¿Por qué necesitamos modelos meteorológicos y climáticos más precisos?

Sabemos que CO₂ El planeta se está calentando. Pero si queremos comprender sus consecuencias y evitar los riesgos, dice Nicholas Gruber, es fundamental contar con modelos meteorológicos y climáticos más precisos.

Los formularios son fundamentales para tiempo y ciencias del clima. sin el modelos actualesLas previsiones meteorológicas fiables para pasado mañana serán casi imposibles, y solo tendremos una vaga idea de lo que nos depara el calentamiento global.

En el proyecto de investigación EXCLAIM iniciado recientemente, queremos aprovechar este logro y desarrollar la próxima generación de clima y modelos climáticos. Los nuevos modelos proporcionarán una resolución mucho más alta para procesos clave en la atmósfera y los océanos. Trabajando dentro del Centro de Modelado de Sistemas Climáticos (C2SM), el equipo de investigación creará el modelo y la infraestructura de datos que nos permitirá simular tormentas, tormentas eléctricas y nubes a escala global. Esto dará lugar a previsiones meteorológicas más fiables y previsiones climáticas más precisas.

¿Apostamos por el caballo adecuado?

Por supuesto, esto también plantea preguntas. Ya no sabemos lo suficiente sobre Cambio climático? ¿De qué sirve mejorar un poco el pronóstico del tiempo? ¿Vale la pena este enorme esfuerzo?

De hecho, ya sabemos con un alto grado de certeza que los humanos son responsables de la mayor parte del calentamiento que observamos. Entendemos la relación entre CO₂ Las emisiones y la temperatura son relativamente precisas y nos dimos cuenta de que necesitamos reducir el dióxido de carbono.₂ emisiones netas a cero en las próximas décadas para cumplir los objetivos climáticos de París. Nuestra comprensión de estos temas ya es suficiente para obtener recomendaciones políticas claras.

Sin embargo, hay muchos otros aspectos del cambio climático que no conocemos muy bien. Por ejemplo, no entendemos bien cómo se desarrollarán los sistemas meteorológicos y de tormentas en el futuro, si los ciclones tropicales serán más frecuentes y cómo cambiarán las nubes y las precipitaciones. Estas limitaciones tienen mucho que ver con el hecho de que los modelos climáticos actuales son, francamente, simplemente demasiado vagos en muchos aspectos; Simplemente no resuelven adecuadamente estos fenómenos y procesos.

Resalta las operaciones básicas

Los modelos climáticos colocan una cuadrícula sobre la tierra o el océano y calculan el estado de la atmósfera para cada celda; Esto nos ayuda a comprender y predecir mejor el tiempo y el clima. Cuanto más pequeña sea la celda de la cuadrícula, mayor será la precisión. Los modelos climáticos globales actuales suelen contener celdas de cuadrícula de unos 100 km de ancho.

Como resultado, estos modelos no resuelven procesos importantes en la atmósfera o el océano, particularmente aquellos que ocurren en una escala de solo unos pocos kilómetros, como nubes y tormentas. Esto nos obliga a estimar el impacto de estos procesos de forma indirecta, utilizando parámetros. Esto genera incertidumbre en las predicciones, ya que las nubes y las tormentas no solo determinan nuestro clima diario, sino que también son importantes para el clima.

Si queremos determinar con precisión cuánta lluvia caerá un día y cómo las nubes afectarán el cambio climático, necesitamos simular la dinámica de estos procesos de acuerdo con las leyes de la física, en lugar de especificar sus parámetros. Esperamos poder romper este muro de parámetros utilizando los modelos de alta resolución que desarrollaremos en el proyecto EXCLAIM.

agudizar la vista

Debido a su alta precisión, estos modelos agudizarán nuestra visión del futuro. Esto nos ayudará de dos formas: primero, podremos determinar con mayor precisión los promedios meteorológicos del futuro. Esto mejorará nuestras previsiones climáticas. Y en segundo lugar, obtendremos información más confiable sobre la variabilidad futura en torno a este promedio, es decir, mejoraremos el clima en el futuro. Como nos recordaron las tormentas e inundaciones a mediados de julio, es el clima cambiante, especialmente sus extremos, lo que nos desafiará más a medida que el clima continúa calentándose.

De esta manera, pronósticos meteorológicos más fiables y simulaciones climáticas más precisas ayudarán a reducir los riesgos para la sociedad y su infraestructura. Cuanto mejor comprendamos los efectos del clima, mejor podremos adaptarnos a ellos. No cabe duda de que además de reducir las emisiones, tendremos que adaptarnos al cambio climático. Incluso si alcanzamos el objetivo de los dos grados, países como Suiza seguirán calentándose drásticamente: para finales de siglo probablemente estarán 3 ° C más cálidos aquí que en la época preindustrial.

Gran beneficio para la sociedad

Nuestro proyecto no opera en el vacío: desarrollamos nuestros modelos, especialmente sus aplicaciones concretas, en estrecha cooperación con nuestros socios del proyecto. Un ejemplo es el suizo clima Los escenarios que ETH Zurich y MeteoSwiss crean regularmente bajo los auspicios de C2SM.3 EXCLAIM desarrollarán alta fidelidad Formulario La composición de la región alpina para simular eventos extremos como lluvias intensas, sequías y olas de calor con mayor certeza en el futuro. Esto significa que estos escenarios pueden garantizar un despliegue óptimo de recursos para las medidas de adaptación.

Por supuesto, incluso nuestros modelos más nuevos alcanzarán sus límites. Pero al resolver mejor muchos de los procesos básicos, podemos validar mejor estos modelos a través de observaciones y así mejorarlos en un proceso continuo. Esta investigación no solo beneficiará a la comunidad, sino también a la comunidad. Por eso estoy convencido de que nuestro esfuerzo vale la pena.