Udvikling af server og modeller til international klimaforskning

Et diagram der viser et udvalg af de vejrfænomener der påvirker vores globale klima
Klimasystemet består af en lang række delkomponenter, der har en indbyrdes dynamik. NCKF indgår i et internationalt udviklingsarbejde, der bygger de modeller, der kan beskrive hele det globale klimasystem ved brug af tilstrækkeligt regnekraft fra adskillige supercomputere samt en fælles international server til de abnorme datamængder. Illustration: ECMWF

Forfinede klimamodeller er nødvendige for at komme tættere på en fælles forståelse af klimasystemet og de klimaændringer, der kan vente fremover .

Hvad har vi undersøgt?

NCKF har deltaget i udviklingen af den globale klimamodel EC-Earth3, et omfattende modelsystem opbygget i samarbejde med et internationalt konsortium af forskningsgrupper. I modelsystemet indgår beregningsmoduler, der beskriver og sammenkobler atmosfære-, hav-, is- og landprocesser, der tilsammen kan simulere klimaet globalt.

Klimasimuleringer med klimamodellen EC-Earth3 har bidraget med de data, som ligger til grund for rapporter fra FN’s Klimapanel om planetens tilstand – også den seneste, CMIP6, der indgår som basis i de internationale forhandlinger om en fælles klimaindsats.

For den globale enighed om verdens tilstand er det derfor af yderste vigtighed, at systemet er 100 procent dokumenteret, og at data matcher nutidens klimaobservationer. Vi har særligt undersøgt hvordan nedbør og temperatur ændrer sig mod slutningen af det 21. århundrede og sammenlignet resultater på tværs af modeller.

Covid-19 har betydet store ændringer i udledninger af drivhusgasser og aerosoler til atmosfæren fra menneskelige aktiviteter. Vi har brugt EC-Earth3 til at forstå klimapåvirkningen af de pludselige ændringer i samfundsaktiviteten i et koordineret arbejde med en række andre modelleringscentre.

Vi har undersøgt, hvordan vi med løbende viden fra satellitter om havisens udbredelse i Arktis kan forbedre vores langtidsprognoser for det arktiske klima, som har stor indflydelse på det globale klima.

Med henblik på mere effektivt at kunne dele store datasæt fra vores klimasimuleringer internationalt, har vi arbejdet på at bygge en dedikeret dataserver efter de kravspecifikationer til data og hardware, der stilles.

Hvem kan have glæde af undersøgelsen?

EC-Earth3 er et kraftfuldt værktøj til klimaforskning, som anvendes bredt i konsortiet af forskningsinstitutioner.

Særligt kan det give et bud på, hvordan klimavariabilitet udfolder sig mellem hav, luft, land og is, men også vigtigt, hvordan de mange tilbagekoblinger, der er indbygget i modelsystemet tilsammen viser, hvor følsomt klimaet er over for opvarmning som følge af drivhusgasser .

Deling af klimafremskrivninger på en særlig dataserver gør, at forskere internationalt kan arbejde med en lang række problemstillinger relateret til det koblede klimasystem (samspil og dynamik mellem enkeltdele af klimaet) og på det grundlag udvikle strategier for at afbøde eller tilpasse sig spændet af klimascenarier.

Hvilke data og metoder har vi benyttet?

NCKF har i stor udstrækning fulgt de protokoller til at designe klimascenarier, som er udstukket fra FN’s organ for klimaforskning (World Climate Reserach Programme, CMIP6).

Denne protokol angiver nødvendigheden af både lange, stabile simuleringer af det præ-industrielle klima og en række scenarier for fremtidens klima. For den historiske periode er det kritisk at bruge specifikke data om koncentrationen af drivhusgasser, aerosoler og andre parametre, der påvirker klimaudviklingen – også data for opbremsning af udledningerne under covid-19 pandemien.

Når NCKF specifikt søger at isolere betydningen af havis i vores langtidsprognoser, bruger vi en sammenligning, hvor vi tilbageholder eller udvisker viden om variationer af den arktiske havis. De enkelte simuleringer danner ikke i sig selv et robust grundlag, i stedet dannes en vifte af prognoser, som tilsammen viser, om resultaterne statistisk er robuste og betydningsfulde.

Hvem har vi samarbejdet med?

NCKF samarbejder med forskningsgrupperne, der i et konsortium udvikler EC-Earth3, både om udvikling og koordinerede modeleksperimenter.

Rossby Centret ved det Svenske Meteorologiske og Hydrologiske Institut SMHI har især deltaget i udviklingen af metoder til at indarbejde data om observeret havisdække.

Det Nationale Supercomputer Centrum (NSC) ved Linköping Universitet har bidraget til at sætte de dataservere op, hvor NCKF’s klimascenarier vil blive gjort tilgængelige.

Hvilket resultat fandt vi?

Med vores EC-Earth3-klimasimuleringer har vi bidraget direkte til hovedkonklusionerne i IPCC’s seneste hovedrapport. Det er blandt andet resultater, som at fremtidige temperaturstigninger forventes at ligge i et spænd mellem 0.7 C og 4.0 C, hvilket lidt overraskende ikke er en indsnævring af intervallet i forhold til tidligere analyser. Årsagen hertil er et bredere bud på, hvordan udledning af drivhusgasser kan udfolde sig, samt at enkelte af de modeller, der bliver kigget på, udviser en større følsomhed end tidligere.

Selvom COVID-19 pandemien har påvirket udledninger og især aerosoler (små partikler, der har en tendens til at skærme for solens direkte stråler), ser vi ingen tydelige tegn på ændrede temperaturer eller nedbør som følge af dette intermezzo.

Hvad kan den nye viden bruges til fremover?

EC-Earth3 repræsenterer et betydeligt udviklingsskridt i forhold til tidligere versioner. Det er fuldt på højde med de bedste tilsvarende systemer udviklet af andre internationale grupper.

Hvad er vi nu i stand til, som vi ikke var før?

Anvendelser af EC-Earth3 klimamodellen spænder fra fortidens over nutidens til fremtidens klima, fra år til årtusinder. Nu kan vi se, hvordan klimavariabilitet udfolder sig mellem hav, luft, land og is, men også, hvordan de mange tilbagekoblinger, der er indbygget i modelsystemet, tilsammen viser, hvor følsomt klimaet er over for drivhusgasser .


Få mere viden

Tertiary content, when NOT DK (Country:)