Min kronik om klimamodeller fra 2011 i Ingeniøren er desværre “Forsvundet” fra Ingeniøren. Ærgerligt, da der var en meget ivrig debat med 480 kommentarer. Den er ligeså aktuel nu som dengang. Så derfor bringer jeg den en gang til for Prins Knud.
Opdatering: En god FB ven har fundet linket igen.
Her er en af de nyeste sammenligninger af model & målinger (UAH)
Kan klimamodellerne forudsige verdens temperaturer om 100 år?
Vi er i gang med verdenshistoriens største VVM, vurderingen af menneskehedens påvirkning af den globale natur, miljø og klima.
Det er naturligvis en meget vigtig sag. Den foregår som så mange andre VVM’er ved, at man indsamler og studerer data og bruger matematiske modeller til at beregne scenarier og konsekvenser.
Den globale VVM er desværre ubrugelig i forhold til den måde, vi laver VVM’er på i et ordentligt land som Danmark.
IPCC, som forestår den Globale VVM, er et politisk organ, som er begrænset i sin opgave til at diskutere menneskeskabte bidrag til klimaændringer. Og hvad værre er, så er den organiseret på en sådan måde, at deltagerne i processen vurderer kvaliteten og betydningen af egne forskningsresultater og endvidere har magt til at være ”dørvogtere” og holde ubekvemme synspunkter ude.
På dataområdet har Mann’s famøse Hockeystick, med afskaffelsen af den Varme Middelalderperiode, vist, hvor uheldigt det er, at bestemte forskere med politiske holdninger har skaffet sig for megen magt. Og ClimateGate e-mailene er nærmest en åben tilståelse om datafusk etc. fra en gruppe af forskere, der dominerer IPCC processen.
Klimamodeller
Men hvad så med den anden hovedhjørnesten for AGW: Klimamodellerne? hvor det hedder sig: ”Vores modeller kan kun forklare, hvad der sker, når vi inkluderer CO2 udledningen fra menneskene”.
Jeg har arbejdet professionelt med miljømodellering siden 70’erne og kan med sikkerhed sige, at klimamodellørerne godt nok er i stand til at løse mange koblede differentialligninger med supercomputere, men er de rene amatører, når det gælder anvendelse af modeller som grundlag for politiske beslutninger.
Hvis man skal anvende en model som beslutningsgrundlag skal man gøre følgende:
- Sikre sig, at modellen indeholder alle de væsentligste årsagssammenhænge. Udgangspunktet skal være værdifrit, ikke noget med en særlig interesse for CO2 eller solen eller arealforbrug eller intern variabilitet eller hvad der i øvrigt kan være af (ukendte) forklaringer.
- Modellen skal kunne gengive fortiden: ”Hindcast”, godt (defineret på et bestemt statistisk niveau) og skal gerne kunne valideres på et uafhængigt datasæt, som ikke er kendt af modelløren
- Modellen skal løbende testes på sine evner til forudsigelse og hvis den ikke forudsiger korrekt, duer den ikke.
Klimamodellerne opfylder ikke nogen af disse betingelser:
Ad 1. Alle klimamodeller har som grundhypotese, at CO2 er vigtig for jordens temperatur. Da CO2 ikke alene har mulighed for at skabe nok varme bruges en positiv feedback fra vanddamp. Denne baseres på skydannelse, som modellerne ikke kan simulere, fordi skyprocesserne foregår i en rumlig skala, der er langt mindre end selv supercomputere kan klare. Det er i det hele taget et stort problem for klimamodellerne, at mange centrale processer f.eks. hydrologi, omsætning af organisk stof i kystzonen og fordelingen af fødevareproduktionen foregår i en skala, som modellerne ikke magter.
Solens indflydelse, bl.a. via kosmisk stråling, negligeres, fordi den ikke passer ind i CO2 paradigmet. De versioner af modellerne, der bruges til scenarier, indeholder ikke beskrivelser af kulstofkredsløbet, og det tilhørende feedback fra øget CO2 = øget primærproduktion, som på sigt kan øge biomassen så meget, at hele det menneskeskabte bidrag til CO2 ender med at ophobes som organisk stof i biosfæren.
