Spojrzenie na zmiany klimatu w kontekście czasu i przestrzeni
Czy w cieplejszych okresach klimat staje się bardziej stabilny czy bardziej zmienny? Jakiej amplitudy zmian klimatycznych powinniśmy spodziewać się w przyszłości? I w jakim stopniu te zmiany występują naturalnie, a w jakim są spowodowane działalnością człowieka? W odpowiedzi na te i inne pytania pomaga finansowany ze środków UE projekt SPACE. „Wykorzystujemy strukturę czasoprzestrzenną zmian klimatu w skali od lat do tysiącleci do testowania modeli klimatycznych i zasadniczo poprawiamy nasze zrozumienie zmienności klimatu” — mówi Thomas Laepple, koordynator projektu SPACE, badacz w Instytucie Alfreda Wegenera — Centrum Badań Polarnych i Morskich im. Helmholtza i profesor diagnostyki systemu ziemskiego na Uniwersytecie w Bremie. Koncentrując się na danych paleoklimatycznych w ramach projektu, przeanalizowano nieodłączny związek między skalą czasową a powiązaną skalą przestrzenną zmian klimatu. „Szybkie zmiany, takie jak pogoda, mają charakter regionalny, ale cykle glacjalne i interglacjalne wydają się być spójne w skali globalnej” — dodaje Laepple. Określając ilościowo tę podejrzewaną tendencję systemu klimatycznego, projekt miał na celu ograniczenie często rzadkich, zakłóconych i czasami sprzecznych dowodów przeszłych zmian klimatu na rzecz bardziej świadomego zrozumienia amplitudy, pochodzenia i mechanizmu zmienności klimatu.
Zmienność temperatury wzrasta w chłodniejszych klimatach
W ramach projektu, który otrzymał wsparcie Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, przeanalizowano globalne kompilacje danych paleoklimatycznych i danych instrumentalnych uzupełnionych o własne pomiary zarówno rdzeni lodowych, jak i osadowych, a także wykorzystano statystyczne i złożone modele klimatyczne. Na podstawie tej pracy dokonano kilku ważnych ustaleń, w tym zauważono, że zmienność temperatury zależy od średniego stanu klimatu. „Nasze wyniki wykazały zwiększoną zmienność w chłodniejszym klimacie, związaną z większymi różnicami temperatur między biegunami a tropikami” — wyjaśnia Laepple. „Jest to przeciwieństwo tego, czego spodziewamy się w przyszłości, co wskazuje na potencjalny spadek zmienności temperatury w cieplejszym klimacie”. Naukowcy ustalili również, że to ocean jest głównym czynnikiem odpowiadającym za powolną zmienność temperatury, nawet na lądzie. W ramach projektu ponadto stwierdzono, że za globalne rozbieżności między zmiennością symulowaną przez modele klimatyczne a rekonstruowaną z archiwów paleoklimatycznych prawdopodobnie odpowiada ocean.
Regionalne wahania klimatu utrzymują się przez dłuższy czas
Poprzez porównanie zmian średniej globalnej temperatury z regionalnymi zmianami temperatury w danych wskaźników zastępczych i modelach klimatycznych, naukowcy określili również przestrzenny zasięg tych zmian. W szczególności wykazali, że regionalne wahania klimatu utrzymują się przez dłuższy czas niż są to w stanie oddać modele klimatyczne symulujące przeszłe stany klimatyczne. „Sugeruje to niedoszacowanie zmienności regionalnej w skali wielu dziesięcioleci i dłuższej oraz potencjalne zaburzenie prognoz klimatycznych i badań atrybucji” — zauważa Laepple. Naukowcy wykazali również, że modele mogą dokładnie symulować zmienność temperatury w skali globalnej, co zwiększa zaufanie do symulowanej reakcji na wymuszenia antropogeniczne w przyszłych prognozach klimatycznych.
Znaczenie naturalnej regionalnej zmienności klimatu
Projektowi SPACE udało się wykazać znaczenie naturalnej regionalnej zmienności klimatu, nawet w długich skalach czasowych, w odróżnieniu do modeli, które w dużej mierze nie wykazują regionalnej naturalnej zmienności w takich okresach. „Z powodzeniem wywnioskowaliśmy, w jaki sposób skala przestrzenna zmian temperatury zależy od skali czasowej, w tym w jaki sposób zasięg przestrzenny anomalii temperatury wzrasta przy dłuższych skalach czasowych” — podsumowuje Laepple. „Chociaż anomalie pogodowe mają charakter lokalny, wahania międzyroczne zwykle obejmują kilkaset kilometrów, a wahania w skali wielu dekad do stuleci przestają rosnąć w danych wskaźników zastępczych, ale nadal rosną w modelach”.
Słowa kluczowe
SPACE, zmiany klimatu, zmienność klimatu, struktura czasoprzestrzenna, modele klimatyczne, klimat, paleoklimat
