De ce mai avem nevoie de un CERN pentru schimbările climatice – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world-1.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world-1.jpg" data-caption="Tendință îngrijorătoare Sunt necesare modele climatice fiabile pentru ca societățile să se poată adapta la impactul schimbărilor climatice. (Cu amabilitatea: Shutterstock/Migel)”>

A fost un dogoritor anul trecut. Temperaturile terestre și maritime au fost cu până la 0.2 °C mai mari în fiecare lună în a doua jumătate a anului 2023, aceste anomalii calde continuând până în 2024. Știm că lumea se încălzește, dar vârful brusc de căldură nu fusese prezis. După cum a scris specialistul în climă Gavin Schmidt de la NASA in Natură recent: „Este umilitor și puțin îngrijorător să recunoaștem că niciun an nu a încurcat capacitățile predictive ale cercetătorilor climatici mai mult decât 2023.”

După cum a explicat Schmidt, o perioadă de căldură record a fost considerată „improbabilă”, în ciuda faptului că 2023 a fost un an El Niño, în care apele relativ reci din Oceanul Pacific ecuatorial central și de est sunt înlocuite cu ape mai calde. Problema este că interacțiunile complexe dintre convecția atmosferică adâncă și modurile ecuatoriale ale variabilității oceanelor, care se află în spatele lui El Niño, sunt slab rezolvate în modelele climatice convenționale.

Incapacitatea noastră de a simula El Niño în mod corespunzător cu modelele climatice actuale (J. Clima 10.1175/JCLI-D-21-0648.1) este simptomatic al unei probleme mult mai mari. În 2011 am susținut că modelele climatice contemporane nu erau suficient de bune pentru a simula natura în schimbare a extremelor meteorologice, cum ar fi secetele, valurile de căldură și inundațiile (vezi „Un CERN pentru schimbările climatice” martie 2011 p13). Cu distanțe între punctele grilei de obicei în jur de 100 km, aceste modele oferă o viziune neclară și distorsionată asupra climei viitoare. Pentru variabile precum precipitațiile, erorile sistematice asociate cu o astfel de rezoluție spațială scăzută sunt mai mare decât semnalele schimbărilor climatice pe care modelele încearcă să le prezică.

Modelele climatice fiabile sunt esențiale necesare pentru ca societățile să se poată adapta la schimbările climatice, să evalueze urgența de a ajunge la zero net sau să implementeze soluții de geoinginerie dacă lucrurile devin foarte prost. Totuși, cum este posibil să ne adaptăm dacă nu știm dacă secetele, valurile de căldură, furtunile sau inundațiile provoacă amenințarea mai mare? Cum evaluăm urgența net-zero dacă modelele nu pot simula punctele de „înclinare”? Cum este posibil să ajungem la un acord asupra potențialelor soluții de geoinginerie dacă nu este posibil să se evalueze în mod fiabil dacă pulverizarea aerosolilor în stratosferă va slăbi musonii sau va reduce cantitatea de umiditate a pădurilor tropicale? Modelerii climatici trebuie să ia mult mai în serios chestiunea inadecvării modelului dacă doresc să ofere societății informații fiabile care să poată fi acționate despre schimbările climatice.

Am concluzionat în 2011 că trebuie să dezvoltăm modele climatice globale cu rezoluție spațială de aproximativ 1 km (cu rezoluție temporală compatibilă) și singura modalitate de a realiza acest lucru este de a pune în comun resursele umane și informatice pentru a crea unul sau mai multe institute federate internațional. Cu alte cuvinte, avem nevoie de un „CERN pentru schimbările climatice” – un efort inspirat de instalația de fizică a particulelor de lângă Geneva, care a devenit o emblemă pentru colaborarea și progresul internațional.

Asta a fost acum 13 ani și de atunci natura a vorbit cu o răzbunare. Am văzut valuri de căldură, furtuni și inundații fără precedent, atât de mult încât Forumul Economic Mondial a evaluat „vremea extremă” drept cel mai probabil eveniment global pentru a declanșa o criză economică în următorii ani. În calitate de proeminentul climatolog Michael Mann notat în 2021, în urma unei inundații devastatoare în Europa de Nord: „Semnalul schimbărilor climatice iese din zgomot mai repede decât au prezis modelele”. Această viziune a fost susținută de un notă informativă de la Societatea Regală pentru reuniunea COP26 privind schimbările climatice desfășurată la Glasgow în 2021, care a afirmat că incapacitatea de a simula procesele fizice în detaliu reprezintă „cele mai semnificative incertitudini ale climatului viitor, în special la nivel regional și local”.

