İklime duyarlılık ve iklim değişikliği
advertisement
İklime duyarlılık ve iklim değişikliği Geçmişte iklimin nasıl değişmiş olduğunu anlamamız ve bu bilgiyi gelecekteki olası iklim değişikliklerini öngörmek için kullanmamız gereklidir. Şuanda 0.6 K lık bir sıcaklık artışı mevcut. Bunun doğruluğunu sorgulamak için geçmiş yılları gözlemleyerek ölçümler, modellemeler yaparak genel kabul görecek varsayımlarda bulunabiliriz.Bu varsayımlarda bulunurken sayısal verilerle çalışmak, geçmiş iklim değişikliklerinin nasıl yaşandığı ve etkileri hakkında bilgi sahibi olmak gereklidir. İklimdeki bu değişikliklere sebep olabilecek birkaç ana başlık sayılabilir: (1) Dünyanın güneş etrafındaki yörüngesindeki değişiklikler, (2) Güneşin enerji çıktısındaki değişiklikler, (3) Dünyanın aklığındaki olası değişiklikler, (4) Sera gazları da dahil olmak üzere dünyanın atmosferindeki değişiklikler ve (5) Enerjinin dünya üzerindeki hareketini kolaylaştıran okyanus akıntılarındaki değişiklikler. Bunlar dışında da bazı felaket senaryolarıyla iklim değişikliği açıklanabilir. Bunların başında orta büyüklükteki bir göktaşının dünyaya çarpması, gezegen boyutunda bir nükleer savaş ve birkaç yanardağın birbirleriyle etkileşerek patlaması gelebilir. Örneğin 65 milyon yıl önce ciddi boyutta büyük bir meteor dünyaya çarpıp dinazorların hayatını sona erdirmiştir. O döneme ait dünya katmanlarında da, dünyaya ait olmayan maddeler, yani meteorla gelen maddeler bulunmaktadır. Ayrıca bulunan en son dinazor fosili 65 milyon sene öncesine dayanır. Sahip olduğumuz bu bilgiler de iklimdeki değişikliğin, göktaşı çarpması gibi nedenlerden kaynaklanma olasılığının, yüksek olduğunu gösterir. Dünyanın yörüngesiyle ilgili değişiklikler: Dünyanın güneş ve kendi etrafındaki hareketi güneş, ay ve diğer gezegenler tarafından sürekli etkilenir. Bu etkileşimin sonucu olarak dünyanın yörüngesinde periyodik değişiklikler gözlenir. Bu değişiklikler ilk olarak Milankovich tarafından matematiksel olarak gösterilmiştir. (1) Dünyanın yörüngesinin daireden farklılığı zaman içerisinde değişir. Daireden farklılık 0.00005 ile 0.05 arasında değişebilir. 0.00005 neredeyse mükemmel daire demektir. 0.05 ise dünyanın güneşe yakın olduğu zamanla uzak olduğu zaman arasında dünyaya ulaşan enerji miktarı arasında %10 fark olabilir demektir. Şu andaki daireden farklılık 0.017'dir, bu da yakın-uzak arasındaki farkın %3 olmasına neden olmaktadır. Daireden farklılık 100,000 ve 400,000 senelik periyotlarla değişmektedir. Geçmişteki buzul çağlarının gelişi bu periyotlara denk gelir. Iklimdeki ciddi değişiklikler bu buzul çağlarından kaynaklanır. (2) Dünyanın eksen eğikliği 22o ile 24.5o arasında değişir. Bu değişimin periyodu 40,000 senedir. Şu andaki eksen eğikliği 23.5o'dir. (3) Dünyanın devinimi vardır, yani dünyanın ekseninin uzayda baktığı nokta 19,000 ve 23,000 senelik periyotlarla değişir.Dünyaya gelen senelik net enerji değişmez. Ancak , dünya ile güneş arasındaki mesafe bazen artarken bazen azalır. Bunun şu andaki etkisi dünyanın güneşe en yakın olduğu günün kuzey yarım kürede kış aylarına, en uzak olduğu günün de yaz aylarına denk gelmesidir. Böylece kuzey yarım kürede kışlar ve yazlar daha ılıman geçer. Bunların hiç biri tek başına buzul çağlarını başlatacak nedenler değildir. Fakat kuzey yarım küre kötü bir kış yaşar ve bir kez karla kaplanırsa, ondan sonra ne kadar güneşe yaklaşırsa yaklaşsın beyaz olduğu için ışığı yansıtır ve ısınamaz. Diğer bir değişle buzul çağlarının gelişi hızlı olur, ama bu durumdan çıkmak zaman alır. İklim değişikliğinin asıl araştırılma amacı da bu periyodik buzul çağlarının geliş ve çıkış sebebleridir. Dünyanın tamamının buz olduğu durumda sıcaklık 215 Kelvindir ve bu çok dengede bir durumdur. Bu durumdan çıkmak için dışarıdan sisteme bir etki şarttır. Bu etki ya çok büyük yanardağ patlamaları yada meteor çarpmasıdır. Geçtiğimiz çağlarda buzulların dünyanın çoğunu kapladığı ve sonra geri çekildikleri dönemler olmuştur. 