در طول هفتهٔ گذشته، شاهد بسیاری از مباحثات سیاسی مرتبط با کنفرانس احزاب (COP) – یا بهطور کامل «کنفرانس احزاب تحت چارچوب سازمان ملل متحد برای تغییرات اقلیمی» – بودیم.
COP30 آخرین رویداد در چارچوب جلسات سالانهٔ هدفدار به توافق جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی است. اما رویدادهای سیاسی همچون COP، نیاز به اقدام را بر پایهٔ علم موجود استوار میسازند – بهطوریکه تغییرات اخیر را درک کرده و مقیاس و اثرات تغییرات آینده را پیشبینی کنند.
این اطلاعات از طریق سایر فعالیتهای بینالمللی ارائه میشود – مانند گزارشهای دورهای ارزیابی که توسط هیئت بیندولتی تغییرات اقلیمی (IPCC) تهیه میگردند. این گزارشها بر پایهٔ بهترین دانش علمی موجود استوار هستند.
اما دقیقاً چگونه آنها پیشبینی میکنند که آینده چه خواهد شد؟
آیندههای اقلیمی
پیشبینیهای تغییرات اقلیمی آینده بر پایهٔ چند ستون کلیدی شواهد استوارند. این شواهد شامل فیزیک بنیادین تابش در جو ما، روندهای مشاهدهشدهٔ اقلیم و سوابق بلندمدت اقلیمهای باستانی میشود.
در حقیقت تنها یک راه برای ترکیب بازخوردهای پیچیده و دینامیکهای مورد نیاز برای ارائه پیشبینیهای کمی وجود دارد و آن استفاده از مدلهای اقلیمی است. مدلهای اقلیمی با بهرهگیری از ابررایانهها معادلات پیچیده را حل میکنند تا پیشبینیهای اقلیمی را تولید کنند.
پیشرفتهترین مدلهای اقلیمی تحت عنوان «مدلهای سامانهٔ زمین» شناخته میشوند. این مدلها دانش ما دربارهٔ فیزیک اقلیم، تابش، شیمی، زیستشناسی و دینامیک سیالات را ترکیب میورزند تا تحول کل سامانهٔ زمین را شبیهسازی کنند.
مراکز اقلیمی از کشورهای متعدد، مدلهای سامانهٔ زمین را توسعه میدهند و در پروژهٔ دادهٔ جهانی به نام CMIP (پروژهٔ مقایسهٔ مدلهای ترکیبی) مشارکت مینمایند. این دادهها سپس توسط دانشمندان در سراسر جهان بهمنظور درک بهتر مسیرهای محتمل آینده و بررسی دلایل تغییرات آینده استفاده میشود.
تغییرات اقلیمی منطقهای
دادههای مدلهای سامانهٔ زمین کل سیاره را پوشش میدهند؛ اما یک مانع وجود دارد. هزینهٔ محاسباتی این مدلها سبب میشود که آنها را با وضوح پایین اجرا کنیم – یعنی اطلاعات را بر روی جعبههای شبکهای حدود ۱۰۰ کیلومتری جمعآوری کنیم. بهعنوان مثال، تمام ملبورن در یک جعبهٔ شبکهای قرار میگیرد.
اما اطلاعات اقلیمی که برای راهنمایی سازگاریهای آینده نیاز داریم، به جزئیات دقیقتری نیازمند است. به همین دلیل، دانشمندان از ابزارهایی به نام «پایینمقیاسسازی» یا پیشبینیهای اقلیمی منطقهای بهره میگیرند. این ابزارها پیشبینیهای جهانی را گرفته و اطلاعات با وضوح بالاتر را در یک ناحیهٔ محدود تولید میکنند.
این اطلاعات با وضوح بالا در محصولاتی چون «ارزیابی ملی ریسک اقلیمی» که بهتازگی توسط سرویس اقلیمی استرالیا منتشر شده، بهکار میرود. اطلاعات مشابه اقلیمی توسط دولتهای محلی، کسبوکارها و صنایع بهمنظور فهم میزان مواجههشان با ریسک اقلیمی استفاده میشود.
ما این کار را دوباره انجام میدهیم
هر دورهٔ CMIP که از سال ۱۹۹۵ آغاز شد، پیشرفتهایی بههمراه داشته که به ما کمک کردهاند تا درک بهتری از اقلیم جهانی خود پیدا کنیم.
بهعنوان مثال، CMIP5 (دوران اواخر دههٔ ۲۰۰۰) به ما کمک کرد تا بازخوردهای کربن و قابلیت پیشبینی سامانهٔ اقلیمی را بهتر درک کنیم. نسل مدلهای اقلیمی CMIP6 (دوران اواخر دههٔ ۲۰۱۰) شبیهسازی دقیقتری از ابرها و ذرات معلق ارائه داد و مجموعهٔ گستردهتری از سناریوهای آینده ممکن را فراهم کرد.
