Tim Palmer zegt dat we onze middelen moeten bundelen om klimaatmodellen met hoge resolutie te produceren die samenlevingen kunnen gebruiken, voordat het te laat is
Vorig jaar was het een schot in de roos. De land- en zeetemperaturen waren in de tweede helft van 0.2 elke maand tot 2023 °C hoger, en deze warme afwijkingen bleven voortduren tot in 2024. We weten dat de wereld opwarmt, maar de plotselinge hittepiek was niet voorspeld. Zoals NASA-klimaatwetenschapper Gavin Schmidt schreef in NATUUR onlangs: “Het is vernederend en een beetje zorgwekkend om toe te geven dat geen enkel jaar de voorspellende vermogens van klimaatwetenschappers meer in verwarring heeft gebracht dan 2023.”
Zoals Schmidt verder uitlegde, werd een periode van recordbrekende warmte ‘onwaarschijnlijk’ geacht, ondanks dat 2023 een El Niño-jaar was, waarin het relatief koele water in de centrale en oostelijke equatoriale Stille Oceaan is vervangen door warmere wateren. Het probleem is dat de complexe interacties tussen atmosferische diepe convectie en equatoriale vormen van oceaanvariabiliteit, die aan de basis liggen van El Niño, slecht worden opgelost in conventionele klimaatmodellen.
Ons onvermogen om El Niño goed te simuleren met de huidige klimaatmodellen (J. Klimaat 10.1175/JCLI-D-21-0648.1) is symptomatisch voor een veel groter probleem. In 2011 betoogde ik dat hedendaagse klimaatmodellen niet goed genoeg waren om de veranderende aard van weersextremen zoals droogtes, hittegolven en overstromingen te simuleren (zie “Een CERN voor klimaatverandering” Maart 2011 p. 13). Met rasterpuntafstanden van doorgaans ongeveer 100 km bieden deze modellen een wazig, vervormd beeld van het toekomstige klimaat. Voor variabelen zoals regenval, de systematische fouten geassocieerd met een dergelijke lage ruimtelijke resolutie zijn groter dan de klimaatveranderingssignalen die de modellen proberen te voorspellen.
Betrouwbare klimaatmodellen zijn van cruciaal belang, zodat samenlevingen zich kunnen aanpassen aan de klimaatverandering, de urgentie van het bereiken van een netto-nulpunt kunnen beoordelen of geo-engineering-oplossingen kunnen implementeren als de zaken echt slecht worden. Maar hoe is het mogelijk om ons aan te passen als we niet weten of droogtes, hittegolven, stormen of overstromingen de grotere bedreiging vormen? Hoe beoordelen we de urgentie van een netto-nulbeleid als modellen geen ‘omslagpunten’ kunnen simuleren? Hoe is het mogelijk om overeenstemming te bereiken over mogelijke geo-engineeringoplossingen als het niet mogelijk is om op betrouwbare wijze te beoordelen of het sproeien van aerosolen in de stratosfeer de moessons zal verzwakken of de vochttoevoer naar de tropische regenwouden zal verminderen? Klimaatmodelmakers moeten de kwestie van de ontoereikendheid van modellen veel serieuzer nemen als ze de samenleving willen voorzien van betrouwbare, bruikbare informatie over klimaatverandering.
Ik kwam in 2011 tot de conclusie dat we mondiale klimaatmodellen moesten ontwikkelen met een ruimtelijke resolutie van ongeveer 1 km (met compatibele temporele resolutie) en de enige manier om dit te bereiken is door menselijke en computerbronnen te bundelen om een of meer internationaal gefedereerde instituten te creëren. Met andere woorden, we hebben een “CERN voor klimaatverandering” nodig – een inspanning geïnspireerd door de deeltjesfysica-faciliteit in de buurt van Genève, die een embleem is geworden voor internationale samenwerking en vooruitgang.
Dat was 13 jaar geleden en sindsdien heeft de natuur wraak genomen. We hebben ongekende hittegolven, stormen en overstromingen gezien, zo erg zelfs het World Economic Forum beoordeelde “extreem weer” als de meest waarschijnlijke mondiale gebeurtenis de komende jaren een economische crisis zal veroorzaken. Zoals prominente klimaatwetenschapper Michael Mann bekend in 2021 na een verwoestende overstroming in Noord-Europa: “Het signaal van klimaatverandering komt sneller uit het lawaai tevoorschijn dan de modellen voorspelden.” Die opvatting werd ondersteund door een briefing van de Royal Society for the COP26 climate-change meeting gehouden in Glasgow in 2021, waarin werd gesteld dat het onvermogen om fysieke processen tot in de kleinste details te simuleren verantwoordelijk is voor “de belangrijkste onzekerheden in het toekomstige klimaat, vooral op regionaal en lokaal niveau”.
