CMIP6-modellerne

Et helt centralt begreb i klimaspørgsmålet er ”ECS” – Klimaets Ligevægtsfølsomhed (Equilibrium Climate Sensitivity), hvilket er udtryk for den globale temperaturstigning som en fordobling af atmosfærens CO₂-indhold vil medføre. Udgangspunktet er ”Førindustriel tid”, dvs. tilbage omkring 1850-1880. Den gang var CO₂-indholdet ca. 280 ppm, og her sætter man temperatur-anomalien til 0 grader. ECS vil så være den temperatur-anomali man får, når CO₂-indholdet kommer op på 560 ppm, hvilket med vores nuværende forbrug vil ske omkring år 2100.

Ingen kender det faktiske tal for ECS – af gode grunde. Man kan i princippet prøve at finde det på to måder. Den ene er at sige, at stigningen fra de 280 til de nuværende knap 420 ppm har været ledsaget af en temperaturstigning på ca. 1 grad celsius. Dvs. 140 ppm CO₂ gav en grad, ergo må 280 ppm – hvilket vil bringe os op på fordoblingen – give to grader. Det er selvfølgeligt en primitiv udregning, og den tager f.eks. ikke højde for alle de andre faktorer, der måske har spillet en rolle for temperaturændringen, f.eks. naturlige udsving i solens stråler, langtidssvingninger i Jordens klima og mængden af partikler i atmosfæren.

Der er dog andre grunde til, at klimaforskningen ikke kan lide denne beregning. Hele hurlumhejet i Paris i 2015 handlede jo netop om, at vi skulle begrænse temperaturstigningen til maks. 2 grader og i en sen nattetime fandt politikerne så på, at grænsen hellere måtte være 1,5 grader. Der var ikke på det tidspunkt nogen speciel begrundelse, hvorfor det skulle være nødvendigt, og alt tyder på at de skadelige effekter ved at gå fra 1,5 til 2 grader vil være meget begrænsede. Men det store problem for klimavidenskaben ved ovennævnte beregning er imidlertid, at hvis ECS kun er 2 grader, så har vi jo slet ikke nogen klimakrise og slet ikke noget behov for en hurtig omstilling til umulig ”grøn energiforsyning”. Vi ville have størstedelen af århundredet til rådighed til i ro og mag at udtænke de rigtige løsninger, hvis, vel at mærke, at temperaturen overhovedet fortsætter med at stige. Det duer åbenlyst ikke for hele det ”klima-industrielle kompleks”.

Heldigvis er den mest anerkendte metode til at beregne fremtidens temperaturer meget mere kompliceret og uigennemskuelig. Det er selvfølgeligt de store computermodeller. Monstrøse programmer og beregninger, hvor en enkelt kørsel på en supercomputer kan tage flere måneder. I princippet simulerer programmerne klimaet time for time, areal for areal (hvert areal er typisk 100 km²) og ser på strømme af luft, temperatur, ind- og udstråling af solenergi osv. Modellernes resultater er typisk kort over hele Jorden, hvor temperatur-anomalierne pr. arealenhed er afmærket, f.eks. med en farvekode, se fig. 1. På basis af alle de enkelte resultater kan man udregne et globalt gennemsnit og dermed har man den globale temperatur-anomali til ethvert ønsket tidspunkt.

I første omgang tester man sin færdigbyggede model over en periode før nu, hvor man allerede kender ”facit” dvs. de faktiske temperaturer. Her justerer man så på modellen, indtil dens resultater ligger så tæt på de målte temperaturer som muligt. Sådanne modeller har mange parametre, man kan skrue på, hvilket hænger sammen med, at der er meget i klimaet, man ikke har nogen særligt god forståelse af. Mængden af vanddamp og skydannelserne i atmosfæren er f.eks. meget afgørende for resultatet, men da man ikke kan simulere det godt nok, må man indlægge nogle standardtal, som så kan være rigtige eller forkerte.

