aardesysteemmodellen

Aardesysteemmodellen zijn computergebaseerde representaties van de Aarde als een complex, niet-lineair systeem waarin interacties tussen de atmosfeer, hydrosfeer, cryosfeer, biosfeer en geosfeer worden gemodelleerd. Ze dienen om klimaatprocessen te begrijpen, feedbackmechanismen te onderzoeken en toekomstige veranderingen onder menselijk aangedreven forcering te projecteren. Zo ondersteunen ze beleidsbeslissingen op het gebied van klimaatmitigatie, adaptatie en risicobeoordeling.

Modellering gaat vaak uit van globale klimaatmodellen (GCMs) die de atmosfeer en de oceaan oplossen via wiskundige vergelijkingen. Aardesysteemmodellen (ESMs) bouwen hierop voort door biogeochemische en biologische processen te integreren, zoals koolstof- en stikstofkringlopen, vegetatie, landgebruik en aerosolprocessen. Hierdoor kunnen ESMs de interacties tussen klimaat en koolstofbuffers in land en oceaan simuleren en langetermijnfeedbacks onderzoeken.

Structuur en werkwijze: modellen bestaan uit gekoppelde componenten zoals atmosfeer, oceaan, zee-ijs, landoppervlak en biosfeer. Ze variëren in horizontale resolutie en tijdstappen en gebruiken parameterisaties voor processen die niet direct resolvaar zijn, zoals convectie, wolkenvorming en chemische reacties. De uitkomsten hangen af van initiële condities, grensvoorwaarden en de gekozen emissiescenario’s.

Toepassingen en evaluatie: aardesysteemmodellen leveren projecties van temperatuur, neerslag, zeespiegelstijging en koolstofkringlopen onder verschillende scenario’s (bijv. SSPs of RCPs). Ze worden beoordeeld met waarnemingen en paleoklimatologisch bewijs, en gehanteerd in ensembles om onzekerheden te kwantificeren.

Beperkingen en onzekerheden: continue onzekerheden bestaan uit structurele beperkingen van processen, mogelijks beperkte resolutie en onzekere toekomstige forceringen. Interpretatie vereist aandacht voor model- en scenarioonzekerheden en de probabilistische aard van de uitkomsten.