Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Globale klimamodeller simulerer for høye bakketemperaturer i Arktis

En forskergruppe ved Bjerknessenteret påviser i et nytt arbeid at systematiske feil i simulert Arktisk bakketemperatur skyldes at det blir brukt for stor vertikal avstand mellom beregningspunktene i modellene.
 

For å oppnå en signifikant forbedring må reduksjonen av avstanden være stor og dermed gi et så høyt antall beregningspunkter at klimasimuleringene blir for dyre å gjennomføre.  

Utgangspunktet for denne studien er resultatene som IPCC modellene gir i Arktis i vinterhalvåret. De fleste globale klimamodeller gir gjennomgående for høye temperaturer nær bakken. En ser også at når vi bruker klimamodeller til å simulere klimaet i forrige århundre ved hjelp av kjente pådrag, gir modellene bl.a. oppvarming nord for 60° som observert fra midten av 70-tallet og utover. Det som imidlertid har vakt en viss usikkerhet er at den geografiske fordelingen på oppvarmingen er svært forskjellig fra den vi observerer. Dette arbeidet, som er en del av Dr-gradsavhandlingen til Øyvind Byrkjedal, har satt søkelys på modellenes representasjon av turbulens i atmosfærens nederste lag og hvordan denne påvirker de observerte feilene.

Turbulens nær bakken er i stor grad med på å bestemme bakketemperaturen og det er simuleringen av denne som blir urealistisk på grunn av den store vertikalavstanden mellom beregningspunktene.  Bjerknesgruppen viser videre at den turbulensbeskrivelsen som er mest brukt i slike modeller er relevant og bygger på riktige antakelser i det Arktiske klimaet. Det er i hovedsak avstanden mellom beregningspunktene som forårsaker feilen. Gruppen har ved hjelp av den globale klimamodellen ARPEGE demonstrert at den vertikalavstanden som må brukes for å få realistiske beregninger er så liten, og dermed gir en stor økning i antall beregningspunkter, at klimasimuleringene vil bli for dyre og ta alt for lang tid på dagens tungregnemaskiner. Turbulensbeskrivelse basert på nye teoretiske prinsipper er derfor nødvendig for å rette opp denne feilen i klimamodellene. I et test-eksperiment har gruppen brukt et ekstremt høyt antall beregningspunkter i vertikalen i ARPEGE. Dette gir signifikante forbedringer i det geografiske mønsteret til klimaendringene samt en gjennomgående reduksjon av middeltemperaturen i Arktis.

Referanse
Byrkjedal, Øyvind, Igor Esau and Nils Gunnar Kvamstø (2007). Sensitivity of simulated wintertime Arctic atmosphere to vertical resolution in the ARPEGE/IFS model. DOI: 10.1007/s00382-007-0316-z, Clim. Dyn.