٤.١. تطورات في عزو تغيّر درجات الحرارة في العالم خلال حقبة إستعمال القياسات: الغلاف الجوي والمحيط والجليد

الإطار ٧: تقييم نماذج الدوران العام للغلاف الجوي – المحيطات

تشكل نماذج الدوران العام في الغلاف الجوي-المحيطات الأداة الأوّلية المستخدمة في فهم تقلبات المناخ الماضية وعزوها، ولفهم الإسقاطات المستقبلية. وبما أن التاثير الإشعاعي لم يواجه إضطرابات في الماضي مشابهة تماماً لتلك التي من المتوقع أن يتسبب بها الإنسان خلال القرن الحادي والعشرين، فإنه ينبغي بناء الثقة بالنماذج من خلال إستخدام عددٍ من الطرق غير المباشرة والوارد وصفها فيما يلي. وفي كلٍ من تلك المجالات، وقد تحققت إنجازات كبيرة منذ تقرير التقييم الثالث، مما يزيد الثقة بكافة النماذج بشكلٍ عام. {٨.١}

وبات التدقيق والتحليل المحسن لسلوك النماذج أكثر سهولةً بفضل الجهود المنسقة دولياً بغية تجميع ونشر نتائج تجارب النماذج التي أجريت في ظل أوضاع مشتركة. الأمر الذي شجّع على وضع تقييم أكثر انفتاحاً وشموليةً للنماذج، بطريقةٍ تتضمن سلسلة من الآفاق المتنوّعة. {٨.١}

تطرّقت الإسقاطات المتعلقة بنطاقات مختلفة وفترات زمنية مختلفة من خلال إستخدام نماذج مناخية عالمية: وتُظهر النماذج المناخية المناخ المستقبلي على مدى عقودٍ وبما أنه لا يجري تتبع تفاصيل نظم الأحوال الجوية الإفرادية ولا التنبؤ بها، فإن الظروف الجوية الأولية تصبح أقل أهميةً بكثير بالنسبة إلى نماذج التنبؤ بالطقس. وتزداد أهمية الإسقاطات المناخية ازدياداً كبيراً. وتتضمن التأثيرات كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض، وكمية الجسيمات الناتجة عن الثوران البركاني في الغلاف الجوي، وتركيز الغازات والجزيئات البشرية المنشأ في الغلاف الجوي. وفيما يتحول مجال الاهتمام من النطاق العالمي إلى الإقليمي إلى المحلي، أو يقصر النطاق الزمني موضع الاهتمام، يزداد حجم التقلبية المتعلقة بالطقس نسبةً إلى إشارة تغيّر المناخ على المدى الطويل. فيصعب الكشف عن إشارة تغيّر المناخ على نطاقات أصغر. كما تشكل الأحوال في المحيطات نقطةً هامة، لا سيما بالنسبة إلى النطاقات الزمنية السنوية البينية أوالعقدية. {الأسئلة ١.٢، ٩.٤، ١١.١}

إعداد النموذج. تطور إعداد نماذج الدوران العام للغلاف الجوي - المحيطات من خلال تحسين الاستبانة المكانية وإستخدام المخططات العددية وتعيين البارامترات (مثل الجليد البحري والطبقة المتاخمة للغلاف الجوي والمياه السطحية في المحيطات). وأُدرجت عمليات إضافية في نماذج عدة، بما في ذلك عمليات ضرورية بالنسبة إلى التأثير (مثلاً: باتت الأهباء الجوية منمذجة بطريقة تفاعلية في نماذج عدة). واليوم، باتت معظم النماذج تحافظ على مناخ مستقر من دون إستخدام عمليات تكييف التدفقات، على الرغم من أن بعض الاتجاهات الطويلة الأمد لا تزال ضمن نطاق مراقبة نماذج الدوران العام للغلاف الجوي - المحيطات، مثلاً، نظراً إلى بطء العمليات التي تجري في المحيطات. {٨.٢، ٨.٣}

محاكاة المناخ الحالي. تمّ نتيجة تحسين صيغة النماذج تحسين محاكاة نواحي عديدة من المناخ الحالي العادي. وبشكلٍ عام، تحسنت محاكاة التهطال وضغط مستوى سطح البحر وحرارة السطح بصورة إجمالية، لكن الثغرات لا تزال موجودة لا سيما في المناطق المدارية. وفي ظل وجود ثغرات هامة على مستوى محاكاة السحب (والتأثير التفاعلي المناظر الذي يؤثّر على حساسية المناخ)، أظهرت بعض النماذج حدوث تحسينات لجهة محاكاة بعض أنظمة السحاب (وخاصةً السحاب الركامي الطباقي البحري). وتحسنت محاكاة الظواهر المتطرفة (وخاصةً درجات الحرارة المتطرفة)، ولكن غالباً ما تظهر النماذج في إطار الظواهر الأكثر تطرفاً. كما تحسنت محاكاة الأعاصير خارج المنطقة المدارية. وتستطيع بعض النماذج المستخدمة للتنبؤ بالتغيرات على مستوى الأعاصير المدارية، أن تقوم بمحاكاة الوتيرة والتوزيع الملحوظَين للأعاصير المدارية. وقد أُنجزت محاكاة تركيبة حجم مياه المحيطات والدوران التقلبي الجنوبي ونقل حرارة المحيطات. غير أن معظم النماذج تظهر بعض الانحرافات في محاكاتها للمحيط الجنوبي، مما يؤدي إلى عدم اليقين إزاء امتصاص حرارة المحيطات المنمذج عندما يتغيّر المناخ. {٨.٣، ٨.٥، ٨.٦}