Modellerne er i hovedsagen lavet af meteorologer og fysiske oceanografer, som ikke i tilstrækkelig grad er vidende om og respekterer betydningen af biologi, kemi og hydrologi, som er nok så vigtige for denne problemstilling.
Det var f.eks. med en vis forundring, at jeg læste en artikel, hvor forskere fra Oak Ridge National Laboratory[1] stolt udtrykker: ” For the first time, climate scientists from across the country have successfully incorporated the nitrogen cycle into global simulations for climate change”.
Det er mere end 50 år siden, at man fandt ud af i vandmiljøverdenen, at kulstofkredsløbet kun kan modelleres, hvis man har styr på de begrænsende faktorer, som kvælstof (og fosfor, hvornår finder IPCC på det?) og silicium og jern osv. Det er mindre imponerende, at klimaforskningen først har fundet ud af det nu.
Jeg tilslutter mig Freeman Dyson: “I have studied the climate models and I know what they can do. The models solve the equations of fluid dynamics, and they do a very good job of describing the fluid motions of the atmosphere and the oceans. They do a very poor job of describing the clouds, the dust, the chemistry, and the biology of fields and farms and forests”.
Med den yderligere kommentar, at modellerne slet ikke endnu er i stand til at beskrive selv de fysiske processer på en længere tidsskala, og derfor ikke kan beskrive det oceaniske systems interne variabilitet, som måske alene udmærket er i stand til at forklare de klimaændringer, vi ser.
Ad. 2. IPCC anvender resultaterne fra 24 modeller. Ingen af modellerne laver gode hindcast. De rammer ikke den tidsmæssige udvikling af temperaturen særligt godt. Mange af modellerne rammer ikke en gang jordens absolutte temperatur[2]. I år 2000 strækker modellerne sig fra godt 12 grader til knap 16 grader, hvor målingen er 14,5.
I stedet for at smide de dårlige modeller ud og arbejde videre med de bedste, laver man en middelværdi, hvilket illustrerer, at IPCC ikke er et uafhængigt organ, der kan skelne skidt fra kanel, men at alle sidder med ved bordet, og derfor ikke kan/vil kritisere hinandens arbejde for alvor.
I den udstrækning modellerne overhovedet er i stand til at gengive fortiden, med afkølingen fra 1940 til 1970 i en periode, hvor CO2 indholdet i atmosfæren steg, skyldes det en “fudge factor”: aerosoler, som er usikker selv med hensyn til om betydningen er positiv eller negativ. Bl.a. har det vist sig, at sort sod fra kulkraft, som virker opvarmende, har en større betydning end antaget, og næppe i tilstrækkelig grad er regnet med ved kalibreringen af modellerne.
Indrømmet, IPCC anerkender selv, at alt dette giver en meget stor usikkerhed på CO2 sensitiviteten (fra 1,5 til 4,5 grader pr. dobling af CO2) og en usikkerhed på fra 1-6 grader på scenarierne for år 2100. Denne usikkerhed er i øvrigt ikke formindsket selv efter et stort arbejde med modellerne, hvilket for mig tyder på, at man stadig ikke er i nærheden af at forstå og indbygge de rigtige årsagssammenhænge.
Nu er modellens evne til at passe mere eller mindre godt med det datasæt, den kalibreres på ikke nogen garanti for, at den virker godt på et senere uafhængigt datasæt.
Reifen & Toumi[3] har gennemgået et antal klimamodelprojektioner og vist, at der ikke er nogen sammenhæng mellem tidligere resultater og senere forudsigelser. Dette er typisk for kaotiske systemer, som i princippet kan være uforudsigelige.
En forudsigelse af den globale middeltemperatur mm er jo egentlig ret ligegyldig. Det vigtige er hvad der sker regionalt og lokalt. Her anerkendes det af en af nøglepersonernes selv: K. Trenberth, at: “Global and regional climate models have not demonstrated skill at predicting regional and local climate change and variability on multi-decadal time scales[4].”
