Naukowcy sprawdzili wiarygodność modeli klimatycznych na przestrzeni ostatnich 50 lat

[KopalniaWiedzy.pl 191]

Modele klimatyczne to użyteczne narzędzie do lepszego zrozumienia i prognozowania przyszłych zmian klimatu. Klimatolodzy używają ich od początku lat 70., zatem minęło już wystarczająco dużo czasu, by dokonać retrospektywnego porównania i przekonać się, czy sprawdziły się prognozy, jakie przy użyciu modeli były tworzone przed dziesiątkami lat. W Geophysical Research Letters ukazał się właśnie artykuł, w którym Zeke Hausfather z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz jego koledzy z MIT i NASA opisują wyniki swoich badań nad skutecznością modeli klimatycznych.

Dwa główne czynniki decydujące o prawidłowym bądź nie działaniu modeli klimatycznych to stopień naszego zrozumienia fizyki klimatu oraz umiejętność prognozowania przyszłej emisji CO₂. Nawet najlepszy model komputerowy nie przewidzi prawidłowo rozwoju sytuacji, jeśli dostarczymy mu niewłaściwych danych o przyszłej emisji gazów cieplarnianych, a z drugiej strony jeśli będziemy korzystali z modelu, w którym zaimplementowano błędne mechanizmy dotyczące zjawisk fizycznych, to nawet dokładnie przewidzenie poziomu emisji nie pozwoli na uzyskanie właściwych wyników.

Hausfather i jego zespół wzięli pod lupę 17 prognoz klimatycznych, wykonanych za pomocą 14 modeli, które powstały pomiędzy rokiem 1970 a 2001. Zarysowywane przez nie scenariusze porównano z rzeczywistym rozwojem sytuacji do roku 2017.

Okazało się, że większość modeli prawidłowo przewidywała przyszły wzrost średniej temperatury na Ziemi. Z 17 prognoz w przypadku 10 nie zauważono statystycznej różnicy pomiędzy prognozami a rzeczywistym rozwojem sytuacji. Gorzej wypadła część modeli, które powstały przed rokiem 1990. Siedem starszych prognoz błędnie przewidziało rozwój sytuacji przewidując większe lub mniejsze ocieplenie niż było w rzeczywistości, a błędy sięgały nawet 0,1 stopnia Celsjusza. Bliższa analiza wykazała, że w przypadku 5 tych prognoz błąd nie tkwił w samych modelach, a w przewidywaniach naukowców dotyczących poziomu wymuszeń klimatycznych. Wymuszenia klimatyczne, to wpływające na klimat zjawiska pochodzące z zewnątrz systemu limatycznego (atmosfery, hydrosfery, kriosfery i biosfery). Należą do nich np. zmiany aktywności Słońca, orbity Ziemi, zapylenia atmosfery itp.

Na przykład model z 1988 roku stworzony w NASA przez grupę Jamesa Hansena przewidywał, że jeśli zanieczyszczenie powietrza będzie będzie postępowało tak, jak w czasie tworzenia prognozy, to obecnie średnia temperatura na Ziemi będzie o 0,3 stopnia wyższa, niż jest w rzeczywistości. Hausfather i jego zespół odkryli, że przyczyną błędu nie jest samo działanie modelu, ale fakt, że naukowcy nieprawidłowo przewidzieli przyszły poziom zanieczyszczenia. Na przykład przeszacowali emisję metanu, a nie przewidzieli gwałtownego spadku emisji freonów, do jakiego doszło po wejściu w życie Protokołu Montrealskiego.

Gdy do modeli, za pomocą których stworzono wspomnianych 7 błędnych prognoz wprowadzono prawidłowe dane dotyczące zanieczyszczenia atmosfery, okazało się, że 5 z nich pokazuje prawidłowe dane, zatem błędy tkwią w 2 z 17 prognoz.

Naukowcy zauważyli dwie istotne rzeczy. Po pierwsze zaskoczyła ich jakość najstarszych modeli klimatycznych, które nadspodziewanie dobrze poradziły sobie z prognozami. Po drugie zaś, stwierdzili, że nowsze modele są doskonalsze.

Klimatolodzy wiedzą nie od dzisiaj, że ich modele działają, jednak każda ich weryfikacja jest pożądana. To miło wiedzieć, że opinia o modelach się potwierdza, skomentował specjalista od modelowania klimatu Piers Forster z brytyjskiego University of Leeds. Uczony zastrzegł przy tym, że nawet w najnowocześniejszych modelach klimatycznych istnieje pewien poziom niepewności, jednak wiemy na tyle dużo, że możemy ufać modelom.