محاكاة نماذج تقلبية المناخ. تقوم النماذج بمحاكاة أهم أنماط تقلبية المناخ خارج المنطقة المدارية، وهي تشبه تلك الملحوظة (النمط الحلقي الشمالي/ النمط الحلقي الجنوبي ونمط المحيط الهادئ - أميركا الشمالية والتذبذب العقدي في المحيط الهادئ)، إلا أنها لا تزال تواجه المشاكل في عرض بعض نواحيها. وباتت الآن بعض النماذج قادرة على محاكاة نواحي هامة من التذبذب الجنوبي، فيما يبقى تذبذب مادن-جوليان غير مرضٍ بصورة عامة. {٨.٤}

محاكاة تقلبات مناخ عصر ما قبل التاريخ. حصلت بعض التطورات على مستوى محاكاة تقلبات المناخ في الماضي. وبعيداً عن أي عزوٍ لتلك التغيّرات، فإن قدرة النماذج المناخية إمكانية تقديم تفسيرٍ متماسك على الصعيد الفيزيائي حول التقلبات المناخية الملحوظة على نطاقات زمنية مختلفة، تعزيز الثقة في أن النماذج تستقطب عمليات أساسية لجهة تطور المناخ في القرن الحادي والعشرين. وتتضمن أوجه التقدم المحرز مؤخراً نمذجة ناجحة للتغيّرات المرصودة في نطاقات أوسع من المتغيّرات المناخية خلال القرن العشرين (مثل درجات الحرارة والظواهر المتطرفة القارية النطاق ومدى الجليد البحري واتجاهات محتوى حرارة المحيطات والأمطار الأرضية). كما حصل تقدم في القدرة على نمذجة عدة ملامح عامة من الماضي، وحالات مناخية مختلفة للغاية كمنتصف الحقبة الهالوسينية والحد الأقصى للغمر الجليدي الأخير من خلال إستخدام نماذج شبيهة أو على علاقة بتلك المستخدمة لدراسة المناخ الحالي. وتتضمن المعلومات حول العوامل المطروحة كالأوضاع الحدودية في الحسابات الخاصة بمناخ عصر ما قبل التاريخ مختلف أحوال الصفائح الجليدية في تلك الفترات. وأيّدت الملاحظات ما سبقها من تنبؤات واسعة حول النماذج المناخية السابقة، مثل إزدياد درجات الحرارة في العالم إستجابةً لإزدياد غازات الدفيئة. ما يعزز الثقة بتنبؤ المناخ على المدى القصير وفهم التزامات تغيّر المناخ ذات الصلة. {٦.٤، ٦.٥، ٨.١، ٩.٣-٩.٥}

التنبؤ بحالة الطقس والتنبؤات الفصلية بإستخدام نماذج المناخ. اختُبرت بعض النماذج المناخية وأُثبتت من حيث قدرتهاعلى التنبؤ بالقيم الأولية، على نطاقات زمنية تتراوح ما بين التنبؤات بالأحوال الجوية (بضعة أيام قليلة) وتقلبات المناخ الفصلية، عندما بدأ العمل بها مشفوعة بالرصدات المناسبة. وبينما لا تعني على التنبؤ بالنماذج في أسلوب العمل هذا أنها ستظهر بالضرورة الإستجابة الصحيحة للتغيّرات في عوامل التأثير المناخي كغازات الدفيئة، فإنها تعزز الثقة بأن تمثل هذه النماذج بعض العمليات الأساسية والالتزامات ذات الصلة بتغير المناخ. {٨.٤}

التدابير المرتبطة بدقة الإسقاطات المتعلقة بالنماذج. تم للمرة الأولى، تم إستخدام مجموعات النماذج لاكتشاف إمكانية تطوير مقاييس قدرة النماذج («القياس»)، إستناداً إلى أساليب التقييم المذكورة آنفاً، والتي يمكن إستخدامها لتضييق نطاق حالة عدم اليقين من خلال وضع قيود كميّة على نموذج الإسقاطات المناخية. على الرغم من أن هذه الأساليب تبدو وكأنها تبشر بالخير، إلاّ أنه لا يزال من الضروري إرساء سلسلة من التدابير على الإسقاطات المناخية الموثوقة لهذا الغرض. {٨.١، ٩.٦، ١٠.٥}