Wetenschappers op het gebied van klimaatverandering gebruiken de term 'voorspelling' niet graag. Liever, ze maken "projecties" over de toekomst van de planeet als de zeespiegel stijgt, bosbranden razen door het westen en orkanen worden heviger.

Daar is een goede reden voor.

In een wereld overspoeld met verkeerde informatie - over medicijnen, politiek en klimaat, en vrijwel al het andere - een deel van het werk van een wetenschapper is nu om het publiek te leren hoe wetenschap werkt. Het publiek overtuigen om in de wetenschap te geloven, betekent nauwkeurige, gemeten projecten over de toekomst.

Ze moeten de grote vraag overwinnen:kun je echt nauwkeurige projecties maken over hoe de planeet er over 50 jaar uit zal zien, over een eeuw?

Klimaatwetenschappers denken van wel, gebaseerd op de afgelopen vijf decennia van klimaatwetenschap die nauwkeurig is gebleken. futuristen, zoals Jamais Cascio, een voorname fellow voor het Institute for the Future, een vooruitziende groep zonder winstoogmerk gevestigd in Silicon Valley, huidige trends en beschikbare gegevens bestuderen om plausibele resultaten voor de toekomst te schetsen.

Vandaag, veel van Cascio's werk is gecentreerd rond klimaatverandering, mensen helpen zich voor te bereiden op de toekomst en weloverwogen beslissingen te nemen voor een opwarmende wereld.

"Alles in de wereld, " zei Cascio, "elk toekomstig resultaat zal door de lens van het klimaat moeten worden onderzocht."

In de toekomst, klimaatverandering kan alleen maar erger worden. Maar hoeveel erger wordt het?

Wetenschappers vertrouwen al meer dan 50 jaar op klimaatmodellen. Voor mensen die geen wetenschappers zijn, het is een uitdaging om de berekeningen te begrijpen die bij deze projecties horen. Dus, wat is een klimaatmodel precies?

Meteorologen kunnen weersvoorspellingen doen voor het komende uur, of zelfs week, op basis van weergegevens en voorspellingsmodellen die gebruik maken van vochtigheid, temperatuur, luchtdruk, windsnelheid, onder andere huidige atmosferische, land- en oceanische omstandigheden. Maar met klimaat, het weer in een specifieke regio, gemiddeld over tientallen jaren, is een beetje uitdagender om te projecteren en te begrijpen.

Een uitbreiding van de weersvoorspelling, klimaatmodellen houden rekening met nog meer atmosferische, land- en oceanische omstandigheden om voorspellingen op langere termijn te doen. Met behulp van wiskundige vergelijkingen en duizenden gegevenspunten, de modellen creëren representaties van fysieke omstandigheden op aarde en simulaties van het huidige klimaat.

Klimaatmodellen voorspellen hoe de gemiddelde omstandigheden in een regio de komende decennia zullen veranderen en hoe het klimaat verscheen voordat de mens het vastlegde.

Onderzoekers kunnen dan begrijpen hoe deze veranderende omstandigheden de planeet kunnen beïnvloeden, die vooral nuttig is voor het begrijpen van klimaatverandering, zei Zeke Hausfather, klimaatwetenschapper en directeur klimaat en energie bij het Breakthrough Institute, een milieuonderzoekscentrum in de Bay Area.

"Misschien is het belangrijkste (doel) om te proberen de soorten veranderingen voor te stellen die kunnen optreden als de wereld CO2 en andere broeikasgassen blijft uitstoten, ' zei Huisvader.

Het eerste klimaatmodel meer dan 50 jaar geleden ontwikkeld in de begindagen van de klimaatwetenschap, hielp wetenschappers meten hoe de oceaan en de atmosfeer met elkaar omgingen om het klimaat te beïnvloeden. Het model voorspelde hoe temperatuurveranderingen en verschuivingen in oceaan- en atmosferische stromingen zouden kunnen leiden tot klimaatverandering.

Vandaag, deze modellen zijn veel gecompliceerder en draaien op enkele van 's werelds krachtigste supercomputers. Een decennium geleden, de meeste modellen verdeelden de wereld in segmenten van 250 kilometer, maar nu zijn de modellen 100 vierkante kilometer. Er ontstaan ​​meer regionale patronen wanneer simulaties op een fijnere schaal zijn.

"Mensen tekenen geen beeld van temperatuur en koolstofdioxide en trekken er een lijn doorheen en dat extrapoleren naar de toekomst, " zei Gavin A. Schmidt, een senior klimaatadviseur bij NASA.

Door deze technologische vooruitgang, deze modellen worden nog nuttiger voor wetenschappers om het klimaat van het verleden te begrijpen, heden en toekomst.

"Gelukkig, ze doen niet zo'n verschrikkelijk werk, ' zei Schmidt.

Dit alles werkt om het publiek en het bedrijfsleven te overtuigen om actie te ondernemen.

Een meerderheid van de Amerikanen merkt al de effecten van klimaatverandering om hen heen, volgens een Pew Research Center-enquête uit 2020. Maar individuen, bedrijven en politiek moeten "zich aanpassen aan een radicaal en gevaarlijk veranderend klimaat, ' zei Cascio.

Op individueel niveau, mensen moeten bij al hun monumentale beslissingen rekening houden met het klimaat:of ze kinderen willen; welke auto te kopen; hoe te investeren; wanneer en waar een huis te kopen. Regeringen zijn belast met klimaatbeslissingen die van invloed zijn op de toekomst van hele naties, zoals het al dan niet investeren in alternatieve energie of het schrijven van beleid om de uitstoot terug te dringen.

Zijn klimaatmodellen nuttig?

In plaats van na te denken over klimaatmodellen als of ze wel of niet juist zijn, Schmidt zei dat klimaatmodellen moeten worden overwogen om te bepalen of ze bruikbare voorspellingen opleveren.

'Zeggen ze ons dingen? Doen ze dingen beter dan je zonder hen zou hebben gedaan?' zei Schmidt.

Gebruikelijk, het antwoord is ja, en wat deze modellen wetenschappers informeren, is cruciaal voor hun begrip van het toekomstige klimaat.

Hausfather weet dit als geen ander, terwijl hij een studie leidde die in het tijdschrift werd gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven het analyseren van de nauwkeurigheid van vroege klimaatmodellen. Sommige bevindingen zijn opgenomen in het laatste rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering van de Verenigde Naties dat in augustus is gepubliceerd.

huisvader, samen met co-auteur Schmidt, vergeleken 17 modelprojecties van de mondiale gemiddelde temperatuur ontwikkeld tussen 1970 en 2007 met werkelijke veranderingen in de mondiale temperatuur waargenomen tot eind 2017.

Hausfather en zijn collega's vonden veelbelovend nieuws:de meeste modellen waren behoorlijk nauwkeurig. Specifieker, 10 van de modelprojecties laten resultaten zien die consistent zijn met waarnemingen. Van de overige zeven modelprojecties, vier voorspelden meer opwarming dan waargenomen, terwijl drie minder opwarming voorspelden dan waargenomen.

Maar Hausfather en zijn collega's beseften dat dit niet het hele verhaal vertelde. Na rekening te hebben gehouden met verschillen tussen gemodelleerde en werkelijke veranderingen in atmosferische kooldioxide en andere factoren die het klimaat aansturen, het blijkt dat 14 van de 17 modelprojecties "effectief identiek" waren aan de opwarming die in de echte wereld werd waargenomen.

"Dat was een sterk bewijs dat deze modellen in feite gelijk hebben, " zei Hausfather. "Ze doen heel goed werk in het voorspellen van de mondiale temperatuur."

De nauwkeurigheid was vooral indrukwekkend in de vroegste klimaatmodellen, Hausfather zei, vooral gezien het beperkte observationele bewijs van opwarming op dat moment.

Maar niet alle vroege modellen waren foutloos. Een van de eerste klimaatmodellen, gecreëerd in 1971 door klimaatwetenschappers Rasool en Schneider, voorspelde dat de wereld zou afkoelen als gevolg van het verkoelende effect van atmosferische aerosolen.

"(De onderzoekers) dachten dat het verkoelende effect van deze aërosolen door het verbranden van fossiele brandstoffen die zonlicht terug naar de ruimte zouden reflecteren, veel sterker zou zijn dan de opwarmingseffecten van het broeikasgas, ' zei Huisvader.

Terwijl de jaren zeventig nog in de begindagen van klimaatonderzoek stonden, de meeste wetenschappelijke literatuur van die tijd wees nog steeds op een opwarmende toekomst die veel waarschijnlijker was. Nog, Het model van Rasool en Schneider zorgde nog steeds voor een hele reeks nieuwsberichten over een mogelijke ijstijd. Zelfs vandaag, het model "wordt nog steeds zo nu en dan gebruikt door mensen die de klimaatwetenschap vandaag in diskrediet proberen te brengen, ' zei Huisvader.