Cu toate acestea, îmbunătățirile modelării nu au ținut pasul cu natura în schimbare a acestor extreme din lumea reală. În timp ce multe centre naționale de modelare a climei au început în sfârșit să lucreze la modele de înaltă rezoluție, pe tendințele actuale va dura până în a doua jumătate a secolului pentru a ajunge la o rezoluție la scară kilometrică. Va fi prea târziu pentru a fi utilă abordarea schimbărilor climatice (a se vedea figura de mai jos) și este nevoie de urgență mai mult ca niciodată.

O EVE climatică

Punerea în comun a resurselor umane și de calcul la nivel internațional este o soluție care pare evidentă. Într-o recenzie a științei britanice în 2023, câștigătorul premiului Nobel Paul Nurse a comentat că „există domenii de cercetare de importanță strategică globală în care ar putea fi avute în vedere noi institute finanțate multinațional sau infrastructuri internaționale de cercetare, un exemplu evident fiind un institut de schimbări climatice construit pe modelul EMBL [Laboratorul European de Biologie Moleculară]”. El a adăugat că „astfel de institute sunt instrumente puternice pentru colaborarea multinațională și aduc mari beneficii nu numai la nivel internațional, ci și pentru națiunea gazdă”.

Deci, de ce nu s-a întâmplat? Unii spun că nu avem nevoie de mai multă știință și, în schimb, trebuie să cheltuim bani pentru a-i ajuta pe cei care suferă deja de schimbările climatice. Este adevărat, dar modelele computerizate au ajutat masiv societățile vulnerabile de-a lungul anilor. Înainte de anii 1980, ciclonii tropicali prost prognozați puteau ucide sute de mii de oameni în societățile vulnerabile. Acum, cu o rezoluție îmbunătățită a modelului, se pot face previziuni excelente pentru o săptămână înainte (și capacitatea de a comunica prognozele) și este rar ca mai mult de câteva zeci de oameni să fie uciși de vremea extremă.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world.png" data-caption="Prea puțin, prea târziu Pe baza tendințelor actuale, modelele climatice globale care sunt utilizate în rapoartele de evaluare a climei Grupului Interguvernamental pentru Schimbările Climatice vor avea doar o rezoluție de câțiva kilometri până în 2055. (Redesenat din original de Andreas Prein, Centrul Național de Cercetare Atmosferică) ” title=” Faceți clic pentru a deschide imaginea într-un pop-up” href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world. png”>

Modelele climatice de înaltă rezoluție vor ajuta să vizeze miliarde de dolari pentru investiții pentru a permite societăților vulnerabile să devină rezistente la tipurile de vreme extremă viitoare specifice regionale. Fără aceste informații, guvernele ar putea risipi sume uriașe de bani pentru inadaptare. Într-adevăr, oameni de știință din sudul global deja plânge că nu au informații utile din modelele contemporane pentru a lua decizii informate.

Alții spun că sunt necesare modele diferite pentru ca atunci când toți sunt de acord, să putem avea încredere în predicțiile lor. Cu toate acestea, generația actuală de modele climatice nu este deloc diversă. Toți presupun că procesele climatice sub-grilă de importanță critică, cum ar fi convecția profundă, curgerea peste orografie și amestecarea oceanelor prin turbioare de mezo scară pot fi parametrizate prin formule simple. Această presupunere este falsă și este originea erorilor sistematice comune în modelele contemporane. Este mai bine să reprezentați incertitudinea modelului cu mai mult metodologii solide din punct de vedere științific.

O schimbare, totuși, ar putea fi la orizont. Anul trecut, un summit de modelare a climei a avut loc la Berlin pentru a demara proiectul internațional Motoare de vizualizare a Pământului (AJUN). Acesta își propune nu numai să creeze modele de înaltă rezoluție, ci și să încurajeze colaborarea între oamenii de știință din nordul și sudul global pentru a lucra împreună pentru a obține informații climatice precise, fiabile și acționabile.

La fel ca EMBL, este planificat ca EVE să cuprindă o serie de noduri extrem de interconectate, fiecare cu capacitate de calcul exascale dedicată, deservind întreaga societate globală. Finanțarea pentru fiecare nod – aproximativ 300 de milioane de dolari pe an – este mică în comparație cu trilioane de dolari de pierderi și daune pe care le vor provoca schimbările climatice.

Sperăm că peste 13 ani EVE sau ceva similar va produce predicțiile climatice fiabile de care societățile de pe tot globul au acum nevoie disperată. Dacă nu, atunci mă tem că va fi prea târziu.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change/