V1 – Undersøgelse og brug af en klimamodel

Beskrivelse af modellen

Til disse øvelser skal der bruges en forholdsvis simpel klimamodel, lavet af Kieth Shine i 2003. Modellen er lavet i excel og kan findes her. En videnskabelig beskrivelse af, hvorledes modellen er opbygget kan findes her . En kort beskrivelse af modellens opbygning, samt en samling af øvelser med udgangspunkt i modellen er beskrevet i dette afsnit.

Klimamodellen er lavet som et Excel regneark. Modellen er meget simpel og tager kun højde for to forskellige faktorer i Jordens klimasystem.

Forskellige bestanddele i atmosfærens indvirkning på Jordens strålingsbalance. Disse tal er opgivet på ark 1 på Excel regnearket og kaldt ”strålingsfaktorer”. Data er fra: ”Myhre, G., Myhre, A. and Stordal, F., 2001, Historical Evolution of Radiative Forcing of Climate, Atmospheric Environment, 35:2361-2373”. De forskellige tal er strålingsfaktorer relativt til 1750. I modellen er den samlede strålingsfaktor plottet på ark 2 (”Samlet Strålingsbalance”) som funktion af årstal.

Havets langsomme opvarmning pga. diffusionshastigheden i havet samt vands varmekapacitet gør, at ændringer i strålingsbalancen har en kompleks tidsafhængig indvirkning på den globale temperatur. Disse ting bliver regnet ud på ark 3 ”Klima Model” i Excel arket. For mere info om denne del af modellen henvises til denne artikel.

På trods af, at Excel simuleringen af den globale temperatur kun tager højde for ovenstående faktorer, giver den faktisk en simulering af temperaturen, som er overraskende tæt på virkelighedens målinger fra perioden 1850–1999. Model og reelle temperaturmålinger er plottet mod hinanden på ark 4 ”Model- Temperatur- plot”.

Vær generelt opmærksom på at y–akserne automatisk ændres til at passe til grafernes udstrækning. Des-uden er nulpunktet for modeltemperaturgrafen variabelt, dvs. at når man grafisk skal sammenligne modeltemperatur og observeret temperatur, så skal man altså sammenligne formen på graferne og ikke placeringen på y–aksen.

Variabler i modellen

Ark 1

På de forskellige Excel ark er der muligheder for at ændre på forskellige parametre i klimamodellen. På ark 1 ”Strålingsfaktorer” er der mulighed for at ændre på de forskellige faktorers indflydelse på klimaet. Dette gøres simpelt hen ved at ændre i rækken ”Skalering”, som indeholder en skalafaktor for hver af klimafaktorerne. Man kan her ”slukke” for nogle af faktorerne ved at indsætte et 0 som skalafaktor, eller endda ændre fortegnet for faktorerne. Ydermere er der mulighed for at indføre sin egen tidsafhængige faktor i søjlen ”brugerdefinerede faktorer”. Dette vender vi tilbage til senere.

Ark 3

Dette ark indeholder selve klimamodellen. Den bruger som input den totale strålingsbalance fra ark 1 og disse tal er sat ind i søjlen ”str bal”. Brugeren kan i dette ark ændre mange af de parametre, som indgår i modelberegningerne. Disse parametre er vist i toppen af arket. Man kan vælge at ændre på:

• Temperaturens følsomhed overfor ændringer i strålingsbalancen, angivet i K/ W/m².
• Dybden af havene.
• Diffusionshastigheden

Man kan følge modellens sammenligning med de faktisk målte temperaturer i perioden ved at se på RMS fejlen. Alternativt kan man se modellen plottet mod temperaturerne på ark 4.