อดีตเป็นกุญแจสำคัญในการทำนายสภาพอากาศในอนาคต นักวิทยาศาสตร์กล่าว

เจสสิก้า เทียร์นีย์ ผู้เขียนนำรายงานและรองศาสตราจารย์จากภาควิชาธรณีศาสตร์ มหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าวว่า "เราขอเรียกร้องให้ชุมชนนักพัฒนาแบบจำลองสภาพภูมิอากาศให้ความสนใจกับอดีตและมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการทำนายอนาคต "หากแบบจำลองของคุณสามารถจำลองสภาพอากาศในอดีตได้อย่างแม่นยำ ก็น่าจะทำงานได้ดีขึ้นมากในการทำให้สถานการณ์ในอนาคตถูกต้อง" เมื่อมีข้อมูลมากขึ้นและดีขึ้นเกี่ยวกับสภาพอากาศในประวัติศาสตร์อันไกลโพ้นของโลก ย้อนกลับไปหลายล้านปีก่อนที่มนุษย์จะมีอยู่ ภูมิอากาศในอดีตมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นในการปรับปรุงความเข้าใจของเราว่าองค์ประกอบหลักของระบบภูมิอากาศได้รับผลกระทบจากระดับก๊าซเรือนกระจกอย่างไร ผู้เขียนการศึกษา ซึ่งแตกต่างจากบันทึกภูมิอากาศในอดีต ซึ่งมักจะย้อนกลับไปเพียงหนึ่งหรือสองศตวรรษ -- เพียงชั่วพริบตาในประวัติศาสตร์ภูมิอากาศของโลก -- ภูมิอากาศแบบยุคหินเก่าครอบคลุมภูมิอากาศที่หลากหลายกว่าอย่างมากมาย ซึ่งสามารถแจ้งแบบจำลองภูมิอากาศในแบบที่ข้อมูลในอดีตไม่สามารถทำได้ ช่วงเวลาเหล่านี้ในอดีตของโลกครอบคลุมช่วงอุณหภูมิ รูปแบบหยาดน้ำฟ้า และการกระจายตัวของแผ่นน้ำแข็ง "ภูมิอากาศในอดีตควรใช้ในการประเมินและปรับแต่งแบบจำลองภูมิอากาศ" เทียร์นีย์กล่าว "การมองไปยังอดีตเพื่อแจ้งอนาคตสามารถช่วยลดความไม่แน่นอนโดยรอบการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แผ่นน้ำแข็ง และวัฏจักรของน้ำ" โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศจะประเมินแบบจำลองของตนด้วยข้อมูลจากบันทึกสภาพอากาศในอดีต เช่น การวัดจากดาวเทียม อุณหภูมิผิวน้ำทะเล ความเร็วลม เมฆปกคลุม และพารามิเตอร์อื่นๆ จากนั้นอัลกอริทึมของแบบจำลองจะถูกปรับและปรับแต่งจนกว่าการคาดการณ์จะสอดคล้องกับบันทึกสภาพอากาศที่สังเกตได้ ดังนั้น หากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์สร้างภูมิอากาศที่แม่นยำในอดีตตามการสังเกตที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น จะถือว่าเหมาะสมในการทำนายภูมิอากาศในอนาคตด้วยความแม่นยำที่สมเหตุสมผล "เราพบว่าแบบจำลองหลายรุ่นทำงานได้ดีมากกับสภาพอากาศในอดีต แต่ไม่ดีนักกับสภาพอากาศจากอดีตทางธรณีวิทยาของโลก" Tierney กล่าว เหตุผลหนึ่งที่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนคือความแตกต่างในวิธีที่แบบจำลองคำนวณผลกระทบของเมฆ ซึ่งเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ Tierney กล่าว ความแตกต่างดังกล่าวทำให้แบบจำลองต่างๆ แตกต่างกันในแง่ของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศเรียกว่าความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศ: การวัดว่าสภาพอากาศของโลกตอบสนองต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่ามากน้อยเพียงใด รุ่นล่าสุดหลายรุ่นที่ใช้สำหรับรายงานฉบับต่อไปโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือ IPCC มีความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศสูงกว่าฉบับก่อนหน้า Tierney อธิบาย "นี่หมายความว่าถ้าคุณปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองเท่า พวกมันจะสร้างภาวะโลกร้อนมากกว่ารุ่นก่อนๆ ดังนั้นคำถามคือ เรามีความมั่นใจแค่ไหนในโมเดลใหม่ที่อ่อนไหวมากเหล่านี้" ในระหว่างรายงานของ IPCC ซึ่งโดยปกติจะออกทุกๆ แปดปี แบบจำลองสภาพภูมิอากาศจะได้รับการอัปเดตตามข้อมูลการวิจัยล่าสุด "โมเดลมีความซับซ้อนมากขึ้น และในทางทฤษฎี พวกมันก็จะดีขึ้น แต่นั่นหมายความว่าอย่างไร" เทียร์นีย์กล่าวว่า "คุณต้องการทราบว่าจะเกิดอะไรขึ้นใน อนาคต ดังนั้นคุณจึงต้องสามารถไว้วางใจแบบจำลองเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น" แม้ว่าจะไม่มีการถกเถียงในชุมชนวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศเกี่ยวกับการบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิลของมนุษย์ที่ผลักดันโลกไปสู่สภาวะที่ร้อนขึ้นซึ่งไม่เคยมีแบบอย่างมาก่อนในประวัติศาสตร์ แต่แบบจำลองต่างๆ ก็สร้างการคาดการณ์ที่แตกต่างกันไป บางคนคาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้นมากถึง 6 องศาเซลเซียสภายในสิ้นศตวรรษนี้ Tierney กล่าวว่าในขณะที่ชั้นบรรยากาศของโลกประสบกับความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่าระดับปัจจุบันประมาณ 400 ส่วนในล้านส่วน ไม่มีเวลาใดในบันทึกทางธรณีวิทยาที่ตรงกับความเร็วที่มนุษย์มีส่วนร่วมในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในบทความนี้ ผู้เขียนใช้แบบจำลองภูมิอากาศกับภูมิอากาศสุดขั้วในอดีตที่ทราบจากบันทึกทางธรณีวิทยา เทียร์นีย์กล่าวว่าสภาพอากาศที่อบอุ่นล่าสุดที่มองเห็นอนาคตเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 50 ล้านปีก่อนในช่วงยุค Eocene คาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกในขณะนั้นอยู่ที่ 1,000 ส่วนในล้านส่วน และไม่มีแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ “หากเราไม่ลดการปล่อยมลพิษ เราจะมุ่งหน้าสู่ระดับ CO 2 ที่เหมือน Eocene ภายในปี 2100” Tierney กล่าว ผู้เขียนกล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศจนถึงยุคครีเทเชียส เมื่อประมาณ 90 ล้านปีก่อน เมื่อไดโนเสาร์ยังคงปกครองโลก ช่วงเวลานั้นแสดงให้เห็นว่าสภาพอากาศจะอุ่นขึ้นอีก ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ Tierney อธิบายว่า "น่ากลัวยิ่งกว่า" โดยมีระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึง 2,000 ส่วนในล้านส่วน และมหาสมุทรอุ่นพอๆ กับอ่างอาบน้ำ "กุญแจสำคัญคือ CO 2 " Tierney กล่าว "เมื่อใดก็ตามที่เราเห็นหลักฐานของสภาพอากาศอบอุ่นในบันทึกทางธรณีวิทยา CO 2ก็จะสูงตามไปด้วย" แบบจำลองบางแบบดีกว่าแบบอื่นมากในการสร้างภูมิอากาศที่เห็นในบันทึกทางธรณีวิทยา ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการทดสอบแบบจำลองภูมิอากาศกับภูมิอากาศแบบบรรพกาล ผู้เขียนกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สภาพอากาศที่อบอุ่นในอดีต เช่น Eocene เน้นย้ำถึงบทบาทของเมฆที่มีส่วนทำให้อุณหภูมิอุ่นขึ้นภายใต้ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น Tierney กล่าวว่า "เราเรียกร้องให้ชุมชนภูมิอากาศทดสอบแบบจำลองเกี่ยวกับสภาพอากาศในยุคบรรพกาลตั้งแต่เนิ่นๆ ในขณะที่แบบจำลองกำลังได้รับการพัฒนา แทนที่จะทำในภายหลัง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเป็นแนวทางปฏิบัติในปัจจุบัน" เทียร์นีย์กล่าว "สิ่งที่ดูเหมือนเล็กน้อย เช่น เมฆ ส่งผลกระทบต่อสมดุลพลังงานของโลกในหลายๆ ด้าน และอาจส่งผลต่ออุณหภูมิที่แบบจำลองของคุณสร้างขึ้นในปี 2100"