Koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére sú spoľahlivo merané (well measured) pre nadávnu minulosť, preto v tomto experimente nemusíme mať žiadne pochybnosti. Pre budúcnosť používame 4 možné scenáre, z ktorých prvé dva sú pevzaté zo správy Intergovernmental Panel on Climate Change z roku 2001.

scenáre pre budúce emisie kysličníka uhličitého

SRES scenár A1B (Formálnej definície)
SRES scenár B1 (Formálnej definície)
Stabilizácia na 400.10^-6 - tento scenár predpokladá, že legislatívne alebo alternatívne prostriedky zaistia, aby koncentrácie emisií CO₂ v atmosfére zostali konštantne na 400.10^-6.
Vnútená správa od r. 2050 - tento radikálny scenár predpokladá, že v r. 2050 budú zavedené mechanizmy na odstránenie CO₂ z atmosféry.

Solárna energia

Minulosť

Pre minulosť (1920-2000), sú použité 4 dátové sady pozorovaní solárneho indexu (meranie množstva energie prijatej Zemou zo Slnka). Je tam rozumný stupeň variácie medzi týmito súbormi dát, ktoré sú všetky založené na pozorovaniach. Pre prípad, že by všetky tieto výrazne podcenili aktuálny trend solárneho indexu, (v tom prípade by to znamenalo, že veľká časť pozorovaného ohrievania v druhej polovici 20. storočia mohla byť spôsobená Slnkom) bol nezávisle vytvorený 5. súbor dát s zdvojnásobeným trendom solárneho indexu v Leanovom, Beerovom a Bradleyovom súbore dát.

5 scenárov pre emisie solárnej energie v minulosti

Na tomto obrázku, os x ukazuje bezrozmerné jednotky týkajúce sa solárnej konštanty.

Vo všetkých súboroch dát môžeme vidieť 11 ročný solárny cyklus, spôsobený pravidelným striedaním aktivity škvŕn na Slnku.

Prečo sú všetky súbory dát spojené na začiatku periódy, a nie na konci, keď sme presvedčení, že pozorovania sú kvalitné? Skutočne by bolo lepšie keby to bolo tak, ale keď začíname všetky naše simulácie zo 'spin up', musíme dať pozor, aby nenastal náhly skok vo vnucovaní. V skutočnosti je trend (alebo zmena v priebehu pozorovanej periódy) lepší než absolútna hodnota daných reálnych materiálov, teda odchýlka na začiatku nevadí. Uspokojujúco sú všetky súbory dát v rovnakom bode 11 ročného solárneho cyklu v r. 1920.

Budúcnosť

Keďže nikto nevie, ako bude energetický výkon Slnka variovať v nasledujúcich 80 rokoch, boli vytvorené 3 scenáre - buď bude solárny index narastať rovnakou rýchlosťou ako v priebehu posledných 80 rokov, alebo bude klesať rovnakou rýchlosťou, alebo ani nevzrastie, ani neklesne. Je rozumný predpoklad, že v skutočnosti bude niekde uprostred týchto prípadov.

5 scenárov pre emisií solárnej energie v budúcnosti - zmenšovanie solárneho indexu

5 scenárov pre emisií solárnej energie v budúcnost - vzrastajúci slnečný index

5 scenárov pre emisií solárnej energie v budúcnost - konštantný solárny index

Vulkanické erupcie

Minulosť

Len vulkanické erupcie dostatočne veľké, aby donútili prach vystúpať do relatívne stabilnej stratosféry, majú významný vplyv na svetovú klímu. Pinatubo, ktorá vybuchla v r. 1992, výrazne ochladzovala Zem približne 2 roky. Opäť je tu rozumná miera neistoty v pozorovaniach vulkanických emisií vminulosti - najmä v pred-satelitnej ére. Pre dobu minulých 80 rokov je vytvorených 5 súborov dát založených na Satoovych a Ammanovych pozorovaniach vulkanického aerosolu v stratosfére. Tieto údaje sú rozdelené do 4 pásov zemepisných šírok rovnakej rozlohy - 90ºJ-30ºJ, 30ºJ po rovník, rovník až 30ºS, 30ºS po 90ºS.

1920-2000 koncentrácie volkanikého aerosolu v stratosfére, podľa Sato a spol.

1920-2000 koncentrácie vulkanického aerosolu v stratosfére, podľa Ammann a spol.

Budúcnosť

Pre budúcnosť bolo vytvorených 10 možných scenárov, keďže samozrejme neexistuje žiadna reálna predstava, ktoré sopky môžu kedy vybuchnúť. Jeden scenár jednoducho opakuje nedávnu minulosť podľa Satoovho (2002) súboru dát. Tva ďalšie sú založené na pozorovaniach predchádzajúcich 80 rokov, podľa Satoovych a Ammannovych súborov dát. Zvyšných 7 sú podmnožiny pozorovaní 1400-1960, založené na súboroch dát zostavených Crowleyom.

Ozón

Hodnoty troposférického a stratosférického ozónu sú nastavené podľa pozorovaní, ktoré sú dobre viazané pre nedávnu minulosť. Pre budúcnosť sú používané dva scenáre - jeden je IPCC B1 scenár (Formálna definícia), druhý pochádza z Hadley Centre, ktorý predpokladá zotavenie ozónovej diery približne v r. 2025.

Literatúra

Ammann CM et al, "A monthly and latitudinally varying volcanic forcing dataset in simulations of 20th century climate", GRL, 2003

Sato 2003 - http://www.giss.nasa.gov/data/strataer/.
Sato, M., J.E. Hansen, M.P. McCormick, and J.B. Pollack 1993. Stratospheric aerosol optical depth, 1850-1990. J. Geophys. Res. 98, 22987-22994

SK Solanki & NA Krivova Can solar variability explain global warming since 1970? , J. Geophys. Res., 108, (2003)

J Lean, J Beer & R Bradley RECONSTRUCTION OF SOLAR IRRADIANCE SINCE 1610 - IMPLICATIONS FOR CLIMATE-CHANGE (1995, Geophys. Res. Letters, 22, 3195-3198) extended to 1997 (Lean, pers. comm., 1998)

DV Hoyt & KH Schatten, A DISCUSSION OF PLAUSIBLE SOLAR IRRADIANCE VARIATIONS, 1700-1992 , J. Geophys. Res., 98, 18895-18906 , (1993)

Lockwood & Foster