Kipppunkte erschweren die Auswertung komplexer Klimamodelle

Eine Analyse von Robbin Bastiaansen und Anna von der Heydt, Universität Utrecht, Niederlande; und Peter Ashwin von der University of Exeter, UK, weist darauf hin, dass es schwierig bleiben könnte, die Gleichgewichtsklimasensitivität in komplexen Klimamodellen genau zu finden. Die Gleichgewichtsklimasensitivität dient dem Vergleich und der Bewertung von Modellen und wird mit einem begrenzten Datensatz aus einer relativ kurzen Simulation berechnet. Aber solche Ergebnisse könnten die langfristige Erwärmung stark unterschätzen, da späte Klimakippungen durch die üblicherweise verwendeten Methoden zur Schätzung der Gleichgewichtsklimasensitivität nicht ausgeschlossen werden können, schlussfolgern die Autoren. Die Arbeit ist Teil des europäischen TiPES-Projekts zu Kipppunkten im Erdsystem.

Die Gleichgewichtsklimasensitivität ist eine wichtige Größe in der Klimawissenschaft, da sie sich gut zum Vergleich und zur Bewertung von Klimamodellen eignet. Die Zahl ist definiert als der Gesamtanstieg der globalen Mitteltemperatur nach einer Verdopplung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre. Da das Erdsystem groß und komplex ist, dauert das Erreichen einer endgültigen Gleichgewichtstemperatur Tausende von Jahren.

Moderne Klimamodelle erfordern jedoch monatelange Berechnungen auf Supercomputern, um selbst 150 Jahre Klimawandel zu simulieren. Daher ist es nicht machbar, die Modelle jahrelang laufen zu lassen, um Tausende von Jahren des Klimawandels zu simulieren, um die Gleichgewichtsklimasensitivität des Modells zu finden.

Stattdessen wird eine einfachere Methode verwendet: Nachdem ein Modell mehrere hundert Jahre Klimaentwicklung simuliert hat, werden die Daten gesammelt und dann verwendet, um weiter abzuschätzen, wie stark die mittlere globale Temperatur ansteigt, wenn man das Modell bis zum Gleichgewicht laufen ließe Temperatur erreicht wurde.

Diese häufig verwendete Methode könnte jedoch den Temperaturanstieg unterschätzen. Wie Bastiaansen und das Team in der heute in veröffentlichten Studie „Climate Response and Sensitivity: Timescales and Late Tipping Points“ veranschaulichen Verfahren der Royal Society Akönnen diese Methoden in einfachen Klimamodellen versagen und sind daher möglicherweise auch für größere, hochmoderne Klimamodelle unzureichend.

Ein Problem, das die Gruppe identifiziert, ist, dass Klimamodelle sowie das reale Klimasystem selbst nach Jahren eines scheinbar stabilen Klimas einen plötzlichen schnellen Temperaturanstieg zeigen könnten. Mit anderen Worten, ein abrupter Übergang in einem Teil des Klimasystems nach mehr als 150 Jahren, wie der teilweise Zusammenbruch einer Eisdecke oder die plötzliche Wüstenbildung eines großen Teils eines Kontinents, kann die globale Durchschnittstemperatur stark beeinflussen, und die derzeitigen Methoden sind dafür ungeeignet Schätzen Sie die resultierende Erwärmung ab.

„Also zeigen wir, dass es keine Abkürzungen gibt, umfangreiche Simulationen durchzuführen, um das Langzeitverhalten eines modernen globalen Klimamodells zu gewährleisten. Wenn Sie wissen wollen, was letztendlich die Reaktion/Temperatur für eine bestimmte Menge an hinzugefügtem CO2 ist , es wird keine einfache, unkomplizierte und solide Methode geben, dies mit Sicherheit festzustellen – nicht einmal in Modellen“, erklärt Robbin Bastiaansen.