Wie können wir die heißesten Jahre aufzeichnen vorhersagen?

Wie können wir die heißesten Jahre aufzeichnen vorhersagen?

NASA und NOAA berichteten gemeinsam, dass 2016 das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen war. Das ist keine Überraschung, wie in den ersten sechs Monaten des Jahres waren alle außergewöhnlich warm.

Doch die Nachrichten sind bedeutsam für das, was sie über die globale Erwärmung aussagt: Vor 2016 sind die 10 heißeste Jahre Datensatz seit 1998 aufgetreten. Und im letzten Jahr wurde das dritte Jahr in Folge ein neuer Jahrestemperaturrekord aufgestellt.

Trotz der anhaltenden rekordverdächtigen Hitze ist die gesamte Erde skeptisch gegenüber der anthropogenen oder vom Menschen verursachten globalen Erwärmung bleibt bestehen. Für manche ist der Umstand, dass Meteorologen die Wettertage nicht im Voraus zuverlässig vorhersagen können, ein Beweis dafür, dass Wissenschaftler die Erdklimazeiten oder -dekaden von jetzt an nicht vorhersagen können.

Warum Wissenschaftler? wie ich Sie haben das Vertrauen, monatelang Rekordhitze vorauszusagen, und wie unterscheiden sich die Klimavorhersagen von der Wettervorhersage?

Wettervorhersagen basierend auf Bewegungen der Atmosphäre

Wettervorhersagen berücksichtigen die Entwicklung von Wettersystemen, einschließlich atmosphärischer Druckmuster. Atmosphärischer Druck ist die Kraft, die von der Gewicht der Luftmoleküle. Bereiche, in denen die Luft absinkt, haben einen hohen Druck und allgemein warmes und schönes Wetter. Niederdrucksysteme, auch bekannt als Zyklonetreten auf, wo Luft aufsteigt und typischerweise kühleres und feuchtes Wetter erzeugt.

Hotdog2 1 22Diese Karte zeigt das Ranking für 2016 Jahresdurchschnittstemperatur nach Bundesland. Rankings beziehen sich auf die 122-Jahresperiode des Datensatzes 1895-2016. Ein Rang von 122 zeigt Rekordwärme an. 2016 war das zweitwärmste Jahr für die angrenzenden USA. NOAA

Die Genauigkeit der Wettervorhersagen hat bis zu etwa zwei Wochen her stark verbessert in den vergangenen Jahren. Atmosphärische Systeme bestehen jedoch nicht lange, und Vorhersagen jenseits dieses Zeitrahmens werden viel ungenauer.


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Zum Beispiel Vorhersage der Bildung von Tiefdrucksystemen (Cyclogeneis) und Bewegung über die Ostküste der USA stellt eine Herausforderung dar. Eine Abweichung von der prognostizierten Spur von nur 50 Meilen östlich oder westlich kann den Unterschied zwischen einem Schneesturm, einem windgepeitschten Regensturm oder einem Beinaheunfall bedeuten.

Ebenso Prognosen der Regenmenge, die an einem heißen Sommertag fallen wird kann sehr unsicher sein. Wenn eine Vorhersage "isolierte Gewitter" erfordert, werden Faktoren erwartet, die die Bildung von Stürmen steuern, wie zum Beispiel tagsüber Erwärmung, Feuchtigkeitsstrom und Oberwind. Aber diese Faktoren entwickeln sich während eines bestimmten Tages beträchtlich, was es schwierig macht, den Gesamtniederschlag zu prognostizieren, insbesondere auf einer kleinen Fläche. Es ist also schwer zu sagen, ob es auf deiner Parade oder in der nächsten Stadt regnen wird - der Begriff "Pop-Up" -Gewitter ist passend.

Das heißt nicht, dass Warnungen für schwere Stürme nicht vertraut werden sollten. In diesem Fall werden häufig Unwettervorhersagen für größere geografische Regionen und nur unter den gegebenen Bedingungen gemacht. Die Faktoren, die Unwetter erzeugen, erstrecken sich über ein größeres Gebiet als diejenigen, die zu isolierten Stürmen führen. Technologische VerbesserungenEinschließlich eines besseren Radars und der Verwendung von Supercomputern führen auch genauere Unwettervorhersagen.

Rolle der Meereswärme

Im Gegensatz zu Vorhersagen, die auf der Bewegung von transienten Wettersystemen basieren, verwenden beispielsweise Klimaprognosen für Temperatur und Niederschlag völlig unterschiedliche Datensätze.

Um Vorhersagen für mehrere Monate bis Jahrzehnte zu machen, nutzen Wissenschaftler Ozeanvariationen, andere natürliche Faktoren (Sonnenvariationen, Vulkanausbrüche) und den übergreifenden Einfluss steigender Treibhausgaskonzentrationen (THG) in der Atmosphäre. Diese Variablen entwickeln und beeinflussen ihren Einfluss über Monate und Jahre, im Gegensatz zu atmosphärischen Druckmustern, die sich innerhalb von Stunden oder Tagen ändern können.

Ein wichtiger Faktor mit einer Wirkung von mehreren Monaten bis etwa einem Jahr ist El Niñodie periodische Erwärmung der Ozeantemperaturen im tropischen Pazifik. Dieses Muster der Erwärmung des Ozeans und der damit verbundenen Auswirkungen auf die Atmosphäre übt einen starken Einfluss über die Tropen aus, der Einfluss auf Klimaprognosen haben kann.

