Дослідники з установ, у тому числі Національної лабораторії Оук-Ріджа Міністерства енергетики, створили новий метод статистичного аналізу кліматичних моделей, який точніше прогнозує майбутні умови. Цей метод надає спосіб налаштування для моделей із високою чутливістю до температури — відома проблема в спільноті. Призначаючи різну вагу моделям і комбінуючи їх, дослідники припускають, що глобальна температура підвищиться на 2-5°C до кінця століття.
Ця проєкція, опублікована в Nature Communications Earth & Environment, узгоджується з попередніми проекціями, хоча ця нова структура є більш інклюзивною, уникаючи відмови від моделей, що було звичайною практикою в попередніх методах.
«Ми не оцінюємо моделі окремо», — сказав Еліас Массуд, обчислювальний екогідролог з ORNL. «Натомість ми бачимо, як їх можна об’єднати, використовуючи їх об’єднану інформацію, щоб отримати прогнози майбутнього».
Ключовий параметр для цих моделей, відомий як рівноважна кліматична чутливість або ECS, описує зв’язок між зміною вуглекислого газу та відповідним потеплінням. Хоча земна система має справжній ECS, це не вимірювана величина. Різні лінії доказів можуть надати правдоподібну картину справжнього ECS Землі, що може зменшити невизначеність імітаційних моделей.
Однак багато моделей припускають високу ECS і передбачають вищі температури у відповідь на більшу кількість вуглекислого газу в атмосфері, ніж це відбувається в реальній земній системі. Оскільки ці моделі надають вченим і політикам оцінки майбутніх умов, важливо переконатися, що вони якомога точніше відображають умови Землі.
Попередні методи пом’якшували цю проблему, виключаючи моделі з високим значенням ECS. “Це був жорсткий підхід”, – сказав Масуд. «Моделі, які були викинуті, можуть мати хорошу інформацію, яка нам потрібна, особливо для розуміння крайніх цілей».
«Замість цього ми застосували інструмент під назвою Bayesian Model Averaging, який є способом поєднання моделей із різним впливом при оцінці їхнього розподілу», — сказав Массуд. «Ми використали це, щоб обмежити ECS на цих моделях, що дозволило нам спроектувати майбутні умови без «проблеми гарячої моделі».
Багато моделей походять із подібного коду або мають однакові параметри, що створює занепокоєння щодо незалежності моделі. «Якщо дві моделі залежні, то вони дають однакову інформацію», — сказав Масуд. «У нашій роботі ми використовуємо результати вагових коефіцієнтів, щоб оцінити ступінь незалежності кожного з них, а потім враховуємо його вплив, щоб одна й та сама інформація не враховувалась двічі».
Цей новий метод забезпечує основу для найкращого розуміння колекції кліматичних моделей. Модельні ваги, включені в це дослідження, повідомили про П’яту національну оцінку клімату, звіт, опублікований 14 листопада, який оцінює вплив зміни клімату в Сполучених Штатах. Цей проєкт також підтримує Earth System Grid Federation, міжнародне співробітництво під керівництвом Міністерства енергетики США, яке керує кліматичними моделями та даними спостережень і забезпечує доступ до них.
«Наша робота об’єднує модельні дані з даними спостережень, щоб отримати найкращу оцінку стану земної системи», — сказав Масуд. «Це дозволяє вченим робити точніші прогнози щодо того, як змінюється Земля та клімат».
