ilmastomallinnuksesta

Ilmastomallinnus on tiede ja teknologiaa, jossa ilmastoihin vaikuttavat fyysiset, kemialliset ja biologiset prosessit simuloidaan numeerisesti matemaattisilla malleilla. Sen tavoitteena on ymmärtää ja ennustaa ilmaston käyttäytymistä sekä sen muutoksia pitkällä aikajaksolla, sekä tukea päätöksentekoa sopeutumisen ja ilmastonmuutoksen vaikutusten arvioinnissa.

Mallien pääkategorioita ovat yleiset kiertomallit (GCM, General Circulation Models) sekä alueelliset ilmastomallit (RCM, Regional Climate Models). Ylemmä tasoina käytetään energian tasapainomalleja (Energy Balance Models). Komponentteja ovat ilmakehä, meret ja niiden vuorovaikutukset, maanpinta sekä kasvillisuus, merijää sekä ilman aerosolien kemia. Mallit voivat olla sekä koko planeetan kattavia että pienemmille alueille keskitettyjä, ja niiden rakenne vaihtelee tarkkuuden mukaan.

Monet tärkeät ilmiöt ovat pienemmän mittakaavan ja niitä kuvaillaan parametrisoinnilla; esimerkkejä ovat pilvet, sade sekä maaperän kosteuden vaihtelut. Ratkaisut ovat usein kolmiulotteisia ja ajassa kehittyviä, ja käytetään useita eritasoisia skenaarioita muodostamaan ensembleja. Tämä lähestymistapa kuvaa sekä sisäistä vaihtelua että järjestelmän epävarmuuksia.

Käyttötarkoituksiin kuuluu tulevan ilmaston projisointi sekä syy-seuraus -tutkimukset. Mallien avulla voidaan tutkia erilaisten päästö- ja sopeutumisskenaarioiden vaikutuksia, esimerkiksi sään, vesivarojen, ekosysteemien ja infrastruktuurin näkökulmasta. Arviointi perustuu historiallisten havaintojen ja paleokliiman tietoon sekä useiden mallien ja menetelmien yhdistämiseen.

Epävarmuudet syntyvät päästö- ja yhteiskunnallisista skenaarioista, mallirakenteista sekä sisäisestä ilmasto-ennustelusta. Tämän vuoksi käytetään ensemble-ennusteita, jatkuvaa validointia havaintojen kanssa ja monenlaisia lähestymistapoja, jotta tuloksia voidaan tulkita luotettavasti ja kriittisesti.