In een Perspectief-artikel dat deze week verschijnt in Proceedings van de National Academy of Sciences , Tim Palmer (Oxford Universiteit), en Bjorn Stevens (Max Planck Society), kritisch reflecteren op de huidige stand van de modellering van het aardse systeem.

Ze stellen dat het een vergissing is om het begrip van de opwarming van de aarde te beschouwen als het product van geavanceerde modellen, omdat deze framing de bijdragen van fysieke principes en eenvoudige modellen onderschat, evenals waarnemingen, bij het tot stand komen van dit begrip.

Een dergelijke framing leidt onvermijdelijk ook tot het bagatelliseren van tekortkomingen in de modellering van het aardsysteem - en dit heeft implicaties voor hoe de wetenschap zich ontwikkelt. De bijdrage van het modelleren van het aardsysteem aan het begrip van de opwarming van de aarde is belangrijk geweest, maar vooral om aan te tonen dat de theoretische kaders voor het interpreteren van waarnemingen waren, ondanks hun vele vereenvoudigingen, op het goede spoor. Nu de oorzaken van de opwarming van de aarde zijn opgelost, en de noodzaak die dit stelt aan het verminderen van koolstofemissies duidelijk is, klimaatwetenschap staat voor nieuwe uitdagingen, bijvoorbeeld als Marotzke et al. (2017) wijzen erop, de noodzaak om de bewoonbaarheid van de planeet te begrijpen en het vermogen van menselijke populaties om veerkrachtig te zijn tegen de extreme weersomstandigheden en het klimaat die de toekomstige opwarming kunnen vergezellen."

Om deze uitdagingen aan te pakken en de besluitvorming te informeren over de snelheid van toekomstige opwarming en de risico's van een opwarmende wereld, een nieuwe modelleringsstrategie is vereist. Deze strategie, Professoren Palmer en Stevens betogen, moet gebruikmaken van exascale computing en een opkomende nieuwe generatie modellen; die zijn gericht op het verminderen van vooroordelen door - via bekende natuurwetten in plaats van foutgevoelige semi-empirische benaderingen - belangrijke fysieke processen weer te geven. Tientallen jaren ervaring in numerieke weersvoorspelling heeft, tenslotte getoond, dat het verminderen van vooroordelen leidt tot betere voorspellingen. Om deze nieuwe generatie van meer fysiek gebaseerde modellen te ontwikkelen, iets dat al eerder is bepleit, maar nu mogelijk wordt, Palmer en Stevens dringen aan op gedurfde multinationale initiatieven om computationele, computer- en klimaatwetenschappers om samen modelleringssystemen te ontwikkelen die opkomende technologieën en exaschaal computing ten volle zullen benutten.

Op de vraag of hij vreesde dat hun kritiek op de huidige modellering van het aardse systeem misbruikt zou kunnen worden door degenen die twijfels zaaien over het huidige begrip van de opwarming van de aarde, Stevens antwoordt:"Het is belangrijk dat wetenschappers openhartig spreken. Het zou geen verrassing moeten zijn dat we sommige dingen kunnen begrijpen (zoals de wereld opwarmt door menselijke activiteiten), maar niet alles (zoals wat deze opwarming betekent voor regionale veranderingen in het weer, uitersten, en de bewoonbaarheid van de planeet). Door niet te praten over de grenzen van ons begrip, lopen we het risico dat we niet communiceren over de noodzaak van nieuwe wetenschappelijke benaderingen, net wanneer ze het meest nodig zijn."

Op de vraag of het verantwoord is om nieuw geld uit te geven aan een dergelijk internationaal initiatief voor klimaatmodellering, Professor Palmer zei:"In vergelijking met nieuwe deeltjesversnellers of ruimtetelescopen, het benodigde bedrag, misschien ongeveer $ 100 miljoen per jaar, is inderdaad zeer bescheiden. In aanvulling, de baten/kostenverhouding voor de samenleving doordat we een veel duidelijker beeld hebben van de gevaren waarmee we de komende decennia worden geconfronteerd door onze voortdurende acties, lijkt buitengewoon groot. Om eerlijk te zijn, alles wat nodig is, is de wil om samen te werken, over naties, op zo'n project. Dan zal het gebeuren."