beragampengetahuan: Laboratorium Ilmu Iklim – Beragampengetahuan

Ada kebutuhan untuk menjadikan ilmu pengetahuan iklim lebih tangkas dan responsif. Dan itu berarti berpindah (sebagian) dari penelitian ke operasi.

Pembaca di sini akan mengetahui bahwa komunitas ilmu iklim mengalami kesulitan dalam menjelaskan secara kuantitatif apa yang terjadi pada iklim selama beberapa dekade terakhir. Dengan cara yang sama Kami masih menggunakan skenario yang dirancang lebih dari satu dekade lalu. Dan ini belum diperbarui untuk memperhitungkan banyak perubahan yang terjadi sejak saat itu. Banyak orang telah menyadari masalah ini. Jadi ada banyak ide yang beredar untuk memperbaikinya.

Sebagai seseorang yang bekerja di salah satu kelompok pemodelan utama yang memberikan penilaian IPCC dan NCA dan yang modelnya memberikan perkiraan skala kecil yang digunakan dalam banyak pekerjaan ketahanan iklim, Saya bersemangat untuk mencoba memperbaiki masalah ini. Keadaan Untuk proyek CERESMIP (Schmidt dkk. 2023) Kami mengusulkan untuk memperbarui kumpulan data pemaksaan dan mereplikasi sebagian besar pekerjaan atribusi yang telah dilakukan sebelumnya untuk fokus secara khusus pada penjelasan tren selama periode CERES (2003 hingga sekarang).

Dan di New York Times minggu ini, Zeke Hausfather dan saya mempunyai opini yang menyatakan bahwa ilmu iklim secara lebih luas Dan khususnya proses CMIP memerlukan lebih banyak latihan. Dan ini bukan ide out-of-the-box yang hanya kita pikirkan saja. Misalnya, ada sebuah lokakarya bulan lalu di Inggris. Dimana diskusi mengenai masukan untuk simulasi CMIP putaran berikutnya (CMIP7 untuk yang dihitung) mencakup banyak diskusi tentang apa yang ‘berkelanjutan’. [footnote1] Mode memperluas dan memperbarui kumpulan data masukan terlihat seperti ini: (Dan tentu saja ada baiknya untuk membaca lebih lanjut untuk melihat beberapa pembahasannya.) Baru-baru ini, pihak lain berpendapat bahwa akan ada sejumlah lembaga baru yang akan mengoperasionalkan layanan iklim (Yakub dkk. 2023– Steven 2024–

Komentar kami berfokus pada satu aspek utama. Itu adalah pembaruan wajib pada file data. dan standarisasi simulasi perluasan sejarah oleh kelompok pemodelan. Hal ini menjadi isu penting. Hal ini sebagian disebabkan oleh kesulitan yang kita alami sebagai komunitas dalam menjelaskan anomali suhu terkini, dan sebagian lagi karena rasa frustrasi yang meluas terhadap situasi dan prakiraan cuaca yang diperbarui secara perlahan (misalnya. Ayah Rumah Tangga dan Peters (2021)– Kedua permasalahan ini bermula dari kesadaran bahwa perubahan iklim bukan lagi masalah jangka panjang. yang penilaiannya diperbarui setiap Satu dekade sudah cukup

Akhir dari sejarah

Sebagian besar upaya untuk memahami iklim masa lalu dan proyek iklim di masa depan didukung oleh program CMIP. Ini merupakan upaya kelompok pemodelan dari bawah ke atas yang terorganisir dan terkoordinasi Jenis data apa yang akan diekspor? dan bagaimana kita harus mendokumentasikan upaya ini. Sejak diperkenalkan pada awal tahun 1990an, prosesnya menjadi lebih kompleks. Ketika model menjadi lebih kompleks Dan masih banyak pertanyaan berguna yang dapat ditanyakan tentang model ini secara lebih luas. dimana awalnya hanya ada satu parameter masukan (CO₂ konsentrasi) dimana koordinasi diperlukan Masukan tersebut kini telah diperluas untuk mencakup banyak faktor pendorong yang terkait dengan gas rumah kaca lainnya. polusi udara Perubahan permukaan tanah, ozon, matahari, gunung berapi, irigasi, air lelehan, dll.