« powrót do artykułu

[peceed 18]

To czego nie podano to fakt że wybrano 14 najlepszych modeli z około 10tyś. Więc ich zgodność może być tylko wynikiem przypadku a nie wynikiem jakości modelu fizycznego. Za 20 lat co najmniej kilka tych modeli będzie zweryfikowanych negatywnie.

 

[Przemek Kobel 65]

Sądząc po obrazku, to jeszcze kapkę powiększyć odchylenie i nowe modele w ogóle nie będą potrzebne - wszystkie odczyty i tak się zmieszczą w "marginesie" błędu.

[Mariusz Błoński 103]

A skąd informacja o istnieniu 10 000 różnych modeli?

[peceed 18]

Godzinę temu, Mariusz Błoński napisał:

A skąd informacja o istnieniu 10 000 różnych modeli?

Czytałem o tym kilka lat temu i taki był rząd wielkości. Na prawie 50 lat badań i ilość wpompowanych środków - nie jest to wielkość nieprawdopodobna. Ale niechby byłoby to tylko 100 modeli - wciąż mówimy o wyborze tych najlepszych pod kątem dopasowania do danych historycznych. Z czasem większość z nich przestanie się zgadzać, jak stało się to z resztą.

Jedyny realistyczny model klimatyczny to symulacja pogody w skali globalnej powtarzana tysiące razy, uwzględniająca dokładną fizykę atmosfery, lód i wodę. Każde inne podejście musi być mniejszą lub większą bajeczką, bo "omija" fizykę zjawiska i staje się prymitywną ekstrapolacją danych i założeń.
 

66k trafień w google scholar. Przy czym model nie musi być całkowicie nowym programem komputerowym, to jest program + tuning magicznych parametrów.

Edited December 5, 2019 by peceed

[Astro 47]

23 minuty temu, peceed napisał:

66k trafień w google scholar

Nie oznacza to ilości modeli rzędu 10⁴, bo

24 minuty temu, peceed napisał:

Jedyny realistyczny model klimatyczny to symulacja pogody w skali globalnej powtarzana tysiące razy, uwzględniająca dokładną fizykę atmosfery, lód i wodę.

tak właśnie jest, ale tych realistycznych jednak jest parę i o nich mowa (diabeł tkwi w szczegółach, programistach i przyjmowanych parametrach). Wróżby Wiedzącej Baby Jangi nie uwzględniamy jako modelu.

[Mariusz Błoński 103]

Tutaj są kryteria, według których wybrano do przeglądu te, a nie inne modele:

We conducted a literature search to identify papers published prior to the early-1990s that include climate model outputs containing both a time-series of projected future GMST (with a 146minimum of two points in time) and future forcings (including both a publication date and future projected atmospheric CO2concentrations, at a minimum). Eleven papers with fourteen distinct projections were identified that fit these criteria.

[Antylogik 5]

3 godziny temu, peceed napisał:

To czego nie podano to fakt że wybrano 14 najlepszych modeli z około 10tyś. Więc ich zgodność może być tylko wynikiem przypadku a nie wynikiem jakości modelu fizycznego.

I bardzo dobrze, że wybrano najlepsze modele, dlaczego mieliby wybierac słabe, robione przez domorosłych "fahofców"? Dobry model to logiczny i racjonalny model z odpowiednim poziomem szczegółowości, który nie bierze się z sufitu. Także spośród tych kilkunastu wybrańców można by wybrać te najbardziej prawdopodobne, najbardziej szczegółowe. O przypadku można byłoby mówić tylko wtedy, gdyby tworzono modele zupełnie arbitralnie na podstawie astrologii czy jakichś zabobonów.

[peceed 18]

Godzinę temu, Mariusz Błoński napisał:

Tutaj są kryteria, według których wybrano do przeglądu te, a nie inne modele:

 

Odwołuję co pisałem - jakie modelowanie komputerow :/

Przeczytałem sobie całą pracę - straszne gówno. Klasyczny przykład w którym praca pokazuje coś innego niż twierdzi że pokazuje :/

Ostrzeżeniem powinien być już format pliku w którym powstało owo dzieło.

Ale ważne że kolejny klimatyczny news poszedł...

[Antylogik 5]

Dopasowanie modeli do faktycznych obserwacji temperatury:

Pierwszy wykres przedstawia zmiany temperatury w czasie. Najlepszą średnią prognozę daje model Mitchella (między 1970 a 2000) oraz pierwszy model Hansena et al. (1981-2017).

 

[peceed 18]

19 godzin temu, Antylogik napisał:

Najlepszą średnią prognozę daje model Mitchella (między 1970 a 2000)

Jasne, z bajkowym ECS  2.37.

