जलवायु मॉडल

सीएमआईपी6

भविष्य के परिदृश्यों का विश्लेषण करने के लिए, एक बहु-मॉडल ढांचे में जलवायु परिवर्तनशीलता और जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को समझने के लिए, CMIP6 बहु-मॉडल पहनावा (युग्मित मॉडल अंतर-तुलना परियोजना) का उपयोग किया जाता है। CMIP एक "अग्रिम मॉडल के विकास और पृथ्वी प्रणाली की वैज्ञानिक समझ के लिए बड़े कार्यक्रम 'है (WCRP-जलवायु) विश्व जलवायु अनुसंधान कार्यक्रम (WCRP) के युग्मित मॉडलिंग के कार्य समूह (WGCM) की। इसमें दुनिया भर के 30 से अधिक समूह शामिल हैं, 21 मॉडल अंतर-तुलना परियोजनाओं को विश्व जलवायु अनुसंधान कार्यक्रम की बड़ी चुनौतियों और सीएमआईपी 6 के मौलिक विज्ञान प्रश्नों के लिए उनकी प्रासंगिकता के आधार पर समर्थन दिया गया था। मॉडल सिमुलेशन का मूल्यांकन अंतरराष्ट्रीय जलवायु आकलन और बातचीत में भी किया गया है, जैसे कि आईपीसीसी मूल्यांकन रिपोर्ट।

आईएसआईएमआईपी3बी

वेबपोर्टल क्लाइमेटइम्पैक्ट्सऑनलाइन के लिए अंतर-क्षेत्रीय प्रभाव मॉडल इंटरकंपेरिसन प्रोजेक्ट (ISIMIP) से पूर्वाग्रह-समायोजित ISIMIP3b जलवायु इनपुट डेटा का उपयोग किया गया था। डेटा सेट में मूल GCM डेटा होता है, जिसे CMIP6 संग्रह से निकाला जाता है। पूर्वाग्रह सुधार और सांख्यिकीय डाउनस्केलिंग के लिए ISIMIP3BASD और W5E5 v2.0.was लागू किया गया था (लैंग, 2019a, 2020)। पूर्व-औद्योगिक (1601-1849), ऐतिहासिक (1850-2014) और भविष्य (2015-2100) स्थितियां विभिन्न मॉडलों से सीएमआईपी 6 आउटपुट द्वारा प्रदान की जाती हैं। ISIMIP3b में प्रयुक्त CMIP6 परिदृश्य निम्नलिखित हैं: पूर्व-औद्योगिक नियंत्रण प्रयोग (piControl), ऐतिहासिक, ssp126 (SSP1-RCP2.6), ssp370 (SSP3-RCP7) और ssp585 (SSP5-RCP8.5)। चर के रूप में ISIMIP3b में निकट-सतह सापेक्ष आर्द्रता, निकट-सतह विशिष्ट आर्द्रता, निकट-सतह हवा की गति, दैनिक अधिकतम तापमान, दैनिक औसत तापमान, दैनिक न्यूनतम तापमान, लंबी लहर डाउनवेलिंग विकिरण, लघु तरंग डाउनवेलिंग विकिरण, हिमपात, सतही वायु दाब और कुल वर्षा।

