אין קלימטולוגים שעוברים זמן: מדוע אנו משתמשים בדגמי אקלים

שיפורים במודלים אקלימיים חדשים יותר הביאו לוודאות גדולה יותר בתחזיות האקלים העתידיות. האם מודלים אקלים פגומים ומחמירים? נאס"א מרכז טיסות החלל גודארד 

המודלים האקלים הראשונים נבנו על בסיס חוקים יסודיים של פיזיקה וכימיה נועד ללמוד מערכת האקלים. כעת השימוש במודלים אקלימיים מחולל קרקע בדיון הציבורי באקלים המשתנה שלנו.

מודלים אקלימיים לייצג העולם הפיזי באמצעות סדרה של משוואות המבוססות על חוקים פיזיקליים ידועים אלה. דגמים אלה הם מעבדות וירטואליות; אלה הכלים המאפשרים לנו לבצע ניסויים שאיננו יכולים לבצע בעולם האמיתי.

כמו כל ציוד מדעי, מודלים אקלים מפותחים ובודקים בקפידה. אנו מבססים את אמוננו במודל על יכולתו לשחזר את האקלים הנוכחי ושינויים שנצפו וגם תקופות זמן מרכזיות של עבר.

איך לעשות את זה נכון

מודלים אקלים תופסים באופן אמין היבטים רבים במערכת האקלים שלנו. דגמים משחזרים תהליכי אקלים טבעיים חשובים רבים, כולל עונתי ו יומי מחזורי טמפרטורה שאנו חווים בעולם האמיתי.

מודלים אקלים גם מגיבים במדויק להפרעות חיצוניות למערכת האקלים עצמה. בשנת 1992 מדעני נאס"א השתמשו בהתפרצות הר הגעש הר Pinatubo כמבחן לדגם שלהם. הם חזו במדויק את התקררות האקלים שנצפתה בעולם האמיתי בראשית שנות התשעים בתגובה לתרסיסים וולקניים אלה.

השוואה בין תגובת מודל האקלים החזוי להתפרצות הר הגעש הר פינאטובו וצפייה בקירור. שונה מהתפרצות הר פינאטובו: השפעות על האווירה והאקלים (1996)

מודלים לוכדים גם את ההתחממות שנצפתה במאה העשרים בטמפרטורות הגלובליות כתגובה לגזי חממה הולכים וגוברים. למעשה, מדענים עשו מדויק מודל אקלים התחזיות התחממות בקנה מידה עולמי כבר בשנת 1975, עוד לפני שהתחממות חזקה התבררה ברשומות תצפיתיות.

תחזיות מודל האקלים שנעשו בשנת 1975, בהשוואה לתצפיות. שונה ממדע סקפטי (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

התנסות בעולם הווירטואלי

מעבדות וירטואליות אלה גם עוזרות לנו להבין את טיב האינטראקציות בין המרכיבים הקשורים זה לזה בכדור הארץ. אנו יכולים לראות כיצד שינויים על פני השטח מפני יערות יערות וחקלאות יש השפעות משמעותיות על האקלים.

אנו יכולים לבחון את התגובה של מערכת האקלים להפרעות גדולות, או "אילוצים". לימודים קודמים לְהַצִיג שיבושים בקנה מידה גדול יכולים להתרחש בזרמי האוקיאנוס ובטמפרטורות האוויר כתגובה להתכה של יריעות קרח אידיאליות בצפון האוקיאנוס האטלנטי.

מודלים מאפשרים לנו גם לחקור שינויים עתידיים. דגמים פּרוֹיֶקט התחממות משמעותית בקיצוניות הטמפרטורה במהלך המאה הבאה, שעוזרת לנו להעריך את פוטנציאל ההשפעות העתידיות על מערכות פגיעות.

מסתכל על התמונה הגדולה

למרות הצלחות הדוגמנות הללו, אנו יכולים לעולם לא בצורה מושלמת לתאר את העולם הפיזי המורכב והכאוטי שלנו עם סדרה של משוואות. שינויים קטנים יכולים להשפיע על מערכת האקלים בדרכים מורכבות ואנחנו עדיין מפתחים את ההבנה התיאורטית שלנו לגבי ההיבטים המורכבים ביותר של מערכת האקלים.

לדוגמה, דוגמנות מדויקת של עננים נותרה אתגר. אנחנו לא יודעים בדיוק איך נוצרים עננים, מה שאומר שאנחנו לא בהכרח יודעים כיצד לייצג את תהליכי הענן בצורה הטובה ביותר במודל אקלימי. ההכרחי קירובים אנו מבצעים במודלים של היווצרות ענן יכולים להוביל להבדלים בין דגמים לעולם האמיתי, כגון יותר מדי טפטוף מתמשך בדגמים.

הביטחון שלנו בתוצאות המודל קשור קשר הדוק למאזניים מרחביים וזמניים. עבור דגמים בקנה מידה עולמי, מתקבלות תוצאות חזקות יותר הבוחנות שינויים לטווח הארוך, רחבים יותר, מאשר במיקומים מסוימים, בזמנים מסוימים.

עבור כל המחקרים הללו, אין מודל אקלים מיטבי אחד אלא אוסף של דגמים לשימוש יחד. בינתיים, יש לנו אחת במערכת יחידה של תצפיות זמינות על האקלים בעולם האמיתי, על כל השונות הכאוטית הגלומה בו. כדי להסביר את האלמנט הכאוטי הזה, אנו מעריכים כיצד הממוצע והמגוון של קבוצת דגמים משתווה לתצפיות.