Når man har skruet færdig på sine parametre og er tilfreds med modellens resultater i prøveperioden, kan man slippe den løs og sætte den til at regne på, hvad der sker, når CO₂-indholdet i atmosfæren forøges. Man lader CO₂-indholdet stige op til de 560 ppm, trin for trin og når til sidst frem til, hvordan temperatur-anomalierne vil fordele sig til den tid, og man kan udregne det globale gennemsnit – som så er ECS, ligevægtsfølsomheden.

En klimamodel kræver mange ressourcer, både i mandskab, computerudstyr og ikke mindst strøm til computeren – med tilhørende CO₂-udslip fra elværkerne. Man skulle da tro, at det fornuftigste ville være, at alverdens universiteter samarbejdede om en model, og alle parter gav input, så man fik det bedst mulige resultat. Desværre er fornuft ikke et fremherskende karaktertræk i klimavidenskaben. Alle universiteter med respekt for sig selv har sin egen klimamodel! Den forrige generation, CMIP5, talte over hundrede forskellige modeller, udviklet mere eller mindre uafhængigt af hinanden. De var rygende uenige om, hvad ECS ville være, der var bud fra 2,0 til 4,7 grader. Det er jo en interessant situation, fordi hvis man vælger at tro på de laveste tal, så har vi reelt ikke nogen ”klimakrise”, hvorimod det formentligt er værre, hvis de høje tal er rigtige.

Til den nye IPCC-rapport, AR6, blev der udviklet en ny generation af modeller, CMIP6. Man skulle tro, at videnskaben havde lært af denne lidt u-overbevisende situation og fået indsnævret resultatet, men nej. Fig. 2 viser ECS for 42 af CMIP6-modellerne. Her har vi resultater for ECS mellem 1,83 og 5,67 grader celsius!

Hvad kan man bruge det til? Selv IPCC har halvvejs opgivet, og vælger sine egne værdier for ECS, baseret på mere overordnede betragtninger, man har i AR6 nævnt et interval på 2,5-4 grader med den mest sandsynlige værdi på 3 grader.

I den videnskabelige litteratur er der en levende diskussion om emnet, og vi har allerede berørt det flere gange her på Klimarealisme. For nyligt udkom der en artikel, skrevet af N. Scafetta, som kaster lys over problemstillingen på en meget klar og instruktiv måde.

Artiklen kigger på de nye modellers resultater i ”prøveperioden” 1980 – 2021. Her sammenlignes forskellen mellem gennemsnittet for 1980-1990 og 2011-2021. Vi har jo temperaturmålingerne for disse perioder, så ”facit” vil være de målte gennemsnit for de to perioder. Man burde jo forvente, at modellerne lå tæt op ad virkeligheden her, alle modeller er jo fremstillet inden for de sidste få år.

Scafetta arbejder omhyggeligt og kigger på flere forskellige temperaturkurver, ERA5 (i to højder: ved jordoverfladen og ca. 2 kilometer oppe), der er baseret på satellitmålinger kombineret med modeller, UAH, der er rene satellitmålinger og GISSTEMP, HadCRUT og NOAA, der alle er baseret på målinger fra jordstationer. Scafetta vælger primært at arbejde videre med ERA5, men i store træk er de målte kurver forholdsvis enige.

Fig. 3 viser CMIP6-modellernes gennemsnitsresultat for forskellen mellem de to perioder, sammenholdt med forskellene fra de 6 faktiske målinger.

Her ser man flere interessante ting. Grå områder på kortene er områder, der ikke er dækket af målingerne. De jordbaserede målinger har en del grå områder, ikke bare ved polerne men også betydelige dele af Afrika og Sydamerika. UAH dækker ikke de sidste breddegrader ved polerne, mens ERA5 faktisk dækker det hele. Det bemærkelsesværdige er allerede her, hvor meget modellernes gennemsnit afviger fra virkeligheden. Generelt overvurderer de opvarmningen groft, måske bortset fra i Arktis, og nede omkring Antarktis er den helt gal. I virkeligheden har der ikke været nogen opvarmning her, snarere en afkøling, mens modellerne mener, at temperaturen der er steget med ca. en grad celsius.