800 ve 600 milyon yıl önce, 460 ve 430 milyon yıl önce, 350 ve 250 milyon yıl önce ve geçtiğimiz son üç milyon yıl dünyanın buzlarla kaplı olduğu dönemlerdir. Son iki milyon senede bu gidip gelmelerden 20 tane olduğu gözlemlenmiştir. Son 11,000 senedir nispeten daha ılık bir dönem yaşıyoruz. Ancak buradaki, ılık bir buzul çağına göre ılık demektir. Aslında dünya buzul çağları dışında tamamının buzsuz olduğu sıcak dönemler geçirmiştir. Bu eski buzul çağlarının gözlemlemek kolay değildir. Çünkü yüzmilyonlarca yıllık sürelerden bahsettiğimiz zaman bu süre içerisinde kıtaların yer değiştirmelerini de hesaba katmak zorundayız. Çünkü buzulların temel oluşum sebebi kıtaların yer değiştirmesinden kaynaklanır. Eger kutuplara giden sıcak su akıntısı engellenirse buralar donacaktır. Şu an kıta hareketleri buzul çağını başlatacak etkiler yaparken, biz tam tersi etkide bulunuyoruz. Eğer Sibiryanın sıcaklığı 0 derecenin üstüne çıkarsa altınındaki sıvı metan dışarı çıkar. Bu metanın hepsinin çıkması önümüzdeki 5 yılda sıcaklığın 15 derece artması demektir. Sıcaklıkla ilgili geçmiş hakkında bu kadar rahat konuşuluyor olma sebebi, yapılan araştırmalarda bunun kanıtlanabilmesidir.Örneğin son yarım milyon yıl içerisindeki buzul çağlarını incelemek için, kutuplardaki buzların içinde hapsolmuş olan gaz paketlerini kullanabiliriz. Bu paketlerin içinde bulunan gazdaki, başta oksijen olmak üzere çeşitli izotopların oranları bize o buzu oluşturan karlar yağarken havanın ne kadar sıcak olduğu konusunda net bir ölçüm verirler. Soğuk havada daha ağır izotoplu atomlardan oluşan su, daha çabuk yoğunlaşır ve donar. Bu mantık kullanılarak buzun içindeki 16O/18O oranını ölçmek ve hava sıcaklıklarını hesaplamak mümkündür. Ayrıca buzda adsorbe edilen karbondioksit miktarı ile, o zaman havada bulunan karbondioksit miktarının ne kadar olduğu da tahmin edilebilir. Son beş yüz bin yılın sıcaklık verileri 100,000 senelik bir periyodiklik göstermektedir. Daha detaylı bir tayf analizi 43,000, 24,000 ve 19,000 senelik süreklilikler de vermektedir ki bunlar Milankovich tahminleri ile uyumludur. Gene de Milankovich iki ana noktada zayıftır: (1) Dünyaya gelen net enerji miktarı değişmezken nasıl oluyor da böylesi büyük bir sonuç doğabiliyor? (2) Milankovich asimetrik bir soğuma öneriyor, oysa buzul çağlarında tüm dünyada bir soğuma gözleniyor. Temel nokta ,soğuk kışın daha kötü olmasıdır. Kuzey yarım kürenin %43ü kara iken, güney yarım kürenin %17 si karadır. Bu nedenle, kuzey yarım küre daha hızlı donar ve albidosu yükselir. Bu durumda, kuzey yarım küreye gelen enerji düşer. Sonrasında ise dünyanın geri kalanı soğur. Yani, güney yarım küre de donmaya başlar. Bu noktaların ışığında Milankovich teorisinin konunun modellenmesinde sadece bir başlangıç olduğu ve lineer olmayan yaklaşımlarla geri beslemelerin probleme eklenmesi gerektiği görülmektedir. Güneşin enerji çıktısındaki değişiklikler: Daha önce gördüğümüz gibi dünyanın gerek yüzey gerekse de stratosfer sıcaklığı dünyaya ulaşan ışımanın 1/4 üsteli gibi artar. Güneşin yaydığı ışıma, günlerden milyonlarca yıla varan değişik zaman birimlerinde farklılıklar göstermiştir. Örneğin bundan 3000milyar yıl önce farklıydı, şimdi de farklı ve 7000 milyon yıl sonra da bu ışıma bitecek. 50 milyon yıl sonra ise dünya yaşanamayacak bir hale gelecek. Güneşteki ışıma miktarı degişimi tabiki de sıcaklığı etkiler ancak gösterildiği gibi milyon yıllık zamanlarda görünen etki son 30 senede meydana gelen 0.6 K lık sıcaklık artışını açıklamaz. Ancak kesin ölçümler son otuz senede yapılabildiğinden o zamana kadarki bilgilerimiz ışıma bilgileri yerine geçebilecek ölçümlerle yapılmıştır, biz bunlara proksi diyoruz. Yani proksinin kelime manası dolaylı ölçümdür. Mesela ağaç kesilince halkalardan; mevsimin ne kadar sıcak, kurak veya soğuk olduğu, gibi bilgilere renk ve genişlik değişimleri incelenerek ulaşılabilir. Ayrıca güneş lekeleri de önemli proksilerdir. İlk olarak 1609'da Galile tarafından ölçülen güneş lekeleri zaman içinde 11 senelik periyotla değişmektedir. Bu lekelerin güneşteki manyetik alanlarla ilgili olması dışında, nasıl oluştuklarına dair kesin bir bilgi yoktur. En yüksek ile en düşük güneş lekeli durum arasında dünyadaki sıcaklık farkı sadece 0.05K olmalıdır. Fakat bu iklimi değiştirecek bir durum değildir. 1600-1700 tarihleri arasında dünyada çok soğuk günler yaşanmıştır. Örneğin, İstanbul boğazı donmuştur. 1650-1720 tarihleri arasında ise hiç güneş lekesi gözlenmemiştir. Grafikten de görülebildiği gibi, güneşin yaydığı ışıma, iklim değişikliği bağlamında bakıldığında sadece %0.1 fark yaratabilecek boyuttadır. Daha uzun zaman aralıklarına bakıldığında, güneşin ışınımının son 300 milyon yılda %2.5 oranında değiştiği görülür, ancak bu da iklim değişikliğini ilgilendiren zaman aralıklarından çok daha uzun bir zamandır. Atmosferin bileşimindeki değişiklikler: Atmosferdeki sera gazları olmayacak olsa atmosferin sıcaklığı şu andakinden 33K daha düşük olacaktı. Herhangi bir anda atmosferdeki su buharı dışındaki sera gazları yok olacak olsalar, su buharı da donar ve dünya bir kartopuna dönüşür. Ancak bu senaryo her an artmakta olan sera gazlarıyla pek mümkün görünmemektedir. Son 50 senede CO2 miktarı %20, metan miktarı da %100 artmış durumdadır. Bu artış havadaki su buharı oranını da arttıracağından bu da sera etkisini daha da kötüye götürecektir. Artışın ne kadar olacağı su buharının bir yandan bulut oluşturarak aklığı azaltması, diğer yandan da sera gazı olması nedeniyle sıcaklığı arttırması örneğinde olduğu gibi pekçok faktörün birlikte çalışmasına bağlıdır. Genelde bu tür etkiler sera gazlarının etkilerini azaltma yönünde hareket ederler. Bu etkilerden bir tanesi havadaki aerosollerdir. Her ne kadar CO2 gibi atmosferde her yere aynı miktarda dağılmış olmasalarda aerosoller dünyanın aklığını arttırarak dünyaya ulaşan net güneş enerjisini azaltırlar. Bulut miktarındaki en ufak farklılıklar bile dünyanın sıcaklığını değiştirmeye yeterlidir. Mesela dünyanın aklığındaki 0.01'lik bir değişiklik dünya sıcaklığını 1K değiştirebilir. Ancak gerek bulutların günden güne ve yerden yere olan farklılıkları gerekse de kalınlık, atmosferdeki yükseklik ve mikroyapıları bulutların sebep olduğu aklıkta uzun süreli bir değişikliğin keşfedilebilmesini zorlaştırmaktadır. Dünyanın aklığını uzaydan ölçmenin yanı sıra astronomik yollar da denenmektedir. Mesela