E22 – Undersøgelse og brug af klimamodellen – øvelser med modellen

Klimamodellen

E22-1 – Tidsskalaer for temperaturændringer

Den store varmekapacitet af havene betyder, at der er en forsinkelse mellem at strålingsbalancen ændrer sig og til at hele klimasystemet har ændret sig tilsvarende. Excel modellen kan bruges til at illustrere dette. Gør følgende:

Sæt alle skalafaktorerne på ark 1 til 0 således at der ingen ændring er i strålingsbalancen.
Sæt herefter skalafaktoren for ”brugerdefinerede faktorer” til én og indsæt en pludselig stigning fra 0 til eksempelvist 2,5 W/m² ved et bestemt år. 2,5 W/m²svarer nogenlunde til de menneskeskabte drivhusgassers bidrag til strålingsbalancen i dag.

Tjek, at strålingsbalancen ser ud som forventet ved at se på grafen under ”samlet strålingsbalance”.
Se herefter på grafen på ark 5 ”str bal” og ”model temp”. Her kan I se hvorledes temperaturen ændrer sig efter stigningen i strålingsbalancen.

Ved ovenstående simuleres en pludselig og voldsom stigning i drivhusgasserne på Jorden.

Forslag til arbejdsspørgsmål

• Foreslå forskellige scenarier, der kan udløse en pludselig stigning i drivhusgasserne, som den I lige har simuleret.

• Hvor lang tid tager det typisk før temperaturen på Jorden reagerer på strålingsbalancensændringer? Hvordan er denne reaktionstid afhængig af 1) blandingsdybden, 2) dybden af oceanerne og 3) diffusionshastigheden?

• Prøv om I kan komme med forklaringer på ovenstående afhængigheder.

• Simulér, hvad der ville ske, hvis vi pludselig fandt en metode til at fjerne alle de menneskeskabte drivhusgasser fra atmosfæren på én gang. Hvor længe ville der ca. gå, før det ville have mærkbar indflydelse på klimaet?

E22-2 – De forskellige faktorers indflydelse

Prøv en simulering, hvor der kun er taget højde for naturlige svingninger (dvs. ingen ”blandede menneskeskabte drivhusgasser”). Kommentér resultatet.

Husk her, at grafernes udgangspunkt er variabelt, dvs. når grafen for modeltemperatur og målt temperatur skal sammenlignes, så er det kun formen på graferne der skal sammenlignes og ikke deres placering på y–aksen.
Prøv herefter en simulering, hvor der kun er taget højde for menneskets udledning af drivhusgasser. Kommentér resultatet.

Prøv at undersøge, hvor meget klimaet er afhængigt af de 11-årige perioder i Solens stråling. Dette kan eksempelvist gøres ved at lave en simulering kun ud fra Solens indflydelse på klimaet.

Lav en simulering over et scenarium, hvor vi forestiller os, at der blev gennemført en super–Kyoto aftale i 1999, således at man lod det atmosfæriske indhold af drivhusgasser være konstant på 1999 niveau i al fremtid. Hvor meget og hvor længe vil temperaturen alligevel stige fra 1999 og frem?

Fremgangsmåde
I denne øvelse er det nok lettest at bruge søjlen ”brugerdefinerede faktorer” (ark 1), og ikke lade andre faktorer spille med. Man kan da lave en simulering, hvor man lader indholdet af menneskeskabte drivhusgasser i 1850 svare til indholdet i 1950 og så fremdeles frem til at året 1899. Herefter kan man lade indholdet af menneskeskabt drivhusgasser været konstant på 1899 niveau. På grafen ark 5 (str bal og mod temp) kan man da se, hvor mange år og hvor meget temperaturen vil stige efter år 1899.

E22-3 – Samme svar af forskellige årsager?

I denne øvelse skal I prøve, om I kan lave en god, men fuldstændig urealistisk klimamodel ved at ændre på parametrene, således at modellen passer til observationerne, men mister sin troværdighed. I kan ændre på de forskellige strålingsfaktorers indflydelse (ved at ændre på skaleringen for den enkelte strålingsfaktor, samt parametrene på ark 3 i modellen).

Eksempelvis kan man ændre skaleringsfaktoren på menneskeskabte drivhusgasser til 1,3, skaleringsfaktoren på vulkanske aerosoler til 0,3 og temperaturfølsomheden (ark 3) til 0,5 og få en model, der passer godt med temperaturobservationerne, men som ikke er realistisk.

Kommentér det faktum, at forskellige kombinationer af de variable giver samme resultat. Hvornår ved man, at man har den ”rigtige” klimamodel?

E22-4 – Test af Solteorien

En dansk forskergruppe anført af Henrik Svensmark mener, at Solens aktivitet er den primære årsag til klimaforandringer på Jorden. Efterprøv teorien på vores lille klimasimulator – prøv med forskellige skalafaktorer på Solens variation.

En videnskabelig artikel fra juni 2007 modviser den danske forskergruppes resultater, idet argumentet er, at solaktiviteten ikke kan forklare de sidste ca. 20 års temperaturer. Sammenlign dette udsagn med din klimasimulering.

Kan man i denne klimamodel også lave en god simulering af temperaturen ved kun at bruge en af de andre faktorer? Kommentér dit resultat.