Fig. 4 kaster mere lys over afvigelserne. Her er vist forskellen mellem gennemsnittet af CMIP6-modellerne og de 3 satellitbaserede temperaturkurver (igen afvigelsen mellem 2011-2021 og 1980-1990). Generelt rammer modellerne ikke særligt godt, navnlig ikke over havet og især omkring Antarktis.

På fig. 5 er vist hvor meget de enkelte modeller har skudt galt. Her er for hver model angivet, over hvor stor en del af Jordens areal, de er hhv. 0,2, 0,5 og 1 grad ved siden af. Man ser her, at den bedste model har afvigelser større end 0,2 grader på 40 % af arealet og tilsvarende overstiger afvigelsen 1 grad på et par procent af arealet. Den værste model ligger til gengæld på ca. 85 % af arealet, hvor afvigelsen er større en 0,2 grader og for 1 grads fejl er det 18 % af arealet. Det er jo noget af et fejlskud.

Fig. 6 viser resultatet for den model, der kom ud med den højeste ECS. Igen er det ændringen mellem de to ovennævnte perioder. Til venstre ses modellens bud på udviklingen og til højre er dens resultater fratrukket ERA5-målingerne (ved jordoverfladen). Der er både kulde og varme her, opvarmningen i Arktis er groft undervurderet, mens de tropiske egne er blevet alt for varme ifølge modellen.

Her kan man så sammenligne med en model, der også gav en meget høj ECS (5,62 grader). Den er gengivet på fig. 7 og her ser man et radikalt anderledes billede af opvarmningens fordeling over kloden. Selv med den samme ECS kan man få vidt forskellige resultater lokalt. Det sætter jo de mange bestræbelser på at klima-forberede lokalområder noget i relief. Hvad er det, vi skal forberede os på?

Hvad så med de modeller, der har den laveste ECS? Fig. 8 viser modellen, der ligger i bunden på de 1,83 grader. Også den har tydeligvis problemer, primært med en undervurdering af temperaturstigningen på den nordlige halvkugle og en ditto overvurdering af stigningen nede i nærheden af Antarktis.

Alt i alt er det ikke nogen imponerende træfsikkerhed, vi er vidne til her. Scafetta mener, at årsagen formentligt er den ensidige satsning på CO₂, som den altafgørende faktor i klimaet. Hvis man i simuleringerne tillader en større rolle til f.eks. solens svingninger, kan man faktisk opnå resultater, der er noget tættere på virkeligheden, som vist på fig. 9. Her er de målte temperaturer sammenholdt med en sådan simulering og med klimamodellernes gennemsnit. Man ser hvorledes alle udsvingene i temperatur efter 2010 dukker op i simuleringen, men ikke i klimamodellerne, der bare forudser en jævn stigning.

Men det er jo politisk uønsket at se på andet end CO₂, hvorved man igen ser, at politik har inficeret videnskaben – hvilket jo ellers aldrig medfører noget godt.

Artiklen konkluderer, at alle de klimamodeller, der resulterer i høje ECS-værdier generelt klarer sig meget dårligt i ovenstående sammenligninger med de reelle temperaturer i de seneste 40 år. Derfor vil det ikke give mening at tage disse modeller med i betragtning, og derved bliver ECS – hvis den stadigvæk skal baseres på et gennemsnit af modellerne – lavere end IPCC’s gæt på 3 grader celsius. Meget tyder på, at ECS i realiteten vil være endnu lavere end et sådant gennemsnit og en værdi mellem 1 og 2 grader synes at være den mest realistiske. Dermed er vi jo inden for Parisaftalens område. Mon vi så derved kan aflyse ”klimakrisen”?