ay sadece dünyadan aydınlanırken ay yüzeyinin parlaklığı net olarak ölçüldüğünde dünyanın aklığı konusunda bir sonuç verebilir. Bu ölçümler dünyanın aklığının 18 aylık bir süre içerisinde %20'den fazla değişebildiğini ortaya koymaktadır. Okyanus akıntılarındaki değişiklikler: Dünyadaki okyanus akıntıları iki ana sebepten dolayı değişebilirler: (1) Kıtaların hareketi: Uzun zaman aralıklarına bakıldığı zaman kıtalar hareket etmektedirler. Okyanus akıntıları da kendilerini kıtaların bu hareketlerine bağlı olarak değiştireceklerinden bu bağlamda bir iklim değişikliği söz konusudur. Geçmişteki büyük iklim değişikliklerinin de temel sebeplerinden bir tanesi budur. Ancak bu değişiklikler milyonlarca yıllık zaman süresince meydana gelirler. (2) Akıntıları oluşturan denizdeki tuzluluk/sıcaklık dengesi olduğu için bu dengedeki bozulmalar akıntıların da etkilenmesine sebep olacaktır. Bu bozulmaya en son örnek günümüzden 12,800 yıl önce yaşanmıştır. Son buzul çağının sonunda buzulların hızlı erimesi sonucu Atlantik okyanusunun kuzeyindeki akıntı durmuş ve bunun sonucu olarak dünya tekrar 1,300 yıl süren bir mini buzul çağına girmişti. Bu mini buzul çağına genç dryas olayı denir. Bu buzul çağının başlaması yaklaşık 50 sene sürmüştür; bu ve benzeri hızlı değişikliklerin varlığı günümüzde de benzer değişikliklerin olabileceğinin bir göstergesi olarak alınmalıdır. Genç dryas olayının sonu da başı gibi hızlı olmuştur. Okyanus akıntısındaki dengenin yeniden kurulması ile buzlar hızla erimiş ve deniz seviyesi 1000 yıldan kısa bir sürede 50m kadar yükselmiştir. Burada da görüldüğü gibi genç dryas olayı Milankovich döngülerine göre Grönland'ın en fazla yaz güneşi aldığı zamanda olmuştur. En muhtemel senaryoya göre, bu hızlı ısınma kuzey Amerika'nın yüzeyini kaplayan buzları hızla eritmiş, buradan gelen tuzsuz su da Atlantik'deki deniz suyunun tuzluluk oranını değiştirerek akıntının durmasına sebep olmuştur. Her ne kadar iklimi uzun vadelerde tahmin edebileceğimizi düşünsek de hava durumu tahminimiz üç haftadan ileriye başarılı sonuçlar veremez. Ancak iklim modellemeleri hava durumunun baz aldığı bazı doğa olaylarını başarı ile tahmin edebilecek olursa hava durumu modellerini ilerletmenin bir yolunu bulabiliriz. El Nino - Güney Salınımı (ENSO) iklim modellerinin tahmin etmeye çok yaklaştıkları bir olgudur. Başarılı bir ENSO tahmini bu salınımdan etkilenmesi muhtemel olan kitleler için bir uyarı niteliği taşıyacaktır. El Nino Peru kıyısındaki okyanus sularının 2-7 yıllık periyotlarla ısınmasıdır. Normalde Pasifik okyanusunun sıcak suları batı yakasındadır. Bu sebepten de rüzgarlar doğudan batıya eserek akıntıyı da beraberlerinde sürüklerler. Sıcak yüzey suları Peru'dan batıya doğru gidince okyanusun dibinden soğuk ve besin yüklü sular yüzeye çıkarak deniz canlılarını besler. Ama El Nino senelerinde batıdaki sıcak sular doğuya doğru yayıldıklarından rüzgarlar ve buna bağlı deniz akıntıları durur. El Nino binlerce yıldır süregelen bir olgudur, ancak iklim değişikliği ile son senelerde şiddetini arttırmıştır. Bu olgunun etkileri dünyanın her tarafında görüldüğü için önceden tahmin edilebilmesi son derece önem taşır. Doğal sıcaklık salınımları: İnsan yapısı bir iklim değişikliğinden emin olabilmemiz için birincil şart doğal sıcaklık salınımları hakkında kesin bilgilere sahip olmamızdır. Bu bilgilere sahip olmanın görünürde iki yolu vardır. (1) Nümerik modeller kullanarak bu modellerin verdiği en