विस्तार से मॉडल

जलवायु मॉडल, जो कि CMIP6 परियोजना का हिस्सा है, 2018 में जारी किया गया था। इसमें निम्न शामिल हैं:
"एयरोसोल: इंटरैक्टिव (एयरोसोल अप्रत्यक्ष प्रभाव सहित), एटमॉस: GFDL-AM4.1 (क्यूब्ड-स्फीयर (c96) - 1 डिग्री नाममात्र क्षैतिज रिज़ॉल्यूशन; 360 x 180 देशांतर/अक्षांश; 49 स्तर; शीर्ष स्तर 1 Pa), atmosChem: GFDL-ATMCHEM4.1 (पूर्ण वायुमंडलीय रसायन विज्ञान), भूमि: GFDL-LM4.1 (एक नई वनस्पति गतिशीलता मॉडल के साथ भूमि मॉडल जिसमें पौधे की उम्र और ऊंचाई संरचना और मिट्टी के रोगाणुओं के स्पष्ट उपचार के साथ दैनिक आग, फसल, चारागाह और चराई शामिल है। टाइल्स), लैंडआइस: GFDL-LM4.1, महासागर: GFDL-OM4p5 (GFDL-MOM6, ट्रिपोलर - नाममात्र 0.5 डिग्री; 720 x 576 देशांतर/अक्षांश; 75 स्तर; शीर्ष ग्रिड सेल 0-2 मीटर), ocnBgchem: GFDL- COBALTv2, समुद्री बर्फ: GFDL-SIM4p5 (GFDL-SIS2.0, ट्रिपोलर - नाममात्र 0.5 डिग्री; 720 x 576 देशांतर/अक्षांश; 5 परतें; 5 मोटाई श्रेणियां), MOM6 के साथ संगतता के लिए विकिरण हस्तांतरण और C-ग्रिड गतिकी के साथ। मॉडल नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन, जियोफिजिकल फ्लुइड डायनेमिक्स लेबोरेटरी, प्रिंसटन, एनजे 08540, यूएसए (एनओएए-जीएफडीएल) द्वारा देशी नाममात्र प्रस्तावों में चलाया गया था: ए एरोसोल: 100 किमी, एटमॉस: 100 किमी, एटमॉसकेम: 100 किमी, भूमि: 100 किमी, लैंडआइस: 100 किमी, महासागर: 50 किमी, ocnBgchem: 50 किमी, समुद्रीबर्फ: 50 किमी।"
स्रोत: CMIP6.CMIP.IPSL.IPSL-CM6A-LR

IPSL-CM6A-LR जलवायु मॉडल 2017 में जारी किया गया था और यह CMIP परियोजना का भी हिस्सा है। मॉडल में घटक शामिल हैं: "atmos: LMDZ (NPv6, N96; 144 x 143 देशांतर/अक्षांश; 79 स्तर; शीर्ष स्तर 80000 मीटर), भूमि: ORCHIDEE (v2.0, जल/कार्बन/ऊर्जा मोड), महासागर: NEMO -OPA (eORCA1.3, ट्रिपोलर मुख्य रूप से 1deg; 362 x 332 देशांतर/अक्षांश; 75 स्तर; शीर्ष ग्रिड सेल 0-2 मीटर), ocnBgchem: NEMO-PISCES, समुद्री बर्फ: NEMO-LIM3। मॉडल इंस्टीट्यूट पियरे द्वारा चलाया गया था। साइमन लाप्लास, पेरिस 75252, फ़्रांस (आईपीएसएल) देशी नाममात्र प्रस्तावों में: एटमॉस: 250 किमी, भूमि: 250 किमी, महासागर: 100 किमी, ओसीएनबीजीकेम: 100 किमी, समुद्री बर्फ: 100 किमी।"
स्रोत: CMIP6.CMIP.IPSL.IPSL-CM6A-LR

MPI-ESM में वायुमंडल और महासागर के लिए युग्मित सामान्य परिसंचरण मॉडल शामिल हैं, ECHAM6 (स्पेक्ट्रल T127; 384 x 192 देशांतर/अक्षांश; 95 स्तर; शीर्ष स्तर 0.01 hPa) और MPIOM (ट्रिपोलर TP04, लगभग 0.4deg; 802 x) 404 देशांतर/अक्षांश; 40 स्तर; शीर्ष ग्रिड सेल 0-12 मीटर), और भूमि और वनस्पति JSBACH3.20 और समुद्री जैव-भू-रसायन HAMOCC6 के लिए सबसिस्टम मॉडल। यह मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मौसम विज्ञान, हैम्बर्ग 20146, जर्मनी (एमपीआई-एम) द्वारा देशी नाममात्र प्रस्तावों में चलाया जाता है: "एयरोसोल: 100 किमी, एटमॉस: 100 किमी, भूमि: 100 किमी, भूमि: कोई नहीं, महासागर: 50 किमी, ocnBgchem: 50 किमी, समुद्रीबर्फ: 50 किमी।"
स्रोत: CMIP6.HighResMIP.MPI-M.MPI-ESM1-2-HR

