Klimafysikken

Klimafysikken er gren av fysikken som studerer de fysiske prosessene som styrer Jordens klima. Den søker å forstå hvordan energi fra solen absorberes, fordeles og stråler ut igjen fra planeten, og hvordan dette balanseres med varmetap til verdensrommet. Faget undersøker mekanismene bak klimaets variasjon og endring, og hvordan ulike fysiske prosesser bidrar til oppvarming eller kjøling over tid og sted.

Omfanget inkluderer atmosfæren, havene, landoverflaten, kryosfæren og biosfæren, samt deres gjensidige samspill. Kjernemessige prosesser er radiativ stråling og drivhuseffekt, atmosfærisk og oseanisk dynamikk, faseskifter av vann og skydannelse, aerosoler og relaterte prosesser som nedbør, jordoverflatens egenskaper og albedo. Fagfeltet omfatter også tilbakemlinger, for eksempel vanndamp, skyer og karbonkretsens koblinger, og ytre forcings fra naturlig variasjon og menneskelig aktivitet (drivhusgasser, aerosoler, arealbruk).

Metoder og modeller inkluderer teoretiske analyser, laboratoriestudier og numeriske modeller som spenner fra enkle energibalansemodeller til general sirkulasjonsmodeller og jordsystemmodeller. Radiative-convective modeller, parameterisering av skyer og turbulens, og datafusjon brukes. Observasjoner fra satellitter, værstasjoner, skip, havbøyer og paleoklima-proxyer ligger til grunn for validering og kalibrering.

Anvendelser og betydning inkluderer klimaforutsikter, tilknyttede attributionsstudier og risikovurdering som støtter beslutningstaking og politikk. Utfordringer inkluderer usikkerheter knyttet til skyer og aerosoler, potensielle tipping points og regionale projeksjoner; pågående forskning søker å forbedre representasjon av prosesser og kvantifisere usikkerheter mer presist.