geniş sonuçlara bakabiliriz. Bu modelleri birbirinden az farklı başlangıç koşulları ile çalıştırıp sonuçlardaki farklılıkları ölçmek mümkündür. (2) Geçmişteki doğal sıcaklık salınımlarına bakabiliriz. Ancak burada iki sorunla karşı karşıya kalıyoruz. Her ne kadar ilk termometrenin icadı İbn-i Sina'ya kadar uzansa da ilk termometre kalibrasyonu 1638'de yapılmıştır (Robert Fludd), dolayısıyla 17. yüzyıl öncesine dayanan bir sıcaklık ölçümümüz yoktur. En eski günlük sıcaklık ölçümleri 1814 yılına uzanmaktadır, ancak bu da endüstri devriminin başlangıcından sonraya denk gelmektedir. Endüstri devriminin başı 1780'lerde buhar makinasının icadı kabul edilmektedir, ancak buhar makinasını ilk tasarlayan 1551 yılında Takiyüddin Efendi'dir. Sıcaklık ölçümlerini almanın diğer yolu da proksiler kullanmaktır, burada da proksilerin ne derece detaylı sonuç verdikleri önemlidir, yani son otuz yıldaki insan yapısı sıcaklık artışının 0.6oC olduğunu düşünüyorsak, proksilerden aldığımız verilerin bundan çok daha iyi çözünürlükte olması gerekir. Sıcaklık ölçümünde bir üçüncü yöntem de kişilerin tuttukları sıcaklığa bağlanabilir anılardır. Özellikle din adamları ve öğretmenler senenin ilk karı ne zaman yağdı, çiçekler ne zaman açtı türü bilgileri not etmişlerdir. Bu bilgilere dayanarak en azından Avrupa kıtası için son sekiz yüz senenin ortalama sıcaklıklarını çıkartabiliriz: Buradan, kısa süreli de olsa, geçmişte ortalamadan 0.6oC farklı sıcaklıkların görülmüş olduğunu anlayabiliriz. Bu da şu anda görülmekte olan sıcaklık artışları kesinlikle insan yapısıdır dememize engeldir. İklim modellemesi ve iklim tahminleri Diğer pek çok kompleks sistem gibi iklim çalışmak istediğimizde modellere güvenmek zorundayız. Basit modeller bize sistemin nasıl çalıştığına dair anafikirler verebilirler, ancak detaylara inebilmek için daha kompleks modellere ihtiyaç duyarız. Bu kompleks modeller gerçeğe daha yakındır, ancak hem hesaplanması için gerekli bilgisayar donanımı fazladır, hem de uzun süre çalışmaları gerekir. Bu çalışmaların sonunda bile elde ettiğimiz cevabın doğruluğundan emin olamayız. Bunun çeşitli sebepleri vardır: (1) Modelin kısıtları vardır, bunlar yeterince küçük zaman ve mekan aralıkları alamamak, yeterince detaylı sayılar kullanamamak veya başlangıç değerlerinin yeterince kesin olmaması olabilir. (2) Modelin kendisi hatalı olabilir, her modelin içine o noktadaki fizik bilgisi konur, bu bilgi hatalı veya eksikse bu hata ve eksiklik sonuçlara da yansayacaktır. (3) Doğa kaotik olduğundan modellenebilir olmayabilir. İklim modellerine tüm bu noktaları aklımızda tutarak yaklaşmalıyız. Ancak her geçen gün gerek bilgisayar gerekse de fizik alanında yeni bir ilerlemeye yol açtığından yarattığımız modeller de benzer şekilde gerçeğe yaklaşmaktadır. Bu modelleri gelecek için kurgulamaya başlamadan önce mutlaka geçmişi test etmemiz gerekir: Kurduğumuz bir model ancak geçmişi başarı ile açıklayabiliyorsa gelecek için anlamlı bir sonuç verebilir.Örneğin,1960 yılındaki veriler kullanıldığında,2000 yılı verileri doğru bir şekilde elde ediliyorsa,o zaman bu modelleme gelecek tahmini için kullanılabilir ve 2060 yılı verileri için de güvenilirdir denilebilir. Bu modellerin içinde gerek doğal değişkenler, gerekse de insan yapısı etkenler bulunmalıdır, bunların ikisi de kendi başlarına şu anda yaşamakta olduğumuz iklim değişikliğini açıklayamazlar, her ikisini bir arada alarak çalışan modellerin başarı şansı vardır. Modeller ve tahminleri: Bağlantılı atmosferik ve okyanussal genel dolaşım modelleri temelde üç denkleme dayanır: (1) Momentum denklemi: Newton'un ikinci kanunudur, içinde yerçekimini, basınç farklarını, Coriolis kuvvetini ve sürtünmeyi barındırır. Temel haliyle bir hidrostatik denge denklemidir. (2) Süreklilik denklemi: Kütlenin korunumunu verir. (3) Termodinamik denklem: Termodinamiğin birinci kanunudur, enerjinin korunumunu verir, adiyabatik ısınmaya bağlı iç enerjideki değişikliği, ışıma ile gelene benzer dış ısı girişlerini ve sınır ısısı değişimlerini barındırır. Bu üç denklem temelde momentumun, enerjinin ve kütlenin korunumu ile birlikte hidrostatik dengeyi verirler. Bunlara ışınımsal transfer, bulut oluşumu, ve yüzey etkileşimleri gibi etkiler de eklenir. Bunlar gene de basitleştirilmiş modellerdir ve her zaman geliştirilmeye açıktırlar. Ancak bu modeller bugüne kadarki iklim değişikliğini doğru modelleyebildikleri için gelecekteki değişimleri de tahmine edebilecek fiziği içinde barındırmaktadır. Ancak gelecekte sistemin parametrelerinin nasıl değişeceğini bilmediğimiz için girdilerimiz ancak tahmin seviyesinde kalmaktadır. Aklığın nasıl değişeceği buna bir örnektir. Burada söz konusu olan şu andaki verilerden çok bu parametrelerin gelecekte nasıl değişeceğinin bilinmesi gerekir. IPCC bu konuda çeşitli senaryolar hazırlamaktadır. Tüm modeller de bu senaryoları temel alarak tahminlerde bulunmaktadır. Bu senaryolar temelde çeşitli sera gazlarının atmosferdeki oranlarının zaman içerisinde ne şekilde değişeceği üzerinedir. Bu tahminleri girdi olarak kullandığımızda aynı şeyi modelleyen değişik programlar değişik sonuçlara ulaşabilirler. Bu sebeple çıkan sonuçları topladığımızda iki belirsizlik oluşur, biri program farklılıklarından, diğeri de değişik senaryolardan meydana gelen. Tüm bu belirsizlikleri gözönüne alacak olursak, modeller 2100 yılında en iyi ihtimalle 1K en kötü ihtimalle 6K sıcaklık artışı öngörüyor. Örneğin, A2 senaryosuna göre 2050'de; doguda sıcaklık 4-5 derece,batıda sıcaklık 3-4 derece,Türkiye'de ortalama sıcaklık 3-5 derece artacaktır.Bu senaryo hiçbir önlem alınmadan bu şekilde devam edildiğinde olası karşılanacak durumdur. B2 senaryosuna göre 2050'de; doğuda sıcaklık 3-4 derece,batıda sıcaklık 2-3 derece, Türkiyede ortalama sıcaklık 2-4 derece artacaktır.Bu senaryo uygulanabilirdir ve herkes kendi çapında önlemler aldığında, olası karşılanacak durumdur. A2 senaryosuna göre yağmur durumu incelendiğinde, 2050'de; yaz yağışları çok ciddi azalacak,kıs yağışlarında ise önemli bir değişim olmayacaktır. Ancak bu modellere her ekleme yapıldığında ve her geçen gün yeni verilerle bu programlar koşturulduğunda sonuçlar sıcaklığın daha da fazla artacağı yönünde çıkıyor. Bu senaryoların öngördüğü sıcaklıktaki en kötü artış 6 dereceyi gösteriyor olmasına rağmen, son ölçümler bunun da üstüne çıkılacağını ve sıcaklık artışının 7-8 dereceyi bulacağını gösteriyor. Bu verilerden yola çıkarak değişik parametreleri hesaplamak mümkündür. Mesela okyanusun ortalama derinliğini 5km olarak alsak ve atmosferin sıcaklığının bu yüzyılın sonuna kadar tüm okyanusla eşitleneceğini varsaysak, suyun termal genişleme katsayısıyla her derece ısınma için deniz seviyesinin 1m artacağı bulunabilir. Her ne kadar bu çok basitleştirilmiş bir bakış açısı olsa da gelecekte bizi nelerin beklediğinin bir habercisidir. Eğer buna Grönland ve Antarktika üzerindeki buzullarında erimesini katacak olursak deniz seviyesindeki artış çok daha fazla olur. Antarktika'nın üzeri 2km kalınlığında buzla kaplıdır, yüzey alanı da 13.6 milyon m2'dir. Bu buzun tamamının erimesi deniz seviyesini tüm dünyada 60m yükseltir. Ancak Antarktika'nın şimdiki sıcaklığı olan -37oC'den suyun erime noktasına yükselmesi normal modeller içerisinde öngörülmemektedir. Benzer bir hesabı Grönland için yaparsak, tüm buzların erimesi deniz seviyesini 7m yükseltir. Grönland'ın tüm buzlarının erimesi için sadece 3oC'lik bir sıcaklık artışı yeterlidir. Bunun sebebi de Grönland'ın kubbe şeklinden dolayı, az bir sıcaklık artışında bile üzerindeki buzulların hızla denize kayacak olmasıdır. Bu durum İngiltere'nin ciddi bir kısmı, Birleşmiş Milletler'de yer alan 40-50 devletin tamamı ve Bangladeş'in verimli topraklarının çoğunun su altında kalacak olması ve Bangladeş'in 120 milyonluk nüfusunun 100 milyonu ölecek demektir. Ayrıca bu olayın yaratacağı sosyal ve politik etkileri de düşünmek gerekir. Hastalık, açlık, susuzluktan kaynaklanan nedenlerden kaynaklanan sonuçları hesaba katmadan dahi, 2060 yılına kadar, en iyi ihtimalle 2.5–3 milyar insanın bu durumdan etkilenmesi bekleniyor. Türkiye için ise Çukurova ve İstanbul'un büyük bir kısmının yok olması demektir. Burda sadece toprağın sular altında kalıyor olması değil, tatlı su kaynaklarının da bundan olumsuz etkileniyor olması önemli bir mevzudur. İklim sistemi pekçok geri besleme mekanizması içerdiği için problemleri bu şekilde tek tek ele almak mümkün değildir. Böyle geri besleme mekanizmalarını hesaba katarak IPCC 2100 yılında deniz seviyesinde 15 ila 95cm arasında bir yükselme olacağını öngörmüştür. Son otuz senede deniz seviyesindeki yükselme 10-20cm arasında olduğu için 15cm'lik öngörü çok iyimser kalmaktadır. Şu andaki modellerin tümü bir tek kararlı durum olduğu ve bu kararlı durumdan küçük sapmalar olacağı anafikri üzerinde çalışmaktadır. Eğer sistemin birden fazla kararlı durumu varsa, ki var, o zaman bu kararlı durumlar arasındaki geçişler yavaş değil hızlı olacaktır. Dünyayı bekleyen esas sorun da budur. Değişik iklim dengeleri ve ani iklim değişiklikleri: Yeni iklim modelleri değişik iklim dengeleri olduğu fikri üzerine kuruluyorlar. Bunun sebebi genç dryas olayı gibi çok yeni olmuş bir büyük ve hızlı değişiklik örneğinin önümüzde olmasının yanı sıra kompleks sistemlerin modellemesinde birden çok kararlı sisteme rastlanabilmesi olmuştur. Kararlı bir durumdaki sistemin bir süre ufak değişikliklerle hareket etmesi, ama daha sonra kararlı durumun sınırına geldiğinde çok hızlı olarak bir sonraki kararlı duruma atlaması mümkündür. Basit ışıma modelinde eğer dünyanın sıcaklığı değişmiyorsa dünyaya gelen ışıma miktarı dünyanın yaydığı ışımaya eşit olmalıdır. Ancak bildiğimiz gibi dünyanın sıcaklığı değişmektedir, bu sebeple dünyanın sıcaklığındaki değişimi de bu denkleme katmak gereklidir: Aklık sıcaklığın bir fonksiyonu olduğu için bu denklemin üç ana çözümü vardır: Bu çözümlerin ilki tamamen buzla kaplı bir dünya, diğer buzdan tamamen arınmış bir dünya, üçüncüsü de bizi şu anda içinde yaşamakta olduğumuz bir dünya modeli vermektedir. İki çizgi üç noktada kesişmektedir, bunlar sistemin denge noktalarıdır. Bu denge noktalarından şu anda olduğumuz denge noktasına bakacak olursak: Eğer sıcaklık biraz artacak olursa T4<S(1-A) ve dT/dt>0 olur, yani sıcaklık daha da artar. Tam tersi eğer sıcaklık biraz azalacak olursa T4>S(1-A) ve dT/dt<0 olur, yani