Προβολές της μελλοντικής κλιματικής αλλαγής όπως αυτές υπολογίζονται με την χρήση κλιματικών μοντέλων Ζεμπιλά Μελίνα

Καταναγκασμός απόκλισης κλίματος από την θέση ισορροπίας και κλιματική απόκριση  Ισορροπία θερμότητας: dH/dt=F-aT (1) dH 0 /dt=dH/dt=F 0 (2) (1)^(2)=> F= F 0 +aT (3)  Ισοδύναμο CO 2  Αύξηση CO 2 κατά 1% ανά έτος  Παροδική κλιματική απόκριση (TCR)

Καταναγκασμός απόκλισης κλίματος από την θέση ισορροπίας και κλιματική απόκριση  Κλιματική ευαισθησία σε συνθήκες ισορροπίας (ECS):Τ 2x =F 2x /a (4)  Ενεργός κλιματική ευαισθησία (ECS): σε συνθήκες μη ισορροπίας, έχουμε 1/a e =T/(F-dH 0 /dt)=T/(F-F 0 ) (5) και T e =F 2x /a e (6)  Δέσμευση θέρμανσης (WC)

Καταναγκασμός απόκλισης κλίματος από την θέση ισορροπίας και κλιματική απόκριση  Στην εικόνα δίδεται η μέση παγκόσμια μεταβολή θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου  Η κόκκινη καμπύλη αντιστοιχεί σε AOGCM, ενώ η πράσινη αντιστοιχεί σε απλό μοντέλο

Εξομοίωση της εξαναγκασμένης κλιματικής αλλαγής  Σήμα έναντι θορύβου Τ=Τ 0 +Τ 0 ΄ (7) Τ=Τ 0 +Τ f +Τ΄ (8) (7)^(8)=>ΔΤ=Τ f +(Τ΄-Τ 0 ΄)=Τ f +Τ“ (9)  Σύνολα και μέσοι όροι {ΔΤ}=Τ f +{ΔΤ"} (10) σ 2 ΔΤ ={(ΔΤ-{ΔΤ}) 2 }={(Τ"- {ΔΤ"}) 2 }=σ 2 Ν (11)  Σήμα/θόρυβο {ΔΤ}/ σ ΔΤ

Εξομοίωση της εξαναγκασμένης κλιματικής αλλαγής Διαφορές θερμοκρασίας για τα έτη και

Εξομοίωση της εξαναγκασμένης κλιματικής αλλαγής  Σύνολο πολλών μοντέλων Τ=Τ 0 +Τ F +Τ m +Τ΄ (12) {ΔΤ}=Τ F +{Τ m }+{Τ"} (13) σ 2 ΔΤ =σ 2 Ν +σ 2 Μ (14) σ 2 Μ = {(Τ m -{Τ m }) 2 } (15)  Αβεβαιότητα αβεβαιότητα στα σενάρια αβεβαιότητα στην απόκριση των μοντέλων αβεβαιότητα λόγω ελλειπόντων και/ή εσφαλμένων φυσικών διαδικασιών

Εξομοίωση της εξαναγκασμένης κλιματικής αλλαγής Δίνονται, στα διαγράμματα, η χρονική μεταβολή της θερμοκρασίας και του υετού TCR (61-80) =1,1-3,1 o C (16) Ρ (61-80) =-0,2-5,6% (19) {TCR}=1,8 o C (17) {Ρ}=2,5% (20) σ TCR =0,4 o C (18) σ Ρ =1,5% (21)

Κατηγορίες εξομοιώσεων 1. Με χρήση ιδανικών μεταβολών, π.χ. 1%/έτος αύξηση του CO 2 {ΔΤ 2 }=T 2 f +σ 2 Μ +σ 2 Ν (22)  Στα διαγράμματα φαίνονται οι τρεις όροι για εξομοιώσεις σε παγκόσμια κλίμακα του τετραγώνου της μεταβολής της θερμοκρασίας και του υετού