اکنون ما این کار را دوباره انجام میدهیم تا نسخهای بهنام CMIP7 ایجاد کنیم. چرا این کار را میکنیم؟
دلیل نخست این است که پس از CMIP6، اطلاعات اقلیمی بیشتری در دسترس آمده است. شبیهسازیهای CMIP از «سناریوها» بهره میبرند تا طیف گستردهای از آیندههای محتمل تغییرات اقلیمی را تحت مسیرهای مختلف اقتصادی‑اجتماعی و سیاستگذاری بررسی کنند.
در CMIP6، سناریوهای «آینده» از سال ۲۰۱۵ آغاز شدند و از اطلاعات موجود در آن زمان استفاده کردند. اکنون یک دههٔ اطلاعات اضافی در اختیار داریم تا پیشبینیهای خود را دقیقتر کنیم.
دلیل دوم این است که CMIP7 بیشتر به شبیهسازیهای مبتنی بر انتشار دیاکسید کربن میپردازد، بهطوری که مدلها قادرند غلظتهای جوی را بهسرعت محاسبه کنند.
شبیهسازی اینکه دیاکسید کربن جوی و سایر گازهای گلخانهای با زمین و اقیانوس تعامل میکنند (که به «دوران کربن» معروف است)، امکان محاسبهٔ بازخوردها و نقاط عطف احتمالی را میدهد. ولی این کار نیز به مدل سامانهٔ زمین پیچیدهتری احتیاج دارد.
سهم استرالیا در CMIP7 هدف دارد علم و دانش جدید را با یک دورانی کربن پرتقویت که شامل پوشش گیاهی استرالیا، آتشسوزیهای جنگلی، تغییر کاربری زمین و زیستشناسی بهبود یافتهٔ اقیانوسها باشد، ترکیب کند.
سوم اینکه در این دوره قصد داریم مدلها را با وضوح بالاتر اجرا کنیم – بهعنوان مثال بهجای یک جعبهٔ شبکهای، برای ملبورن ۱۶ جعبه داشته باشیم. این امکان بهدلیل پیشرفتهای توان محاسباتی و نرمافزارهای مدلسازی میسر شده است.
ما این فرایند را آغاز کردهایم
این هفته، جدیدترین نسخهٔ مدل سامانهٔ زمین استرالیا بهنام ACCESS-ESM1.6، فاز نخست فرآیند مشارکت در CMIP7 را آغاز کرده است؛ این مرحله با پشتیبانی مرکز سامانههای اقلیمی برنامه ملی علم محیطزیست انجام میشود.
این شامل یک مرحلهٔ «پیشبارگیری پیشصنعتی» طولانی است؛ در این مرحله مدل حدود ۱٬۰۰۰ سال مجازی با سطوح گازهای گلخانهای پیش از انقلاب صنعتی اجرا میشود تا به شرایط پایداری برسد و مشاهدات موجود تطبیق یابد. این پیشبارگیری برای اطمینان از اینکه تمام شبیهسازیهای بعدی از وضعیت فیزیکی سازگار آغاز شوند، ضروری است.
در فاز بعدی، یک شبیهسازی «تاریخی» اجرا میکنیم که ۲۰۰ سال گذشتهٔ تمدن را بازتولید میکند. پس از آن میتوانیم مجموعهای از سناریوهای آینده را اعمال کرده و پیشبینیهای اقلیمی خود را تکمیل کنیم.
این کار یک همکاری بین CSIRO و شبیهساز اقلیمی استرالیا (ACCESS‑NRI) است که با حمایت دانشمندان دانشگاهی و اداره هواشناسی (Bureau of Meteorology) انجام میشود. این پروژه سالها به طول خواهد انجامید، صدها میلیون ساعت محاسبه را بر روی ابررایانههای با کارآیی بالا در زیرساخت محاسباتی ملی به کار میگیرد و حدود ۸ پتابایت داده – معادل ۸ میلیون گیگابایت – تولید میکند تا پردازش و به CMIP7 ارسال شود.
بهعنوان تنها کشور نیمکرهٔ جنوبی که در CMIPهای پیشین مشارکت داشته، استرالیا دارای دیدگاه منحصربهفرد و حیاتی است.
این دادهها برای پیشبینیهای اقلیمی منطقهای با وضوح بالاتر بهکار گرفته میشوند؛ پس از آن برای ارزیابیهای ریسک اقلیمی آینده و طرحهای سازگاری استفاده میشوند. این اطلاعات همچنین به گزارش ارزیابی بعدی IPCC کمک میکند.
در نهایت، یک کنفرانس COP آینده این شواهد را بهعمل جهانی تبدیل میکند تا اهداف اقلیمی ما را دقیقتر کند.
نویسندگان از کار کریستین چونگ و سوگاتا نارسِی از اداره هواشناسی در تهیهٔ این مقاله قدردانی مینمایند