Het langverwachte nieuwe rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) wordt later vandaag verwacht. Voorafgaand aan de release, debat is losgebarsten over de computermodellen die de kern vormen van wereldwijde klimaatprojecties.

Klimaatmodellen zijn een van de vele hulpmiddelen die wetenschappers gebruiken om te begrijpen hoe het klimaat in het verleden is veranderd en wat het in de toekomst zal doen.

In een recent artikel in het vooraanstaande Amerikaanse tijdschrift Science werd de vraag gesteld hoe het IPCC zal omgaan met sommige klimaatmodellen die 'hot' worden. Sommige modellen, het zei, hebben de opwarming van de aarde geprojecteerd "dat de meeste wetenschappers, inclusief de modelmakers zelf, geloven zijn onwaarschijnlijk snel."

Sommige commentatoren, onder meer in Australië, interpreteerde het artikel als bewijs dat klimaatmodellering had gefaald.

Moeten we dan klimaatmodellen gebruiken? Wij zijn klimaatwetenschappers van het Australische Centre of Excellence for Climate Extremes, en we geloven dat het antwoord een vast ja is.

Ons onderzoek gebruikt en verbetert klimaatmodellen, zodat we Australië kunnen helpen omgaan met extreme gebeurtenissen, nu en in de toekomst. We weten wanneer klimaatmodellen warm of koud zijn. En het identificeren van een fout in sommige klimaatmodellen betekent niet dat de wetenschap heeft gefaald - sterker nog, het betekent dat ons begrip van het klimaatsysteem is gevorderd.

Laten we dus eens kijken naar wat u moet weten over klimaatmodellen voorafgaand aan de IPCC-bevindingen.

Wat zijn klimaatmodellen?

Klimaatmodellen bestaan ​​uit miljoenen regels computercode die de fysica en chemie vertegenwoordigen van de processen waaruit ons klimaatsysteem bestaat. De modellen draaien op krachtige supercomputers en hebben de opwarming van de aarde met opmerkelijke nauwkeurigheid gesimuleerd en voorspeld.

Ze laten ondubbelzinnig zien dat de opwarming van de planeet sinds de industriële revolutie te wijten is aan de door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen. Dit bevestigt ons begrip van het broeikaseffect, bekend sinds de jaren 1850.

Modellen laten ook zien dat de intensiteit van veel recente extreme weersomstandigheden over de hele wereld in wezen onmogelijk zou zijn zonder deze menselijke invloed.

Wetenschappers gebruiken klimaatmodellen niet op zichzelf, of zonder rekening te houden met hun beperkingen.

Sinds een paar jaar, wetenschappers hebben geweten dat sommige nieuwe generatie klimaatmodellen de opwarming van de aarde waarschijnlijk overschatten, en anderen onderschatten het.

Dit besef is gebaseerd op ons begrip van de klimaatgevoeligheid van de aarde - hoeveel het klimaat zal opwarmen als het kooldioxidegehalte (CO₂) in de atmosfeer verdubbelt.

Vóór industriële tijden, CO₂-niveaus in de atmosfeer waren 280 delen per miljoen. Dus een verdubbeling van CO₂ zal optreden bij 560 delen per miljoen. (Voor de context, we zitten momenteel op ongeveer 415 delen per miljoen).

Het laatste wetenschappelijke bewijs, met behulp van waargenomen opwarming, paleoklimaatgegevens en ons fysieke begrip van het klimaatsysteem, suggereert dat de wereldwijde gemiddelde temperaturen zeer waarschijnlijk tussen de 2,2 en 4,9 zullen stijgen als de CO₂-niveaus verdubbelen.

De overgrote meerderheid van klimaatmodellen loopt binnen dit klimaatgevoeligheidsbereik. Maar sommigen niet - in plaats daarvan suggereren ze een temperatuurstijging van slechts 1,8 of hoog als 5,6 .

Men denkt dat de vooroordelen in sommige modellen voortkomen uit de representaties van wolken en hun interacties met aerosoldeeltjes. Onderzoekers beginnen deze vooroordelen te begrijpen, het opbouwen van ons begrip van het klimaatsysteem en hoe we modellen in de toekomst verder kunnen verbeteren.

Met dit alles in gedachten, wetenschappers gebruiken klimaatmodellen voorzichtig, meer gewicht geven aan projecties van klimaatmodellen die consistent zijn met ander wetenschappelijk bewijs.

De volgende grafiek laat zien hoe de meeste modellen binnen het verwachte klimaatgevoeligheidsbereik vallen - en het feit dat sommige modellen een beetje warm of koud zijn, verandert het algemene beeld van toekomstige opwarming niet. En als we de modelresultaten vergelijken met de opwarming die we al boven Australië hebben waargenomen, er is geen indicatie dat de modellen dingen overkoken.

Hoe ziet de toekomst eruit?

Toekomstige klimaatprojecties worden geproduceerd door modellen verschillende mogelijkheden te geven voor broeikasgasconcentraties in onze atmosfeer.

De nieuwste IPCC-modellen maken gebruik van een reeks mogelijkheden die "Shared Socioeconomic Pathways" (SSP's) worden genoemd. Deze routes komen overeen met de verwachte bevolkingsgroei, en waar en hoe mensen zullen leven, met plausibele niveaus van atmosferische broeikasgassen die het gevolg zouden zijn van deze sociaaleconomische keuzes.

De trajecten variëren van scenario's met lage emissie die ook een aanzienlijke CO₂-verwijdering uit de atmosfeer vereisen - waardoor de wereld een redelijke kans heeft om de doelstellingen van het Akkoord van Parijs te halen - tot scenario's met hoge emissie waarbij de temperatuurdoelstellingen ver worden overschreden.

Voorafgaand aan het IPCC-rapport, sommigen zeggen dat de scenario's met hoge emissies te pessimistisch zijn. Maar evenzo, men zou kunnen stellen dat er in het afgelopen decennium geen klimaatactie is ondernomen, en afwezigheid van technologie om grote hoeveelheden CO₂ uit de atmosfeer te verwijderen, betekent dat scenario's met een lage emissie te optimistisch zijn.

Als landen voldoen aan hun bestaande emissiereductieverplichtingen in het kader van de Overeenkomst van Parijs, we kunnen verwachten ergens in het midden van de scenario's te landen. Maar de toekomst hangt af van onze keuzes, en we moeten geen enkele weg afdoen als ongeloofwaardig.

Het is van grote waarde om te weten welke toekomstige risico's moeten worden vermeden, en wat er mogelijk is onder ambitieuze klimaatactie.

Waarheen vanaf hier?

We kunnen verwachten dat het IPCC-rapport zeer zorgwekkend zal zijn. En helaas, 30 jaar IPCC-geschiedenis leert ons dat de bevindingen eerder te conservatief dan te alarmerend zijn.

Er is een enorme wereldwijde inspanning nodig - zowel wetenschappelijk als in computerbronnen - om ervoor te zorgen dat klimaatmodellen nog betere informatie kunnen geven.

Klimaatmodellen zijn al fenomenale instrumenten op grote schaal. Maar steeds meer we hebben ze nodig om nauwkeurige projecties te maken om vragen te beantwoorden zoals:waar kunnen we bossen planten om koolstof te verminderen? Waar waterkeringen bouwen? Waar kunnen gewassen het beste worden verbouwd? Waar zouden hernieuwbare energiebronnen het beste kunnen worden geplaatst?

Klimaatmodellen blijven een belangrijk instrument voor het IPCC, beleidsmakers en de samenleving terwijl we proberen de onvermijdelijke risico's die voor ons liggen te beheersen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.