Populærvitenskapelig framstilling
av de viktigste FoU-resultatene august 2004 fra

RegClim

 

Det arbeides I RegClim med å lage detaljerte klimaberegninger for Norge og viktige omkringliggende regioner. Disse er basert på scenarier for mulige utviklinger av jordens klima som følge av menneskeskapt påvirkning. Beregningene gjøres både for atmosfæren og før de øvre vannlag i omkringliggende hav, og det brukes ulike metoder for å styrke troverdigheten til resultatene. Resultatene er ment å kunne brukes direkte i virkningsstudier både for naturen og for samfunnet. Et viktig aspekt i den sammenheng er å studere muligheten for økt forekomst i hendelser som i dag forekommer sjelden og v.v., samt å anslå kilder til usikkerhet som tidligere forskning har identifisert som spesielt viktige. Dette gjelder prosesser i Det Nordlige Atlanterhavet, og effekter av menneskeskapt partikkelforurensning. Vi har også inkludert dedikerte teoretiske studier av muligheter og begrensninger for regional klimamodellering.

 

Prosjektet er delt i 5 moduler: PM1 til PM5.

PM1

To forskjellige klimascenarier er kombinert for å gi sikrere risikovurderinger. Siden forskjellen mellom scenariene kan betraktes som tilfeldige, er de behandlet som likeverdige. Resultatene viser en betydelig økning av ekstreme nedbørtilfeller om 50 år i forhold til dagens klima. Likeledes vil høye vindhastigheter forekomme litt oftere langs hele kysten og deler av innlandet. Empirisk nedskalering er blitt utført for nye klimascenarier beregnet med 6 ulike globale klimamodeller basert på de nye IPCC-SRES utslippsscenariene. De nye SRES baserte resultatene gir for Norge i hovedtrekk et lignende bilde som tidligere analyser basert på IS92a utslippscenariet. Unntaket er våren der SRES scenariene antyder sterkere oppvarming. Hverken SRES eller IS92a scenariene gir entydige signal mht nedbørtrender. Analyse av en rekke observerte internasjonale temperaturserier viser at nye rekordtemperaturer har forekommet oftere i de siste dekadene enn det et stabilt klima ville tilsi. En enkel modell er blitt utviklet for å produsere snødybde-scenarier ut fra scenarier av temperatur og nedbør. De foreløpige resultat basert på observasjoner er lovende. På lokal skala kan disse snøscenariene være mer realistiske enn scenarier basert direkte på globale eller regionale klimamodeller, fordi topografien ikke er tilstrekkelig representert i disse modellene. Et statistisk verktøy for nedskalering og klimaanalyse (clim.pact) er blitt utviklet, og er tilgjengelig på http://cran.r-project.org.

 

PM2

I perioden er både en koblet regional sjøis-havmodell (ORCM) og en fullt koblet regional atmosfære-sjøis-havmodell (AORCM) utviklet. Når det gjelder ORCM'en foreligger den i to versjoner, en som kan kjøres med et gitt atmosfærisk pådrag (“stand alone“ versjon), og en modifisert utgave for kobling til atmosfæremodellen. Stand alone versjonen er kjørt i to 30-års perioder for et område som dekker hele Nordatlanteren nord for ca. 30 grader (inklusive Polhavet og ekvatorområdene) og med realistiske atmosfæriske pådrag (ECMWFs reanalyser kjent som ERA40 databasen). Dataene fra disse kjøringene er brukt til å verifisere og validere modellen. Denne versjon vil i scenarieproduksjonen bli brukt til å fremskaffe inngangsdata for sjøis-havmodell komponenten i AORCM'en for ulike regionale scenarier.

 

Når det gjelder AORCM'en har den krevd ganske omfattende programmeringsarbeid for å virke tilfredsstillende (dvs. gi fornuftige resultater). Teknisk virker den nå bra, og med noe planlagt finpussing utover høsten regner vi nå AORCM'en som utviklet. Det er først og fremst i utviklingen av en konservativ utveksling av energi mellom luft og hav det er lagt ned mye arbeid.

 

PM3

 

Hvilke forhold bidrar til sprik i klimascenarieberegninger?