Sejak CMIP3, salah satu rangkaian eksperimen utama adalah simulasi. ‘Historis’ (dan variasi pada tema tersebut) Kumpulan data ini adalah yang paling banyak diunduh dan digunakan oleh ribuan peneliti untuk mengevaluasi model selama periode instrumental (dimulai pada tahun 1850an), namun ‘historis’ Kapan berakhirnya? [footnote2]

dalam pekerjaan pemodelan ‘Histori’ berhenti selama beberapa tahun sebelum simulasi harus mulai mempengaruhi laporan IPCC, jadi untuk laporan tahun 2007, simulasi CMIP3 dijalankan sekitar tahun 2003, dan histori berhenti pada akhir tahun 2000. Untuk CMIP5, histori terhenti. Saat itu tahun 2005 , dan untuk CMIP6 (rollback terakhir) berhenti pada tahun 2014. Anda akan melihat bahwa ini terjadi satu dekade yang lalu.

memaksakan masalah tersebut

Tergantung pada kekuatan spesifiknya Pengamatan yang masuk ke kumpulan data paksa tersedia dengan latensi berbeda. Misalnya, suhu permukaan laut pada dasarnya dapat dilihat secara real time. Radiasi matahari terjadi setelah beberapa hari. gas rumah kaca dalam beberapa minggu, dll. Namun, emisi aerosol tidak diamati secara langsung. Namun perkiraan tersebut didasarkan pada data ekonomi yang seringkali tidak dirilis selama berbulan-bulan. Tindakan penegakan hukum lainnya mencakup data irigasi atau perubahan penggunaan lahan lainnya. Diperlukan waktu bertahun-tahun untuk memproses dan memperbaruinya. Dalam praktiknya, kendala utama adalah memperkirakan perkiraan emisi gas rumah kaca jangka pendek akibat perubahan iklim. (gas reaktif, aerosol, dll.) Hal ini mencakup hal-hal seperti emisi gas rumah kaca dari transportasi laut. Perubahan penegakan latensi panjang lainnya Diperkirakan tidak akan memberikan dampak nyata pada skala waktu tahunan atau sub-dekade.

Satu masalah abadi juga perlu diperhatikan. Sepanjang kurang lebih 170 tahun catatan sejarah Hampir tidak ada kumpulan data yang konsisten. Saat alat ditingkatkan Cakupan yang lebih baik Dan ketika rekaman satelit mulai digunakan, keakuratan, variabilitas, dan biasnya berubah seiring waktu. Hal ini dapat diperbaiki sebagian. Namun untuk beberapa model, seperti transisi dari rata-rata satu dekade pembakaran biomassa historis ke data yang bervariasi setiap bulannya dalam beberapa tahun terakhir, Hal ini menghasilkan dampak yang sangat meningkat. (Karena respon model sangat non-linier) Fasallo dkk–

Hal ini sebagian merupakan respons terhadap ketidakkonsistenan dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, banyak dari gaya ini yang disimulasikan secara parsial. Misalnya, radiasi matahari diukur secara langsung hanya setelah tahun 1979, dan sebelum itu harus disimpulkan dari data proksi seperti aktivitas bintik matahari. Jadi kumpulan data wajib tidak hanya perlu diperluas dengan data baru seiring berjalannya waktu. Namun mereka juga sering merevisi perkiraan masa lalu berdasarkan perubahan pada perkiraan data asli atau pembaruan dalam pemodelan. Seringkali grup melakukan ekstensi dan pembaruan pada saat yang bersamaan. Artinya dataset tersebut tidak diskontinu dengan data yang digunakan pada simulasi terakhir. Hal ini membuat sulit untuk berkembang tanpa kembali ke awal.

Seberapa jauh jaraknya?

Satu hal yang menjadi jelas bagi saya dalam beberapa bulan terakhir. Hal yang penting (dan ini berlaku bagi banyak komunitas CMIP) adalah seberapa jauh penerapan CMIP terhadap data yang dilakukan secara luas melampaui tujuan awalnya. Ternyata menciptakan sintesis yang konsisten mengenai pemicu iklim jangka panjang adalah kegiatan yang bermanfaat. Misalnya, baik analisis ulang ECMWF (ERA5) maupun upaya MERRA2 menggunakan pemaksaan energi sinar matahari dari CMIP5 sejak tahun 2008 Namun data ini hanyalah prediksi yang dibuat sekitar tahun 2004, dan kini sekitar separuh siklus matahari tidak sesuai dengan dunia nyata. Dengan cara yang sama Bidang aerosol dalam Sistem Prakiraan Desimal UKMO didasarkan pada simulasi dari tahun 2016 dan diasumsikan konstan di masa mendatang. Memperbarui data historis dan perkiraan yang konsisten mungkin merupakan kunci untuk mengurangi kesalahan perkiraan di luar periode waktu submusim.

Apa yang bisa dilakukan?

