Een recente analyse van de nieuwste generatie klimaatmodellen - bekend als een CMIP6 - biedt een waarschuwend verhaal over het interpreteren van klimaatsimulaties naarmate wetenschappers meer gevoelige en geavanceerde projecties ontwikkelen van hoe de aarde zal reageren op toenemende niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer.

Onderzoekers van Princeton University en de University of Miami meldden dat nieuwere modellen met een hoge "klimaatgevoeligheid" - wat betekent dat ze een veel grotere opwarming van de aarde voorspellen op basis van dezelfde niveaus van atmosferische kooldioxide als andere modellen - geen aannemelijk scenario van het toekomstige klimaat op aarde bieden .

Die modellen overdrijven het wereldwijde afkoelingseffect dat ontstaat door interacties tussen wolken en aerosolen en voorspellen dat wolken de door broeikasgassen veroorzaakte opwarming zullen matigen - vooral op het noordelijk halfrond - veel meer dan uit klimaatgegevens blijkt dat er daadwerkelijk gebeurt, rapporteerden de onderzoekers in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

In plaats daarvan, de onderzoekers ontdekten dat modellen met een lagere klimaatgevoeligheid meer consistent zijn met waargenomen temperatuurverschillen tussen het noordelijk en zuidelijk halfrond, en, dus, zijn nauwkeuriger afbeeldingen van de verwachte klimaatverandering dan de nieuwere modellen. De studie werd ondersteund door het Carbon Mitigation Initiative (CMI), gevestigd in het High Meadows Environmental Institute (HMEI) van Princeton.

Deze bevindingen zijn potentieel significant als het gaat om het beleid inzake klimaatverandering, verklaarde co-auteur Gabriel Vecchi, een Princeton hoogleraar geowetenschappen en het High Meadows Environmental Institute en hoofdonderzoeker in CMI. Omdat modellen met een hogere klimaatgevoeligheid een grotere opwarming door de uitstoot van broeikasgassen voorspellen, ze projecteren ook meer ernstige - en dreigende - gevolgen zoals extremere zeespiegelstijging en hittegolven.

De zeer klimaatgevoelige modellen voorspellen een stijging van de wereldwijde gemiddelde temperatuur van 2 tot 6 graden Celsius onder de huidige koolstofdioxideniveaus. De huidige wetenschappelijke consensus is dat de stijging onder de 2 graden moet worden gehouden om catastrofale effecten te voorkomen. In het Akkoord van Parijs van 2016 is de drempel gesteld op 1,5 graad Celsius.

"Een hogere klimaatgevoeligheid zou uiteraard een veel agressievere koolstofmitigatie vereisen, Vecchi zei. "De samenleving zou de CO2-uitstoot veel sneller moeten verminderen om de doelstellingen van de Overeenkomst van Parijs te halen en de opwarming van de aarde onder de 2 graden Celsius te houden. Door de onzekerheid in klimaatgevoeligheid te verminderen, kunnen we een betrouwbaardere en nauwkeurigere strategie maken om met klimaatverandering om te gaan."

De onderzoekers ontdekten dat zowel de hoge als de lage klimaatgevoeligheidsmodellen overeenkomen met de wereldwijde temperaturen die in de 20e eeuw zijn waargenomen. De modellen met een hogere gevoeligheid, echter, omvatten een sterker koelend effect van aërosol-wolkinteractie dat de grotere opwarming als gevolg van broeikasgassen compenseert. Bovendien, de modellen hebben aerosolemissies die voornamelijk plaatsvinden op het noordelijk halfrond, wat niet strookt met de waarnemingen.

"Onze resultaten herinneren ons eraan dat we voorzichtig moeten zijn met een modelresultaat, zelfs als de modellen de opwarming van de aarde in het verleden nauwkeurig weergeven, " zei eerste auteur Chenggong Wang, een doctoraat kandidaat in Princeton's Program in Atmospheric and Oceanic Sciences. "We laten zien dat het wereldwijde gemiddelde belangrijke details over de patronen van temperatuurverandering verbergt."

Naast de belangrijkste bevindingen, de studie helpt licht te werpen op hoe wolken de opwarming kunnen matigen, zowel in modellen als in de echte wereld op grote en kleine schaal.

"Wolken kunnen de opwarming van de aarde versterken en kunnen ervoor zorgen dat de opwarming de komende eeuw snel versnelt, " zei co-auteur Wenchang Yang, een associate research scientist in geowetenschappen aan Princeton. "Kortom, het verbeteren van ons begrip en vermogen om wolken correct te simuleren is echt de sleutel tot betrouwbaardere voorspellingen van de toekomst."

Wetenschappers van Princeton en andere instellingen hebben onlangs hun focus verlegd naar het effect dat wolken hebben op klimaatverandering. Aanverwant onderzoek omvat twee artikelen van Amilcare Porporato, Princeton's Thomas J. Wu '94 hoogleraar civiele en milieutechniek en het High Meadows Environmental Institute en lid van het CMI-leiderschapsteam, dat rapporteerde over het toekomstige effect van warmtegeïnduceerde wolken op zonne-energie en hoe klimaatmodellen het verkoelende effect van de dagelijkse wolkencyclus onderschatten.

"Begrijpen hoe wolken klimaatverandering moduleren, staat voorop in klimaatonderzoek, " zei co-auteur Brian Soden, een professor in de atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Miami. "Het is bemoedigend dat zoals deze studie laat zien, er zijn nog steeds veel schatten die we kunnen benutten uit historische klimaatobservaties die helpen bij het verfijnen van de interpretaties die we krijgen van wereldwijde gemiddelde temperatuurverandering."

De krant, "Compensatie tussen cloudfeedback en aerosol-cloudinteractie in CMIP6-modellen, " werd gepubliceerd in de editie van 28 februari van Geofysische onderzoeksbrieven