Den enkleste klimamodellen kan de som er gode i hoderegning klare uten engang å bruke penn og blyant: Hvor mye solenergi treffer jorden? Hvor stor andel av den reflekteres tilbake i universet? Der har du jordens opptak av energi, i et meget forenklet mattestykke. Så forenklet at resultatet blir feil.
Et levende mattestykke
Problemet er velkjent: Virkeligheten er komplisert. Drivhuseffekten for eksempel, bidrar til å holde på mye av energien i atmosfæren. Vulkanutslipp og kullforbrenning slipper ut små sotpartikler som reduserer innstrålingen. Havet fanger opp mye av varmen, og fordeler den på kloden via havstrømmer. Jordens fascinerende karbonsyklus skaper en sirkulasjon mellom atmosfæren, havet og landjorda.
For å lage en modell som tar høyde for alt vi i dag vet om klimaet, må du kombinere mange ulike fysiske lover – og få med deg data fra hele jordkloden. Du må lage et avansert stykke matematikk, som er mye mer komplisert enn det du klarer å regne ut for hånd. Dette mattestykket skal heller ikke bare regne ut ett svar, men mate de nye svarene tilbake inn i regnestykket kontinuerlig, slik at man får et bilde av hvordan verden utvikler seg – over tid. Et levende mattestykke.
Mange modeller koblet sammen
Dagens klimamodeller kalles generelle sirkulasjonsmodeller – eller jordsystemmodeller. De er bygget opp av stadig mer detaljert kunnskap om de ulike prosessene i klimasystemet.
I praksis er det snakk om en lang rekke fysiske beregninger som er satt sammen i et gigantisk regnestykke. Disse modellene har utviklet seg svært mye de siste årene, dels fordi regnekraften i datamaskiner er i enorm utvikling, dels fordi vi får stadig bedre observasjoner og kunnskaper om fortidens klima.
Likevel er en modell fortsatt bare en modell. Vi vet ikke hvordan fremtiden kommer til å bli. Hvordan kan man da teste at en klimamodell faktisk fungerer? Svaret er enkelt: Be modellene forutsi fortiden. De kan for eksempel starte modellen i år 1813 og kjøre den frem til vår tid. Så kan man sjekke om resultatet modellene produserte stemmer overens med det vi vet om klimaendringene i vår nære forhistorie.
Ingen av modellene er helt perfekte, men de blir stadig mer presise. Et fascinerende eksempel er at modellene – helt av seg selv – skaper det værfenomenet som kalles El Niño. Dette til tross for at forskerne ikke er helt sikre på hvordan dette fenomenet oppstår, og dermed ikke kan programmere det inn i modellene. Simuleringen gjenskaper fenomener vi fortsatt ikke ennå helt forstår, basert på grunnleggende (men kompliserte) fysiske lover!
Det er fortsatt svakheter ved klimamodellene
Vindforhold i enkelte regioner kan være vanskelig å beregne. Jo mer lokal kunnskap du vil ha, jo flere beregninger må gjøres. Dermed blir datakraft et problem. Det er også en utfordring å få med seg det som kalles tilbakekoblinger (se egen sak), altså fenomener der naturen oppfører seg på uforutsigbare måter som forsterker eller demper klimaendringene.