11. januar 2021

Niels Bohr Institutet kick-starter ny generation af klimaforskere

Klimaforskning:

Der er akut behov for kvalificerede klimaforskere med dyb indsigt i såvel klima-fysik som avancerede matematiske teorier. Et europæisk forsker-træningsprogram, CriticalEarth under ledelse af Peter Ditlevsen, fra forskersektionen Is, Klima og Geofysik ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet skal rette op på problemet.

Peter Ditlevsen, TIPES, Is, Klima og Geofysik, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet
CriticalEarth er opstartet af Peter Ditlevsen fra Niels Bohr Institutet, der også er den daglige leder. Foto: Ola J. Joensen, NBI

Klimaforskning udvikler sig hastigt i disse år. Avancerede matematiske teknikker bliver i stigende grad i inddraget i analyser af de klassiske, dynamiske computermodellers forudsigelser.

Det har skabt et behov for en ny type klimaforsker, der ikke kun har god forståelse for klimasystemet, Jordens økologi og klimaændringernes mange udfordringer men også mestrer avancerede matematiske teorier.

Forsker-træning

Et nyt fælleseuropæisk projekt, CriticalEarth som ledes fra Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, skal medvirke til at møde denne udfordring.

CriticalEarth er et forsker-træningsprogram, hvor 15 internationale ph.d.-studerende oplæres i innovative tilgange til løsning af klimaforskningens mest presserende udfordringer gennem et netværk af 17 europæiske forskningsinstitutioner.

Projektet er et Marie Sklodowska-Curie Actions - Innovative Training Network, der er et af de mest prestigefyldte og kompetitive forskningsprogrammer under EU Horizon 2020 Research and Innovations programme, som finansierer det med 31 millioner kroner. Alle PhD-opslag kan ses på www.criticalearth.eu.

CriticalEarth er opstartet af Peter Ditlevsen fra Niels Bohr Institutet, der også er den daglige leder. Projektet involverer en stribe internationalt førende klimaforskere fra ledende klimaforsknings-institutter rundt om i Europa.

To store udfordringer

Den ny generation af klimaforskere vil indgå direkte i det internationale arbejde med at tackle klimaforskningens to største udfordringer.

Især to spørgsmål indenfor klimaforskningen er presserende, fordi manglende viden begrænser den detaljerede forståelse af hvordan menneskeudledt CO2 vil ændre klimaet.

Fra studier af fortidens klima er det kendt, at store klimaændringer fandt sted i ryk. Jordens klima ser ud til at have en vis modstandskraft mod ændringer, og skifter så brat til en anden tilstand efter at have passeret en grænseværdi - et såkaldt tipping point.

Mange af de enkelte del-elementer i Jordens klimasystem er ligeledes kendetegnet ved bratte skift ved tipping points. Det gælder for eksempel regnskoven i Amazonas, Indlandsisen ved polerne, havisen i det Arktiske ocean, havstrømmene i det nordlige Atlanterhav. Alle disse systemer har grænseværdier, som medfører permanente, uoprettelige ændringer, hvis vi overskrider dem.

Klimamodeller svigter

De mest avancerede klimamodeller, som IPCC baserer sine rapporter på, fanger dog ikke den type bratte skift i hverken klima eller systemets del-elementer. Tvært imod forudsiger modellerne, at Jordens klima vil ændre sig jævnt, efterhånden som mængden af CO2 øges i atmosfæren.

Det er naturligvis en alvorlig situation, fordi vi så ikke ved, om vi med vores årlige forøgelse af CO2 i atmosfæren risikerer at ramme en grænseværdi, der udløser et brat skift i klimaet. Siden 1880'erne har vi som bekendt øget atmosfærens indhold af CO2 med omtrent 45% fra 280 til 415 ppm. Forøgelsen har været stigende gennem årene, og er for tiden omkring 2 ppm per år.

Usikkerhed

En anden hovedudfordring for avancerede klimamodeller er usikkerheden omkring, hvor meget Jordens klima vil opvarmes, hvis for eksempel indholdet af CO2 i atmosfæren fordobles.

Dette tal er kendt som Climate Sensitivity og kendes ikke mere nøjagtigt, end at værdien er mellem 1,5 og 4,5 grader. Trods store forbedringer gennem generationer af klimamodeller har det ikke været muligt at bringe usikkerheden på dette vigtige tal markant ned siden det første gang blev beregnet i 1970'erne.

Det er netop håbet, at inddragelsen af nye matematiske teorier i klimaforskningen vil kunne bidrage til at overkomme disse to udfordringer. CriticalEarth-projektet skal således styrke disse særlige forskningsområder i klimaforskningen.

CriticalEarth påbegynder marts 2021, og løber over en treårig periode.


CriticalEarth (grant agreement 956170) støttes af EU's Marie Skłodowska-Curie
Actions Research networks ITN - Innovative Training Networks.
https://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/actions/get-funding/innovative-trainingnetworks_en

Deltagende Universiteter og forskningsinstitutioner:
  • Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, Danmark.
  • Department Mathematics and Computer Science, Freie Universität Berlin, Tyskland.
  • Department of Mathematics, Technische Universität München, Tyskland.
  • Department of Mathematics, Norges Arktiske Universitet, Norge.
  • Department of Physics, Utrecht University, Holland.
  • Department of Mathematics, University of Exeter, Storbritannien.
  • Department of Physics, University of Reading, Storbritannien.
  • Department of Environmental Engineering, Politecnico di Torina, Italien.
  • Department of Atmospheric Science, Koninklijk Meteorologisch Instituut, Holland.
  • Laboratoire de physique, ENS de Lyon, Frankrig.
  • Department of Earth Physics and Astrophysics, Universidad Complutense Madrid, Spanien.
  • Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Tyskland.
  • Earth and Life Institute, Université Catholique de Louvain, Belgien.
  • Department of Atmospheric Science, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Italien.
  • Department of Research and Development, Danmarks Meteorologiske Institut, Danmark.
  • Department of Climate Science, Potsdam Institute for Climate Impact Research, Tyskland.