7.5: Інструменти, які вчені використовують для вивчення зміни клімату

Last updated
Save as PDF

Page ID: 28811

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Вчені повинні зібрати воєдино всі дані, які їм доступні, щоб зробити змістовні висновки та прогнози щодо зміни клімату. Коли вони зводять ці дані разом, прогноз, який вони роблять, має форму наукової моделі. Модель - це проекція того, що може статися в майбутньому на основі знань про поточні та минулі події. Моделі, які публікуються для прогнозування зміни клімату, повинні пройти суворий процес наукового рецензування і часто вимагають поєднання висновків сотень експериментів. Ці великомасштабні моделі, як правило, виходять за рамки стандартного настільного комп'ютера і повинні керуватися великими супер-комп'ютерами, розміщеними в дослідницьких університетах або урядових лабораторіях. Для отримання додаткової інформації про те, як вчені будують і тестують моделі, перейдіть за посиланням нижче і натисніть на анімацію слайд-шоу, приділивши особливу увагу розділам «Огляд моделі» і «Тестування моделей». http://www.epa.gov/climatechange/science/future.html

Знімок екрана (97) .png — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Спостережувані та прогнозовані зміни середньої глобальної температури за трьома сценаріями викидів без політики. Затінені ділянки показують ймовірні діапазони, тоді як лінії показують центральні проекції з набору кліматичних моделей. Більш широкий діапазон типів моделей показує результати від 2 до 11,5° F Зміни відносно середнього показника 1960-1979. Джерело: USGCRP 2009

Малюнок\(\PageIndex{1}\) є одним із прикладів наукової моделі впливу зміни клімату. В рамках цієї цифри ми бачимо безпосередньо виміряні спостереження середньої глобальної температури (чорна лінія). Ми також бачимо моделі чотирьох різних сценаріїв: моделювання 1900 до 2000 з використанням фактичних викидів парникових газів (зелена лінія) та моделювання від 2000 до 2100 з використанням дуже високих (фіолетова лінія), високих (червона лінія) та низьких (синя лінія) сценаріїв викидів парникових газів.

Чому вчені зробили модель даних з 1900 по 2000 рік на малюнку,\(\PageIndex{1}\) коли вони могли просто шукати дані в опублікованій літературі? Це важлива складова тестування моделей. Для того, щоб забезпечити точність моделі, ви повинні вміти не тільки прогнозувати майбутні події, але й минулі події. Вчені використовують це як спосіб «калібрування» своєї моделі. Оскільки ця модель надійно прогнозує минулі події, хороші шанси, що вона буде надійно прогнозувати майбутні події, а також.

Інший приклад кліматичної моделі показаний на малюнку\(\PageIndex{2}\) цього разу порівняння кліматичних прогнозів із впливом людей на викиди парникових газів та без нього. Ця велика модель являє собою поєднання роботи безлічі різних моделей, щоб домогтися максимально точного результату.

Знімок екрана (98) .png — Рисунок\(\PageIndex{2}\): Порівняння між спостережуваними середніми глобальними температурами та відповідними модельованими температурами з антропогенними кліматичними силами та без них (МГЕЗК, Робоча група 1, 2007).

На малюнку\(\PageIndex{2}\) показані десятирічні середні показники спостережень за період з 1906 по 2005 рік (чорна лінія). Всі температури побудовані відносно нуля, визначаючись як відповідне середнє значення за період з 1901 по 1950 рік. Синя затінена смуга показує довірний інтервал від 5% до 95% для моделювання 19 з 5 кліматичних моделей, використовуючи лише природні форсувальні ефекти через сонячну активність та вулкани. Червона затінена смуга показує довірчий інтервал від 5% до 95% для 58 різних моделювань з 14 кліматичних моделей, що використовують як природні, так і антропогенні сили. Ці різні моделювання та різні моделі використовуються різними науковими групами і представляють різні методи лікування систем Землі. Таким чином, цілком обнадійливо, що модельні розрахунки в значній мірі узгоджуються з припущенням, що глобальна зміна температури з 1900 до 2000 обумовлена як природними, так і антропогенними ефектами, причому антропогенні ефекти є основними причинами його недавнього різкого зростання. Ви побачите більше прикладів кліматичних моделей, коли проберетеся до заключного розділу розділу зміни клімату: наслідки зміни клімату.

Ресурси

Глобальні зміни клімату НАСА: життєво важливі ознаки планети http://climate.nasa.gov/

Палеокліматологія NOAA: Астрономічна теорія зміни клімату www.ncdc.noaa.gov/paleo/milankovitch.html

Сасс, Рональд. Q2: Які причини глобальних змін клімату? OpenStax CNX. 22 вер 2009 р. http://cnx.org/contents/5d263a29-7bd...c233619bca33@3

Віртуальний музей університету Сан-Дієго: Зміна клімату earthguide.ucsd.edu/virtualmu... ge2/01_1.shtml

EPA США: Майбутні зміни клімату http://www.epa.gov/climatechange/science/future.html

EPA США: огляд парникових газів http://epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases.html

Список термінів

Альбедо

хлорфторуглерод

Довірчий інтервал

Фторовані гази

Потенціал глобального потепління

парниковий ефект

гідрофторуглерод

Льодовиковий період

Крижане ядро

Сміттєзвалище

цикли Міланковича

Модель

Частини на мільйон

Перфторвуглець

Сонячна радіація

Стабільні ізотопи

Гексафторид сірки

Температура теплової рівноваги

водяна пара