ทิม พาลเมอร์ กล่าวว่าเราต้องรวบรวมทรัพยากรของเราเพื่อสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มีความละเอียดสูงซึ่งสังคมสามารถใช้ได้ ก่อนที่จะสายเกินไป
เมื่อปีที่แล้วมันเป็นสกอร์เชอร์ อุณหภูมิพื้นดินและน้ำทะเลสูงขึ้นถึง 0.2 °C ทุกเดือนในช่วงครึ่งหลังของปี 2023 โดยความผิดปกติที่อบอุ่นเหล่านี้ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปี 2024 เรารู้ว่าโลกกำลังร้อนขึ้น แต่ไม่ได้คาดการณ์การเพิ่มขึ้นของความร้อนอย่างกะทันหัน ดังที่ Gavin Schmidt นักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศของ NASA เขียนไว้ in ธรรมชาติ เมื่อเร็ว ๆ นี้: “เป็นเรื่องน่าถ่อมตัวและน่ากังวลเล็กน้อยที่ต้องยอมรับว่าไม่มีปีใดที่ทำให้ความสามารถในการคาดการณ์ของนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศสับสนมากไปกว่าปี 2023”
ดังที่ชมิดต์อธิบายต่อไป มนต์สะกดแห่งความอบอุ่นที่ทำลายสถิติถูกมองว่า "ไม่น่าเป็นไปได้" แม้ว่าปี 2023 จะเป็นปีเอลนีโญก็ตาม ซึ่งน้ำทะเลที่ค่อนข้างเย็นในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนกลางและตะวันออกจะถูกแทนที่ด้วยน้ำอุ่นกว่า ปัญหาคือปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างการพาความร้อนลึกในบรรยากาศและโหมดเส้นศูนย์สูตรของความแปรปรวนของมหาสมุทรซึ่งอยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์เอลนีโญนั้นได้รับการแก้ไขได้ไม่ดีในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศทั่วไป
เราไม่สามารถจำลองปรากฏการณ์เอลนีโญได้อย่างเหมาะสมกับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน (เจ. ภูมิอากาศ 10.1175/JCLI-D-21-0648.1) เป็นอาการของปัญหาที่ใหญ่กว่ามาก ในปี 2011 ฉันแย้งว่าแบบจำลองสภาพภูมิอากาศร่วมสมัยไม่ดีพอที่จะจำลองธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศสุดขั้ว เช่น ความแห้งแล้ง คลื่นความร้อน และน้ำท่วม (ดู “CERN สำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” มีนาคม 2011 หน้า 13) ด้วยระยะห่างระหว่างจุดกริดโดยทั่วไปประมาณ 100 กม. โมเดลเหล่านี้จึงให้การมองเห็นสภาพอากาศในอนาคตที่เบลอและบิดเบี้ยว สำหรับตัวแปรต่างๆ เช่น ปริมาณน้ำฝน เกิดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ ที่เกี่ยวข้องกับความละเอียดเชิงพื้นที่ต่ำดังกล่าวได้แก่ ใหญ่กว่าสัญญาณการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่แบบจำลองพยายามคาดการณ์
แบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่เชื่อถือได้ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้สังคมสามารถปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ประเมินความเร่งด่วนของการบรรลุเป้าหมายสุทธิเป็นศูนย์ หรือใช้โซลูชันวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์หากสิ่งต่างๆ แย่ลงจริงๆ แต่จะปรับตัวได้อย่างไรถ้าเราไม่รู้ว่าภัยแล้ง คลื่นความร้อน พายุ หรือน้ำท่วมทำให้เกิดภัยคุกคามที่ใหญ่กว่านี้หรือไม่ เราจะประเมินความเร่งด่วนของศูนย์สุทธิได้อย่างไร หากแบบจำลองไม่สามารถจำลองจุด "ให้ทิป" ได้ จะเป็นไปได้อย่างไรที่จะตกลงเกี่ยวกับโซลูชันวิศวกรรมภูมิศาสตร์ที่มีศักยภาพ หากไม่สามารถประเมินได้อย่างน่าเชื่อถือว่าการพ่นละอองลอยในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จะทำให้มรสุมอ่อนลงหรือลดปริมาณความชื้นไปยังป่าฝนเขตร้อนหรือไม่ ผู้สร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจะต้องให้ความสำคัญกับประเด็นความไม่เพียงพอของแบบจำลองอย่างจริงจังมากขึ้น