Исследователи сообщают в журнале Nature Communications 22 декабря, что модели имеют тенденцию включать в слишком большую ежедневной жары солнца, которая приводит к более теплым, более сухим условиям, чем мог бы на самом деле произойти. Исследователи нашли, что погрешности в составлении дневного, или ежедневно, цикл облака, казалось, не лишил законной силы прогнозы климата, но они действительно увеличивали предел погрешности для решающего использования ученых инструмента, чтобы понять, как изменение климата затронет нас.«Важно получить правильный результат по правильной причине», сказал соответствующий автор Амилькаре Порпорато, преподаватель гражданского строительства и инженерной защиты окружающей среды и Принстона Экологический Институт. «Эти ошибки могут сочиться вниз в другие изменения, такие как проектирование меньше и более слабых штормов.
Мы надеемся, что наши результаты полезны для улучшения, как облака смоделированы, который улучшил бы калибровку моделей климата и сделал бы результаты намного более надежными».Порпорато и первый автор Цзюнь Инь, партнер постдиссертации в гражданском строительстве и инженерной защите окружающей среды, нашли, что не точно у завоевания ежедневного цикла облака есть Земля бомбардирования солнца с дополнительными 1-2 ваттами энергии за квадратный метр. Увеличенный углекислый газ в атмосфере начиная с начала Промышленной эпохи, как оценивается, производит дополнительные 3,7 ватта энергии за квадратный метр. «Ошибка вот – половина из этого, так в этом смысле это становится существенным», сказал Порпорато.Инь и Порпорато предприняли их исследование после посещения семинара по освещению облака и чувствительности климата. «Спикер говорил много о том, где облака, но не, когда», сказал Инь. «Мы думали, что выбор времени был так же важен, и мы были удивлены найти, что было меньше исследований этого».
Облака изменяются в течение дня и со дня на день. Модели климата делают хорошую работу по завоеванию среднего освещения облака, Инь сказал, но они пропускают важные пики в фактическом освещении облака. У этих пиков может быть сильное воздействие на ежедневных условиях, такой как рано днем во время самой горячей части дня.«У климатологов есть облака, но они пропускают выбор времени», сказал Порпорато. «Есть сильная чувствительность между ежедневным циклом облака и температурой.
Это похоже на человека, ставящего одеяло ночью или использующего пляжный зонтик в течение дня. Если Вы пропускаете это, это имеет огромное значение».Исследователи использовали спутниковые снимки с 1986-2005, чтобы вычислить средние дневные циклы облаков в каждый сезон во всем мире. Инь проанализировал освещение облака в трехчасовых интервалах, смотря больше чем на 6 000 пунктов на земном шаре, измеряющем 175 миль на 175 миль каждый.
Инь и Порпорато сравнили средние числа, которые они придумали тем из девяти моделей климата, используемых климатологами. У большинства моделей есть самое толстое освещение, происходящее утром по земле, а не рано днем, когда облака ограждают Землю от наиболее сильной жары солнца. «Небольшая разница в выборе времени может оказать большое излучающее влияние», сказал Инь.План исследователей исследовать различные типы эффекта облаков имеет на образцовых климатом прогнозах, а также как циклы облака влияют на ежегодное изменение температуры Земли, особенно относительно чрезвычайного ливня.Габриэль Кэтул, преподаватель гидрологии и микрометеорологии в Университете Дюка, сказал, что «значение довольно высоко» точного моделирования ежедневного цикла облака.
Кэтул не был вовлечен в исследование, но знаком с ним.Цикл облака может указать на дефициты в характеристике нагревания поверхности и атмосферного водяного пара, оба из которых необходимы для формирования облака, сказал он.
Оба фактора также управляют, как самая низкая часть атмосферы Земли – известный как атмосферный пограничный слой – взаимодействует с поверхностью планеты.«Моделирование роста пограничного слоя и краха чревато трудностями, потому что это включает сложные процессы, которые должны быть чрезмерно упрощены в моделях климата», сказал Кэтул. «Так, исследование выбора времени формирования облака и толщины облака значительное в дневном масштабе точно, потому что те временные рамки наиболее относятся к динамике пограничного слоя и теплу поверхностной атмосферы и обмену водяным паром».
Когда дело доходит до облаков модели климата, как правило, сосредотачивались на механизмах, пространственных областях и временных рамках – таких как загрязнение воздуха и микрофизика, сотни квадратных километров, и сезоны, соответственно – которые больше и более обобщены, сказал Кэтул. «Есть практические причины, почему образцовые данными сравнения проводились способом, который замаскировал дневное изменение в облаках», сказал он. «Дневное изменение было несколько замаскировано фактом, о так большой части образцовой климатом работы сообщили по средним числам долгосрочного и более широкого масштаба».Захватывая выбор времени и толщину ежедневного цикла облака в глобальном масштабе, однако, Инь и Порпорато предоставили ученым инструмент для подтверждения, если модели климата точно изображают формирование облака и взаимодействие между облаками и атмосферой.«Глобальное освещение и акцент и на ‘выбор времени’ и на ‘сумму’ известны.
Насколько я знаю, это – первое исследование, которое исследует этот коллектор моделей таким последовательным способом», сказал Кэтул. «Я уверен, что этот тип работы предложит новые перспективы, чтобы улучшить представление облаков. Я не был бы удивлен видеть данную статью, высоко процитированную в будущем МГЭИК [Межправительственная группа экспертов по изменению климата ООН] отчеты».