Vuonna 2003 Eurooppaa iski tappava lämpöaalto, joka aloitti ilmastotieteen uuden aikakauden. Pelkästään heinä- ja elokuussa lämpötilat, jotka nousivat 115 ° F, vaativat lähes 70 000 henkeä. Vaikka keskimääräiset globaalilämpötilat ovat nousseet tasaisesti 1900-luvun puolivälistä lähtien, voimakkaat lämpöaallot oli dokumentoitu aika ajoin ennen sitä. Ilmastotieteilijöille se tarkoitti, että lämpöaallon omistaminen ilmaston lämpenemiselle olisi lähes mahdotonta.
Asiaan liittyvä sisältö
- Tilaus tekee kaupungeista helpon navigoinnin - se voi myös tehdä niistä kuumempia
- Kuinka rannikkokaupungit tulevat käsittelemään äärimmäistä sadetta
- Ilmastonmuutos ja turska aiheuttavat yhden kimmokkeen hummerituurista Maineessa
- Kuinka kansallispuistot pelaavat peliä "mitä jos" valmistautuakseen ilmastonmuutokseen
Joten kun ryhmä brittiläisiä tutkijoita käytti ympäristötietoja ja mallisimulaatioita luodakseen tilastollisen yhteyden ilmastonmuutoksen ja lämpöaallon välillä, he saivat huomion.
Vaikka tutkijat eivät pystyneet todistamaan, että ilmaston lämpeneminen oli ”aiheuttanut” sytyttimen, tutkijat väittivät, että ihmisen päästöistä aiheutuva lämpeneminen oli kaksinkertaistanut äärimmäisten sääilmiöiden riskin. Luonnossa julkaistu heidän ensimmäinen laatuaan tutkiva tutkimus käynnisti uuden "omistautumistekniikan" kentän, joka käyttää havaintoja ja malleja teeskentelemään ääriolosuhteisiin johtavia tekijöitä.
Sen jälkeen parempien mallien ja lisätietojen avulla ilmastotieteilijät ovat voineet paremmin ennustaa äärimmäistä säätä. Mutta kuinka varmasti tutkijat voivat johtaa nämä äärimmäiset säätapaukset ihmisen ilmastomuutokseen? Voivatko he koskaan sanoa lopullisesti, että päästömme ovat aiheuttaneet erityisen kuivuuden, tornadon tai lämpöaallon?
Esitimme nämä kysymykset kolmelle asiantuntijalle, jotka käyttävät ympäristötietoja ja mallinnustekniikoita äärimmäisten sääolojen ja ilmastonmuutoksen tutkimiseen.
On selvää, että tutkijat voivat ja väittävät, että ihmisen toiminnan aiheuttamalla ilmastomuutoksella on laaja-alaiset globaalit vaikutukset jäälakien sulamisesta ja merenpinnan noususta lisääntyneisiin sademääräihin. "Useat todisteet osoittavat, että ihmisen toiminta, etenkin kasvihuonekaasupäästöt, on ensisijaisesti vastuussa äskettäin havaituista ilmastomuutoksista", luetaan liittovaltion ilmastomuutosraportti, joka julkaistiin tammikuussa luonnosmuodossa ja julkistettiin New York Timesin viime viikolla.
Suurtietokoneiden kehityksen ja satojen ilmastomallien yhdistämisen kautta, jonka tutkijat ovat kehittäneet ympäri maailmaa, he ovat myös tilastollisemmin kuin koskaan sanoneet, että voimakkaita myrskyjä, kuivuuksia ja ennätysmääräisiä lämpöaaltoja esiintyy yhä useammin ihmisten takia. "Kymmenen vuotta sitten emme olisi voineet tehdä niin", sanoo Ken Kunkel, Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston ilmastotieteilijä, joka toimii myös kansallisen valtameri- ja ilmakehän hallinnon kanssa.
Mutta yksittäisten säätapahtumien eristäminen on vaikeampaa. Maapallon historia on täynnä odottamattomia, pitkittyneitä lämpöaaltoja ja äkillisiä vahingollisia myrskyjä kauan ennen kuin ihmiset alkoivat pumppaa kasvihuonekaasuja. "Suuri haaste on, että tällaisia äärimmäisiä tapahtumia on aina tapahtunut", sanoo Kunkel, jonka työ keskittyy voimakkaisiin myrskyihin, jotka aiheuttavat huomattavia vahinkoja Yhdysvalloissa, mutta hän sanoo: "Voitteko sanoa, " Tämä tapahtuma johtui ilmaston lämpenemisestä ? Ei.'"
Syyllisen eristämisen vaikeudet äärimmäisten sääolojen takana ovat samanlaiset kuin diagnostinen haaste, jonka lääkärit kohtaavat, sanoo Stanfordin yliopiston maajärjestelmätutkija Noah Diffenbaugh. Pelkästään siksi, että yksi potilas toipuu syövästä esimerkiksi tietyn lääkkeen ottamisen jälkeen, ei ole riittävästi näyttöä lääkäreille määrätä laajalti tätä ainetta syövän parannuskeinona. Sen sijaan lääkkeen täytyy käydä läpi satoja toistettuja kokeita useille populaatioille, ennen kuin lääkärit ovat riittävän varmoja sen toimivuudesta.
Sekä lääketieteessä että ilmastotieteessä "oletusasema on nollahypoteesi: että jokainen tapahtuma tapahtui sattumalta", Diffenbaugh sanoo. "Meillä on erittäin korkea todistustaakka hylätä tuon nollahypoteesin."
