为了应对世界各地的极端热浪,特别是在以夏季凉爽著称的地区,包括一种新的计算概念的气候模拟模型可能会挽救成千上万人的生命。
这个概念被称为“集合增强”,它使用计算效率高的模型来模拟大量极端但貌似合理的热浪,同时避免了在大型计算机上进行数百小时的昂贵计算。
这项由美国国家科学基金会支持的康奈尔大学和其他机构的科学家领导的新建模方法的研究发表在《自然通讯》上。
“作为一个社会,我们并不总是需要从错误中吸取教训,”康奈尔大学的弗拉维奥·雷纳(Flavio Lehner)说。“我们可以从我们的预测和预测中学习。”
从2021年6月下旬到7月中旬,北美西部,包括美国的太平洋西北部和加拿大的不列颠哥伦比亚省,经历了前所未有的热浪。例如,不列颠哥伦比亚省的利顿在2021年6月29日创下了加拿大每日最高气温121.3华氏度的纪录。在酷暑期间,加拿大有800多人死亡,美国有600多人死亡
当时,这样的极端事件似乎是不可思议的,人们开始质疑气候模型是否能模拟出这样的事件。但是,通过在当前气候模型中使用集合增强,面对日益恶化的气候变化,更多的过热事件被认为是可能的。
集合增强利用当前计算机气候模型中发现的最极端的高温事件,并在初始条件的微小差异下重新运行它们——蝴蝶效应,微小的变化会带来巨大的影响——看看是否有可能出现更多的极端高温事件。
康奈尔大学的合著者Angeline Pendergrass说:“从计算上来说,这比在计算机上运行传统的气候模型模拟几百年甚至几千年,然后只发现两到三次极端热浪事件要便宜得多。”
她说,整体增强的目标是找到气候模型可以模拟的极端事件的范围。
彭德格拉斯说:“我们在气候科学方面面临的挑战之一是,需要在很长的时间尺度上进行观察或模拟,以定量描述在给定的气候状态下可能发生或可能发生的事情。”“集合增强是一种对极端事件可能发生的空间边缘进行采样的方法。”
雷纳说:“有了气象模型,就天气时间尺度而言,我们可以很好地预测热浪。”“如果7天后我们看到地平线上有一股热浪,而且看起来将是极端的,气象学家在做出这些预测方面非常出色。”
然而,雷纳说,这还不足以为成千上万通常无法使用空调的人组织降温避难所。为了做好准备,需要在市级进行长期规划。综合促进以模型形式为未来几十年提供了可用于此类规划的最坏情况。