मॉडल MRI-ESM2.0 2017 में जारी किया गया था और मौसम विज्ञान अनुसंधान संस्थान, त्सुकुबा, इबाराकी 305-0052, जापान (MRI) द्वारा चलाया जाता है। इसमें निम्नलिखित घटक शामिल हैं: "एयरोसोल: MASINGAR mk2r4 (TL95; 192 x 96 देशांतर/अक्षांश; 80 स्तर; शीर्ष स्तर 0.01 hPa), वायुमंडल: MRI-AGCM3.5 (TL159; 320 x 160 देशांतर/अक्षांश; 80 स्तर; शीर्ष स्तर 0.01 hPa), atmosChem: MRI-CCM2.1 (T42; 128 x 64 देशांतर/अक्षांश; 80 स्तर; शीर्ष स्तर 0.01 hPa), भूमि: HAL 1.0, महासागर: MRI.COM4.4 (त्रिध्रुवीय प्राथमिक रूप से 0.5 डिग्री अक्षांश भूमध्य रेखा के उत्तर और दक्षिण में 10 डिग्री के भीतर 0.3 डिग्री तक मेरिडियन शोधन के साथ 1 डिग्री देशांतर; 360 x 364 देशांतर/अक्षांश; 61 स्तर; शीर्ष ग्रिड सेल 0-2 मीटर), ocnBgchem: MRI.COM4.4, समुद्री बर्फ: MRI.COM4.4. मॉडल को मूल नाममात्र के प्रस्तावों में चलाया गया था: एरोसोल: 250 किमी, एटमॉस: 100 किमी, एटमॉसकेम: 250 किमी, भूमि: 100 किमी, महासागर: 100 किमी, ocnBgchem: 100 किमी, समुद्री बर्फ: 100 किमी। "
स्रोत: CMIP6.CMIP.MRI.MRI-ESM2-0

UKESM1 में NEMO महासागर मॉडल और CICE समुद्री-बर्फ, साथ ही TRIFFID गतिशील वनस्पति के साथ JULES भूमि सतह मॉडल शामिल हैं। इसके अलावा, मॉडल यूकेसीए का उपयोग करते हुए वायुमंडलीय रसायन विज्ञान और एरोसोल का अनुकरण करता है, मेडुसा के साथ समुद्री जैव-रसायन विज्ञान और BISICLES मॉडल के साथ गतिशील बर्फ की चादरें। स्रोत: यूकेईएसएम

स्रोत:

जलवायु परिदृश्य

तथाकथित प्रतिनिधि एकाग्रता पथ (आरसीपी) जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल (आईपीसीसी) की पांचवीं आकलन रिपोर्ट के लिए विकसित किए गए थे। वे ग्रीनहाउस गैसों से प्रेरित विकिरण ड्राइव के विभिन्न स्तरों का वर्णन करते हैं जो 2011 से 2100 की अवधि में हो सकते हैं। हालांकि, उन्होंने उनके साथ जाने के लिए किसी भी सामाजिक आर्थिक "कथा" को शामिल नहीं किया। पिछले कुछ वर्षों में, जलवायु वैज्ञानिकों, अर्थशास्त्रियों और ऊर्जा प्रणाली मॉडलर्स की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने नए "मार्गों" की एक श्रृंखला विकसित की है जो यह जांचती है कि अगली शताब्दी में वैश्विक समाज, जनसांख्यिकी और अर्थशास्त्र कैसे बदल सकते हैं। उन्हें "साझा सामाजिक आर्थिक रास्ते" (एसएसपी) के रूप में जाना जाता है। एसएसपी 2017 में प्रकाशित हुए थे (रियाही एट अल।, 2017) और वे 2021/2022 में आईपीसीसी छठी मूल्यांकन रिपोर्ट में एक प्रमुख भूमिका निभाएंगे।

