ilmastomalleja

Ilmastomallit ovat matemaattisia ja fysikaalisia kuvauksia Maapallon ilmastojärjestelmästä. Ne kuvaavat vuorovaikutuksia ilmakehän, valtamerten, jäätiköiden, maa- ja vesistöjen sekä biogeokemiallisten prosessien välillä. Mallien avulla voidaan tutkia mennyttä ilmastoa, ymmärtää nykytilaa ja ennustaa tulevaa ilmastoa eri päästö- ja maankäyttöskenaarioiden perusteella.

Päätyypit: maailmanlaajuiset ilmastomallit (GCM) simuloivat ilmaston suurilla mittakaavoilla. Alueelliset ilmastomallit (RCM) tarjoavat korkearesoluutioisempia ennusteita rajatulla alueella käyttämällä GCMien tuloksia. Earth System -mallit (ESM) sisältävät hiilenkierron sekä biogeokemiallisia prosesseja. Yksinkertaisemmat energiataseeseen perustuvat mallit voivat tarjota nopeita, ei-kattavia arvioita esimerkiksi nopeasti muuttuvista tekijöistä.

Menetelmät: mallit ratkaisevat numeerisesti ilmaston fysiikan ja vuorovaikutusten yhtälöt sekä käsittelevät ilmakehän, merien ja maa- sekä kasvillisuuden prosesseja. Pienemmän mittakaavan ilmiöt, kuten pilvet ja konvektio, kuvataan parametrisoinnin avulla, jotta laskenta pysyy käytännöllisen suuruisena.

Käyttö ja arviointi: ilmastomalleja hyödynnetään erityisesti IPCC:n arvioissa sekä kansallisissa ilmastoriskien kartoituksissa. Tulokset esitetään usein monien mallien joukolla (monimalli-ensemble), mikä auttaa hahmottamaan epävarmuuksia. Ennusteet perustuvat päästö- ja maankäyttöskenaarioihin sekä valtamerien ja ilmakehän vuorovaikutusten kehitykseen.

Rajoitukset: nykyisillä malleilla on rajoituksia resoluutiossa ja prosessien kuvauksessa, erityisesti pilvien toiminnan ja hiilikierron tarkkuudessa. Epävarmuudet johtuvat sekä mallirakenteista että tulevista päästöarvioista. Ennusteet riippuvat skenaariosta sekä mallien välisten erojen huomioinnista.