Katalin, Liza, Katinka2020. november 25., szerda
Föld

A klímakutatás új statisztikai megközelítése

2016.02.02.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Virtuális, a bolygónkhoz hasonló párhuzamos világokból való adatok segíthetik a klíma-előrejelzéseket.

Illusztráció: Profimedia

A jelenlegi klíma-előrejelzések Földünk éghajlatának hosszú távú megfigyelésén alapulnak. Az ELTE Elméleti Fizikai Tanszék és az MTA–ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport kutatói szerint azonban az elképzelt, párhuzamos világok éghajlatainak összehasonlításából megbízhatóbb kép rajzolódik ki. Herein Mátyás, Márfy János és Drótos Gábor PhD-hallgatók, valamint Tél Tamás egyetemi tanár friss publikációja az Amerikai Meteorológiai Társaság Journal of Climate című folyóiratában jelent meg.

A kutatók a Probabilistic Concepts in Intermediate-Complexity Climate Models: A Snapshot Attractor Picture című tanulmányban az ún. „pillanatkép attraktorok” (vonzó állapotsorok: pontok, görbék) elmélete alapján úgy érvelnek, hogy a korunkban zajló klímaváltozás tulajdonságai akkor érthetők meg leginkább, ha ahelyett, hogy csupán a Földön megfigyelt egyetlen klímát vizsgálnánk, első hallásra abszurdnak tűnő módon, elképzelünk sok egyforma földi rendszert, melyek nincsenek egymással kölcsönhatásban. Ezek éghajlatai időben párhuzamosan, de nem azonos módon fejlődnek, ámbár mind ugyanazon fizikai törvényeknek engedelmeskednek.

Az elképzelt világok különbségei abból adódnak, hogy a néhány évszázaddal korábban megválasztott kiindulási adataik (hőmérséklet-, szél-, csapadék-, stb. eloszlásaik) mások. A különböző kezdeti állapotokból kifejlődő földi klímák egy sokaság elemeinek tekinthetők. A szerzők szerint Földünk éghajlati rendszerének változatosságát sokkal inkább a párhuzamos éghajlati világok közötti különbség jellemzi, mint az a változékonyság, amit a megfigyelt egyetlen múltunkban tapasztaltunk. A klímadinamika sajátossága, hogy nem sokkal a kiindulási időpont után a kezdeti adatok elfelejtődnek, s a sokaság egyes elemei adott pillanatban már nem a kezdeti adatok sokféleségét, hanem éppen a lehetséges állapotok gazdag tárházát, a klíma belső változékonyságát jelenítik meg. A változékonyság mértéke természetesen nem lehet akármilyen nagy, de például a földi átlaghőmérséklet esetén akár 1-2 Celsius-fokot is elérhet, ami az egyetlen megfigyelt klímánkban a jelenkori globális felmelegedés során mérhető hőmérsékletnövekedés nagyságrendjébe esik. A helyes éghajlati előrejelzés tehát a sokaságelemek fölött képzett átlagok, s az ezek körüli ingadozások megadását jelenti.

A szerzők a Hamburgi Egyetem által kifejlesztett globális klímamodellel, a Planet Simulatorral illusztrálták elképzeléseiket. A körülmények változását olyan „forgatókönyvvel” modellezték, melyben egyedül a légkör széndioxid-tartalma változik időben. Az első 600 évben ezt állandónak vették, értéke az ezredforduló környékén mért valóságos adat (360 ppm koncentráció) volt. Az ELTE-s kutatók forgatókönyve szerint a klímaváltozás a 600. és a 700. év között történik, amikor is a koncentráció egyenletes növekedéssel megkétszereződik, ezt követően a széndioxid-tartalom nem változik. Ez a forgatókönyv minden sokaságelemben azonos. A széndioxid-forgatókönyvet a mellékelt ábra alján látható narancssárga vonal szemlélteti, az ábra felső része pedig a szimulációval kapott eredményeket mutatja.

