We hebben allemaal momenten waarop we zouden willen dat we op minstens twee plaatsen tegelijk konden zijn. Klimaatmodellen hebben die kracht, maar daar hangt vaak een forse prijs aan vast.

Onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory, werken met een collega aan de Cornell University, leende een techniek van engineering om op efficiënte wijze verre input-outputrelaties in klimaatmodellen te ontdekken. De wetenschappers introduceerden een nieuwe techniek voor de klimaatwetenschap waarin deze relaties - over verschillende tijdschalen - tegelijkertijd in één simulatie kunnen worden beschreven. Door meer gerichte inputvragen te stellen aan klimaatmodellen, onderzoekers kunnen er meer informatie uit halen met minder simulaties. De techniek belooft tijd en geld te besparen in computerbronnen.

Met behulp van een klimaatmodel wetenschappers voeren een mogelijk scenario door om toekomstige veranderingen te projecteren. De meeste huidige benaderingen voor klimaatmodellering kunnen slechts één variabele tegelijk aanpassen en laten alleen veranderingen op lange termijn zien. Echter, televerbindingen - gerelateerde maar fysiek verre klimaatafwijkingen - hebben verschillende tijdschalen waarop verschillende reacties optreden. De nieuwe techniek is veelbelovend door in te zoomen op televerbindingen op manieren die andere modelleringsmethoden niet hebben.

Onderzoekers introduceerden een techniek die meerdere kleine veranderingen van een invoerveld met zich meebrengt, terwijl de uitvoervelden voortdurend worden gecontroleerd om te zien hoe het model reageert op de invoeraanpassingen. Modelbouwers kunnen verschillende tijdschalen van klimaatrespons op forcering identificeren - een verandering in de energiebalans van de aarde - zonder het klimaat te ver van zijn oorspronkelijke staat te duwen.

Onderzoekers gebruikten deze techniek om de stationaire toestand te bepalen, of evenwicht, reacties van lage bewolking en latente warmteflux (de warmte die wordt afgegeven wanneer vloeibaar water in damp wordt omgezet) op veranderingen in de verwarming in 22 regio's die de oceanen van de aarde overspannen. De nieuwe methode beschreef tegelijkertijd de reacties voor die regio's. In de tussentijd, de bevindingen toonden overeenkomsten tussen de responskenmerken en die van stapsgewijze simulaties, die vaak gepaard gaan met plotselinge veranderingen in het invoerveld. Met deze techniek, onderzoekers kunnen de tijdschaal schatten waarop de steady-state respons verschijnt.

Wat is het volgende? De nieuwe methode kan nuttig zijn voor het maken van beschrijvingen van televerbindingen en het kwantificeren van onzekerheid om de effecten van het verfijnen van de input van klimaatmodellen te identificeren.