Klimamodelle können Ozeanzyklen nur mit Schummelei nachbilden

Ozeanzyklen sind klimasysteminterne Klimaschwankungen, die das Klimageschehen mit einem 60-Jahres-Zyklus pulsieren lassen. Das wird schnell klar, wenn man sich den Verlauf von Temperaturen, Hurrikanen und anderen Klimaparametern anschaut. Klimamodelle können die Ozeanzyklen nicht reproduzieren, ein klassischer Fall von Modellversagen. Dadurch entstanden stark überzogene Vorstellungen zu Erwärmungsprognosen und zur CO2-Erwärmungswirkung. Nun hat man die Ozeanzyklen jedoch offenbar langsam akzeptiert. Umso wichtiger ist es nun, die Ozeanzyklen endlich in die Modelle einzubauen. Das geschieht momentan jedoch mit der Brechstange. Anstatt sie sauber physikalisch mit Formeln zu beschreiben und vom Computer berechnen zu lassen, gibt man sie einfach basierend auf den Beobachtungsdaten von außen vor („forced“). Eine Forschergruppe um Lisa Murphy schaute nun nach, ob die Modelle die Ozeanzyklen vielleicht auch ohne die Schummelei hinbekommen könnten. Das Ergebis war ernüchternd: Nein, die Modelle schaffen es nicht. Die Studie erschien am 11. März 2017 in den Geophysical Research Letters:

The role of historical forcings in simulating the observed Atlantic multidecadal oscillation
We analyze the Atlantic multidecadal oscillation (AMO) in the preindustrial (PI) and historical (HIST) simulations from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) to assess the drivers of the observed AMO from 1865 to 2005. We draw 141 year samples from the 41 CMIP5 model’s PI runs and compare the correlation and variance between the observed AMO and the simulated PI and HIST AMO. The correlation coefficients in 38 forced (HIST) models are above the 90% confidence level and explain up to 56% of the observed variance. The probability that any of the unforced (PI) models do as well is less than 3% in 31 models. Multidecadal variability is larger in 39 CMIP5 HIST simulations and in all HIST members of the Community Earth System Model Large Ensemble than their corresponding PI. We conclude that there is an essential role for external forcing in driving the observed AMO.

Hier die Highlights:

  • The chance of an unforced PI run correlating as well with the observed AMO as the historical run is less than 3% in 31 out of 41 models
  • The unforced PI models simulate less AMO variance than their forced historical simulations
  • Models need external forcing to explain the magnitude, timing, and multidecadal frequency of the observed twentieth century AMO

Ein Armutszeugnis für die Klimamodelle, auf deren Grundlage momentan die große gesellschaftliche Transformation und Deindustralisierung geplant wird. Kleiner Tipp: Wenn die Ozeanzyklen partout nicht selbstschwingend in den Griff zu bekommen sind, könnte hier auch die Sonne mitspielen, wie einige Arbeiten bereits vermutet haben: