İklim Modellemesi
Radyatif-konvektif sütunlardan birleşik Dünya sistemi modellerine kadar iklim sisteminin sayısal simülasyonu, iklimi anlamak ve geleceğini öngörmek için kullanılmaktadır.
Tanım
İklim modellemesi, tek süreçleri izole eden idealize edilmiş modellerden, tüm sistemi simüle eden ve geleceğini öngören birleşik Dünya sistemi modellerine kadar, bilgisayarlarda sayısal olarak çözülen matematiksel denklemler aracılığıyla iklim sisteminin temsilidir.
Kapsam
Bu kapsam, sayısal iklim modellerinin inşasını, kullanımını ve değerlendirilmesini içermektedir. Basit enerji dengesi ve radyatif-konvektif formülasyonlardan kapsamlı genel dolaşım ve Dünya sistemi modellerine kadar model hiyerarşisini, çözümlenemeyen süreçlerin parametrizasyonunu, projeksiyonları yönlendiren emisyon senaryolarını, kaba çıktıların bölgesel ölçeklere indirgenmesini ve modellerin gözlemlerle sistematik olarak değerlendirilmesini ve karşılaştırılmasını ele almaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- İklimi yöneten fiziksel yasalar çözülebilir bir sayısal modele nasıl dönüştürülmektedir?
- Çözümlenemeyecek kadar küçük süreçler parametrizasyon yoluyla nasıl temsil edilmektedir?
- Emisyon senaryoları gelecekteki iklimi öngörmek için nasıl kullanılmaktadır?
- Modeller nasıl değerlendirilmekte ve belirsizlikleri nasıl karakterize edilmektedir?
Temel kuramlar
- İklim modellerinin hiyerarşisi
- Modeller, anlayışı geliştiren basit enerji dengesi ve radyatif-konvektif formülasyonlardan, tüm sistemi simüle eden kapsamlı birleşik modellere kadar bir hiyerarşiyi kapsamakta olup, her biri farklı sorulara uygun olarak tasarlanmıştır.
- Izgara altı süreçlerin parametrizasyonu
- Bulutlar, konveksiyon ve türbülans gibi model ızgarasından daha küçük süreçler, formülasyonu model davranışını güçlü bir şekilde etkileyen ve önemli bir belirsizlik kaynağı olan parametrizasyonlarla temsil edilmektedir.
Mekanizmalar
İklim modelleri atmosferi, okyanusu ve karayı üç boyutlu bir ızgaraya bölmekte ve hareket, termodinamik ve radyasyon denklemlerini zaman içinde ileriye doğru entegre ederek bileşenleri enerji, su ve momentum alışverişi yapacak şekilde birbirine bağlamaktadır. Izgaradan daha ince süreçler parametreleştirilmektedir; modeller, belirlenmiş zorlamalar veya emisyon senaryoları tarafından yönlendirilmekte, gözlemler ve tarihsel kayıtlarla karşılaştırılarak değerlendirilmekte ve sağlamlık ile yayılımı ölçmek için koordineli karşılaştırma projelerinde mukayese edilmektedir.
Klinik önem
İklim modelleri, farklı emisyon yolları altında gelecekteki iklimi öngörmek ve gözlemlenen değişimi atfetmek için birincil araçlardır; bu da onları iklim politikası, adaptasyon planlaması ve risk değerlendirmesi için bilimsel temel haline getirmektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
IPCC Altıncı Değerlendirme Raporu, gelecekteki değişimi öngörmek için koordineli model karşılaştırmalarından yoğun bir şekilde yararlanmakta, modellerin gözlemlenen iklimin birçok özelliğini yeniden ürettiğini değerlendirmekte ve öngörülen aralıkları daraltmak için gözlemsel kısıtlamaları kullanmaktadır.
Tarihçe
İklim modellemesi, ilk sayısal hava tahminlerinden ve Manabe ile Wetherald'ın 1967 radyatif-konvektif modelinden gelişmiş, 1970'ler ve 1980'ler boyunca birleşik atmosfer-okyanus genel dolaşım modellerine ve daha yakın zamanda karbon döngüsü ile biyojeokimyayı içeren Dünya sistemi modellerine doğru genişlemiştir.
Tartışmalar
- Bulutların ele alınışı ve model yayılımı
- Modellerin bulutları ve konveksiyonu parametreleştirme biçimlerindeki farklılıklar, iklim duyarlılıkları ve projeksiyonlarındaki yayılımın çoğunu yönlendirmekte, bu da yayılımı en iyi nasıl kısıtlayıp azaltılacağı konusunda tartışmalara yol açmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Syukuro Manabe
- Warren Washington
- Ann Henderson-Sellers
- Klaus Hasselmann
İlgili konular
Temel eserler
- manabewetherald1967
- mcguffie2014
Sıkça sorulan sorular
- Bir iklim modeli nasıl çalışır?
- Dünya'yı bir ızgaraya bölmekte ve atmosfer, okyanus ve kara için fiziksel denklemleri zaman içinde ileriye doğru adımlayarak, bulutlar gibi küçük ölçekli süreçleri parametrizasyonlar aracılığıyla temsil etmektedir.
- İklim modellerine güvenilebilir mi?
- Geçmiş ve günümüz ikliminin gözlemlenen birçok özelliğini yeniden üretmekte ve sera gazlarına karşı genel tepki konusunda hemfikir olmaktadırlar, ancak özellikle bulutlar ve bölgesel detaylarda belirsizlikler devam etmektedir.