एसएसपी आधारभूत परिदृश्य हैं जो नई जलवायु नीतियों की अनुपस्थिति में भविष्य के विकास का वर्णन करते हैं, जो आज पहले से मौजूद हैं। वे पाँच मार्ग प्रदान करते हैं जिन्हें दुनिया ले सकती है। पांच एसएसपी मुख्य रूप से जनसंख्या वृद्धि, शहरीकरण, आर्थिक विकास, शिक्षा और स्वास्थ्य में निवेश, ऊर्जा प्रणाली और भूमि उपयोग, तकनीकी विकास की दर के साथ-साथ जीवन शैली में बदलाव (रियाही एट अल।, 2017) जैसे मांग के ड्राइवरों में भिन्न हैं।

आरसीपी के रूप में एसएसपी भी अपने डिजाइन में पूर्ण नहीं हैं, क्योंकि ये केवल सामाजिक भविष्य हैं जिनमें जलवायु परिवर्तन के प्रभाव शामिल नहीं हैं। इसके अलावा, इनमें कोई शमन या अनुकूलन उपाय लागू नहीं किए गए हैं (ओ'नील एट अल।, 2020)। इसलिए, क्लाइमेटइम्पैक्ट्सऑनलाइन विभिन्न सामाजिक आर्थिक और विकिरण परिदृश्यों के अनुरूप जलवायु डेटा की कल्पना करने के लिए तीन एसएसपी-आरसीपी संयोजन का उपयोग करता है।

"स्थिरता" SSP1 - 2.6

"क्षेत्रीय प्रतिद्वंद्विता" SSP3 - 7.0

"जीवाश्म-ईंधन विकास" SSP5 - 8.5

एसएसपी डेटाबेस

साझा सामाजिक-आर्थिक रास्ते (एसएसपी): एक सिंहावलोकन (पोस्टर)
स्रोत:

ओ'नील, बीसी, कार्टर, टीआर, ईबी, के। एट अल। जलवायु परिवर्तन परिदृश्य ढांचे के लिए उपलब्धियां और आवश्यकताएं। नेट। क्लिम। चांग। 10, 1074–1084 (2020)। https://doi.org/10.1038/s41558-020-00952-0

रियाही, के. एट अल।, साझा सामाजिक आर्थिक रास्ते और उनकी ऊर्जा, भूमि उपयोग, और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन प्रभाव: एक सिंहावलोकन, वैश्विक पर्यावरण परिवर्तन, खंड 42, 153-168 (2017)। https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009।

अवलोकन संबंधी डेटा

W5E5 डेटासेट में अवलोकन और पुनर्विश्लेषण डेटा होते हैं और इसका उपयोग देखे गए डेटा का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। यह इंपैक्ट मॉडल इंटरकंपेरिसन प्रोजेक्ट (ISIMIP3b) का हिस्सा है, जहां डेटासेट का उपयोग प्रभाव आकलन के पूर्वाग्रह समायोजन के लिए किया जाता है। डेटासेट में भूमि आधारित WFDE5 डेटा और महासागर आधारित ERA5 डेटासेट (डेटा और रीनलिसिस डेटा) (कुची एट अल।, 2020, हर्सबैक एट अल।, 2020) शामिल हैं। एक अतिरिक्त डेटा स्रोत ग्लोबल रेन क्लाइमेटोलॉजी प्रोजेक्ट (एडलर एट अल।, 2003) के संस्करण 2.3 से वर्षा डेटा है।

