4.5. Miért kellenek az egyszerűbb modellek, az EMIC-ek?

Az éghajlati rendszer működésének feltárásához hasznos, ha sok, különböző bonyolultságú modellel rendelkezünk, melyek mindegyike egy-egy konkrét kérdés megválaszolására alkalmas. Nincs értelme azon vitatkozni, hogy a bonyolultabb vagy az egyszerűbb modellek a jobbak. Ehelyett az a fontos, hogy olyan kérdéseket vizsgáljunk, amelyek megfelelnek az egyes modellek bonyolultságának.

Jelenleg a legösszetettebb éghajlatmodellek az AOGCM-ek. E modellek a mind több beépített éghajlati folyamat és modul révén az éghajlati rendszer dinamikájának egyre egzaktabb reprezentációját adják, s így a természet leginkább valósághű laboratóriumaiként szolgálnak. Az AOGCM-ek használatának legnagyobb korlátja jelenleg a grandiózus számítógép-kapacitás igény. Ezért, ha nem a világ legnagyobb teljesítményű szuperszámítógépén futtatunk egy ilyen modellt, csak néhány, több évtizedes időtávú szimulációt végezhetünk. Ez hátráltatja a bizonytalanságok feltérképezését és az ennél hosszabb távú futtatásokat.

A spektrum másik végén az ún. egyszerű éghajlati modellek állnak (Harvey et al., 1997). A legfejlettebb egyszerű klímamodellek a következő, nagyon magas fokon parametrizált (nagyon erősen egyszerűsített) modulokból állnak:

Ezek a modellek sok nagyságrenddel kisebb számításigényűek, így számos különböző szcenárió kiszámítására alkalmasak. A bizonytalanságok a nagyszámú futtatás alapján jól számszerűsíthetők, mivel lehetőséget adnak az éghajlatváltozásnak valószínűségi eloszlásfüggvényekkel történő meghatározására, ami az AOGCM-ekkel lehetetlen. Az egyszerű klímamodellek egyik sajátossága az, hogy bennük egyes érzékenységi és rendszerparamétereket az AOGCM-ek eredményei alapján lehet megadni, tehát az egyszerű modelleket az egyes AOGCM-ekhez lehet hangolni. Ily módon reprodukálhatók és kiterjeszthetők azok specifikus, globális skálájú outputjai (Cubasch et al., 2001; Raper et al., 2001).

Az EMIC-ek arra szolgálnak, hogy áthidalják az egyszerű klímamodellek és az AOGCM-ek közötti különbségeket. Erre sokféle EMIC-et fejlesztettek ki (Saltzman, 1978; Claussen et al., 2002). Az EMIC-ek általában leegyszerűsített légköri (AGCM) és/vagy óceáni (OGCM) almodelleket használnak. Felbontásuk elég durva, a folyamatok leírásához parametrizációkat alkalmaznak. Ugyanakkor általában az AOGCM-ekben figyelembevett minden folyamatot szimulálnak az EMIC-ekben is, a leginkább explicit módon az egyes alrendszerek kölcsönhatásait. Az EMIC-ek szabadsági foka – az AOGCM-ektől eltérően – több nagyságrenddel nagyobb a hangolható paramétereik számánál, ezért áttekinthetők, és a velük végzett érzékenységvizsgálatok matematikailag kezelhetők. Az EMIC-ekkel több ezer éves integrálások is elvégezhetők, sőt egyes modellekkel a (mintegy 100.000 évig tartó) jégkorszakok szimulációja is lehetséges. Arra is alkalmasak, hogy velük a klímatörténet múltbeli érdekes időszakainak (pl.: a kihalási időszakoknak) az éghajlatát közelebbről megvizsgálhassuk. Legfőbb előnyük, hogy rajtuk keresztül jobban megérthetjük a nagytérségű éghajlati folyamatokat és visszacsatolási mechanizmusokat. A viszonylag kevés paraméter miatt széleskörű paraméter-érzékenységi vizsgálatra alkalmazhatók, amely segíti az egyes modellek bizonytalanságának meghatározását.

Jellegüknél fogva az EMIC-eket csak durva felbontásban futtatják. Eredményeik értékelésénél mindig figyelembe kell venni lehetőségeiket és korlátaikat. Sok EMIC zonálisan átlagolt (az óceán-szárazföld arányt figyelembe véve), tehát csak meridionális változásokra enged következtetni. Van, ahol a felhőzet, illetve a szélmező nem változtatható, más EMIC-ekben a globális napi időjárás (a szinoptikus helyzet) csak statisztikus-dinamikus formában van jelen. Fontos megjegyezni, hogy az egyszerűsítések mértéke nem határozza meg a modell pontosságát. Nagy térskálán a legtöbb EMIC outputjai jó egyezést mutatnak az AOGCM-ek eredményeivel, a mért és a proxy adatok átlagaival.

Fentiek alapján elmondható, hogy az összes rendelkezésre álló éghajlati modelltípus, azaz a teljes modellhierarchia együttes használata többletinformációt szolgáltat, ezért alkalmazásuk egyértelműen kívánatos.