Welche Rechenressourcen würden für eine 550-jährige Klimavorhersage unserer Erde funktionieren?

Mir sind nur zwei Modelle bekannt, die auf die von Ihnen aufgeführte Zeitachse skaliert werden könnten ...

CMIP5 - http://cmip-pcmdi.llnl.gov/cmip5/ versucht, das Klima nach 2100 anzugehen.

und das andere ist CM2.x, das über NOMADS (NOAA National Operational Model Archive & Distribution System) erstellt wurde ... http://nomads.ncdc.noaa.gov/thredds/catalog/gfdlcm2x/catalog.html ist ihre ältere Website, I habe meine Links in letzter Zeit nicht aktualisiert.

Die meisten anderen Modelle, die ich kenne, werden nicht einmal versuchen, mehr als 1 Monat im Voraus zu tun.

Beide gehen nicht wirklich über 2100 hinaus, da wir wirklich nicht viele Informationen zu diesem Thema haben ... Unser sich ständig änderndes Datum der eisfreien Polarregion ist ein gutes Beispiel dafür. Ein Element, bei dem wir wirklich im Dunkeln tappen, ist die Sonne (Wortspiel beabsichtigt) und ihre verschiedenen Phasen sind weitgehend unbekannt. Die Sonnenfleckenbildung scheint stark rückläufig zu sein, und wenn sich dieses Muster fortsetzt, sehen wir möglicherweise einen minimalen Sonnenzyklus, der dazu führen könnte, dass sich der Globus wieder etwas abkühlt. Leider gibt es so viele Variationen (einschließlich des menschlichen Verhaltens), die berücksichtigt werden müssen, dass Sie wahrscheinlich eine Klimasimulation erstellen und 5000 Mal ausführen könnten, ohne dass eine dieser Simulationen zu demselben Ergebnis führt.

Die Rechenleistung, die zum Ausführen dieser Modelle erforderlich ist, ist ziemlich intensiv ... das und das beste Prognosemodell, das wir gefunden haben, besteht darin, das Modell tausende Male auszuführen und mit den Durchschnittswerten der vielen Läufe zu arbeiten.

Ehrlich gesagt, in diesem Datumsbereich … können Sie ziemlich kreativ sein. Wenn Sie ein Modell dafür wollen, sind Sie einfach darauf angewiesen, dass jemand anderes so kreativ für Sie ist und es in Modellierungsform programmiert.

Vollständige Randnotiz ... Banff ist eine beträchtliche Entfernung von Edmonton ... Fahren Sie mit 'Jasper' etwa 3 Stunden Fahrt nördlich von Banff, wenn Sie in der Nähe von Edmonton in den Bergen leben möchten.

Da das Klima ein riesiges, chaotisches System ist, in dem die Outputs weder räumlich noch zeitlich linear mit den Inputs zusammenhängen, ist das, was Sie fordern, im Wesentlichen unmöglich. Wenn Sie sich nur ansehen, wie schwierig es ist, eine genaue 7-Tage-Vorhersage vom Weather Network oder einem anderen Wettervorhersagedienst zu erhalten, sollten Sie eine Vorstellung davon bekommen, womit Sie es zu tun haben.

Da Sie eine Geschichte (oder eine Reihe von Geschichten) schreiben, können Sie einige Ereignisse einfügen, die das Klima historisch verändert haben, wo immer es passt. Explosionen von Supervulkanen wie Tambora haben bekanntermaßen kühlende Wirkungen auf das Klima (das „Jahr ohne Sommer“ von 1815 ist ein deutliches Beispiel). Änderungen in der Leistung der Sonne haben eine bestimmte Wirkung; die Kleine Eiszeit scheint eindeutig mit dem Maunder-Minimum verbunden zu sein. Was den Planeten erwärmt, scheint etwas weniger klar zu sein; Das gute Wetter, das das Römische Reich genossen zu haben scheint, oder die europäische Warmzeit sind offensichtlich nicht das Ergebnis einer technologischen Aktivität des Menschen, sondern der Fähigkeit, im 11. Jahrhundert in Grönland Kleinbauern zu betreiben oder in Schottland Trauben anzubauen und Wein herzustellen Die 1300er sind ein ziemlich klarer Beweis dafür, dass die Dinge damals wirklich anders waren.

Und da Ihre Geschichte 500 Jahre in der Zukunft spielt, gibt es natürlich keinen Grund, warum die Menschen dieser Zeit das Klima nicht einfach nach ihren eigenen Wünschen anpassen könnten, entweder durch kontrolliertes Freisetzen von Gasen in die Atmosphäre oder durch den Einsatz von Technologie und biologische Manipulation, um Gase zu subtrahieren. Der Umlauf von Kolonnen von Sonnenspiegeln zur Beleuchtung oder Beschattung von Teilen der Erde hätte ebenfalls globale Auswirkungen. Sie können sich andere technologische „Korrekturen“ vorstellen, die Menschen in 500 Jahren vornehmen könnten.

Wenn Sie sich bewusst sind, dass eine solide Vorhersage nicht möglich ist, und Sie Vorherbestimmung als unangenehm empfinden, können Sie Vorurteile in die Richtung lenken, in die Sie das Gleichgewicht verschieben möchten.

Willst du Dystopie? Entfessle das Methan.

Willst du, dass die Erde wieder vollständig gereinigt wird? Lass die Menschen effiziente Bakterien erfinden/designen, die CO umwandeln$_2$von der Atmosphäre zurück zum Öl und zurück in den Untergrund pumpen.

Beide Ergebnisse sind plausibel. Übrigens wurden solche Bakterien bereits gefunden, es ist nur schwer, sie im industriellen Maßstab zu züchten (und Yale-Biomagier arbeiten daran).

