Nationalt Center for Klimaforskning

Det kan være afgørende for beslutningstagere, at de får troværdige og brugbare forudsigelser om klimaet de kommende år. Vi har udarbejdet en prototype for et system, der kan forudsige klimaet i de nærmeste årtier og har brugt det til både historiske og fremtidige simuleringer.

Hvad har vi undersøgt?

Brugbar og troværdig klimainformation for såvel den nærmeste fremtid som for de kommende årtier er yderst relevant for mange dele af samfundet. En sådan information kan blive brugt ikke kun til at forbedre den forebyggende indsats i forhold til vejret og klimaforandringer, men også til at støtte en bæredygtig udvikling. Myndigheder, virksomheder og andre interessenter vil bedre kunne tage højde for klimaets påvirkninger, når de kender de nærmeste udfordringer og muligheder, som et ændret klima vil give. Derfor er man som noget nyt begyndt at forudsige klimaets udvikling for det nærmeste årti.

Ligesom ved traditionelle vejrudsigter beregner man en prognose med realistiske klimamodeller kombineret med avancerede statistiske justeringer af resultaterne, så de ligger tæt på observeret klima. På den måde kan man regne sig frem til, hvordan vejret sandsynligvis vil udvikle sig. Der er imidlertid stadig en del tekniske og videnskabelige udfordringer, som skal løses, før vi har et troværdigt modelsystem til beregninger af vejrets statistik for et årti. Vi er udfordret af, at udgangspunktet for beregningerne skal være så realistisk som muligt, det gælder især for havisen; men også andre ubekendte data og mekanismer indgår, når man skal finde frem til grundlaget for beregningerne for et årti. For eksempel er det ikke klart, hvor forudsigeligt det vekslende arktiske klima er, og heller ikke hvordan arktiske klimaændringer påvirker klimaet i Nordatlanten og Europa, herunder Danmark.

Til dette arbejde har vi udviklet et klimamodelsystem, som inddrager forløbet af atmosfærens, havets og havisens tilstand. Data om hav og atmosfære stammer fra re-analyser, der bygger på observationer og målinger, og de kan derfor betragtes som realistiske klimatilstande. Lige nu er systemet i stand til at synkronisere klimamodellen med de observerede atmosfære-, hav- og havis-betingelser i det sene efterår. Ud fra de analyser fås en begyndelsestilstand, og derfra beregnes med modellen en samling 10 år lange prognoser.

Hvilke data og metoder har vi benyttet?

For at forstå kvaliteten af forudsigelserne fra klimamodellen har vi beregnet et komplet sæt af historiske modelberegninger på 10 år med start hvert eneste år fra 1960 og frem til 2018.

Hvis man fodrer modellen med oplysninger om, hvordan vejret og klimaet var f.eks. 1. januar 1960, kan den regne sig frem til en prognose for vejret de kommende ti år. Når forskerne så sammenligner den beregnede prognose med, hvordan vejret rent faktisk har været, har det vist sig, at forudsigelserne er brugbare.

Data fra prognoserne fra 2019 er blevet delt med vores nordiske og internationale samarbejdspartnere med henblik på en fælles analyse og validering af klimaet de kommende år.

Vi er gået sammen med “WMO’s Lead Centre for Annual-to-Decadal Climate Prediction (LCACP)”, som samler og udgiver historiske og fremtidige simuleringer og valideringsdata fra et stort antal klimacentre over hele verden. Sammen med 14 andre institutioner indgår vores beregninger for 2020-2024 i et “nyhedsbrev” udgivet af World Meteorological Organization, som blev publiceret i juli 2020.

I artiklen forudses det, at den globale middeltemperatur formentlig vil ligge mindst en grad over forventet for hvert år de kommende fem år –målt i forhold til middeltemperaturerne før industrien begyndte at brede sig, og de menneskeskabte klimaændringer begyndte.

I 2020 er store områder på den nordlige halvkugle over 0,8°C varmere end middeltemperaturen var umiddelbart tidligere, og temperaturen i Arktis er formentlig steget dobbelt så meget som det globale gennemsnit. I perioden 2020-2024 vil næsten hele Jorden, på nær dele af de sydlige verdenshave, formentlig være varmere end de foregående år. Områderne, der ligger forholdsvist tæt på Arktis, vil få mere nedbør ligesom Sahel-regionen, det halvtørre bælte i Afrika, der danner en bred stribe fra vest mod øst mellem Saharas ørkenområde i nord og de mere frodige savanner i syd.

Hvilket resultat fandt vi?

Vi har også brugt klimamodellen til følsomhedsstudier med forskellige beregningsmetoder for starttilstanden for det arktiske klima. Med disse simuleringer har vi undersøgt, hvordan arktiske forhold som havisens udbredelse og tykkelse påvirker forudsigeligheden både i Arktis og længere sydpå som i Europa. Vores undersøgelse viser, at havistilstandene ved starten afberegningerne er vigtige for at kunne forudsige klimaet flere år ud i fremtiden, især i Arktis. I særdeleshed gælder det, at tykkelsen på havisen sent på efteråret i det centrale Arktiske Hav har indflydelse på forholdene for havisen og havet helt frem til den følgende sommer. Det er derfor vigtigt, at startdata for havisen indgår så nøjagtigt som muligt i beregningerne, for at man kan lave denne type klimaforudsigelser.

Alt i alt har vi opbygget en måde til at beregne klimaprognoser på tidsskalaer fra år til årtier med vores klimamodel. Udgangspunktet er baseret på observerede data for atmosfære, hav og havis. Derudover har vi lavet eksperimentel prognose for de kommende ti år fra den 1. november 2019 og frem. Vi forventer at bruge systemet til flere eksperimentelle prognoser i fremtiden for at kunne opbygge erfaring om forudsigelser af forskellige klimavariable og -indikatorer i forskellige områder, f.eks. temperatur og nedbør i Danmark/Europa og havforhold det nordlige Atlanterhav samt havisens udbredelse i Barents- og Karahavet. Med dette prognosesystem og med eksperimenterne vil vi blive i stand til at undersøge mere dybtgående, hvad vi skal bruge for at kunne forudsige klimaet, så vi kan forbedre vores evne til at levere brugbar klimainformation for det kommende årti.

Arbejdet er sket i samarbejde med et stort antal nordiske og europæiske projekter. Data om forudsigelseseksperimenter vil også blive delt med vores samarbejdspartnere ved DTU til anvendelse i fiskeriprognoser. Disse data vil blive publiceret på en Earth System Grid Federation (ESGF) server, så brugere også uden for klimamodelbranchen frit kan hente og bruge data til anvendelser inden for klimatilpasning og grøn omstilling.

Få mere viden

• DMI Rapport 21-25: “Toward providing reliable climate information for the next few years to a decade ahead” (PDF)
• WMO, 2020: “Global Annual to Decadal Climate Update for 2020–2024”
• Tian Tian, Shuting Yang, Mehdi Pasha Karami, François Massonnet, Tim Kruschke, and Torben Koenigk, 2020: “Benefits of sea ice thickness initialization for the Arctic decadal climate prediction skill in EC-Earth3”. Submitted to Geoscientific Model Development