Klimamodeller

Figur 1: Eksempler på hva en klimamodell måler. Hentet fra EarthClim 2011 — 2014

I dette oppgavesettet skal vi se nærmere på klimamodeller. Er klimamodeller et godt redskap for å estimere vær og klima? Hvordan kan klimamodeller brukes til å varsle temperaturen i atmosfæren på lang sikt?

En modell er noe som brukes for å prøve å representere virkeligheten ved hjelp av matematiske ligninger og målinger. Hensikten med en klimamodell er å lage en så god representasjon av prosessene i atmosfæren og havet som mulig. Dersom modellen klarer dette kan den brukes til å anslå klimaet frem i tid. En klimamodell bruker observasjoner (av f. eks. temperatur) og de fysiske naturlovene som utgangspunkt. Dette er basert på Vilhelm Bjerknes (ofte kalt meteorologiens far, grunnlegger av Bergensskolen i meteorologi) sine to utsagn fra 1904:

1. «Man må med tilstrekkelig nøyaktighet kjenne atmosfærens tilstand ved et bestemt tidspunkt».
2. «Man må med tilstrekkelig nøyaktighet kjenne lovene som styrer utviklingen av atmosfæren fra en tilstand til den neste.»

Klimamodeller kan «kjøres» fra et valgt årstall (f. eks. 1850) frem til i dag, og så sammenlignes resultatene med observerte målinger i denne tidsperioden. Dersom resultatene stemmer godt overens med virkeligheten, har klimamodellen et godt utgangspunkt for å kunne vise den fremtidige utviklingen i atmosfæren. Se videoen under for mer detaljert forklaring om klimamodeller.

Den norske jordsystemmodellen heter NorESM (Norwegian Earth System Model). Denne modellen prøver blant annet å representere temperatur, nedbør og skydekke i atmosfæren. Det finnes et kun et titalls slike klimamodeller i verden, og det trengst «supercomputere» for å kunne «kjøre» dem.

Supercomputer

 En supercomputer (eller superdatamaskin) er en datamaskin som har mye større regnekraft enn det som er vanlig for PCen du bruker til daglig. De kan blant annet brukes til å gjøre lange utregninger av klima fremover i tid. NorESM skal snart ta i bruk en ny supercomputer til sine utregninger (anno juli 2017). Denne supercomputeren vil ha rundt 30000 kjerneprosessorer, noe som gjør at den får høyere ytelse enn 30000 vanlige datamaskiner til sammen! I tillegg til klimaforskning skal denne supercomputeren brukes til forskning innenfor blant annet medisin, fysikk og kjemi.

Figur 2: Viser hvor stor en supercomputer kan være. Bilde hentet fra Wikimedia Commons.

1. Les til og med side 7 i denne artikkelen, som beskriver NorESM. Beskriv med egne ord hvordan klimamodellen NorESM fungerer.

Figur 3: Hentet fra EarthClim 2011 — 2014.

2. Studer figur 3, som også finnes på side 6 i beskrivelsen av NorESM. Beskriv med egne ord hvordan temperaturen hadde utviklet seg fra 1850 til i dag

a) dersom menneskeskapte partikkel- og klimautslipp ikke er inkludert

b) der menneskeskapte partikkel- og klimautslipp er inkludert

3. Hva sier svaret ditt fra oppgave 2 deg om menneskene sin påvirkning på klimaet?

Videre skal vi se på hvordan NorESM kan brukes til å estimere temperaturens endring gjennom det 21. århundret.

4. Les først side 14 fra beskrivelsen av NorESM (og side 8-9 dersom du har lyst til å lære mer om aerosoler). Hvor mye estimerer NorESM at den gjennomsnittlige globale temperaturen i atmosfæren vil øke dersom ingen tiltak blir gjort for å stoppe global oppvarming («business as usual»)? Hva med for det mest optimistiske scenarioet?

5. Følg linken til denne nettsiden, som kan brukes som et verktøy til å lage figurer av hvordan blant annet temperatur og nedbør kommer til å endre seg gjennom det 21. århundret. Under «Models» velger du «NorESM1-M», og under «Experiment» velger du «RCP4.5». Videre setter du «20th Century Period» til «1979-2008» og «21th Century Period» til «2070-2099». Trykk «Plot Maps». Det er figuren nederst til høyre vi er interesserte i. Denne figuren viser endringen i temperatur fra perioden 1979-2008 til 2070-2009. Hvor er endringene i temperatur størst, og hvor store blir de? Gi et omtrentlig overslag av hva den gjennomsnittlige globale oppvarmingen blir.

6. Gjenta oppgave 5, men velg nå «RCP8.5» i stedet for «RCP4.5». Hvor store er forskjellene mellom de to scenarioene?

7. Prøv deg litt frem med å lage figurer der du velger andre modeller enn «NorESM1-M». Se også på figurene når du velger «Average Of All Models». Er det store forskjeller på figurene du fikk når du valgte «NorESM1-M»?

8. Les denne artikkelen om klimamodeller. Hvorfor kan gjennomsnittet av flere klimamodeller ofte få et bedre estimat av fremtidens klima enn en enkel klimamodell? Finner du noen usikkerheter som kan oppstå i klimamodellene? Søk også på nett for mer utdypende svar.

Til slutt skal vi se på tiltak og konsekvenser rundt klimaendringer.

9. Søk etter noen tiltak som kan gjøres for å forhindre at scenarioet «RCP8.5» inntreffer.

10. Les denne artikkelen om Trump og Paris-avtalen. Hva er egentlig Paris-avtalen? Reflekter rundt betydningen av at USA ønsker å trekke seg ut av den.

Kilder: 

Forfatter

Magnus Haukeland