Jedyne czym są te ćwiczenia to zabawy w tworzenie rosnących rodzin krzywych i wybranie tej która najlepiej pasuje do danych.

22 godziny temu, Antylogik napisał:

Dobry model to logiczny i racjonalny model z odpowiednim poziomem szczegółowości, który nie bierze się z sufitu.

Można parametryzować krzywe na bardzo wiele sposobów, dobierając współczynniki. Wciąż jest to dosyć naiwna ekstrapolacja danych.

Dopiero gdy osiągnie się modelowanie klimatu przez symulowanie pogody, będzie można mówić o "fizycznym" modelu.

Z 5 lat temu wymyśliłem inne podejście - użycie istniejących zapisów pogodowych do oszacowania wpływu wzrostu temperatury pod wpływem CO2. Otóż dzielimy ziemię na małe komórki i w każdej z nich szacujemy jak zwiększenie CO2 zwiększa temperaturę, traktując inne czynniki jako stałe. Reguła przekory sprawia, że ignorowanie potencjalnych sprzężeń zwrotnych da nam górne ograniczenie na nierównowagową czułość klimatu, tzn. wszystkie nieuwzględnione różnice w zmianie dynamiki atmosfery (poziom pogody) statystycznie zmniejszają przyrost temperatury. W już mokrych komórkach przyrost CO2 nie dużego znaczenia, bo bazą od której należy badać przyrost jest istniejąca tak czy inaczej para w powietrzu. Dlatego jedynie suche komórki zaobserwują pełne dogrzanie. Z takiej analizy wychodzi, że nie ma możliwości uzyskania większej nierównowagowej czułości klimatycznej niż w suchym modelu, czyli około 1.3 stopnia, a dokładne obliczenia mogą tylko obniżyć tę wartość. Nazywanie zwiększenia CO2 w powietrzu wymuszeniem jest nadużyciem semantycznym niezgodnym z fizyką zjawisk. Zwiększenie CO2 nie zwiększy istotnie ilości pary wodnej, bo ta w pierwszym rzędzie zależy bezpośrednio od pogody i nasłonecznienia, a gdy już się pojawia to wpływ przyrostu CO2 na przyrost jej ilości szybko maleje będąc na wstępie i tak drugorzędowym efektem.

[Astro 47]

Godzinę temu, peceed napisał:

Jasne, z bajkowym ECS  2.37

Mógłby kolega wytłumaczyć w czym bajkowość takiej czułości klimatu? Mikołaj jakiś odwiedził, czy może Rudolf zahaczył czerwonym noskiem?

Godzinę temu, peceed napisał:

Jedyne czym są te ćwiczenia to zabawy w tworzenie rosnących rodzin krzywych i wybranie tej która najlepiej pasuje do danych.

Dokładnie. Nazywa się to nawet metodą naukową. Kolega proponuje ocenianie aparycji wiedzącej baby jangi w kontekście przewidywania zmian klimatycznych? Jeśli aparycycja i mi przypadnie do gustu, to kto wie...

Godzinę temu, peceed napisał:

Można parametryzować krzywe na bardzo wiele sposobów, dobierając współczynniki. Wciąż jest to dosyć naiwna ekstrapolacja danych.

Niekoniecznie. Model klimatyczny to sporo równań fizycznych, parametryzuje się wiele rzeczy (bo NIE WIEMY!), ale nie jest to zabawa w piaskownicy.

Godzinę temu, peceed napisał:

Dopiero gdy osiągnie się modelowanie klimatu przez symulowanie pogody, będzie można mówić o "fizycznym" modelu.

Tak właśnie dziś robimy; trochę superkomputerów przegrzewa się od tego. Wiesz zapewne, że zwyczajne prognozowanie pogody na dwa tygodnie jest zwykle o kant stołu. Wiesz dlaczego? Szukamy trendów jesli o klimat chodzi (w nieco dłuższej skali).

Godzinę temu, peceed napisał:

Z 5 lat temu wymyśliłem inne podejście - użycie istniejących zapisów pogodowych do oszacowania wpływu wzrostu temperatury pod wpływem CO2. Otóż dzielimy ziemię na małe komórki i w każdej z nich szacujemy jak zwiększenie CO2 zwiększa temperaturę, traktując inne czynniki jako stałe.

Pięknie, ale masz dość OBSERWACJI do rozpoczęcia tasku? Nie sądzę.

