Klimaatmodellen zijn een succesverhaal, gezien het feit dat veel van wat ze voorspelden, is uitgekomen. Hoe dan ook, Reto Knutti wijst er in een blogpost op, onderzoekers hebben nog steeds nieuwe modellen nodig.

1950, meteorologen Jule Charney en Ragnar Fjørtoft hebben samen met wiskundige John von Neumann en andere onderzoekers de eerste computersimulatie van het weer gemaakt. Vroeger, het kostte 24 uur aan berekeningen om 24 uur aan weer te voorspellen. Met andere woorden, praktisch zodra de schamele voorspelling klaar was, de werkelijkheid was binnengedrongen en onbruikbaar gemaakt. De weersvoorspellingen van vandaag zijn verbluffend goed, vaak tot een week van tevoren bekwame voorspellingen produceren en ontworpen om extreme gebeurtenissen te omvatten. Ze zijn beschikbaar op elke mobiele telefoon en iedereen weet ze te interpreteren.

Verbazingwekkende vooruitgang van klimaatmodellen

Klimaatmodellen zijn nauw verwant aan weermodellen; en zij, te, geweldige vooruitgang hebben geboekt. Tegenwoordig simuleren ze lucht- en oceaanstromingen, zee ijs, de biosfeer, land, de koolstofcyclus en nog veel meer. Ze houden rekening met duizenden terugkoppelingseffecten en klimaatprocessen, bestaan ​​uit een miljoen regels programmeercode, en petabytes aan gegevens produceren - en deze modellen zijn in veel opzichten een succesverhaal. Veel projecties van klimaatmodellen zijn uitgekomen. Het was op basis van juist zulke prognoses dat beleidsmakers besloten dat we de antropogene opwarming van de aarde moesten beperken tot aanzienlijk minder dan 2 graden Celsius. Maar waarom, dan, vereist dit vakgebied nog meer onderzoek en nieuwe modellen?

Decennia geleden, statisticus George Box verklaarde:"Alle modellen zijn verkeerd, maar sommige zijn nuttig." En inderdaad, elk model vereenvoudigt de werkelijkheid tot op zekere hoogte. Voor bepaalde vragen, deze vereenvoudiging is gerechtvaardigd, terwijl voor anderen, de onzekerheden zijn nog steeds groot. Een punt in het bijzonder is dat elk model een specifieke ruimtelijke resolutie heeft, of schaal, waaronder geen voorspelling mogelijk is. Tegenwoordig hebben klimaatmodellen doorgaans een schaal van 10 tot 50 kilometer. Zelfs deze resolutie maakt duidelijk dat we onze CO .-uitstoot moeten verminderen ₂ uitstoot. Echter, om erachter te komen hoe vaak hete en droge zomers zoals die van 2018 zullen voorkomen, of als het Zwitserse bergdorp Sedrun in 2040 nog voldoende sneeuw krijgt, we hebben een schaal van slechts enkele kilometers nodig. Dit komt omdat bergen, valleien en sterk gelokaliseerde verschijnselen - zoals het stijgen van luchtmassa's die in wolkenformaties veranderen - spelen een cruciale rol.

Maar het bereiken van deze kleinere schaal vereist enorme rekenkracht, die soort wordt steeds vaker alleen aangetroffen in computers met grafische verwerkingseenheden (GPU's). Daarom, de "innerlijke werking van het model, " met andere woorden hoe de afzonderlijke kernen gegevens delen en verwerken, opnieuw moeten worden geprogrammeerd. Zulke krachtige supercomputers maken het mogelijk om kleinschalige fenomenen in kaart te brengen, zoals onweerswolken, of stadsmodellen op nieuwe en verbeterde manieren. Echter, ze produceren ook meer data dan mogelijk kan worden opgeslagen.

Om een ​​model met hoge resolutie op een nieuwe computerarchitectuur te laten draaien, is dus de expertise van natuurkundigen nodig, chemici, biologen en andere experts om deze kleinschalige fenomenen beter te beschrijven. Computer wetenschappers, te, nodig zijn om efficiënt gebruik te kunnen maken van de nieuwe technologieën. Maar aan het eind van de dag, zelfs de beste simulatie is nutteloos als de gebruikers het niet begrijpen of niet weten waarvoor ze het moeten gebruiken.

Voordelen voor de samenleving

Voor onderzoekers, klimaatmodellen zijn instrumenten waarmee ze hun hypothesen kunnen toetsen, leer processen te begrijpen en meetgegevens te interpreteren. Maar ze kunnen ook meer:​​in prognoses worden klimaatmodellen gebruikt om de risico's en kwetsbaarheden van samenleving en infrastructuur te minimaliseren en robuuste bijsturingsmiddelen te vinden. De dialoog met en het voordeel voor gebruikers is de sleutel tot dit proces. Zodra wij klimaatmodelleurs begrijpen welke informatie boeren of civiel ingenieurs nodig hebben voor welke plaats en tijd, dan kunnen we onze modellen beter voorbereiden op aanpassing - een lichtend voorbeeld van hoe technologische ontwikkeling en inter- en transdisciplinair onderzoek samenwerken om tastbare voordelen voor de samenleving te leveren.