The coupled model intercomparison project (CMIP) er et internasjonalt forskningsprosjekt der 19 av verdens ledende klimamodelleringsgrupper deltar. Prosjektet går ut på at alle deltakerne gjør nøyaktig samme eksperiment. Eksperimentoppsettet som utføres med 19 klimamodeller er som følger: 1) En såkalt kontrollsimulering skal gjennomføres. Her simulerer man dagens klima og klimavariabilitet med konstant kjemisk sammensetning i atmosfæren (dagens CO2 nivå). 2) En såkalt CMIP simulering der CO2 konsentrasjonen øker fra dagens nivå med 1% hvert år inntil CO2 konsentrasjonen er doblet. Klimaendringer pga CO2 økning er her definert som forskjellen mellom simulert klima i kontrolleksperimentet og simulert klima i CMIP eksperimentet. Resultatene viser at det er et betydelig sprik i simulert klimaendring mellom de 19 modellene. Skyldes dette forkjeller i modellformuleringer og/eller naturlig klimavariabilitet (som vil ha har et ulikt forløp i de ulike modellkjøringene)? I RegClim har vi gjort 6 CMIP simuleringer (og en kontrollsimulering) med Bergen Climate Model (BCM). Simuleringene er gjort med 6 ulike utgangsbetingelser og klimautviklingen i disse simuleringene vil være forskjellig og denne forskjellen vil kun skyldes naturlige klimavariasjoner siden vi bruker samme modell. Resultater fra samtlige simuleringer viser at klimaendringer vil bli størst i Arktis, men det er også der det største spredningen i simulert klimaendring mellom de ulike modellene finner sted. Videre analyser av resultatene viser at temperaturspredningen vi simulerer i Arktis med en modell (BCM) er 10-30% av temperaturspredningen mellom de 19 ulike CMIP modellene ved doblet CO2 konsentrasjon. Tilsvarende tall for nedbør er 20-40%. Dette betyr at naturlige klimavariasjoner forklarer en vesentlig del av sprik i klimascenarier. Tallene over varierer også med CO2 konsentrasjonen. Naturlig variabilitet forklarer mindre av spredningen mellom de ulike modellene med økende CO2 konsentrasjon. Øvrige analyser i denne studien demonstrer andre statistiske egenskaper ved naturlig klimavariabilitet og hvordan denne forholder seg til menneskeskapte klimaendringer. De gir også grunnlag for å definere hvilke eksperimentoppsett som gir grunnlag for å estimere usikkerheter i simulerte klimaendringer.

 

PM4

Som det kom tydelig fram i forrige rapport fra FNs klimapanel (IPCC) er det stor sprik mellom forskjellige modellberegninger av den indirekte klimaeffekten av partikler (aerosoler). Våre beregninger det siste året kan bidra til å forklare noe av dette spriket. Beregningene av klimasystemets respons på aerosolers pådriv viste for eksempel stor følsomhet for hvorvidt transport- og kjemiberegningene ble foretatt separat, slik noen modeller gjør, eller koplet med klimasystemet, slik at endringer i klimasystemet påvirket dem. I det sistnevnte tilfellet ble avkjølingen p.g.a. partiklene betydelig større enn i det første. Vi har påvist at dette skyldes en positiv tilbakekopling knyttet til kilder og sluk av sulfat. Videre viser det seg at denne sterke følsomheten for hvordan transport- og kjemiberegningene utføres er svært avhengig av beskrivelsen av våtfasekjemi og påfølgende dråpedannelse. Dersom bidraget til dråpedannelse fra våtfasekjemi fjernes, blir den nevnte følsomheten nesten borte.

 

PM5

Det er en pågående faglig diskusjon om regional klimamodellering er et velstillet problem fordi det ofte er fjerntliggende forhold i klimasystemet som kan være utslagsgivende for en avgrenset regions klima. Videre er det betydelig regionale trekk i de klimaendringene som er registrert over de siste 30-40 år (“kalde hav og varme kontinenter“, økt NAO-indeks, hyppigere El Nino, mindre oppvarming i midlere troposfære enn på bakken, osv.) som ikke er direkte sammenliknbare med karakteristiske fordelinger av menneskeskapte pådriv. I PM5 beregnes hvilke endringer i ytre pådriv som har størst påvirkning av vår regions klima, samt hvordan observerte regionale endringer kan ha sammenheng med ytre pådriv.

 

Særlig ett viktig resultat peker seg ut: Havoverflatetemperaturen i De nordiske hav ser ut til å ha særlig stor betydning for Nord-Europas klima i tillegg til pådriv som er kraftige midt i atmosfæren. Lokale pådriv ser ut til å være viktigere enn man kunne forvente.