[Antylogik 5]

Gdyby ode mnie zależało, to takie osoby jak ta wyżej wycinałbym od razu z forum. Jedynym jej celem jest krytyka dla krytyki, pseudoracjonalny sceptycyzm do niczego nie prowadzący, posługująca się głównie erystyką. Dowodem na to jest chociażby fakt, że wg niej format .pdf (w którym został zapisany artykuł) powinien stanowić ostrzeżenie. Ale przed czym już nie napisze.

[Astro 47]

Całe szczęście, od ciebie nie zależy. Miłego dnia.

[3grosze 91]

52 minuty temu, Astro napisał:

Miłego dnia.

Tego nigdy za dużo , chociaż  jak to często bywa, przesyłka pomyliła adresata:

58 minut temu, Antylogik napisał:

Gdyby ode mnie zależało, to takie osoby jak ta wyżej wycinałbym od razu z forum. (…) Dowodem na to jest chociażby fakt, że wg niej format .pdf (w którym został zapisany artykuł)powinien stanowić ostrzeżenie.

 

W dniu 5.12.2019 o 18:58, peceed napisał:

Ostrzeżeniem powinien być już format pliku w którym powstało owo dzieło.

 

Edited December 6, 2019 by 3grosze

[peceed 18]

W dniu 6.12.2019 o 19:21, Astro napisał:

Mógłby kolega wytłumaczyć w czym bajkowość takiej czułości klimatu?

Jest za wysoka. Mój twardy limit to 2.0 ( z zastrzeżeniem że nie ma on charakteru uniwersalnego bo równowagowa czułość klimatu zmienia się wraz z... aktualnym klimatem).

W dniu 6.12.2019 o 19:26, Antylogik napisał:

Gdyby ode mnie zależało, to takie osoby jak ta wyżej wycinałbym od razu z forum.

Kolega się teraz użala nad sobą? Może Facebook jeszcze potrzebuje moderatorów...

W dniu 6.12.2019 o 19:21, Astro napisał:

Wiesz zapewne, że zwyczajne prognozowanie pogody na dwa tygodnie jest zwykle o kant stołu. Wiesz dlaczego? Szukamy trendów jesli o klimat chodzi (w nieco dłuższej skali).

To że symulacje pogodowe są chaotyczne akurat nie ma znaczenia gdy chcemy probabilistycznie wypróbkować możliwe scenariusze. Znacznie gorszym problemem jest niezupełność modeli, mogą istnieć mechanizmy które redukują wpływ CO2 do praktycznie zera i one nie są w żadnym wypadku wykluczone! Fiksacja na CO2 jest szkodliwa z naukowego punktu widzenia.

W dniu 6.12.2019 o 19:21, Astro napisał:

Nazywa się to nawet metodą naukową. Bo nie wiemy 

Uprawianie nauki sprowadzono do bezmyślnego kopiowania kilku tricków stosowanych kiedyś przez osoby wybitne, w nadziei że osiągnie się podobne rezultaty:/

Co do klimatologii jest ona bardzo szczególnym przykładem spatologizowanej nauki, której finansowanie nie zależy od jakości wyników tylko stopnia wzbudzanego strachu. Więc zgodnie z logiką najwięcej pary idzie właśnie w taką działalność.

A tymczasem poziom wody w interglacjałach bywał wiele metrów większy od obecnego przy znacznie niższym poziomie CO2.

W dniu 6.12.2019 o 19:26, Antylogik napisał:

Dowodem na to jest chociażby fakt, że wg niej format .pdf (w którym został zapisany artykuł) powinien stanowić ostrzeżenie. Ale przed czym już nie napisze.

Przed niekompetencją. I nie chodzi o pdf.

W dniu 6.12.2019 o 19:21, Astro napisał:

Pięknie, ale masz dość OBSERWACJI do rozpoczęcia tasku? Nie sądzę.

Ja się tym już nie zajmuję i nie zajmę z przyczyn zdrowotnych. Ale ilość dostępnych danych jak najbardziej wystarcza. To jest słabe upierać się, że nie jesteśmy w stanie policzyć prawidłowo wzrostu temperatury z powodu zwiększenia CO2 w skali tygodnia, a jednocześnie twierdzili że modele klimatyczne mają wartość. Natomiast wnioski o niemożliwości osiągnięcia większej czułości klimatycznej niż dla modelu suchego są jak najbardziej prawdziwe, bo wynikają z prostych ograniczeń fizycznych. Chodzi o to, że nie istnieje dodatnie silne sprzężenie zwrotne z powodu pary wodnej na skutek zwiększenia ilości CO2. Słabiej dotyczy to innych gazów cieplarnianych których widmo nie jest tak dobrze przykryte przez parę wodną. Woda ma kluczowe znaczenie w innym miejscu, przez formowanie lodu i zmianę albedo Ziemi.

