Så förutsägs förändringar i klimatet

Den 700-sidiga Sternrapporten slog ned som en bomb för fem år sedan. Rapporten var den första som satte en prislapp på klimatförändringarna och slutsatserna chockade många, kanske för att det plötsligt verkade bli så dyrt. Året efter, 2007, kom den fjärde klimatrapporten från FNs klimatpanel IPCC.

Sedan dess har ingen stor klimatrapport släppts. De senaste åren har det därför varit febril aktivitet vid världens klimatforskningscenter, bland annat i SMHI Rossby Centre i Norrköping.

Klimatrapporten ska ligga till grund för beslutsfattandet vid FNs toppmöten. Senaste mötet var i Durban i Sydafrika i december förra året. Men forskningen har inte beställts av FNs klimatpanel.

– Det här görs för att ge stöd till de forskare och projekt som vill göra klimatberäkningar, säger Klaus Wyser som arbetar med att utveckla klimatmodeller vid Rossby Centre.

Den förra klimatrapporten kritiserades för luckor och generaliseringar och inför nästa tar IPCC ett år på sig att granska underlaget. Om mindre än två år är det dags för nästa stora rapport. Arbetet tar flera år och involverar flera forskningscentrers arbete med att göra prognoser för framtiden.

En klimatmodell beskriver klimatet, alltså vädret, i snitt under en längre period över ett större område. Modellerna är avancerade och simuleringarna består av olika ekvationer som beskriver atmosfären och havet och hela planeten delas upp i ett nät av rutor, eller kuber. En ruta mäter 125 gånger 125 kilometer, som från Stockholm till Västerås. Atmosfären per ruta delas upp i 62 nivåer med start vid 100 meter men avståndet blir glesare ju högre upp man kommer.

En del av arbetet med klimatmodellerna har skett just på Rossby Centre. De främsta arbetsredskapen är de egenutvecklade regionala och globala klimatmodellerna. Forskningscentret bidrar med en av 25 klimatmodeller som ligger till grund för rapporten. För att skapa modellen har Rossby Centre gjort ett antal simuleringar av klimatet under 250 år, från 1850 till 2100.

Det kan låta enkelt, men det är långt från sanningen. Varje experiment upprepas flera gånger för att minska osäkerheten och ta hänsyn till klimatets variabilitet. Inom projektet görs körningar på totalt 2 000 år eftersom samma simulering görs flera gånger. Det motsvarar nästan 140 terabyte data.

För att göra de enorma körningarna krävs superdatorer, men några sådana har inte Rossby Centre själva. Data till modellerna har därför bearbetats vid Superdatorcenter i Linköping och Parallelldatorcentrum i Stockholm. De större körningarna på 250 år tar två månader att köra.

– Man får inte köra maskinerna hur länge som helst, två månader är inklusive omstarter och pauser, förklarar Klaus Wyser.

För varje ruta på 125 kvadratkilometer får man fram en ögonblicksbild som visar var sjätte timme. När simuleringen är klar går forskarna in i sina system och gör om ögonblicksbilderna till en kurva på bland annat genomsnittstemperatur och mängden växthusgaser i atmosfären.

Just rutorna, eller kuberna, ska i framtiden förfinas från dagens 125 gånger 125 kilometer.

– Vi kör tester på en upplösning på 25 kilometer. Men då kan vi inte göra simuleringar över längre tid, säger Klaus Wyser.

Den stora begränsningen stavas datalagring. Lagringstekniken är helt enkelt inte tillräckligt bra för att kunna hantera så mycket data. Med en upplösning på 25 kilometer handlar det plötsligt om petabyte, en miljon gigabyte, i varje körning. Att göra arbetet snabbare är heller inte intressant, i stället vill klimatforskarna fördjupa modellerna genom att lägga till komponenter och variabler.

Rossby Centre ingår i det internationella projektet Coupled Model Intercomparison Project Phase 5, CMIP5, som är standardiserade experiment för klimatmodellering. Standarden gäller för de forskningscenter som lämnar underlag till FNs klimatrapport så att materialet ska kunna bearbetas och granskas.

Forskarna är övertygade om att klimatet blir varmare. Trots att forskarna är överens får klimatmodelleringen ofta kritik, något som enligt Klaus Wyser beror på att kritiker ofta blandar ihop klimat och väder.

– Klimatet är inte en engångshändelse eller en ögonblicksbild, det bygger på statistik. En kall vinter någon gång kan det bli, även en kall och blöt sommar, men det tyder inte på förändrat klimat.

Men det finns samtidigt vissa faktorer som är osäkra. Nederbörden är en sådan faktor, modellerna är inte tillräckligt säkra för att förutsäga om det blir ökad eller minskad nederbörd i framtiden.En annan osäkerhetsfaktor är forskarnas antaganden om koncentration av växthusgaser. Forskarkåren är heller inte överens om hur mycket varmare planeten kommer att bli i framtiden. Det är ett stort spann mellan forskarnas resultat.

– Alla modeller säger att det blir varmare under det här århundradet. Men spannet går från en till runt sex grader varmare global medeltemperatur, säger Klaus Wyser.