W5E5 संस्करण 1.0 में 1979 से 2017 तक की अवधि के डेटा शामिल हैं। इसका मतलब है कि 2011-2020 के दशक में केवल 6 वर्ष मौजूद हैं और इसी तरह अंतर मानचित्र केवल 1991-2014 के सापेक्ष हैं। हम इस दशक में W5E5 के और डेटा को लगातार अपडेट और संचार करेंगे। डेटासेट 0.5° का क्षैतिज स्थानिक विभेदन और दैनिक अस्थायी समाधान प्रदान कर रहा है।
डेटासेट में शामिल चर इस प्रकार हैं: सतह के पास सापेक्षिक आर्द्रता (संक्षिप्त नाम: hurs, इकाई:%), सतह के पास विशिष्ट आर्द्रता (huss, kg kg-1), अवक्षेपण (pr, kg m-2 s-1) ), स्नोफॉल फ्लक्स (पीआरएसएन, किग्रा एम-2 एस-1), सतही वायुदाब (पीएस, पा), समुद्र तल दबाव (पीएसएल, पा), अवरोही लॉन्गवेव सतह विकिरण (आरएलडी, डब्ल्यू एम-2), अवरोही शॉर्टवेव सतह विकिरण (rsds, W m-2), निकट-सतह हवा की गति (sfcWind, m s-1), निकट-सतह वायु तापमान (tas, K), दैनिक अधिकतम निकट-सतह वायु तापमान (tasmax, K), दैनिक न्यूनतम निकट-सतह हवा का तापमान (tasmin, K), सतह की ऊंचाई (orog, m) और WFDE5-ERA5 मास्क (मास्क, 1) (लैंग, 2019)। चरों का W5E5 डेटा, भूमि और महासागर पर, प्रति घंटा WFDE5 डेटा का दैनिक औसत है। स्थलीय चर हर्स, पीआर, पीएसएल, टैसमैक्स और टैस्मिन और महासागरीय चर टैसमैक्स और टैस्मिन एक अलग गणना में प्राप्त किए जाते हैं। इसका वर्णन निम्नलिखित वेबसाइट पर किया गया है: WFDE5 ओवर द लैंड का विलय ERA5 ओवर द ओशन (W5E5) के साथ

सेटिंग टैब के ऐतिहासिक डेटा अनुभाग में "अवलोकन" का चयन करके, आप W5E5 डेटासेट के देखे गए डेटा की कल्पना कर सकते हैं।

स्रोत:

एडलर, आरएफ, हफमैन, जीजे, चांग, ए।, फेरारो, आर।, ज़ी, पी.-पी।, जानोविक, जे।, नेलकिन, ई। (2003)। संस्करण -2 वैश्विक वर्षा जलवायु विज्ञान परियोजना (जीपीसीपी) मासिक वर्षा विश्लेषण (1979-वर्तमान)। जर्नल ऑफ हाइड्रोमेटोरोलॉजी, 4(6), 1147-1167। doi:10.1175/1525-7541(2003)004<1147:tvgpcp>2.0.co;2
कुची, एम।, वीडन, जीपी, एमीसी, ए।, बेलौइन, एन।, लैंग, एस।, मुलर श्मीड, एच।, हर्सबैक, एच।, और बुओनटेम्पो, सी। (२०२०)। WFDE5: प्रभाव अध्ययन के लिए पूर्वाग्रह-समायोजित ERA5 पुनर्विश्लेषण डेटा। अर्थ सिस्टम साइंस डेटा, १२(३), २०९७-२१२०। https://doi.org/10.5194/essd-12-2097-2020
हर्सबैक, एच।, बेल, बी।, बेरिसफोर्ड, पी।, हिराहारा, एस।, होरानी, ए।, मुनोज़ोसाबेटर, जे।, निकोलस, जे।, प्यूबे, सी।, राडू, आर।, शेपर्स, डी। ।, सीमन्स, ए।, सोसी, सी।, अब्दुल्ला, एस।, एबेलन, एक्स।, बाल्सामो, जी।, बेचटोल्ड, पी।, बियावती, जी।, बिडलॉट, जे।, बोनाविटा, एम।, … थेपौत, जेएन (2020)। ERA5 वैश्विक पुनर्विश्लेषण। रॉयल मौसम विज्ञान सोसायटी का त्रैमासिक जर्नल, १४६(७३०), १९९९-२०४९। https://doi.org/10.1002/QJ.3803
लैंग, स्टीफन (2019): WFDE5 ओवर लैंड का विलय ERA5 ओवर द ओशन (W5E5) के साथ हो गया। वी. 1.0. जीएफजेड डाटा सर्विसेज। https://doi.org/10.5880/pik.2019.023
लैंग, एस.: ISIMIP3BASD v2.4.1, https://doi.org/10.5281/zenodo.3898426, 2020।