Ligesom Koutsoyiannis[5] har en temmelig harsk gennemgang af modellernes aldeles manglende evner til regionale hydrologiske beskrivelser
Ad 3. Modellerne kan ikke forudsige fremtiden. De seneste 9 år har temperaturændringen ikke været forskellig fra nul, medens CO2 stiger og modellerne forudsiger en stigende temperatur på ca. 0,2 grader per dekade[6]. De lidt mere indsigtsfulde klimamodellører anerkender problemet, men hævder, at stagnationen skyldes tilfældige naturlige påvirkninger, og at temperaturen snart vil stige meget igen.
Det kan sagtens være rigtigt, men rejser jo det simple spørgsmål, om ikke den forudgående opvarmning også kan skyldes ”tilfældige naturlige påvirkninger”.
Et andet eksempel er modellernes manglende evne til at forudsige isdannelsen i arktis. I de senere år har modellerne overvurderet isdækket ved arktis[7]. Det er jo blevet brugt til at sige: ”at det går meget værre end frygtet”, men er virkeligheden blot et tegn på, at modellerne ikke forstår, hvad der sker, og derfor heller ikke på det område kan bruges til noget.
Endelig har modellerne ikke været i stand til forstå/forklare, hvorfor methankoncentrationen[8] i atmosfæren er stagneret i de senere år.
Hvad nu?
IPCC gør rigtig nok opmærksom på i sine rapporter og forskellige andre obskure steder, at modellerne bruges til at lave ”scenarier” og ikke ”forudsigelser”, hvilket modellerne helt åbenlyst er uegnede til.
Men desværre erklærer IPCC ikke højt og tydeligt her under klimakonferencen, at modellerne ikke har nogen prediktiv værdi, og at tal om fremtidens klima både globalt og regionalt udelukkende baserer sig på nogle ”kvalificerede” ekspertskøn, fra en bestemt gruppe forskere, som hylder hypotesen om CO2’s store betydning for klimaet. Tværtimod læner man sig op af den pseudovidenskabelige aura, som omgærder komplekse 3D modelsimuleringer på supercomputere, og er dermed med til at narre folk, som ikke kender sådanne modeller, og ikke ved, at de er menneskeværk på godt og ondt.
Selv om klimamodellerne ikke er gode nok endnu, kan CO2 hypotesen om menneskeskabte klimaændringer sagtens være rigtig. Vi kan bare ikke bruge modellerne til at vurdere det.
Hvordan kommer vi videre med at bruge modellerne rigtigt, dvs. bruge dem til at forstå, hvad der sker, og til senere, måske at lave fremskrivninger?
Først og fremmest må vi have afpolitiseret processen. Det kræver efter min mening, at IPCC nedlægges. Derved kan rådgivningsprocessen decentraliseres og pluralismen opstå.
Globale økologiske modeller skal udvikles og anvendes af
organisationer, der er uafhængige af modellernes resultater. Danmark har stor
viden om økologisk modellering, og det ville være et godt bidrag til en
kvalificering af den internationale, hvis den danske ekspertise kunne
samarbejde i et globalt økologisk modelcenter. Modellerne kan bl.a. bruges til
forholde sig rationelt til fremtidige voldsomme naturlige forandringer, som
f.eks. en ny istid, og den geoengineering, vi i en sådan situation nødvendigvis
må gribe til.
[1] http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091009204032.htm
[3] Reifen, C. and Toumi, R. 2009. Climate projections: Past performance no guarantee of future skill? Geophysical Research Letters 36: 10.1029/2009GL038082.
[4] http://pielkeclimatesci.wordpress.com/2007/06/18/comment-on-the-nature-weblog-by-kevin-trenberth-entitled-predictions-of-climate/
[5] http://www.itia.ntua.gr/getfile/900/2/documents/2009EGU_ClimatePr.pdf
[7] http://www.copenhagendiagnosis.org/
[8] http://www.climate4you.com/