Hotdog3 1 22Diese Karte zeigt die gemischten Land- und Meeresoberflächentemperaturanomalien oder Änderungen von historischen Durchschnittswerten für 2016 in Grad Celsius. NOAA Nationale Zentren für Umweltinformationen,

Daten über die Meerestemperaturen sind kritisch, da die Strahlung der Sonne, die die Erde trifft, größtenteils von den Weltmeeren absorbiert wird. Angetrieben von dieser Energie verteilen Ozeane und die Atmosphäre Wärme um den Globus.

Jahre nach einem El Niño sind in der Regel Wärmer als diejenigen mit fast normalen (auch als neutral bezeichnet) oder La Niña-Bedingungen. Das Vorhandensein von La Niña führt häufig zu einer Verringerung der globalen Temperatur. Dies zeigt uns, dass die relative Wärmemenge in den Oberflächengewässern des tropischen Pazifiks mehrere Monate im Voraus für die Vorhersage der globalen Temperaturen verwendet werden kann. Genau dies ist bei der Vorhersage der Rekordtemperatur des letzten Jahres passiert.

Im Dezember 2015 der UK-Met-Büro vorhergesagt, dass 2016 rekordwarm wäre, zwischen 0.72 und 0.96 Grad Celsius über dem langfristigen (1961-1990) Durchschnitt. Ihre Ankündigung heute dass 2016 0.77 ℃ über dem Durchschnitt liegt innerhalb der vorhergesagten Bereich. In frühen 2016 Gavin Schmidt vom NASA Goddard Institut für Weltraumstudien vorhergesagt, dass 2016 wäre 1.3 ℃ über den späten 19th Jahrhundert Temperaturen - bemerkenswert nah an der heutigen berichteten 1.2 ℃ Anstieg.

Was ist mit 2017? In seinem Jan. 12-Update NOAA vorhergesagt ein Übergang von schwachen La Nina zu neutralen Bedingungen durch die erste Hälfte von 2017. La Niñas Einfluss zu Beginn des Jahres ist von zentraler Bedeutung Vorhersagen, dass 2017 wird etwas kühler sein als 2016, aber immer noch zu den heißesten Jahren in der Geschichte.

Hotdog4 1 22Globale jährliche durchschnittliche Anomalien der oberflächennahen Temperatur (dh Temperaturdifferenz vom 1961-1990-Durchschnitt in Grad Celsius) von 1850-2015. Der 2016-Wert ist ein Durchschnitt für Januar bis Oktober. Die graue Linie und Schattierung zeigt den 95-Unsicherheitsbereich. Der Prognosewert für 2017 und sein Unsicherheitsbereich sind grün und schwarz dargestellt. UK Met Office

Es sollte hinzugefügt werden, dass die Rekordwärme von 2016 nicht allein auf El Niño zurückzuführen ist. In der Tat, El Niño Jahre werden wärmer, wie diejenigen mit einem La Niña, aufgrund des allgemeinen Erwärmungstrends von steigenden THG-Konzentrationen.

Kombinierter Einfluss von menschlichen und natürlichen Faktoren im Laufe der Zeit

Jenseits von Ozeaneffekten, andere natürliche Faktoren sind dafür bekannt, die Erwärmungsrate zu beeinflussen. Große Vulkanausbrüche, insbesondere in den Tropen, kann global einen kühlenden Effekt haben durch Blockierung der Sonnenstrahlung. Zum Beispiel, der Ausbruch des Berges. Pinatubo in 1991 resultierte in einem die durchschnittliche globale Temperatur von ungefähr 1 Grad Fahrenheit (0.6 ℃) fallen lassen.

Die Abkühlung ist jedoch typischerweise kurzlebig und endet, wenn die vulkanischen Aerosole - die kleinen Partikel, die das Sonnenlicht blockieren - ausregnen.

Schwankungen in der Solarleistung können auch das Klima beeinflussen. Der beobachtete Erwärmungstrend der letzten Jahrzehnte kann nicht auf Veränderungen in der Sonne zurückgeführt werden. Der Einfluss der solaren Variabilität auf den Klimawandel ist offensichtlich, aber die Wirkung von Treibhausgasen wurde nachgewiesen viel beachtlicher auf kurze Sicht.

Projektionen der Erwärmung auf längeren Zeitskalen - mehrere Jahrzehnte oder länger - basieren auf Simulationen von Klimamodellen und unserem Verständnis von Wie empfindlich das Klimasystem ist auf zukünftige Erhöhungen der atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen.

Welche Modelle haben gezeigt, dass die zukünftige Erwärmung von den steigenden THG-Werten im Vergleich zu den Variationen der internen Ozeanvariabilität und anderen natürlichen Faktoren dominiert wird. Die Erwärmung wird durch Rückkopplungen verstärkt, die den Kohlenstoffkreislauf betreffen, Luftfeuchtigkeit und andere Faktoren. Zum Beispiel ist Wasserdampf ein potentes Treibhausgas, daher erhöhen steigende atmosphärische Feuchtigkeitsmengen die Erwärmung. Auch die Emissionen aus der Arktis sind besonders besorgniserregend und drohen, die Arktis von einem anderen zu verdrängen Senke von Kohlenstoff zu einer Quelle.

Sechzehn der heißesten Jahre von 17 sind in diesem Jahrhundert aufgetreten. Da ist ein überwältigender wissenschaftlicher Konsens dass menschliche Handlungen den Planeten erwärmen.

Gleichzeitig werden wir weiterhin Wetter- und Klimaprognosen verbessern, die uns zu einem tieferen Verständnis des Klimasystemverhaltens über verschiedene Zeiträume und über mehrere räumliche Skalen hinweg führen werden. Diese Forschung wird die Genauigkeit und das Vertrauen in Projektionen für die Zukunft verbessern.

Das Gespräch

Über den Autor

Michael A. Rawlins, außerordentlicher Professor für Weiterbildung, University of Massachusetts Amherst

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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