Mutta toisin kuin lääketieteessä, kun kyse on maapallosta, meillä ei ole kykyä tehdä kliinisiä tutkimuksia satoilla tai tuhansilla vastaavilla planeetoilla tämän nollahypoteesin kumoamiseksi. Meillä on vain yksi planeetta ja yksi aikajana. Joten tutkijoiden on pitänyt olla luovia etsiessään tapoja tarkkailla muita mahdollisia todellisuuksia.
Suorittaakseen planeettakokeita, jotka vastaavat kliinisiä tutkimuksia lääketieteessä, he käyttävät tietokonemalleja, jotka matkivat maapallon muuttujia ja kääntävät nuppeja. "Mallisimulaatioiden avulla sinulla on käytännössä suuria populaatioita, joita voit katsoa", Diffenbaugh sanoo. "Siellä mallit tulevat sisään, ne antavat meille mahdollisuuden nähdä enemmän maapalloja."
Ilmastomalli toimii jakamalla maapallon ilmapiiri ja pinta ruudukkoon, kuten maapallon leveys- ja pituusviivat. ”Mallin on hajotettava tila paloiksi”, sanoo Adam Schlosser, globaalimuutoksen tieteen keskuksen vanhempi tutkija. Mitä pienempiä paloja on, sitä tarkempi malli on.
Nämä ilmastomallit toimivat hyvin, kun on kyse suurten kuvioiden kaappaamisesta. Ne "ovat melko hyviä simuloimaan maailmanlaajuista lämpötilaa", Diffenbaugh sanoo. Mutta äärimmäiset säätapahtumat ovat haasteellisempia, koska ne ovat harvinaisia, paikallisia ja niiden aiheuttama pyörivä sekoitus ympäristötekijöitä. Nykyään suurin osa ilmastomalleista toimii melko karkea mittakaava, joka johtuu superlaskentatehon rajoituksista, Schlosser sanoo.
Tämä on osa syytä siihen, että äärimmäisten tapahtumien, kuten lämpöaaltojen, mallintaminen on helpompaa kuin esimerkiksi yksittäisten myrskyjen tai tornadojen mallintaminen. Lämpöaallot tapahtuvat valtavien maantieteellisten alueiden yli, jotka karkeat mallit voivat helposti vangita. ”Kun näet uutisia tornadonmetsästäjistä, he katsovat pienen kaupungin kokoisia säätapahtumia. Ilmastomalli ei pääse tähän ratkaisuun ”, Schlosser sanoo.
Ainakin ei. Tietokoneet ovat nopeampia, ja ilmastotieteilijät keksivät tapoja kerätä enemmän tietoja ennustekykynsä vahvistamiseksi. "Analysoimme jokaista muuttujaa, jonka voimme saada käsiimme", Schlosser sanoo. Silti haasteita on silloin, kun on tarpeen rakentaa tarpeeksi todisteita väitteiden lisäämiseksi todennäköisyydestä. Kuten Diffenbaugh sanoo: "Tiede on erittäin konservatiivinen."
Tulvien, kuivuuden, kuumuuden, kuumuuden ja voimakkaiden myrskyjen kasvavilla ja joskus hälyttävillä taajuuksilla voi olla hopeavuori: Ne tarjoavat tutkijoille tietoja malleistaan. Toisin sanoen he tekevät selkeämmät yhteydet paikallisten ääritapahtumien ja ihmisen toiminnan aiheuttaman ilmastomuutoksen välillä.
Se mitä kuulet meteorologin mainitsevan melkein uutissamme - tuulen nopeus, paine-rintama, lämpötila, kosteus, ilmakehän epävakaus - ovat kaikki ääriolosuhteiden keittokirjan aineosia.
"Voimme käyttää näitä ilmaisimerkkejä reseptinä - milloin tahansa näet näiden aineosien tulevan yhteen, olet myrskyn ympäristössä", Schlosser sanoo. "Nämä ovat sellaisia asioita, joita olemme käyttäneet, ja he ovat onnistuneet tekemään hienon harppauksen luottamukseen mallintamisessa siihen, missä tämä kaikki tapahtuu tulevaisuudessa."
Diffenbaugh on samaa mieltä. Tiettyjen säätapahtumien ennustamisen suhteen "olemme siirtyneet todella nopeasti sanomalla, että" emme tee niin "julkisena kannanamme, joihinkin rohkeisiin pioneereihin, jotka yrittävät sitä tehdä, nyt lukuisiin ryhmiin, jotka työskentelevät ahkerasti."
Kuten äskettäinen ilmastoraportti osoittaa, tutkijoilla on nyt enemmän luottamusta, kun he väittävät ihmisten ilmastomuutoksen roolia kasvavissa ääri-ilmiöissä. "Konsensus vahvistuu ja vahvistuu", Schlosser sanoo. "Sillä ei ole väliä, mihin suuntaan se menee, haluamme vain olla varmoja siitä."
Haasteet, jotka koskevat niin monimutkaisten kuin sää syiden selvittämistä, havainnollistavat myös tapoja, joilla ilmastonmuutos on erilainen kuin mikään muu tieteenala. "Olisi hienoa, että meillä olisi 100 maata, joten voit kääntää nuppeja ja lisätä tai vähentää sitä ja nähdä mitä tapahtuu", Kunkel sanoo. ”Meillä ei ole sitä. Elämme kokeilumme. ”
Hän pysähtyy ja lisää: "valitettavasti".