Ich weiß nicht viel über Wetter, aber ich kenne Universe Sandbox$^2$bietet eine einfache Klimasimulation, bei der Sie die Welt aufgrund von CO2-Änderungen zum Schneeballen bringen, große Steine ​​​​auf sie werfen, sie näher an die Sonne bringen usw. Dies ist möglicherweise nicht wissenschaftlich korrekt, aber es würde Ihnen sehr zufriedenstellende Bilder liefern, die Sie sich ansehen können .

Ich würde hier gerne etwas Brillantes, Witziges, Hilfreiches und Tiefgründiges unterbringen, denn diese Frage hat es verdient.

Diese habe ich leider nicht zur Hand. Ich kann Ihnen sagen, dass es eine Software (Open Source) namens "Earth System Modeling Framework" gibt. Es ist keine gebrauchsfertige Lösung von der Stange und erfordert bekanntermaßen erhebliche Rechenressourcen, kann Ihnen aber dabei helfen, in die richtige Richtung zu weisen.

Haben Sie bei Ihren bisherigen Recherchen berücksichtigt, dass nichtlineare Ereignisse eine nahezu sichere Sache wären? Methan-Clathrat-Freisetzungen, die Auswirkungen der Entvölkerung auf die Wiederaufforstung, Meeresspiegel und Salzgehalt, die Auswirkungen der Meeresströmungen auf die Küstentemperaturen usw.

Ich freue mich auf Ihre Veröffentlichungen, eines der vielen Dinge, die Autoren wie Michael Crichton auszeichneten, war die Recherche hinter den Seiten der Wörter. Deiner ist ein ähnlicher Kurs, ich wünsche dir viel Erfolg!!

Ich weiß viel über grobe Paläoklimamodelle. Hier kann ich ein bisschen helfen.

Kurz gesagt, ich kann Ihnen garantieren, dass es kein Desktop-Modell gibt, das das tut, was Sie wollen; dies ist eindeutig Supercomputer-Territorium. Bestenfalls müssen Sie einen Blick auf die Simulationen anderer Leute werfen. Selbst das wird schwierig sein, hoffentlich finden Sie Berichte von einem CMIP5-Modell, das die Temperatur- und Niederschlagskarte Jahrzehnt für Jahrzehnt aufschlüsselt. Das Cait-Tool von WRI oder https://climexp.knmi.nl/start.cgi könnten hier hilfreich sein. Das Potsdamer Klimainstitut könnte auch schöne Bilder haben.

Insgesamt können Sie das Plausible aus einer Reihe von Simulationsergebnissen skizzieren und eine Geschichte dazu schreiben.

Die größten Geschichten, die sich hier abspielen werden, werden menschlicher und politischer Natur sein – wann bricht eine bestimmte Region zusammen, als Reaktion auf ein paar Jahre mit nicht ausreichenden Ernten? Wie wirkt sich dieser Schneeball geopolitisch aus? -- die mehr unter der Kontrolle des Autors stehen, als dass sie Sklaven einer Computervorhersage sind.

Ich schlage vor, dass die Bewegung des ITCZ ​​und die daraus resultierenden Niederschläge neben einer allgemeinen Erwärmung, die Sturmereignisse und tödliche Hitzewellen verstärkt, die wichtigsten globalen Stressoren sein werden. Krisenherde könnten eine Austrocknung Afrikas (niederschlagsbegrenzte Ernten), eine Überschwemmung von Bangladesch bei steigendem Meeresspiegel, eine Nahrungsmittelkrise in Indonesien, wenn die Regenzeit keine drei Reisernten mehr zulässt, oder Pakistan/Indien angesichts der Migration von Bangladesch und ihrer eigenen Monsunsorgen sein .

EDIT: Ich habe mir gerade edGCM angesehen, die vorgibt, etwas zu tun, das Ihren Wünschen nahe kommt. Großartig, gut gemacht, die Jungs, und ich empfehle, einen Blick darauf zu werfen. Wort der Warnung: Sie müssen viele Parametrisierungen verwenden, um ihr Modell zu vereinfachen, was mit ziemlicher Sicherheit bedeutet, dass sie lineare Extrapolationen um das aktuelle Verhalten haben, anstatt die gesamte Physik von Grund auf zu erarbeiten. Dies wird gut genug sein, um Sie in die richtige Richtung zu weisen, aber ich vermute, dass es die Ozeane nicht richtig behandelt und auch kein echtes Niederschlagsschema hat, das Effekte wie die sich bewegende ITCZ ​​zeigt. Was bedeutet, dass es irgendwie korrekt sein wird, aber schnell an Genauigkeit verliert, wenn es in extremes Verhalten wie eine vollständig flüssige Arktis gedrängt wird (weil dies die Ozeandynamik grundlegend verändern würde,

Wir können derzeit nicht einmal 550 Stunden in der Zukunft mit Take-it-to-the-Bank-Sicherheit vorhersagen.

Machen Sie das globale Klima so, wie es für die Zwecke Ihrer Erzählung sein muss. Halten Sie es plausibel, wie es der Marschbefehl vorschreibt, was bedeutet, dass:

• Der Sommer ist wärmer/heißer/nicht so kalt wie der Winter;
• Der Äquator ist wärmer/heißer/nicht so kalt wie die Pole;
• Innere kontinentale Gebiete haben größere Temperaturextreme als Küstengebiete;
• Das Wasser, das an einer Stelle verdunstet, muss schließlich irgendwo niederschlagen;
• Schnelle Änderungen des lokalen Wetters sind selten.