sıcaklık daha da azalır. Bu şu anda bulunduğumuz denge noktası kararsız bir denge noktasıdır anlamına gelir. Bu basit bir modeldir ve gerçeği ancak çok uzaktan yansıtır, gene de birden çok denge noktasının varlığını ve aralarındaki geçişlerin doğasını göstermesi bakımından önemlidir. Algılama, dayandırma ve tahmin etme problemleri: İklim sisteminin tepkisi ne tamamen dış etkenlere ne de tamamen iç etkenlere bağlıdır. Modeller de benzer davranış gösterirler. Ayrıca artık bu etkenlerin her birini tek tek izole edip değerlendirecek analiz metotları mevcuttur. Böylelikle ölçtüğümüz değişikliğin ve bu değişikliğin parametrelerle bağlantısının istatistiksel önem taşıyıp taşımadığı kolayca belirlenebilir. Bu analiz yöntemleri güneşteki değişiklikler ve volkanizma gibi dış etkenlerin bugünkü iklimi belirlemede önemli olduklarını ortaya koymuştur. Ancak öncelikle bu etki gözlenen değişiklikleri açıklayabilecek seviyede değildir, belki daha da önemlisi bu değişiklikler aslında iklimi soğutma yönünde çalışmaktadır. Bunun yanında mesela Arktik buz kütlelerindeki azalma sadece doğal katkılarla açıklanamayacak boyuttadır: Bu şekildeki model çıktılarının eldeki verilerle kıyaslanması güçlü bir analiz tekniğidir. Bunun yanında bir değil birkaç değişkende de benzer uyuşma gözlenecek olursa modelin tahmin yeteneği daha güvenilir hale gelir. Mesela, iklim değişikliği troposferde bir sıcaklık artışına ve stratosferde bir sıcaklık azalmasına neden olacaktır. Bir modelin bu iki davranış biçimini birden sergilemesi sadece birini sergilemesine oranla o modeli çok daha güvenilir kılar. Öncelikle mesela geçmişteki herhangi bir yirmi yıllık dönem için stratosferik ve troposferik ortalama sıcaklık farkları ölçülür. Bu bize doğal sürecin hangi limitler içerisinde çalıştığını gösterir. Daha sonra başka bir yirmi yıllık dönem için model koşturulur ve bu da bize modelin hangi limitler içerisinde çalıştığını verir. Daha sonra yapılan ölçüm eğer A noktasına geliyorsa model başarılı çalışıyor demektir. Tersine eğer B noktasına geliyorsak bir değişiklik vardır ama bu doğaldır deriz. Eğer C noktasına geliyorsa, bir değişiklik vardır, bu değişiklik doğal değildir, ama bizim modele kattığımız değişkenlerle de açıklanamayan yeni bir olgu var demektir. Dolayısıyla modelin içerisinde ne kadar birbirinden bağımsız değişkene bakıyorsak ve bunlar ne kadar doğru sonuç veriyorsa modelin algılama gücü o kadar kuvvetli demektir. Burada bir problem üzerinde durmak gerekiyor, öncelikle doğanın verdiği limitlerle modelden aldığımız limitler örtüşebilir. Bu iklim modellerinin ilk yıllarında görünen bir davranıştı, ancak son senelerde iklim değişikliğinin hızlanmasıyla doğal bölge ile modelleme bölgesi birbirinden iyice ayrıldığı için artık modellerin ve dolayısıyla iklim değişikliğinin varlığı ve gerçekliği daha net ortaya konabiliyor. Daha detaylı modellerde sadece ortalamalara değil ölçülen değerlerin yerlerine de bakılarak daha sağlıklı değerlendirmeler yapılabilir: Burada ilk şekil ölçülen verileri, ikinci şekil sadece sera gazlarının etkilerini, üçüncü şekil ise sera gazlarına ek olarak stratosferik ozon miktarındaki değişimle sülfat aerosollerdeki değişimi de hesaba katarsak sıcaklığın yükseklikle nasıl değişeceğini göstermektedir. Burada son modelin gerçek verilere daha yakın olduğunu görebiliriz. Ama daha da önemlisi bu bize modelimizi nasıl geliştirmemiz gerektiği konusunda daha ayrıntılı bilgi vermektedir.
