De sleutel tot het nut van klimaatmodellen als instrumenten voor zowel wetenschappers als beleidsmakers is het vermogen van de modellen om veranderingen in atmosferische broeikasgasniveaus te koppelen aan overeenkomstige temperatuurverschuivingen. Evenwichtsklimaatgevoeligheid (ECS) is zo'n maatstaf, die de voorspelde opwarming weergeeft na een verdubbeling van de atmosferische koolstofdioxide (CO ₂ ) niveaus.

Klimaatmodellen voorspellen traditioneel een stijging van 1,5°C–4,5°C voor een verdubbeling van de atmosferische CO ₂ uit het pre-industriële klimaat. Echter, veel van de nieuwste modellen vinden waarden van meer dan 5°C, die, indien correct, zou aanzienlijke negatieve gevolgen hebben voor ons vermogen om de voortdurende opwarming van de planeet te overwinnen. Zhu et al. onderzocht deze trend door gebruik te maken van een van de high-ECS-modellen, het Community Earth System Model versie 2 (CESM2), om het klimaat te simuleren tijdens het hoogtepunt van de laatste ijstijd, het laatste glaciale maximum (LGM) genoemd.

De LGM vond plaats rond 21, 000 jaar geleden en wordt vaak gebruikt om klimaatmodellen te evalueren. Het vertegenwoordigt duidelijk andere omstandigheden dan de huidige, met veel lagere broeikasgasniveaus, grote ijskappen die Noord-Amerika en Europa bedekken, en een lagere zeespiegel. Echter, de LGM is voldoende recent dat er wijdverbreid geologisch bewijs is van zowel klimaatforcering als de daaruit voortvloeiende veranderingen in de oppervlaktetemperatuur.

De auteurs hebben CESM2 geconfigureerd om het gebruik ervan in modern onderzoek naar klimaatverandering te weerspiegelen, alleen die delen weglaten (zoals vegetatiebiogeochemie) waarvoor geen goede gegevens voor de LGM beschikbaar zijn. Binnen 500 modeljaren na initialisatie, De wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperatuur van CESM2 daalde tot 11°C onder het pre-industriële tijdperk, ongeveer 5 ° C koeler dan wat de geologische proxy's aangeven. In vergelijking, de voorganger van het model, CESM1, geproduceerde waarden enkele graden warmer en binnen de onzekerheidsmarges van de proxy's.

De auteurs schrijven de discrepantie tussen CESM1 en CESM2 toe aan hoe deze laatste met wolken omgaat. Het atmosferische model in CESM2 is bijgewerkt, zodat de door de computer gesimuleerde wolken zich meer gedragen als waarnemingen in de echte wereld, die de kortegolfwolkfeedback beïnvloedt, het vermogen van wolken om binnenkomend zonlicht terug naar de ruimte te reflecteren onder klimaatverandering. Toen CESM2 werd geconfigureerd om het atmosferische pakket van het oudere model te gebruiken, dat deze updates niet heeft, verdween een groot deel van de temperatuurdaling. De auteurs suggereren dat CESM2 waarschijnlijk de kortegolfwolkfeedback en dus de ECS overschat.

De resultaten komen overeen met die van andere onderzoeken naar modellen van de huidige generatie die een hoge ECS laten zien. De onderzoekers zeggen dat de bevindingen een voorbeeld zijn van de uitdaging om hedendaagse observaties te gebruiken om toekomstige klimaatverandering te beperken en de waarde van informatie uit eerdere perioden van klimaatverandering te benadrukken.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.