Toch hebben verbeteringen in de modellering geen gelijke tred gehouden met de veranderende aard van deze extremen in de echte wereld. Hoewel veel nationale centra voor klimaatmodellering eindelijk zijn begonnen met het werken aan modellen met een hoge resolutie, zal het op basis van de huidige trends tot de tweede helft van de eeuw duren voordat een resolutie op kilometerschaal wordt bereikt. Dit zal te laat zijn omdat het nuttig is om de klimaatverandering aan te pakken (zie onderstaande figuur) en urgentie is meer dan ooit nodig.
Een klimaat-EV
Het internationaal bundelen van menselijke en computermiddelen is een oplossing die voor de hand ligt. In een overzicht van de Britse wetenschap in 2023 zei Nobelprijswinnaar Paul Nurse commentaar dat “er onderzoeksgebieden zijn van mondiaal strategisch belang waar nieuwe multinationaal gefinancierde instituten of internationale onderzoeksinfrastructuren zouden kunnen worden overwogen, een duidelijk voorbeeld hiervan is een instituut voor klimaatverandering gebouwd op het EMBL-model [European Molecular Biology Laboratory]”. Hij voegde eraan toe dat “dergelijke instituten krachtige instrumenten zijn voor multinationale samenwerking en niet alleen internationaal maar ook voor het gastland grote voordelen opleveren”.
Dus waarom is het niet gebeurd? Sommigen zeggen dat we niet meer wetenschap nodig hebben en in plaats daarvan geld moeten uitgeven aan het helpen van degenen die al lijden onder de klimaatverandering. Dat is waar, maar computermodellen hebben kwetsbare samenlevingen door de jaren heen enorm geholpen. Vóór de jaren tachtig konden slecht voorspelde tropische cyclonen honderdduizenden mensen in kwetsbare samenlevingen doden. Nu kunnen met een verbeterde modelresolutie uitstekende voorspellingen voor de komende week worden gedaan (en de mogelijkheid om de voorspellingen te communiceren) en het komt zelden voor dat meer dan enkele tientallen mensen omkomen door extreem weer.
Klimaatmodellen met hoge resolutie zullen miljarden investeringsdollars helpen inzetten om kwetsbare samenlevingen in staat te stellen veerkrachtig te worden tegen regionaal specifieke vormen van toekomstig extreem weer. Zonder deze informatie zouden regeringen grote hoeveelheden geld kunnen verspillen aan slechte aanpassing. Wetenschappers uit het mondiale zuiden al klagen dat ze geen bruikbare informatie uit hedendaagse modellen hebben om weloverwogen beslissingen te nemen.
Anderen zeggen dat er verschillende modellen nodig zijn, zodat we vertrouwen kunnen hebben in hun voorspellingen als ze het allemaal eens zijn. De huidige generatie klimaatmodellen is echter helemaal niet divers. Ze gaan er allemaal van uit dat cruciale klimaatprocessen op sub-gridniveau, zoals diepe convectie, stroming over orografie en oceaanvermenging door draaikolken op mesoschaal, kunnen worden geparametriseerd door eenvoudige formules. Deze veronderstelling is onjuist en is de oorsprong van veel voorkomende systematische fouten in hedendaagse modellen. Het is beter om de modelonzekerheid met meer weer te geven wetenschappelijk verantwoorde methodologieën.
Er zou echter een verschuiving aan de horizon kunnen zijn. Vorig jaar werd in Berlijn een top over klimaatmodellen gehouden om het internationale project een vliegende start te geven Aardevisualisatiemotoren (VOORAVOND). Het is niet alleen bedoeld om modellen met hoge resolutie te creëren, maar ook om de samenwerking tussen wetenschappers uit het noorden en het zuiden van de wereld te bevorderen om samen te werken om nauwkeurige, betrouwbare en bruikbare klimaatinformatie te verkrijgen.
Het is de bedoeling dat EVE, net als de EMBL, zal bestaan uit een reeks sterk onderling verbonden knooppunten, elk met speciale exaschaalcomputermogelijkheden, die de hele mondiale samenleving zullen bedienen. De financiering voor elk knooppunt – ongeveer 300 miljoen dollar per jaar – is klein vergeleken met de biljoenen dollars aan verlies en schade die de klimaatverandering zal veroorzaken.
Hopelijk zal EVE of iets dergelijks over nog eens dertien jaar de betrouwbare klimaatvoorspellingen produceren die samenlevingen over de hele wereld nu zo hard nodig hebben. Als dat niet het geval is, vrees ik dat het te laat zal zijn.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://physicsworld.com/a/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change/