כאשר אנו משתמשים בגישה זו ואנו שוקלים שינויים בהיקפים גדולים לאורך עשרות שנים ויותר, מודלים אקלימיים הם כלים רבי עוצמה המאפשרים לנו להתייחס לשאלות הנוגעות לשינוי אקלימי בעבר, בהווה ובעתיד.

החדיש

אל האני דו"ח ההערכה החמישי של IPCC צפוי בקרוב וכולל הערכות של הדור האחרון של מודלים אקלים. זה נראה נגד אינטואיטיבי, אבל מוקדם תוצאות מציעים כי שיפורים משמעותיים במודל עשויים להביא לוודאות רחבה יותר ולא קטנה יותר בתחזיות האקלים העתידיות.

אי הוודאות שנותרה אינה מצביעה על כך שהמודלים הולכים ומחמירים או שההבנה שלנו של שינויי אקלים הופכת פחות ברורה. למעשה, דגמי האקלים השתפרו בהדמיה של חלק גדול מהאקלים שנצפה.

אי הוודאות העתידיות הללו נובעות בחלקן מהמודלים החדשים יותר המשלבים כעת מגוון גדול יותר של תהליכים חשובים אך מורכבים. לדוגמה, דגמים עשויים לכלול כעת חלקיקים קטנים של זיהום תעשייתי ואינטראקציות בין האקלים, הצמחייה ומשטח השטח.

אנחנו יכולים כמו פיתוח מודלים אקלימיים לבחירה טבעית. דגמים מצליחים ומרכיביהם משגשגים, בעוד שהם פחות אפקטיביים בסופו של דבר נושרים ונכחדים.

כלים מדעיים, לא פוליטיים

למרות השיפורים האחרונים, דגמי האקלים הפכו למוט מחלוקת. דגמים הם פוליטיזציה הולכת וגוברת ומחקרים מבוססי-מודלים מגלים לעיתים קרובות תגובות סוערות כי מודלים אקלימיים פגומים ולא ניתן לסמוך עליהם.

הציפיות הללו לשלמות המודל אינן במקומן; אף על פי שלא ניתן להשיג וודאות במודלים, אנו בטוחים בשימוש שלנו במודלים אקלימיים.

מטאורולוגים קנוטסון וטוריה שים לב כי "אם היו לנו תצפיות על העתיד, ברור שהיינו סומכים עליהם יותר מדגמים, אך למרבה הצער תצפיות על העתיד אינן זמינות כרגע".

בהיעדרם של אקלימטים שנסעו בזמן, מודלים הם כלים שאין שני להם להבנת מערכת האקלים המשתנה שלנו. כלומר, מודלים אקלימיים הם כלים מדעיים. עלינו להכיר בהם ככאלה ולשקול אותם בספקנות מדעית ולא פוליטית.

על הכותבים

סופי לואיס, עמיתת מחקר לאחר הדוקטורט, אוניברסיטת מלבורן ושרה פרקינס-קירקפטריק, עמיתת מחקר לדוקטורט, UNSW

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים מומלצים:

חיות הבר של ילוסטון במעבר

למעלה משלושים מומחים מזהים סימנים מדאיגים של מערכת במאמץ. הם מזהים שלושה גורמי לחץ עיקריים: מינים פולשניים, פיתוח במגזר הפרטי של אדמות לא מוגנות, ואקלים מתחמם. המלצותיהם המסכמות יעצבו את הדיון במאה העשרים ואחת כיצד להתמודד עם אתגרים אלה, לא רק בפארקים אמריקאים אלא באזורי שימור ברחבי העולם. קריא מאוד ומאוייר במלואו.

למידע נוסף או להזמנת "חיות הבר של ילוסטון במעבר" באמזון.

הזלילה האנרגטית: שינויי אקלים והפוליטיקה של השומן

מאת איאן רוברטס. מגולל במומחיות את סיפור האנרגיה בחברה, ומציב 'שומן' לצד שינויי האקלים כביטויים לאותה חולשה פלנטרית בסיסית. ספר מרגש זה טוען כי הדופק של אנרגיית הדלק המאובנים לא רק התחיל בתהליך של שינוי אקלים קטסטרופלי, אלא גם הניע את חלוקת המשקל האנושית הממוצעת כלפי מעלה. הוא מציע ומעריך עבור הקורא מערך אסטרטגיות אי-פוליטיות אישיות ופוליטיות.

למידע נוסף או להזמנת "The Energy Glut" באמזון.

עמדה אחרונה: המסע של טד טרנר להציל כדור הארץ הטרוד

מאת טוד וילקינסון וטד טרנר. היזם ואיש התקשורת טד טרנר מכנה את ההתחממות הגלובלית כאיום הקשה ביותר העומד בפני האנושות, ואומר כי טייקונים של העתיד ייטבעו בפיתוח אנרגיה מתחדשת ירוקה ואלטרנטיבית. דרך עיניו של טד טרנר אנו שוקלים דרך נוספת לחשוב על הסביבה, על חובותינו לעזור לאחרים הזקוקים והאתגרים החמורים המאיימים על הישרדות התרבות.

למידע נוסף או להזמנת "Last Stand: Quest of Ted Turner ..." באמזון.