ऐतिहासिक सिमुलेशन डेटा

जलवायु मॉडल को मान्य करने के लिए, पिछली जलवायु परिस्थितियों का अनुकरण किया जाता है और देखे गए डेटा के साथ तुलना की जाती है। मॉडलों से भविष्य के जलवायु अनुमानों की विश्वसनीयता को मान्य करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक पूर्व-औद्योगिक काल से वर्तमान तक वैश्विक औसत सतह के तापमान में नकली अस्थायी और स्थानिक परिवर्तन है।

युग्मित मॉडल इंटरकंपेरिसन प्रोजेक्ट (चरण 6) में भाग लेने के लिए प्रवेश पत्र का एक हिस्सा ऐतिहासिक अनुकरण है। इसे सीएमआईपी और एक विशिष्ट चरण के बीच बेहतर पृथक्करण के लिए डायग्नोसिस, इवैल्यूएशन एंड कैरेक्टराइजेशन ऑफ क्लिमा (DECK) में जोड़ा गया था, इस मामले में CMIP6। वे सीएमआईपी 6-अनुमोदित मॉडल इंटरकंपेरिसन प्रोजेक्ट्स (एमआईपी) के लिए एक बेंचमार्क के रूप में भी काम करते हैं।

सिमुलेशन पूर्व-औद्योगिक नियंत्रण प्रयोग (piControl) से मनमाने ढंग से संतुलन की स्थिति में शुरू होते हैं। फिर, विभिन्न समय-निर्भर फोर्सिंग, सीएमआईपी 6 के अनुरूप, जैसे कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन, भूमि उपयोग फोर्सिंग, एरोसोल, सोलर फोर्सिंग और अन्य को मॉडल में फीड किया जाता है। ये तब ऐतिहासिक परिस्थितियों का एक बाधा उत्पन्न करते हैं। CMIP6 ऐतिहासिक अनुकरण 1850 से 2014 तक की समयावधि को कवर करता है।

स्रोत:

बैंडविड्थ

इम्पैक्ट3बी से उपलब्ध क्षेत्रीय जलवायु मॉडल अपेक्षाकृत छोटा है। यही कारण है कि मॉडल अनिश्चितता और आंतरिक (वर्ष-दर-वर्ष) परिवर्तनशीलता को एक साथ लाया गया, क्रमबद्ध किया गया और जिस मूल्य पर सभी मूल्यों का 10%, 50% और 90% नीचे है, उसे बैंडविड्थ का अनुमान लगाने के लिए वर्णित किया गया है (मानचित्र पर 50s प्रतिशतक) समय श्रृंखला आरेख में , 10s, 50s और 90s शतमक)।

30 साल की अवधि और 4 सिमुलेशन के मॉडल के लिए, इसका मतलब संबंधित जलवायु संकेतकों के लिए 5 x 30 = 150 वार्षिक मूल्यों का उपलब्ध पूल है।