Seperti yang kami sampaikan di artikel komentar, dan karena (menurut saya) sudah disepakati sebagai tujuan pada workshop terakhir. Oleh karena itu, penilaian urutan nol dari data tahun lalu dapat diterima pada bulan Juli tahun depan. Dengan kata lain, kita akan menerima data tambahan tahun 2024 pada bulan Juli 2025, yang cukup untuk membuat model yang dapat ditambahkan dengan cepat tahun ke klaster historis dan simulasi pemaksaan/klaster tunggal yang kami gunakan untuk studi atribusi dan hal ini harus dianalisis tepat waktu untuk Laporan Status Iklim WMO, yang diterbitkan setiap bulan November.

Selain itu, ekstensi ini dapat digunakan untuk memulai prakiraan jangka pendek (misalnya mencakup 5 tahun ke depan). Ekstensi ini juga dapat digunakan untuk prakiraan tingkat desimal awal yang dimulai pada bulan November. Analisis ulang juga dapat menggunakan perkiraan jangka pendek ini untuk memungkinkan pembaruan pada bidang wajib dan membantu menjadikan upaya tersebut lebih realistis.

Tentu saja, tugas besarnya saat ini adalah memperbarui dan memperluas data historis dari tahun 2014 hingga setidaknya tahun 2022, atau lebih baik lagi tahun 2023, dan hal tersebut harus segera dilakukan (versi awal akan segera diselesaikan pada tahun baru) dan dengan saluran pipa yang ditingkatkan ini Oleh karena itu, akan lebih mudah untuk membangun konsensus untuk memperluas cakupannya setiap tahun.

Hal ini memerlukan komitmen yang konsisten dari kelompok pemodelan iklim untuk memperkuat, memproses, dan mengunggah data secara tepat waktu. Namun ini adalah pertanyaan yang relatif kecil dibandingkan dengan apa yang umumnya mereka lakukan untuk CMIP secara keseluruhan.

Seperti yang dikatakan John Kennedy baru-baru ini, kita harus beralih dari gagasan dokumen ke sarana memperbarui pengetahuan. Hilang sudah memikirkan sistem operasi yang diperbarui secara otomatis (sebanyak mungkin) dan tersedia untuk analisis berkelanjutan. Saat ini kita sudah familiar dengan suhu permukaan dan aliran sungai, namun hal ini perlu disebarluaskan. Hal ini akan membuat pengidentifikasian sumber anomali seperti yang kita alami pada tahun 2023/2024 menjadi lebih mudah dan akan lebih cepat mengungkap apakah ada sesuatu yang hilang dalam model kita.

catatan

[footnote1] Untuk beberapa alasan, istilah “operasional” membingungkan beberapa manajer program dan lembaga. Saya pikir ini ada hubungannya dengan gagasan bahwa melakukan sesuatu secara operasional dipandang sebagai komitmen terbuka yang mengurangi otonomi masa depan dalam mengalokasikan modal. Namun, kami terus-menerus disarankan agar Pekerjaan bersifat R2O (‘penelitian dalam operasi’) tetapi secara umum Dikatakannya ini merupakan transfer terhadap program operasional yang sudah ada. Alih-alih membuat program baru, program ini bersifat ‘berkelanjutan’.

[footnote2] Tidak pada tahun 1992, meskipun ada kepercayaan populer pada saat itu.

merujuk

1. GA Schmidt, T. Andrews, SE Bauer, PJ Durack, NG Loeb, V. Ramaswamy, NP Arnold, MG Bosilovich, J. Cole, LW Horowitz, GC Johnson, JM Lyman, B. Medeiros, T. Michibata, D. Olonscheck , D. Paynter, SP Rakuraman, M. Schulz, D. Takasuka, V. Tallapragada, P.C. Taylor, dan T. Ziehn, “CERESMIP: Protokol pemodelan iklim untuk menyelidiki tren terkini dalam asimetri energi global”, Perbatasan dalam iklimJilid 5 November 2023

2. C. Jakob, A. Gettelman, dan A. Pitman, “Kebutuhan operasi pemodelan iklim”, perubahan iklim alamiJilid 13, halaman 1158-1160, 2023.

3. B. Stevens, “Pandangan tentang Masa Depan CMIP”, kemajuan AGUJilid 5 November 2024

4. Z. Hausfather dan G.P. Peters “RCP8.5 adalah masalah emisi gas rumah kaca jangka pendek”, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan NasionalJilid 117, halaman 27791-27792, 2020.

5. JT Fasullo, J. Lamarque, C. Hannay, N. Rosenbloom, S. Tilmes, P. DeRepentigny, A. Jahn, dan C. Deser, “Pemanasan global akhir yang menipu dalam sejarah CESM2 yang didorong oleh emisi gas rumah kaca,” Kaca dari resep pembakaran biomassa”, Surat Penelitian GeofisikaJilid 49 September 2022.