气候建模的极限

现在，世界在很大程度上接受我们的气候正在发生变化，并且人类应该责备，我们都想知道我们自己的后院未来的未来。它有多糟糕？洪水或干旱？盛宴或饥荒？超级飓风或地中海巴姆？

给我们带来大局的统计学家和气候学家现在都在巨大的压力下获得当地。但他们越来越关注他们现有的模型和计算机是否达到工作。他们在英格兰举行了一场举行的山顶，讨论了他们的担忧。作为阅读大学的Brian Hoskins，英国政府顶级气候顾问之一，将其提出：“我们已经制定了全球范围。但这是一个简单的问题。我们尚未理解较小的规模。压力正在答案，我们不能等待几十年。“

已经，政策制定者已经开始采取面部价值模型预测 - 采取一些例子 - 在阿拉斯加的18华氏度（7.8摄氏度）或更多的温暖，美国西南部的超级干旱，但根本很温暖在中部。

但任务是否可行？一些气候建模者表示，即使现在可用的超级超级计算能力，答案也没有。即，通过诱导十年的几十年来提供本地预测，他们正在为可能破坏气候模型的信誉的堕落。

Lenny Smith是一位现代在英国伦敦经济学院的气候建模上致力于担心的美国统计学家。“我们的模特被过度解释和误解，”他说。“他们越来越好了;我不想垃圾。但政策制定者认为我们比我们真正了解的更多信息。我们需要放弃它们几乎完美的假装。“

有两个关注的领域。首先，模拟大气流程时的全球模型是多么准确的？其次，他们是否能够放大特定领域，为您居住的未来提供可靠的图片？

没有人疑惑，温室气体如在大气中积聚的二氧化碳将导致变暖。如果他们没有，这将是200年的物理学的矛盾。但是，究竟会发生多少变暖 - 以及如何在全球范围内分发，并影响其他气候特征，如降雨等差别 - 依赖于气候系统，海洋和天然碳循环中的反馈。一些这些反馈的影响得多不太清楚。

一个大问题是云的影响。在预测未来的云覆盖时，模型非常毫无希望。我们甚至无法确定是否，总体而言，额外的云会温暖或凉爽地球。（云可能会在当天凉爽我们，但通常会在晚上保持温暖。）用唐纳德鲁姆斯菲尔德的语言，我们会称这个问题“已知未知”。

也可能有“未知未知数”。例如，纸张地球和行星科学字母3月份报道，在西伯利亚中部发现化石蕨类植物，表明在晚餐时代晚期，温度就像现代佛罗里达州。然而，目前的气候模型预测，该地区应具有零区间的平均气温。涉及该研究的英国气候建模师，布里斯托尔大学的Paul Valdes，恐龙从恐龙时代的快照可能意味着“我们气候模型的内部物理学是错误的。该模型在21世纪，模型也可能急剧低估了可能的变暖。

当大多数全球气候模型的预测似乎达成协议时，模型核心的这种不确定性似乎很令人惊讶。十多年来，他们估计，空中的二氧化碳加倍将在1.5到4.5摄氏度之间温暖世界。

一些专家认为模型的共识是虚假的。“建模者倾向于调整它们以对齐它们。这个过程非常令人难以置上，“在模型中的不确定性的一个领先的英国分析师告诉我。

另一个，牛津大学詹姆斯·马丁文明研究所的杰瑞·拉夫茨（Jerry Ravetz）说：“建模者受过培训，非常近视，而不是了解他们模型内的不确定性。他们擅长解决小问题并忽略大的问题。“

这些是严重的指控。但大型模型的监护人说这是他们与外界之间的通信问题。NASA的Gavin Schmidt of Nasa的戈达德航天研究所运营了世界上最热门的气候模型之一，表示，建模者本身在其工作中固有的不确定性的“默契识”。但是，这种知识很少在公开讨论中曲面，导致“精密的光环可能误导。”

