Onderzoeksproject CG/DD1/13 (Onderzoeksactie CG)
Context
De laatste 25 jaar werden een aantal driedimensionale modellen ontwikkeld met betrekking tot de algemene circulatie van atmosfeer en oceaan (Global Circulation Models, GCM’s). Met die modellen wordt gepoogd weer te geven hoe het met het klimaat is gesteld in zijn geheel en wordt aangetoond dat het echt mogelijk is de hoofdkenmerken van de algemene circulatie, zowel in de atmosfeer als in de oceaan, weer te geven. Daar voor de GCM’s evenwel heel wat computervoorzieningen nodig zijn, kunnen zij evenwel slechts de ontwikkeling simuleren van het klimaat over enkele decennia, ja zelfs eeuwen, in het beste geval over een millennium. Enkel met eenvoudigere modellen die minder rekentijd vergen kunnen klimaatwijzigingen worden gesimuleerd die voor enkele tienduizenden jaren hebben plaatsgevonden, alsook de variabiliteit van het klimaat tijdens die periodes.
Het Project
Doel is duidelijke aanwijzingen te geven over het klimaat en de variabiliteit van het klimaat in de komende tweeduizend jaar. De kennis van de geschiedenis van het klimaat en van sommige factoren die erop inspelen, zoals de CO2-concentratie, de variabiliteit van de zon of de vulkaanuitbarstingen, is veel groter voor de laatste tweeduizend jaar dan voor welke andere periode ook. In de twee laatste millennia was het klimaat evenwel niet grondig verschillend van het huidige. Voor de studie van extreme klimaatsituaties en de variabiliteit ervan moeten naast de twee laatste milleniums ook andere referentieperiodes worden geselecteerd. Rond de 6, 11 en 21 kyr BP gerichte intervallen werden in aanmerking genomen.
MoBiDiC (Bidimensionaal klimaatmodel) is een sectoraal bidimensionaal klimaatmodel dat de belangrijkste componenten van het klimaatsysteem vertegenwoordigt (atmosfeer, oceaan, zeeijs, ijskap) en de interacties ervan met een resolutie van 5° breedtegraad. De eerste onmisbare stap in dit onderzoek is de verbetering en de validering van het model. In hoofdzaak dient gewezen te worden op de overgang naar een globaal model, de inpassing van een dynamisch oceaanmodel en een thermodynamische representatie van het zeeijs.
Met MoBiDic kunnen zeer gevarieerde « evenwichtige » klimaatsituaties worden gesimuleerd, of het nu gaat om het huidige klimaat, het klimaat tijdens het laatste hoogtepunt van de ijstijd of tussenliggende klimaatperiodes. Doel van de evaluatietest van het model is de evenwichtige resultaten van MoBiDic te toetsen aan die van de simulaties met de GCM-modellen.
Met dat instrument kan vooral de ontwikkeling van het klimaat tijdens enkele duizenden jaren worden gesimuleerd. De capaciteit van het model om klimaatwijzigingen uit het verleden weer te geven wordt getest door de simulatieresultaten te toetsen aan de observaties. Het kan paleoklimatische registraties betreffen uit koralen, jaarringen, ijskernen, mariene of continentale sedimenten, aangevuld met gegevens van instrumenten en satellieten voor meer recente periodes.
Dat klimaatmodel is tot slot een eenvoudig en snel instrument om het klimaatgedrag op te sporen dat gelinkt is aan drempeleffecten. Het maakt het immers mogelijk een groot aantal experimenten te realiseren om de respons te testen van het klimaatsysteem op zwakke variaties, hetzij een forcing, hetzij een in het model aanwezig intern proces. Ook de aaneenschakeling van verschillende processen tijdens klimaatwijzigingen kan ermee worden bestudeerd.
Verwachte resultaten en producten
Dat onderzoek levert rechtstreekse informatie over het klimaat nu, in het verleden en in de toekomst. Het klimaatmodel simuleert verschillende globale variabelen (ijsvolume, temperatuur, intensiteit van de oceaancirculatie bijvoorbeeld) die het klimaat karakteriseren. Uit de analyse van de ontwikkeling in tijd en ruimte van die variabelen blijkt hoe variabel het klimaat is. Door de verschillende simulaties te vergelijken kan de oorsprong van die variabiliteit worden bepaald. Met toekomstscenario’s kunnen een hele reeks klimaatwijzigingen en de variabiliteit ervan worden getoond, waarbij al dan niet rekening wordt gehouden met het antropogene effect.
Wetenschappelijke samenwerking
De studie van de klimaatvariabiliteit uitgaande van tijdschalen van seizoen tot eeuw past ook in het kader van de talrijke onderzoekinspanningen op internationaal vlak. Programma’s zoals PAGES (Past Global Changes, a core project of the International Geosphere-Biosphere Programme) en CLIVAR (Climate Variability and Predictability, a programme of the World Climate Research Programme) hebben als doel de klimaatvariabiliteit op aarde kwantitatief te begrijpen. Hoge resolutie-registraties van de klimaatvariaties op lange termijn worden beschikbaar, terwijl gewerkt wordt aan het reconstrueren van het paleoklimaat in zijn geheel. Door reconstructies en simulaties te vergelijken krijgt men derhalve terzelfder tijd een breder zicht over de klimaatvariabiliteit en kunnen de processen die een rol spelen in die variabiliteit fijner geïnterpreteerd worden.
Doel van het onderzoekprogramma PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project ) is het vermogen te bestuderen van driedimensionale atmosfeermodellen om het klimaat in het verleden (6 kyrBP en 21 kyrBP) te simuleren dat sterk verschilt van het huidige klimaat. De in het kader van dit onderzoekprogramma verrichte experimenten maken het mogelijk de prestaties van MoBiDic te toetsen aan die van andere complexere modellen.
De versie van het in het kader van dit onderzoekproject ontwikkelde model wordt ook gebruikt voor IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)-simulaties om de impact te bepalen van verschillende scenario’s van de wisselende concentratie in de atmosfeer van broeikasgassen.
