作者:Zeke Hausfather 来源:《科学》 发布时间:2019/12/19 13:08:27
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50年前“旧模型”准确预测全球变暖

 

气候变化怀疑者喜欢拿气候模型说事儿。他们声称,几十年前进行的计算机模拟并不能准确预测当前的气候变暖,因此,公众应该警惕新模型的预测能力。

近日,研究人员在《地球物理研究快报》上发表报告称,他们针对这些大约半世纪前的“老模型”进行了最全面的评估,结果表明,大多数气候模型的预测是准确的。

该研究作者、美国加州大学伯克利分校研究生Zeke Hausfather说:“今天气候变暖程度与模型预测的基本一致。”

20世纪70年代初,气候科学家首次开始使用计算机预测未来的全球气温。那时,人们逐渐认识到不断上升的二氧化碳水平可能会提高全球气温。同时,科学家也发现可以用计算机进行这方面的预测。

随着气候变暖引起公众注意,批评家开始质疑计算机模型预测的可靠性。甚至1989年在《科学》上发表的一篇文章也流露出怀疑态度,该文章称,“气候学家可能有一种直觉,认为温室效应正在使地球升温,但他们还没有证明这一点。”

如今,气候模型复杂了很多。由打孔卡片驱动的超级计算机可以实现在1秒钟内运行数万亿次算法。现代气候模型解释了无数的气象作用,包括冰雪、森林覆盖的变化和云的形成,这些都是早期建模者难以想象的。但是Hausfather和同事仍然想看看过去的“老模型”精确度到底如何。

研究人员将全球年平均地表温度与17次预测的地表温度进行了比较,这些预测温度由1970年至2001年间14个独立的气候模型发布。但有的研究和计算机代码太老了,于是,研究团队使用特殊软件确定论文图表上的点所代表的确切数据。

研究人员通过对比发现,大多数气候模型都准确地预测了如今的地表温度——自1970年以来,全球表面温度上升了约0.9℃。

其中,“老模型”预测的10个结果与历史观测结果之间没有统计学上的显著差异,另外7个预测数据每10年误差达0.1℃。但是,当研究人员调整了模型一个关键的输入数据(近年来与气候变化有关的污染排放量)时,其中5个“老模型”预测的准确性提高到足以与观测结果相匹配的程度。

据悉,与气候变化有关的污染排放包括温室气体、气溶胶和反射阳光的微小颗粒,污染水平取决于许多不可预测的因素。此外,排放量还受监管、技术和经济的影响。

Hausfather提到了美国航天局科学家James Hansen1988年监管的一个著名模型。该模型预测,如果气候污染继续以平稳的速度上升,如今全球平均温度将比实际温度高出约0.3℃。这使得Hansen的研究成为气候科学家批评的焦点。

Hausfather发现,这种超范围的预测大部分不是由模型的基本物理缺陷引起的。相反,它的出现因为污染水平的变化是Hansen没有预料到的。例如,该模型高估了未来几年大气中甲烷的数量,同时也没有预见到因为1989年《蒙特利尔议定书》的生效,氟利昂等导致全球变暖的制冷剂会大幅减少。

当Hausfather团队在Hansen的模型中设定污染输入与实际的历史水平相对应时,其预测的气温升高与观测到的温度一致。

英国利兹大学气候模型专家Piers Forster表示,这些新发现呼应了气候界许多人已经知道的事实。Forster表示,很高兴看到它得到证实。他指出,即使是今天的计算机程序也仍旧有不确定性,但是他认为,人们有足够的理由相信气候模型,以及它们所传递的信息——需要采取紧急行动应对气候变化。

现为哥伦比亚大学地球研究所兼职教授的Hansen表示,这项新研究是一项有用的实践,“它让人们相信模型可以用来帮助提供有关能源政策的指导”。

近日,来自世界各地的代表齐聚西班牙马德里,参加第25届联合国气候变化大会。他们正在就如何实施2016年巴黎会议达成的减排协定进行谈判。与此同时,联合国上个月发布的一份报告显示,目前全球温室气体排放量持续攀升,而许多污染最严重的国家并没有兑现当时的承诺。(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aba4496

 
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