A szerzők 40 párhuzamos klímát vizsgáltak, melyek kezdeti állapota egy véletlenszerűen megválasztott kis mértékkel tért csak el egy referenciaállapottól. Az ábra felső részén a numerikusan kapott T felszíni éves átlaghőmérsékleteket láthatjuk a Kárpát-Pannon-térségben, az egymást követő években. A 40 különböző színes görbe a különböző sokaságelemek, a párhuzamos klímák hőmérsékleteit rajzolja ki az idő függvényében, a fekete görbe viszont ezek átlaga.

Az egyes színes görbék a 200. és a 600. év között is jelentős ingadozást mutatnak, annak ellenére, hogy a klímát itt változatlannak kell gondolnunk, hiszen a széndioxid-tartalom és minden más külső paraméter időben állandó. A kutatók egyik legfontosabb következtetése  az, hogy egyedi megfigyelt idősorokból nem feltétlenül lehet egyértelmű következtetést levonni a klíma változására. Ezt az is alátámasztja, hogy a széndioxid-koncentráció növekedése idején található olyan színes görbe is, mely több évtizedig hőmérsékletcsökkenést mutat. A klíma változását az ábrán csak a sokaságelemek fölött képzett átlag, a fekete görbe mutatja egyértelműen: ez a 600. évig valóban változatlan, és csak a 600. év után kezd növekedni. Klímaváltozás csak ekkor lép fel, azaz akkor, ha a párhuzamos klímák nagy többségében, és ezért ezek átlagában is hőmérsékletváltozást látunk. Noha a széndioxid-tartalom a 700. évtől már ismét állandó az ábrán, az átlaghőmérséklet még ezt követően is változik az idő múlásával, és csak a 800. évtől állandó ismét. Hiába szűnik meg tehát a klímaváltozást kiváltó ok, a hőmérséklet emelkedése még tovább is tarthat. A színes vonalak a fekete görbe körül számottevően nagy tartományban ingadoznak, ami azt jelenti, hogy az egyes párhuzamos klímák különböző eredményeket adnak ezen sávon belül. A sáv vastagsága a klíma belső változékonyságának mértékét jelzi, ez pedig a klímaváltozás ellenére is alig módosul.

A szerzők amellett érvelnek, hogy az éghajlatkutatásban a párhuzamos klímák sokaságképe a helyes, és a számítógépes előrejelzéseket is erre kell alapozni. Munkájukból az is következik, hogy a sokaságot egyetlen rendszeren belül érdemes képezni, s nem több, eltérő klímamodell használatával, hiszen a különböző modellek „különböző fizikájú” párhuzamos klímákat írhatnak le, amelyek egymástól mutatott eltérése nem a klíma belső változékonyságát, hanem a modellek pontatlanságait tükrözi. A szerzők kimutatják azt is, hogy az iskolában is tanított, 30 éves időátlagokon alapuló klímaértelmezés félrevezető eredményeket adhat.

Forrás: ELTE

Hozzászólások

A vándorló fajok rövidebb ideig élnek

A vándorló fajok rövidebb ideig élnek

A vándorló madár- és emlősfajoknak rövidebb az élettartamuk, mint „otthonülő" társaiknak, ám ezt azzal kompenzálják, hogy ez alatt a rövid idő alatt sok utódot hoznak világra - tette közzé a hírt az MTI.

Már a Csomolungma sincs biztonságban a mikroműanyagoktól

Már a Csomolungma sincs biztonságban a mikroműanyagoktól

Ennél magasabban még nem mutatták ki a szennyezést.

A Föld hűtésével menthetjük meg a bolygót?

A Föld hűtésével menthetjük meg a bolygót?

Korábban több szakértő is felvetette, hogy légköri mérnöki beavatkozással győzhetnénk le a klímaváltozást.

Egyre nagyobb veszélyt jelent a tengeri állatokra a műanyag

Egyre nagyobb veszélyt jelent a tengeri állatokra a műanyag

Nagy fenyegetést jelent a veszélyeztetett tengeri emlősökre és teknősökre az Egyesült Államok körüli vizek műanyag-szennyezettsége - olvasható az MTI hírei között.

A klímaváltozással újabb betegségek érik el a vadvilágot

A klímaváltozással újabb betegségek érik el a vadvilágot

A vadvilágot érintő, paraziták által hordozott betegségek egyre északabbra fognak terjedni a bolygó melegedésével egy új tanulmány szerint - tette közzé az MTI.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket