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氣候模型能準確預測全球變暖嗎

來源:環球科學
融化的冰川(圖片來源:pixabay)
主流氣候科學的質疑者中流傳著一個廣受歡迎的觀點:氣候模型高估了地球變暖的速率。
這種說法一次又一次地出現,并且總是基于一些由不確定性或數據篩選造成的個例。近年來,許多研究都回顧并仔細驗證了各個氣候模型,大都發現它們能很好地使用。
近期發表的一項研究使這一工作達到了一個新的高度。該研究對1970年代至2007年發布的所有全球氣候模型進行了全面的研究,政府間氣候變化專門委員會前三份報告中使用的模型也包括在內。
加州大學伯克利分校的氣候科學家、該研究的第一作者Zeke Hausfather說:“當你首先想到的是‘這個研究為什么以前沒人做過’的時候,往往就意味著你正在從事一個好的研究項目?!彼c麻省理工學院的科學家Henri Drake和Tristan Abbott以及NASA的科學家Gavin Schmidt一起合作?!皬奈从腥苏嬲剡^頭來匯總所有文獻中舊有模型的預測結果,部分原因在于氣候模型已經發生了很大變化?!?/div>
這些模型中,大多數早已因為過時,而被更先進的模型所取代。它們當中大多數曾對未來若干年內,由于溫室氣體排放而導致的地球變暖程度作出過預測,如今,它們再次被發現。結果表明,17個模型中有14個是準確的。
這項新的研究強調了氣候模型在應用中至關重要但時常被忽略的一點,即模型預測的變暖程度是由其假設的未來溫室氣體排放量所得到的直接結果。而要準確預測碳排放量十分困難:它取決于許多人為因素,包括人口增長、經濟發展以及能源格局的改變。
這項研究表明,許多過去飽受批評的模型其實都準確地模擬了溫度與溫室氣體之間的聯系,只不過它們對未來碳排放的預期與隨后幾年實際的排放量不符。
換句話說,如果科學家在模型發表后重新輸入實際的溫室氣體排放水平,那么他們對未來變暖程度的預測將會是準確的。
一個由NASA研究員James Hansen開發的著名氣候模型就是這樣一個例子。Hansen 1980年代針對于氣候變化的國會證詞使這一問題一躍成為公眾關注的焦點。他1988年的模型最終預測的未來幾十年的變暖程度比實際多了50%,這給懷疑論者“科學家夸大全球變暖問題”的觀點提供了依據。
Hausfather及其同事指出,Hansen模型的問題不在于其模擬的物理過程。該模型假設的甲烷和氯氟烴(均為溫室氣體)的排放量高于實際排放量,其部分原因在于該模型未考慮到《蒙特利爾議定書》的未來影響。(《蒙特利爾議定書》是一項國際協議,旨在逐步淘汰氯氟烴的使用以彌補臭氧空洞)。
“如果你回過頭來使用大氣中實際的CO2、甲烷和氯氟烴水平來重新運行該模型,其結果將與我們觀測所得的實際變暖程度相差無幾?!?Hausfather說。
新一代的氣候模型未來仍將面臨許多挑戰。
一方面,對未來溫室氣體排放量的準確假設仍是一個問題??茖W家目前使用更加復雜的潛在的排放量時間序列來解決這個問題,這意味著他們的模擬包含了大量潛在的碳排放發展軌跡。
地球上還存在著許多難以納入模型的微觀物理過程。例如,云就很難在全球氣候模型中進行表示,但科學家認為它對未來氣候有著重要影響。氣溶膠和大氣微粒行為的表達也面臨著同樣的情況。
隨著模型日益先進,針對于此類細節的改進也越來越受到重視。
但這項新的研究表明,幾十年來,基于全球變暖模型得出的大量結論大部分都是準確的。這意味著很大程度上,新的改進模型的理論基礎也是正確的。
“這些模型并沒有高估全球變暖的速率,但全球變暖速率也沒有我們想象中快?!盚ausfather說,“大規模的全球變暖只是我們的想象?!?/div>
作者:Chelsea Harvey
翻譯:劉哲人
審校:馬曉彤
引進來源:科學美國人
引進鏈接:https://www.scientificamerican.com/article/climate-models-got-it-right-on-global-warming/

本文來自:環球科學
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[責任編輯:環球科學]
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