James Martin Institute主任Steve Rayner说：“什么气候模型做得很好地展示广阔的画面。他们绝对是糟糕的是给予特定地点或时间的特定预测。“然而，这就是建模者越来越多的事情。

去年夏天在英国的剑桥大学会议上，拉里史密斯挑选了英国政府遇到的气候预测和研究中心的批评，这是世界上第一个气候模型的另一个。当全球气候模型强烈不同意气候变化将如何影响岛屿时，他指责英国地区的详细气候预测中心。

James Murphy, Hadley’s head of climate prediction, says: “I find it far-fetched that a planner is going to rush off with a climate scientist’s probability distribution and make an erroneous decision because they assumed they could trust some percentile of the distribution to its second decimal point.”

但有些人说Hadley中心邀请了一些传单中的这种反应。One of its reports, “New Science for Managing Climate Risks,” distributed to policymakers at the Bali climate conference last December, included “climate model predictions” forecasting that by 2030 the River Orinoco’s flow will have declined by 18.7 percent, the Zambezi by 34.9 percent, and the Amazon by 13.4 percent.

建模社区中的许多人正在屈服于这种虚假的确定性。Last year, a panel on climate modeling assembled by the UN’s World Climate Research Program under the chairmanship of Jagadish Shukla of the George Mason University at Calverton, Maryland, concluded that current models “have serious limitations in simulating regional features, for example rainfall, mid-latitude storms, organized tropical convection, ocean mixing, and ecosystem dynamics.”

小组表示，区域预测表示，“足够不确定地损害提供社会的目标，以获得区域气候变化的可靠预测。”根据小组的说法，许多预测是“可笑的”。关注预测热带气候最大的最大值，包括飓风形成。这严重破坏了可以在可能会抓住标题的预测，因为未来可能会看到更少的大西洋飓风（尽管有时会更加激烈）。

如果政治家和政策制定者对气候模型的健康观点持怀疑态度，这可能并不重要。但大多数人没有，2月份在牛津举行的建模会议。政策制定者经常隐藏在模型和建模者身后，使用它们来申请科学的能力，以便他们的行为。一位发言者将现代气候建模者与古老的袜子相似。“他们是山羊内脏和茶叶的传统的一部分。他们是一种对客观的建议，在科学确定性的假光环中粘附合理的想法的一种方式。“

我们看到，当欧洲政府在最近的巴厘岛气候会议上引用了联合国政府的气候变化专门委员会，因为报告称，在每百万百万份低于450份以下的大气中保持二氧化碳浓度会以防止高于2摄氏度的温暖。这是一个“安全”的变暖水平。任何声明都没有在任何IPCC报告中，它的科学家反复表示可能被视为安全的变暖程度最终是政治而不是科学问题。

这不应该采取这一点，建议气候模型不是有价值的工具，或者他们夸大了人为气候变化的重要性。事实上，他们可能会很无意中估计变化的步伐。大多数模型表明未来几十年的气候变化将是渐进的 - 在图表上是一个平滑的线。但我们对自然气候变化史的日益增长的了解表明，在突然的跨利赛中经常发生变化。

例如，世界上有4200年前的气候发生了巨大的一步变化。灾难性的干旱在中东地区，印度，中国和北美内部打破了人类社会。“伦敦大学皇家霍洛尔的Euan Nisbet说：”模型难以预测这样的突然事件，并在解释它们时。““但地质告诉我们，过去发生了灾难，很可能会再次发生。”

作为美国环境保护局的蓬喀西奇斯基奇，把它放在牛津会议上：“所有型号都是错误的;有些是违法的。“但他们是未来几十年的最佳气候变化的最佳处理。

在舒卡小组的调查结果上，来自世界各地的建模在5月份阅读的峰会上会面“准备一个蓝图，以在气候预测中发动革命”。他们表示，为了满足可靠的本地预测的需求，他们需要比目前的计算能力多一千多次，并要求建立一个新的亿美元全球气候建模中心，这是一个“曼哈顿气候项目”，提供货物。