在21世纪有自然驱动气候预测?

Question

CMIP5提供natural-forcings-only模拟在1850 - 2005年,它允许与历史模拟,这允许我们显示人为人类行为如何影响气候。

CMIP5还提供预测在21世纪,一系列的rcp允许不同的排放场景。

然而,CMIP5不包括21世纪自然迫使相比较而言,尽管这将是有用的。这种模拟存在别的地方吗?

我意识到,这些不会是完全可能的,因为火山等自然营力的数据是不可用的。然而,这些可能是合理使用随机模型模拟。其他自然营力,如轨道营力,可以很容易地计算在下个世纪。太阳辐照度可能是在两者之间。

如果不存在这种模拟,会不合理使用1850 - 2005年的自然营力模拟作为21世纪的一个统计模型的基础吗?或者是一些自然营力可能大幅改变(如20世纪火山代表性的背景,或者是轨道迫使可能大幅改变在未来世纪?)。

Answer 1

你是对的,没有未来的自然营力实验CMIP5协议中定义的。原因是简单,建模组认为其他实验更值得他们有限的计算时间。相比之下更呼吁historicalNat和historicalGHG实验,所需检测和归因研究。个人建模中心可能运行的未来自然营力实验,但这将打击和小姐,并没有一个实验名称提出CMIP5数据库中输出。顺便提一句,这种情况与RCP(所有营力)实验本身实际上是有点不完美,因为未来的实现自然营力的决策权交给每个建模组:

5. …建议要么火山气溶胶应该完全省略了从控制和未来运行时,或者,或者,相同的背景气溶胶都应规定运行。
6. 建议的一些表示太阳活动周期被包括在20世纪和21世纪的模拟,尽管这是留给建模组的自由裁量权。

来源:泰勒et al (2011)。CMIP5实验设计的总结。(pdf)

有一个进一步建议对未来太阳能辐照度如何迫使应该代表:

CMIP5,气候预测是基于stationary-Sun场景中,通过简单的重复太阳周期23岁,从1996年4月到2008年6月(精益和林德,2009)。

来源:matthe说道et al (2017)。太阳能迫使CMIP6 (v3.2) Geosci。模型开发。,2247 - 2302,https://doi.org/10.5194/gmd - 10 - 2247 - 2017

但在实践中,组织互相做了稍微不同的事情,所以你通常要检查输出文件元数据和任何相关的期刊论文为个体模型运行的了解细节。

这显然不是一个疯狂的问题,因为在CMIP6将来自然营力实验已定义,尽管低优先级层次。具体来说,检测和归因MIP (DAMIP)包括ssp245-GHG和ssp245-nat实验和火山MIP (VolMIP),volc-cluster-21C实验。如果你挖到这些你会发现未来太阳能可变性派生或多或少你描述的方式,即。,突出基于一组统计时间序列模型的训练在过去的可变性。但是请注意,matthe说道等人小心翼翼地指出,这是一个投影不是一个预测:

截至今天,预测太阳活动2300是非常具有挑战性的,如果不是不可能的话…异常长太阳周期23号在2009年结束,和弱者(没有。接下来24)是一种意外,和体现我们的太阳活动周期的明显缺乏了解。

相反,未来火山迫使ssp245-nat会规定一个挥之不去的背景要求:

火山迫使将增加价值的历史模拟时期(2015)在10年内为piControl规定相同的常数值模拟在甲板上,然后将保持固定。

来源:奥尼尔et al (2016)。该场景为CMIP6模型相互比较项目(ScenarioMIP)。Geosci。模型开发。9,3461 - 3482,http://doi.org/10.5194/gmd - 9 - 3461 - 2016

为什么不是火山排放的统计模型?这迫使情景而不是循环和规定的生产商在latitude-height-time网格模型作为多变量。作为你的问题,暗示这是太多的自由度确定满意地从1850 - 2005年的记录。即使它是可以做到的,你那么有如何使用统计模型的问题,考虑到每个气候模型只会运行一些实现。特定的投影。你生成一个场景共享模型,或者你让每组使用统计模型生成自己的场景吗?不管怎样,你不能探索足够的参数空间,以避免结束了CMIP6合奏包含强烈影响的年代际变化迫使场景非常不可能发生。

据我所知,目前的假设是,火山迫使是静止的,在缺乏了解未来的序列喷发,它对慢变的影响气候的组件(比如海洋热含量最好由一个常数意味着迫使。