Ricercatori provenienti da istituzioni tra cui l’Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell’Energia hanno creato un nuovo metodo per l’analisi statistica clima modelli che proiettano le condizioni future con maggiore fedeltà.
Un nuovo metodo per analizzare i modelli climatici riunisce informazioni provenienti da varie linee di prova per rappresentare la sensibilità climatica della Terra. Credito immagine: Jason Smith, Oak Ridge National Laboratory, Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti
Il metodo fornisce un modo per adattarsi ai modelli con sensibilità alle alte temperature, un problema noto nella comunità. Assegnando pesi diversi ai modelli e combinandoli, i ricercatori stimano che la temperatura globale aumenterà tra 2 e 5 gradi Celsius entro la fine del secolo.
Questa proiezione, pubblicato in Comunicazioni sulla natura Terra e ambientesi allinea con le proiezioni precedenti, sebbene questo nuovo quadro sia più inclusivo, evitando il rifiuto dei modelli che era una pratica comune nei metodi precedenti.
“Non giudichiamo i modelli individualmente”, ha affermato Elias Massoud, ecoidrologo computazionale dell’ORNL. “Vediamo invece come possono essere messi insieme, utilizzando le informazioni combinate per ottenere proiezioni del futuro”.
Un parametro chiave per questi modelli – noto come sensibilità climatica all’equilibrio o ECS – descrive la relazione tra il cambiamento dell’anidride carbonica e il corrispondente riscaldamento. Sebbene il sistema Terra abbia un vero ECS, non è una quantità misurabile. Diverse linee di prova possono fornire un quadro plausibile del vero ECS della Terra, che può alleviare l’incertezza dei modelli di simulazione.
Tuttavia, molti modelli presuppongono un ECS elevato e prevedono temperature più elevate in risposta a una quantità maggiore di anidride carbonica atmosferica rispetto a quella presente nel sistema terrestre reale. Poiché questi modelli forniscono stime sulle condizioni future a scienziati e politici, è importante garantire che rappresentino le condizioni della Terra nel modo più fedele possibile.
I metodi precedenti mitigavano questo problema eliminando i modelli con un valore ECS elevato. “È stato un approccio pesante”, ha detto Massoud. “I modelli che sono stati scartati potrebbero contenere buone informazioni di cui abbiamo bisogno, soprattutto per comprendere gli estremi delle cose”.
“Abbiamo invece adottato uno strumento chiamato Bayesian Model Averaging, che è un modo per combinare modelli con influenza diversa quando si stima la loro distribuzione”, ha affermato Massoud. “Lo abbiamo utilizzato per vincolare l’ECS su questi modelli, il che ci ha permesso di prevedere le condizioni future senza il ‘problema del modello caldo’.”
Molti modelli provengono da codici simili o hanno gli stessi parametri, creando così preoccupazioni sull’indipendenza del modello. “Se due modelli sono dipendenti, allora forniscono le stesse informazioni”, ha detto Massoud. “Il nostro lavoro utilizza i risultati dei pesi per stimare quanta indipendenza mostra ciascuno e quindi tiene conto di ciò nella sua influenza, quindi le stesse informazioni non vengono conteggiate due volte.”
Questo nuovo metodo fornisce un quadro su come comprendere al meglio una raccolta di modelli climatici. I pesi del modello inclusi in questa ricerca hanno informato il Fifth National Climate Assessment, un rapporto pubblicato il 14 novembre che misura gli impatti del cambiamento climatico negli Stati Uniti.
Questo progetto sostiene anche la Earth System Grid Federation, una collaborazione internazionale guidata negli Stati Uniti dal DOE che gestisce e fornisce accesso a modelli climatici e dati osservati.
“Il nostro lavoro integra i dati del modello con i dati osservati per ottenere la migliore stima dello stato del sistema Terra”, ha affermato Massoud. “Ciò consente agli scienziati di fare proiezioni più accurate e precise su come la Terra e il clima stanno cambiando”.
L’UT-Battelle gestisce l’ORNL per l’Ufficio della Scienza del Dipartimento dell’Energia, il più grande sostenitore della ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti. L’Office of Science sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più urgenti del nostro tempo. Per maggiori informazioni per favore visita Energy.gov/science.
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