Κατηγορίες εξομοιώσεων 2. Με καθορισμένη χρονική εξέλιξη των μελλοντικών μεταβολών  Στο διάγραμμα φαίνονται οι μεταβολές της θερμοκρασίας και του υετού σε σύγκριση με τα έτη έχουμε: {ΔΤ} ( ) =1,3 ο C (23) {ΔΡ} ( ) =1,5% (25) σ ΔΤ ( ) =0,8-1,7 ο C(24) σ ΔΡ ( ) =0,5- 3,35(26)

Κατηγορίες εξομοιώσεων 3. Με αρχή το τέλος του 20 ου αι. και τέλος το έτος 2100  Στο διάγραμμα φαίνονται οι μεταβολές της θερμοκρασίας και του υετού σε σύγκριση με τα έτη Για το Α2 σενάριο έχουμε: {ΔΤ} ( ) =3,0 ο C (27) {ΔΡ} ( ) =3,9% (29) σ ΔΤ ( ) =1,3-4,5 ο C(28) σ ΔΡ ( ) =1,3-6,8 (30) Για το Β2 σενάριο έχουμε: {ΔΤ} ( ) =2,2 ο C (31) {ΔΡ} ( ) =3,3% (33) σ ΔΤ ( ) =0,9-3,4 ο C(32) σ ΔΡ ( ) =1,2-6,1 (34)

Σύγκριση των αποτελεσμάτων των τριών κατηγοριών εξομοίωσης

Υποδείγματα της μελλοντικής κλιματικής αλλαγής

Συμπεράσματα  Η χιονοκάλυψη και ο βαθμός έκτασης των παγόβουνων μειώνεται στο Β. ημισφαίριο. Η μέση παγκόσμια βροχόπτωση αυξάνεται  Η στεριά θερμαίνεται γρηγορότερα απ’ ότι η θάλασσα  Η αύξηση της θερμοκρασίας είναι μικρότερη στον Β. ατλαντικό και στις συνεχώς ορατές πάνω από τον ορίζοντα περιοχές του Ν. ημισφαιρίου  Μείωση της ημερήσιας θερμοκρασιακής διαφοράς  Στις τροπικές περιοχές έχουμε αύξηση τoυ υετού, μικρή αύξηση στα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και μείωση στις υποτροπικές περιοχές

Ανακεφαλαίωση  Ο λόγος σήμα/θόρυβο είναι μεγαλύτερος για την θερμοκρασία επιφανείας παρά για την υετό  Συμπεριλαμβάνοντας το άμεσο αποτέλεσμα των θειικών αιωρούμενων σωματιδίων, παρατηρείται μείωση της αύξησης της μέσης θερμοκρασίας στα μέσα του 21 ου αι.  Οι γεωγραφικές λεπτομέρειες είναι λιγότερο σημαντικές από τις διαφορές μεταξύ των μοντέλων  Η ένταση των βροχοπτώσεων αυξάνεται  Ξηρασία στις μεσοηπειρωτικές περιοχές το καλοκαίρι

Σύγκριση της μεταβολής θερμοκρασίας από διάφορα μοντέλα

Η εξέλιξη της μεταβολής της μέσης θερμοκρασίας με βάση την σταθεροποίηση των θερμοκηπικών αερίων  Οι μαύρες διακεκομμένες γραμμές εκφράζουν την αβεβαιότητα  Μετά το έτος 2100 οι εκπομπές αερίων εκτός CO 2 θεωρούνται σταθερές

Παράγοντες που συνεισφέρουν στην απόκριση του κλιματικού συστήματος  Κλιματική ευαισθησία σε συνθήκες ισορροπίας (ECS),από τα μοντέλα AGCMs και μικτού ανώτερου στρώματος ωκεανού

Παράγοντες που συνεισφέρουν στην απόκριση του κλιματικού συστήματος  Κλιματική ευαισθησία, από τα μοντέλα AGCMs και OGCMs

Παράγοντες που συνεισφέρουν στην απόκριση του κλιματικού συστήματος  Ενεργός κλιματική ευαισθησία (ECS) Η ενεργός θερμοκρασία είναι σε συμφωνία με την αντίστοιχη σε συνθήκες ισορροπίας Ωστόσο σε κάποια μοντέλα δεν υπάρχει αυτή η σχετική συμφωνία, πράγμα που καθιστά αναγκαία την περαιτέρω διερεύνηση του θέματος