W dniu 6.12.2019 o 19:21, Astro napisał:

Tak właśnie dziś robimy; trochę superkomputerów przegrzewa się od tego.

Te cudowne modele komputerowe są praktycznie bez wyjątku niestabilne numerycznie. Więc niezależnie od tego jak bardzo się przegrzewają, nie liczą tego co wydaje się, że liczą, ich twórcom. Oczywiście dalej można poprawiać parametry i uzyskiwać zgodność z danymi historycznymi, tylko fizyka w tym zanika.

[Astro 47]

22 godziny temu, peceed napisał:

Jest za wysoka. Mój twardy limit to 2.0

Szacun, ale doświadczenie podpowiada, że ten twardy niekoniecznie musi być twardy, a głębsze doświadczenie nawet sugeruje, że twardość bywa względna.

22 godziny temu, peceed napisał:

Znacznie gorszym problemem jest niezupełność modeli, mogą istnieć mechanizmy które redukują wpływ CO2 do praktycznie zera i one nie są w żadnym wypadku wykluczone!

Słusznie! WSKAŻ je!!!

22 godziny temu, peceed napisał:

Fiksacja na CO2 jest szkodliwa z naukowego punktu widzenia.

Mógłbyś wskazać o jaki to naukowy punkt chodzi, bo myślimy zapewne o kilku...

22 godziny temu, peceed napisał:

Ja się tym już nie zajmuję i nie zajmę z przyczyn zdrowotnych.

Zdrowia życzę, a z pewnością zgodzisz się, że niższy poziom CO₂ z pewnością się temu przyczyni. Nieprawdaż?

22 godziny temu, peceed napisał:

Te cudowne modele komputerowe są praktycznie bez wyjątku niestabilne numerycznie.

Skoro zajmowałeś się tym to wiesz doskonale, że to stwierdzenie jest fajne w kontekście popkultury, ale chyba tutaj powinniśmy używać innego języka; nie sądzisz?

Itp.

P.S. Zdrowia życzę szczerze, bez jakichkolwiek symulacji komputerowych.

[peceed 18]

2 godziny temu, Astro napisał:

Słusznie! WSKAŻ je!!!

No chyba podałem bardzo ważny mechanizm - traktowanie jako bazy do liczenia podwojeń samego CO2 nie uwzględniającego pary wodnej z jej wariacją. To prawie tak, jabyśmy nazwali cześć CO2 gazem A a część gazem B i traktowali przyrosty gazu jako część B, potem traktując przyrosty temperatury od nich niezależnie.

 

2 godziny temu, Astro napisał:

Mógłbyś wskazać o jaki to naukowy punkt chodzi, bo myślimy zapewne o kilku...

Dochodzenie do Bayesowskiej prawdy.

2 godziny temu, Astro napisał:

Skoro zajmowałeś się tym to wiesz doskonale, że to stwierdzenie jest fajne w kontekście popkultury, ale chyba tutaj powinniśmy używać innego języka; nie sądzisz?

Te które raczyły udostępnić swoje kody źródłowe.

2 godziny temu, Astro napisał:

a z pewnością zgodzisz się, że niższy poziom CO₂ z pewnością się temu przyczyni. Nieprawdaż?

Absolutnie nie. Ostatnia katastrofa jakiej świat potrzebuje to obniżenie ilości CO2. A związku ze zdrowiem nie widzę.

[Antylogik 5]

9 minut temu, peceed napisał:

Dochodzenie do Bayesowskiej prawdy.

Pustosłowie, wyuczone frazesy , mówienie ogólnikami.

W dniu 9.12.2019 o 19:15, peceed napisał:

Przed niekompetencją. I nie chodzi o pdf.

Skoro nie potrafisz otworzyć artykułu w formacie pdf, co ja bez trudu zrobiłem, to raczej to świadczy o twojej niekompetencji. Jeżeli jednak twierdzisz, że nie chodzi o pdf, i jak zwykle nie napisałeś, o jaki format chodzi, to znaczy, że nie wiesz o czym mówisz. A skoro nie wiesz nie wiesz o czym mówisz, to znaczy, że się kompromitujesz. Skoro się skompromitowałeś, to powinieneś mieć świadomość, że nikt już nie będzie traktował cię poważnie.

[peceed 18]

22 godziny temu, Antylogik napisał:

Skoro nie potrafisz otworzyć artykułu w formacie pdf, co ja bez trudu zrobiłem...

 Gratuluję dedukcji na poziomie kawałów o milicjantach połączonej ze znakomitym zrozumieniem czytanego tekstu.

To miło że ludzie jeszcze stosują znaczące pseudonimy.