หากต้องการให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์แก่สังคมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ฉันสรุปในปี 2011 ว่าเราจำเป็นต้องพัฒนาแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่ประมาณ 1 กม. (ด้วยความละเอียดทางโลกที่เข้ากันได้) และวิธีเดียวที่จะบรรลุเป้าหมายนี้คือการรวบรวมทรัพยากรมนุษย์และคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างสถาบันสหพันธรัฐระดับนานาชาติหนึ่งแห่งขึ้นไป กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราต้องการ "CERN เพื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ" ซึ่งเป็นความพยายามที่ได้รับแรงบันดาลใจจากศูนย์ฟิสิกส์อนุภาคใกล้กรุงเจนีวา ซึ่งกลายเป็นสัญลักษณ์ของความร่วมมือและความก้าวหน้าระดับนานาชาติ
นั่นคือเมื่อ 13 ปีที่แล้ว และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ธรรมชาติก็ได้พูดด้วยความแค้น เราได้เห็นคลื่นความร้อน พายุ และน้ำท่วมอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน World Economic Forum จัดอันดับ "สภาพอากาศสุดขั้ว" เป็นเหตุการณ์ระดับโลกที่เป็นไปได้มากที่สุด เพื่อก่อให้เกิดวิกฤติเศรษฐกิจในปีต่อๆ ไป ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศผู้โด่งดัง Michael Mann เด่น ในปี 2021 หลังจากเกิดน้ำท่วมครั้งใหญ่ในยุโรปเหนือ: “สัญญาณการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเกิดขึ้นจากเสียงรบกวนเร็วกว่าที่แบบจำลองคาดการณ์ไว้” มุมมองนั้นได้รับการสนับสนุนจากก บันทึกย่อ จากราชสมาคมเพื่อการประชุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ COP26 ซึ่งจัดขึ้นที่เมืองกลาสโกว์ในปี 2021 ซึ่งระบุว่าการไม่สามารถจำลองกระบวนการทางกายภาพอย่างละเอียดได้ทำให้เกิด “ความไม่แน่นอนที่สำคัญที่สุดในสภาพอากาศในอนาคต โดยเฉพาะในระดับภูมิภาคและท้องถิ่น”
แต่การปรับปรุงการสร้างแบบจำลองยังไม่สามารถทันกับธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงไปของความสุดขั้วในโลกแห่งความเป็นจริงเหล่านี้ แม้ว่าศูนย์การสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศระดับชาติหลายแห่งได้เริ่มทำงานกับแบบจำลองที่มีความละเอียดสูงในที่สุด แต่แนวโน้มในปัจจุบันจะต้องใช้เวลาจนถึงครึ่งหลังของศตวรรษจึงจะบรรลุความละเอียดระดับกิโลเมตร การดำเนินการนี้จะสายเกินไปที่จะเป็นประโยชน์ในการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ดูรูปด้านล่าง) และจำเป็นต้องมีความเร่งด่วนมากกว่าที่เคย
สภาพภูมิอากาศ EVE
การรวมทรัพยากรมนุษย์และคอมพิวเตอร์ในระดับสากลเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดูเหมือนชัดเจน ในการทบทวนวิทยาศาสตร์ของสหราชอาณาจักรในปี 2023 Paul Nurse ผู้ได้รับรางวัลโนเบล แสดงความคิดเห็น “มีพื้นที่การวิจัยที่มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ระดับโลกซึ่งสามารถพิจารณาสถาบันที่ได้รับทุนสนับสนุนจากหลายประเทศหรือโครงสร้างพื้นฐานการวิจัยระดับนานาชาติได้ ตัวอย่างที่ชัดเจนคือสถาบันด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สร้างขึ้นจากแบบจำลอง EMBL (ห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลยุโรป)” เขากล่าวเสริมว่า “สถาบันดังกล่าวเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับความร่วมมือข้ามชาติ และก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากไม่เพียงแต่ในระดับสากลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประเทศเจ้าภาพด้วย”
