة في مناخ أستراليا في المستقبل.

نموذج المناخ العالمي الرائد في أستراليا

نموذج المناخ

Tسلسلة ime لمتوسط ​​درجة الحرارة الأسترالية لـ 1910 – 2090 كمحاكاة في نماذج CMIP5 ، بالنسبة إلى 1950 – 2005. تظهر أرصاد مكتب الأرصاد الجوية باللون البني السميك وتظهر سلسلة من نموذج نموذجي (ACCESS1-0) في المستقبل باللون البنفسجي الفاتح. يمثل التظليل الانتشار بين جميع نماذج الفترة التاريخية (التظليل الرمادي) والفترة المستقبلية (الانبعاثات عالية الأرجوانية ، الأزرق - المتوسط ​​، الانبعاثات الصفراء - المنخفضة). لمزيد من التفاصيل حول الإسقاطات ، انظر الفصل 7 لتقرير الموارد التكنولوجية الوطنية: http://www.climatechangeinaustralia.gov.au/en/publications-library/technical-report/ تغير المناخ في أستراليا

إن النموذج المناخي الخاص بأستراليا ، أو نظام محاكاة المناخ الأسترالي للمجتمعات والأرض ، أو ACCESS ، تظهره باستمرار مجموعات وطنية ودولية لتكون من بين أفضل النماذج أداء عبر مجموعة من السمات المناخية الهامة لأستراليا.

وقد وضعت الوصول بشكل مشترك من قبل مكتب الأرصاد الجوية وكوكب الارض من خلال الشراكة البحثية، ومركز الأسترالي الطقس وبحوث المناخ. تم تطويره بالتعاون مع الجامعات الاسترالية ومكتب الأرصاد الجوية بالمملكة المتحدة بدعم من وزارة البيئة. تم تصميم وصول خصيصا لاستخدامها على حد سواء للتنبؤ بأحوال الطقس ومحاكاة المناخ.

في "وضع الطقس" يستخدم ACCESS من قبل مكتب الأرصاد الجوية لتوفير التنبؤات الجوية في أستراليا. وبفضل ACCESS ، فإن توقعات المكتب لأربعة أيام هي الآن دقيقة مثل توقعات الثلاثة أيام قبل عشر سنوات فقط. وتظهر المقارنات مع التوقعات من مراكز العمليات في الخارج أن ACCESS من بين النماذج الأفضل أداءً في العالم.

واستخدمت نسخة "المناخ" من ACCESS لتوليد التوقعات المناخية التي قدمتها أستراليا للتجارب الحديثة المنسقة مع تغير المناخ الدولي ودعم تقرير التقييم العاشر لـ 5T الصادر عن الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC).

وسيستمر تطوير وتحسين نظام ACCESS ، بما في ذلك وضع ونمذجة النظم المكونة للأرض بمزيد من التفصيل والدقة.

المحادثة

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة
قراءة المقال الأصلي.

عن المؤلفين

بوري كمالالدكتور كمال بوري هو رئيس برنامج البحوث في برنامج نمذجة نظم الأرض في قسم البحوث والتطوير في مكتب الأرصاد الجوية. حصل الدكتور بوري على درجة الدكتوراه في الفيزياء من جامعة مانشستر (المملكة المتحدة). وبوصفه قائد برنامج ، فإنه يتحمل مسؤولية تطوير محاكي مجتمع أستراليا للمناخ ونظام الأرض (ACCESS) ، وهو نموذج لنظام الأرض بالكامل مقترن بالتعاون مع CSIRO ودعم من الجامعات الأسترالية.

مويس أورلAurel Moise هو عالم أبحاث أول يعمل في قسم البحث والتطوير في مكتب الأرصاد الجوية خلال السنوات الماضية 11. يتضمن اهتمامي البحثي عدة مواضيع تم التقاطها تحت راية تقلبية المناخ وتغيره

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}