Nu is bewezen dat het model niet klopt. Klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat de planeet niet afkoelt, maar in een alarmerend tempo opwarmt.

Zelfs vandaag, ondanks de belofte van klimaatmodellen die door de studie van Hausfather worden getoond, deze modellen hebben nog steeds hun beperkingen, vooral met betrekking tot de onzekerheid van toekomstige emissies. Klimaatwetenschappers zijn natuurkundigen - geen economen of politicologen, en het is een uitdaging om te begrijpen hoe het beleid de emissienormen zal bepalen.

"We hebben geen glazen bol die het toekomstige menselijk gedrag kan voorspellen in termen van hoeveel onze uitstoot zal veranderen, " zei Hausfather. "We kunnen gewoon voorspellen hoe het klimaat zal reageren op de emissies."

Kwesties van nauwkeurigheid in klimaatmodellen doen zich ook nog steeds voor wanneer modellen buiten hun specifieke parameters worden geduwd. Om dit tegen te gaan, klimaatmodellen richten hun projecties op fysieke omstandigheden in de natuurlijke wereld, in plaats van statistische waarschijnlijkheid, zei Schmidt.

Onderzoekers hebben meer vertrouwen in de voorspelbaarheid van de natuurkunde dan in de statistiek, omdat de natuurkunde in de toekomst niet verandert. Onderzoekers kunnen erop vertrouwen dat ze deze modellen kunnen gebruiken buiten de tijdsperiode waarin ze waarnemingsgegevens hebben, zoals kijken naar het klimaat tijdens de laatste ijstijd, zei Schmidt.

"Hoe dingen worden uitgedrukt kan anders zijn, maar de basisfysica ... de onderliggende processen veranderen niet echt, ' zei Schmidt.

Hausfather zei dat er nog veel werk is om klimaatmodellen te verbeteren, maar ze worden in de loop van de tijd steeds beter. Simulaties van de aarde worden scherper naarmate er meer fysieke processen worden toegevoegd en de computerkracht groeit.

Waarom prognoses maken voor de toekomst?

Terwijl klimaatwetenschappers zich richten op natuurkunde om voorspellingen te doen voor het toekomstige klimaat, Cascio en andere futuristen plaatsen wetenschappelijke data in een grotere context, vooruitzien op klimaatverandering, nieuwe technologische ontwikkelingen, evenals politieke en sociale bewegingen. Futurisme is "in wezen anticiperende geschiedenis, ' zei Cascio.

"Het idee is om de wetenschap te nemen en deze in te bedden in het begrip van een historicus van hoe de wereld werkt om te proberen een idee te krijgen van wat de mogelijke resultaten zijn die we in de toekomst zien, ' zei Cascio.

Maar, net als bij klimaatmodellen, onzekerheid is inherent aan de aard van projecties. Futuristen willen niet te veel beloven, maar ze geven een voorspelling van wat er zou kunnen gebeuren en de redenen waarom het zou kunnen gebeuren, zei Cascio.

Het grootste deel van Cascio's werk met klimaatverandering projecteert een grimmige toekomst. In zijn perspectief, een "absoluut radicaal" en "transformatief" klimaatplan is nodig om de noodzakelijke verandering door te voeren. Plannen die "verstandig en acceptabel zijn (zijn) bijna zeker niet genoeg."

"Ik wil echt ongelijk hebben over al deze dingen, " zei Cascio, "omdat er geen toekomst is die niet echt deprimerend is voor de volgende generatie."

Ondanks de wanhoop die door veel klimaatwetenschappers en futuristen wordt geprojecteerd, er is nog hoop. Als de wereldwijde uitstoot tot nul kan worden teruggebracht, Hausfather zei dat de beste schattingen van het klimaatmodel illustreren dat de wereld zal stoppen met opwarmen.

"Het is nog niet te laat om te handelen, " zei Hausfather. "De wereld is niet opgesloten in een bepaalde hoeveelheid opwarming."

Cascio probeert zichzelf nog steeds te beschouwen als een langetermijnoptimist voor de toekomst, omdat de veranderingen die nodig zijn om de klimaatverandering tegen te gaan, ook zullen leiden tot een veel "transparantere en rechtvaardigere" wereld, hij zei.

"Als we de tweede helft van deze eeuw kunnen overleven, er is een grote kans dat we eindigen met een werkelijk prachtige wereld, ' zei Cascio.

©2021 De Sacramento Bij (Sacramento, Californië)

Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.