We hebben een internationaal centrum voor klimaatmodellering nodig

We hebben een internationaal centrum voor klimaatmodellering nodig
4.4 (87.62%) 21 votes


Het klimaat op aarde verandert en we moeten beslissen wat we eraan doen. Bestaande klimaatmodellen voorspellen allemaal verdere opwarming, maar voor zover we nu weten, kan deze trend variëren van bescheiden en beheersbaar tot een existentiële bedreiging. Gezien deze grote onzekerheid is het moeilijk overeenstemming te bereiken over een koers. Daarom stellen we de oprichting voor van een internationaal initiatief voor klimaatmodellen met een hoge resolutie met als doel betrouwbaardere langetermijnvoorspellingen te doen.

Om te begrijpen of klimaatverandering catastrofaal zal zijn voor de mensheid of slechts een ongemak vereist dat de gemeenschap een veel meer op samenwerking gebaseerde benadering van de ontwikkeling van klimaatmodellen hanteert dan nu het geval is. Simpel gezegd, we moeten zo nauwkeurig mogelijk voorspellingen doen en kunnen het samen beter doen dan alleen. Op deze manier kunnen we ons laten inspireren door andere grootschalige wetenschappelijke projecten.

Neem bijvoorbeeld de Large Hadron Collider bij CERN. Hoewel strikt genomen een Europese instelling, is CERN in de praktijk een zeer internationale samenwerking. Het stelt deeltjesfysici in staat om samen te doen wat geen enkele natie alleen kan (of wil) doen. Of denk aan de, algemeen erkende als het produceren van de meest bekwame modellen ter wereld – nog een buitengewoon succesvol voorbeeld van samenwerking op internationaal niveau. Klimaatwetenschap heeft ook een internationaal centrum nodig – niet om nationale initiatieven te vervangen, maar om middelen te bundelen, zowel menselijk als financieel.

Momenteel is het grootste obstakel voor het maken van nauwkeurigere klimaatvoorspellingen een beperkt rekenvermogen. We kennen de vergelijkingen die het klimaat op aarde bepalen en begrijpen de relevante fysieke en biologische processen waaraan ze koppelen. We kunnen deze vergelijkingen echter niet voldoende nauwkeurig oplossen op de momenteel beschikbare supercomputers.

Het relatief kleine bereik van schalen dat kan worden weergegeven in bestaande klimaatmodellen betekent dat ze niet in staat zijn om veel basisprocessen uit eerste principes te simuleren. In plaats daarvan worden dergelijke processen weergegeven door relatief eenvoudige formules, bekend als parametrisaties. Deze parameterinstellingen missen vaak een sterke empirische of theoretische basis en zijn een bron van grote systematische fouten in onze klimaatmodellen. In hoeveelheden zoals temperatuur, regenval en wind zijn dergelijke fouten meestal zo groot of groter dan de signalen voor klimaatverandering die we willen voorspellen.

Deze fouten beperken ook ons ​​vermogen om waardevolle informatie te extraheren uit de enorme datasets die zijn verkregen door de internationale vloot van satellieten.

Als we de resolutie van modellen kunnen verhogen tot ongeveer 1 kilometer (0,6 mijl), kunnen we de parametrisaties vermijden die de grootste obstakels zijn voor het maken van meer nauwkeurige voorspellingen: stormsystemen in de tropen, de invloed van bergen op de wolkenvorming en wind, en het effect van wervelingen op grootschalige oceaancirculatie. Door de natuurwetten te gebruiken in plaats van parametrisaties om deze processen te beschrijven, kunnen we systematische fouten aanzienlijk verminderen. Resolutie is ook van cruciaal belang om details van landoppervlakken, zee-ijs en ijskappen op te nemen om de complexe feedbacks die door deze structuren worden veroorzaakt beter te herstellen, om observaties beter te assimileren en om effecten te beoordelen.

Dit is een ambitieus onderzoeksprogramma, onmogelijk uit te voeren zonder een significante toename van rekenkracht, gegevensverwerking en gegevensopslagmogelijkheden. Om succesvol te zijn, moet een internationaal klimaatcentrum echter meer zijn dan speciale hardware; het moet wetenschappers en technologen samenbrengen met een gevoel van doelgerichtheid.

De klimaatwetenschappelijke gemeenschap heeft nog veel te winnen bij de implementatie van moderne technieken voor softwareontwikkeling en het verkennen van nieuwe computertechnologieën. Zelfs in modellen met een zeer hoge resolutie blijven er nog enkele parametrisaties over (bijvoorbeeld voor cloud-microfysische of landoppervlakprocessen) en deze kunnen verder worden verbeterd, misschien met behulp van stochastische schema's en meer gegevensgestuurde methoden met behulp van kunstmatige intelligentie.

Naast het feit dat het efficiënter is, is een bijkomend voordeel van stochastische benaderingen dat onzekerheid in voorspellingen direct en systematisch kan worden beoordeeld, niet post hoc zoals momenteel de mode is. Vooral op regionale schaal zal dit leiden tot veel scherpere en meer geloofwaardige schattingen van het toekomstige klimaat.

Alle door het centrum geproduceerde gegevens en software zouden voor iedereen beschikbaar zijn, ook voor het publiek. Maar beschikbaar betekent op zichzelf niet dat deze informatie gemakkelijk te begrijpen zou zijn voor niet-experts. Om deze reden zal een belangrijke taak van het centrum zijn om de vooruitgang in informatietechnologie te benutten om iedereen in staat te stellen simulatiesystemen te analyseren en te gebruiken om veranderingen in toekomstig weer te projecteren.

Stel je voor stadsplanners, of zelfs burgers, die zelf de implicaties onderzoeken van de toenemende uitstoot van broeikasgassen en lokale aanpassingsmaatregelen om te anticiperen op de effecten van de hittegolven die je vanaf nu een halve eeuw zou verwachten. Dit is informatie die iedereen, vooral beleidsmakers en wetenschapsschrijvers, binnen handbereik moet hebben.

De kosten voor zo'n internationaal klimaatcentrum zijn ongeveer $ 1 miljard VS, gespreid over 10 jaar. Dit is minder dan 1 procent van de kosten van natuurrampen die zich voordoen in een bepaald jaar, waarvan een toenemend deel klimaatgerelateerd is. De investering verbleekt nog verder in vergelijking met de honderden triljoenen dollars die onze landen de komende decennia zullen moeten besteden aan maatregelen om de klimaatverandering te verzachten en aan te passen. De hier voorgestelde hoge-resolutieberekeningen zouden essentiële informatie opleveren om deze veel grotere investeringen slim te sturen. Het zou goed besteed geld zijn.

We hebben een voor een internationaal klimaatcentrum uitgewerkt als onderdeel van het initiatief, dat zowel klimaatwetenschap als geofysica omvat. Ontwikkeld in samenwerking met 18 Europese instellingen en ondersteund door 130 aantekeningen van instellingen over de hele wereld, dreigt dit belangrijke initiatief te worden opgegeven wegens gebrek aan financiële steun.

Wij zijn ervan overtuigd dat we het onderzoek nodig hebben dat in het internationale klimaatcentrum kan worden uitgevoerd om weloverwogen beleidsbeslissingen te nemen en om niet blindelings en onvoorbereid naar een opwarmende wereld te strompelen. Onze toekomst hangt af van ons inzicht in de gevolgen van onze acties. Daarom roepen we geïnteresseerde partijen op om ons voorstel aan te tekenen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *