تقييم تحيّزات الاحترار في نماذج CMIP6: أدوار الاستجابة السريعة والتأثيرات التراكمية للقيود الخارجية

لماذا يهم "سخونة" نموذج المناخ الجميع

مع اقتراب العالم من مستوى احترار قدره 1.5 درجة مئوية، تعتمد الحكومات والمجتمعات على نماذج المناخ للتخطيط للفيضانات والجفاف وموجات الحر وارتفاع مستوى سطح البحر. لكن بعض النماذج الأحدث تُظهر نتائج أكثر دفئًا من غيرها، متوقعة احترارًا مستقبليًا أقوى مما توحي به الملاحظات. تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة أبسط لفحص ما إذا كان النموذج يميل لأن يكون دافئًا جدًا أو باردًا جدًا، بالاعتماد على كيفية تفاعل درجة حرارة الأرض بسرعة وببطء مع التأثير البشري.

البحث عن مقياس حرارة أفضل للنماذج

حتى الآن، كان العلماء يقيمون "سخونة" النماذج أساسًا باستخدام مقياسين معروفين هما الاستجابة المناخية العارضة وحساسية المناخ في الاتزان. يصف هذان المقياسان مقدار الاحترار عندما يرتفع ثاني أكسيد الكربون، لكنهما صعبان في الحساب ويترافقان مع عدم يقين كبير. كما أنهما لا يقدمان الكثير عن التغيرات الإقليمية المهمة للتخطيط المحلي. بدلًا من ذلك، يتجه المؤلفون إلى كيفية تباين درجة الحرارة العالمية عبر الزمن، معتبرين المناخ نظامًا معقّدًا يتذكر ماضيه ويتفاعل بسرعات مختلفة.

استجابات سريعة وذكريات ممتدة

تقسم الدراسة درجة حرارة سطح الأرض العالمية إلى جزأين. أحدهما استجابة سريعة، تلتقط مدى السرعة التي تقفز بها الحرارة خلال حوالي شهر عندما تتغير غازات الدفيئة البشرية أو قوى خارجية أخرى. والجزء الآخر ذاكرة طويلة، تمثل كيف تخزن المحيطات والجليد البحري وأجزاء بطيئة أخرى من نظام المناخ الحرارة وتعيد إطلاقها على مدى سنوات عديدة. يختصر رقمان بسيطان هذين السلوكين: a يقيس قوة الاستجابة السريعة، وH يلتقط مدى قوة ذاكرة المناخ، أي كم تستمر الظروف السابقة في التأثير على درجة الحرارة اليوم.

اختبار نماذج المناخ الرائدة اليوم

باستخدام سجلات درجة الحرارة العالمية من مجموعة HadCRUT5، قدّر المؤلفون القيم الواقعية لـ a وH، ثم قارنواها بنتائج 21 نموذجًا مستخدمًا على نطاق واسع في CMIP6. تظهر العديد من النماذج ذاكرة طويلة الأمد أقوى من الملاحظات، ما يعني أنها تبالغ في مدى استمرار التغيرات الماضية في دفع ارتفاع درجات الحرارة. في الوقت نفسه، تُظهر معظم النماذج استجابة سريعة أضعف من المناخ الحقيقي. ومن المثير للاهتمام أن كل نموذج يبدو أنه يوازن بين هاتين النزعتين: فمن يتذكر أكثر يميل إلى التفاعل أبطأ، ومن يتذكر أقل يتفاعل أسرع، ومع ذلك لا تزال العديد منها تعيد إنتاج اتجاه الاحترار التاريخي الإجمالي.

خريطة بسيطة لتحيّزات أكثر دفئًا أو برودة

سأل الباحثون بعد ذلك ما إذا كان الزوج من الأعداد (a وH) يمكنه الإشارة إلى النماذج التي من المرجح أن تكون دافئة جدًا أو باردة جدًا. بنوا منحنى مرجعي من الملاحظات يُظهر كل تراكيب a وH التي تطابق السجل التاريخي لدرجات الحرارة. تميل النماذج التي تقع في أحد جانبي هذا المنحنى إلى إنتاج احترار أقل من الملاحظ، بينما تلك في الجانب الآخر تميل إلى الاحترار أكثر. عندما قارنوا هذه المواقع مع اتجاهات الاحترار الفعلية التي حاكتها النماذج بين 1970 و2000، كان التطابق لافتًا: فالمسافة من المنحنى المرجعي تابعت عن كثب مقدار التقليل أو المبالغة في تقدير كل نموذج للاحترار الماضي.

ما الذي يتحكم في "سخونة" النموذج

لمعرفة أي مكوّن هو الأهم، أجرى الفريق اختبارات حساسية بدّلوا فيها الاستجابة السريعة وقوة الذاكرة. وجدوا أن كلاً من الاستجابة السريعة الأقوى والذاكرة الأقوى يزيدان الاحترار طويل الأمد، لكن ليس بنفس الطريقة. تؤدي التغيرات في الاستجابة السريعة إلى تغيرات تقريبا خطية في الاحترار، بينما يمكن أن يكون لتغيرات في الذاكرة طويلة الأمد تأثير متسارع حاد بمجرد أن يصبح H كبيرًا. وبما أن العديد من نماذج CMIP6 يبالغون في هذه الذاكرة، تستنتج الدراسة أن التأثيرات التراكمية المبالغ فيها للقيود الماضية هي محرك رئيسي لتحيّزها الدافئ. وتميل النماذج المصنفة كـ "أدفأ" بهذه الطريقة أيضًا إلى امتلاك مقاييس حساسية تقليدية أعلى، رابطة المقاييس الجديدة بمفاهيم مناخية مألوفة.

كيف يساعد هذا الإسقاطات المستقبلية

للغير متخصصين، الرسالة الأساسية هي أن موثوقية توقعات المناخ يمكن فحصها باستخدام بصمات بسيطة من بيانات الماضي. من خلال التركيز على مدى سرعة استجابة المناخ ومدة تذكره، يحصل العلماء على أداة فعالة لفرز النماذج التي يُحتمل أن تكون شديدة السخونة أو البرودة دون إجراء محاكاة إضافية مكلفة. ويمكن تطبيق نفس النهج ليس فقط على درجة الحرارة العالمية بل أيضًا على مناطق محددة، مما يساعد في تحسين الأدوات التي توجه قرارات التكيف في عالم يزداد دفئًا.

الاستشهاد: Yan, J., Yuan, N. & Franzke, C.L.E. Assessing the warming biases in CMIP6 models: the roles of fast response and cumulative effects to external forcings. npj Clim Atmos Sci 9, 117 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01390-z

الكلمات المفتاحية: نماذج المناخ, الاحترار العالمي, حساسية المناخ, اتجاهات الحرارة, CMIP6