แล้วทำไมถึงไม่เกิดขึ้นล่ะ? บางคนบอกว่าเราไม่ต้องการวิทยาศาสตร์อีกต่อไป แต่ต้องใช้เงินช่วยเหลือผู้ที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแทน นั่นเป็นเรื่องจริง แต่โมเดลคอมพิวเตอร์ได้ช่วยเหลือสังคมกลุ่มเปราะบางอย่างหนาแน่นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ก่อนทศวรรษ 1980 พายุหมุนเขตร้อนที่คาดการณ์ไว้ไม่ดีอาจคร่าชีวิตผู้คนหลายแสนคนในสังคมที่เปราะบาง ขณะนี้ ด้วยความละเอียดของแบบจำลองที่ได้รับการปรับปรุง ทำให้สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าสัปดาห์หน้าได้อย่างดีเยี่ยม (และความสามารถในการสื่อสารการคาดการณ์) ได้ และเป็นเรื่องยากที่จะมีผู้คนมากกว่าสองสามสิบคนที่จะเสียชีวิตจากสภาพอากาศที่รุนแรง
แบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มีความละเอียดสูงจะช่วยกำหนดเป้าหมายการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อให้สังคมที่เปราะบางสามารถต้านทานสภาพอากาศสุดขั้วในอนาคตประเภทเฉพาะเจาะจงในระดับภูมิภาคได้ หากไม่มีข้อมูลนี้ รัฐบาลอาจใช้เงินจำนวนมหาศาลไปกับการปรับตัวที่ไม่เหมาะสม แท้จริงแล้วนักวิทยาศาสตร์จากซีกโลกใต้อยู่แล้ว บ่น พวกเขาไม่มีข้อมูลที่นำไปปฏิบัติได้จากโมเดลร่วมสมัยเพื่อใช้ในการตัดสินใจอย่างมีข้อมูล
บางคนบอกว่าจำเป็นต้องมีแบบจำลองที่แตกต่างกัน เพื่อว่าเมื่อพวกเขาทั้งหมดเห็นด้วย เราก็สามารถมั่นใจในการทำนายของพวกเขาได้ อย่างไรก็ตาม แบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันไม่มีความหลากหลายเลย พวกเขาทั้งหมดสันนิษฐานว่ากระบวนการทางภูมิอากาศ sub-grid ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวด เช่น การพาความร้อนลึก การไหลเหนือออโรกราฟี และการผสมของมหาสมุทรโดยกระแสน้ำวนมีโซสเกล สามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้ด้วยสูตรง่ายๆ สมมติฐานนี้เป็นเท็จและเป็นที่มาของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบทั่วไปในแบบจำลองร่วมสมัย เป็นการดีกว่าที่จะแสดงความไม่แน่นอนของแบบจำลองให้มากขึ้น วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ดี.
อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงอาจเกิดขึ้นที่ขอบฟ้า เมื่อปีที่แล้ว การประชุมสุดยอดการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจัดขึ้นในกรุงเบอร์ลินเพื่อเริ่มต้นโครงการระดับนานาชาติ เครื่องยนต์สร้างภาพโลก (อีฟ). เป้าหมายไม่เพียงแต่สร้างแบบจำลองที่มีความละเอียดสูงเท่านั้น แต่ยังส่งเสริมความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์จากเหนือและใต้ทั่วโลกเพื่อทำงานร่วมกันเพื่อให้ได้ข้อมูลสภาพภูมิอากาศที่แม่นยำ เชื่อถือได้ และนำไปปฏิบัติได้
เช่นเดียวกับ EMBL มีการวางแผนว่า EVE จะประกอบด้วยชุดของโหนดที่มีการเชื่อมต่อระหว่างกันสูง โดยแต่ละโหนดมีความสามารถในการประมวลผลในระดับ Exascale โดยเฉพาะ เพื่อรองรับสังคมโลกทั้งหมด เงินทุนสำหรับแต่ละโหนด – ประมาณ 300 ล้านเหรียญสหรัฐต่อปี – ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับการสูญเสียและความเสียหายมูลค่าหลายล้านล้านเหรียญสหรัฐที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
หวังว่าในอีก 13 ปีข้างหน้า EVE หรืออะไรทำนองนี้จะสร้างการพยากรณ์สภาพภูมิอากาศที่เชื่อถือได้ ซึ่งสังคมทั่วโลกต้องการอย่างยิ่งในขณะนี้ ถ้าไม่เช่นนั้นฉันกลัวว่ามันจะสายเกินไป
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://physicsworld.com/a/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change/