Ο ρόλος της κλιματικής ευαισθησίας και της απορρόφησης θερμότητας από τους ωκεανούς  Μοντέλα με υψηλή ενεργό κλιματική ευαισθησία έχουν και μεγάλη ροή θερμότητας στους ωκεανούς, που πιθανόν να σχετίζεται με την θέρμανση και την ανανέωση των υδάτων στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη  Στο διάγραμμα φαίνονται οι μέσες τιμές των μεγεθών για τα έτη από την εφαρμογή κάθε μοντέλου

Μεταβολές στην κυκλοφορία υφάλμυρου νερού  Η κυκλοφορία μειώνεται καθώς αυξάνεται συγκέντρωση CO 2, ενώ παύει όταν το CO 2 τετραπλασιαστεί.  Στο διάγραμμα φαίνεται η μεταφορά όγκου νερού από την Ατλαντική ζώνη μεταφοράς

Χρονικές κλίμακες αποκρίσεως του κλιματικού συστήματος Μετά την σταθεροποίηση των μεταβολών:  Ο ρυθμός θέρμανσης μειώνεται  Η μεταβολή στην κυκλοφορία υφάλμυρου νερού επανέρχεται στην ρυθμισμένη από το μοντέλο τιμή

Μεταβολές στην διακύμανση του κλιματικού συστήματος  Εποχιακή μεταβολή Με τον διπλασιασμό του CO 2 Ημερήσια μεταβολή βροχόπτωσης (αύξηση της μέσης βροχόπτωσης) Φράγματα κυκλοφορίας (αύξηση της επιμονής και του αριθμού των ηπειρωτικών φραγμάτων)  Ετήσια μεταβολή El niño (γενική ασυμφωνία) Μουσώνες(Ασιατικό καλοκαιρινό και χειμερινό μουσώνα)

Μεταβολές στην διακύμανση του κλιματικού συστήματος  Μεταβολή δεκαετιών και άνω Στατιστικές κυκλοφορίας (ΑΟ,ΝΑΟ,ΑΑΟ)

Συμπεράσματα  Το μέσο κλίμα του Ειρηνικού θα παρομοιάζει με το El niño  Αυξημένη μεταβολή της βροχόπτωσης κατά την διάρκεια των μουσώνων  Η μεταβολή των χαρακτηριστικών κλιματικών μεγεθών του El niño εξαρτάται από το μοντέλο  Η ΤΗC μειώνεται, ωστόσο στα περισσότερα μοντέλα δεν αναμένεται κατάρρευσή της  Έλλειψη συμπαγών αναλυτικών μεθόδων για την μελέτη των στατιστικών της κυκλοφορίας

Μεταβολές στα ακραία καιρικά φαινόμενα  Θερμοκρασία Στα διαγράμματα φαίνονται οι τοπικές μεταβολές της μέσης μέγιστης και μέσης ελάχιστης θερμοκρασίας για τα έτη σε σύγκριση με τα έτη

Μεταβολές στα ακραία καιρικά φαινόμενα  Βροχοπτώσεις και αγωγή θερμότητας Γενική αύξηση των βροχοπτώσεων Αύξηση/μείωση των καταιγίδων; Καταστροφές από χαλάζι  Έξτρα-τροπικές καταιγίδες Αύξηση των χαμηλών βαρομετρικών συστημάτων στο Β. ημισφαίριο

Μεταβολές στα ακραία καιρικά φαινόμενα  Τροπικοί κυκλώνες Διαμορφώνονται από το El niño =>αβεβαιότητα για τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων

Σχόλια για την μεταβολή των ακραίων καιρικών φαινομένων

Συμπεράσματα  Τα extremes φαινόμενα υετού αυξάνονται περισσότερο από την μέση τιμή υετού  Μείωση/αύξηση του αριθμού των καταιγίδων;  Αύξηση της έντασης τροπικών κυκλώνων

Συνοπτική περίληψη

Τέλος Παρουσίασης