அண்மைக் காலநிலை மாற்றத்தில் எவ்வளவு இயற்கையின் சொந்த ஊசலாட்டம்?

நாம் கவனிக்கும் ஒவ்வொரு காலநிலைப் போக்கும் இரண்டு விஷயங்களின் கூட்டுத்தொகை. ஒன்று தூண்டப்பட்ட எதிர்வினை (forced response): பசுங்குடில் வாயுக்கள், ஏரோசோல்கள், நிலப் பயன்பாடு, எரிமலை வெடிப்புகள் ஆகியவை உந்தும் மாற்றம். மற்றொன்று உள் மாறுபாடு (internal variability): எல் நினோ அல்லது பசிபிக், அட்லாண்டிக் பெருங்கடல்களின் மெதுவான அலைவுகள் போன்ற காலநிலையின் சொந்த ஊசலாட்டங்கள். இவற்றைப் பிரித்தறிவது, காலநிலை மாற்றத்தைப் புரிந்துகொள்ளவும், காலநிலை மாதிரிகள் சரியாக உள்ளனவா என மதிப்பிடவும் முக்கியம்.

சிக்கல் என்னவென்றால், நிஜம் ஒரே ஒரு முறைதான் நிகழ்கிறது. காலநிலை மாதிரிகளை ஒரே தூண்டுதலுடன் டஜன் கணக்கான முறை இயக்கலாம்; அந்த ஓட்டங்களின் சராசரி தூண்டப்பட்ட பகுதியை வெளிப்படுத்தும். ஆனால் மாதிரிகளுக்குச் சார்புகள் (biases) உண்டு; எளிய புள்ளியியல் உத்திகள் தூண்டப்பட்ட வடிவம் ஒருபோதும் மாறாது என்று அனுமானிக்கும் போக்குடையவை. இத்தகைய முறைகளின் அண்மைய சர்வதேச ஒப்பீடு ஒன்று, பிழைகள் பெரிதாகவே இருந்தன என்றும் — இயந்திரக் கற்றல் முறைகள் மரபுப் புள்ளியியலைவிடச் சிறப்பாகச் செயல்படவில்லை என்றும் கண்டறிந்தது.

ஆய்வுக்கட்டுரை ஓர் எச்சரிக்கை உதாரணத்தைத் தருகிறது: 1998 முதல் 2012 வரையிலான புவி வெப்பமடைதல் மந்தநிலை, உள் மாறுபாடு என அடையாளம் காணப்படுவதற்கு முன், மனிதனால் உந்தப்பட்ட வெப்பமடைதல் மெதுவாகிறது என்பதற்கும் மாதிரிகள் தவறு என்பதற்குமான அறிகுறியாக முதலில் வாசிக்கப்பட்டது.

இரைச்சலைக் கற்கும் ஒரு வலைப்பின்னல்

பசிபிக் நார்த்வெஸ்ட் தேசிய ஆய்வகம், கலிபோர்னியா சான் டியேகோ, வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகங்களைச் சேர்ந்த பார்வதி கூலோத், வென்யு சூ மற்றும் சக ஆய்வாளர்கள், இடஞ்சார்ந்த வடிவங்களை உணரும் திறனையும் அவை எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதன் நினைவாற்றலையும் இணைக்கும் ConvLSTM என்ற நரம்பியல் வலைப்பின்னலை உருவாக்கினர். மேற்பரப்பு வெப்பநிலை, மழைப்பொழிவு, கடல்மட்ட அழுத்தம் ஆகியவற்றின் வரைபடங்களைப் பயன்படுத்தி, 15 காலநிலை மாதிரிகளின் பெரும் உருவகப்படுத்தல் தொகுப்புகளில் அதைப் பயிற்றுவித்தனர். அதன் பணி இயற்கை ஊசலாட்டங்களை அடையாளம் காண்பது; எஞ்சுவது தூண்டப்பட்ட பகுதி.

அது இதுவரை பார்க்காத மாதிரிகளில் சோதிக்கப்பட்டபோது, வரலாற்றுக் காலத்தின் பெரும்பகுதியில் வெப்பநிலை, மழைப்பொழிவு, அழுத்தம் ஆகியவற்றுக்கு ஏற்கெனவே உள்ள ஆறு முறைகளை விஞ்சியது — ஒரே ஒரு விதிவிலக்குடன்: ஆசிரியர்கள் யதார்த்தமற்ற விலகல் என வாதிடும் ஓர் உருவகப்படுத்தல். நிஜ உலகுக்கு, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு பத்து மாதிரிகளின் தொகுப்பில் பயிற்றுவிக்கப்பட்ட வலைப்பின்னலின் பத்துப் பதிப்புகள், 1940 முதல் கவனிக்கப்பட்ட காலநிலைக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன.

உண்மையான பதிவுகளில் அது கண்டறிவது

1998–2012 வெப்பமடைதல் மந்தநிலை, பிந்தைய ஆய்வுகள் முடிவுசெய்தது போலவே, இயற்கை மாறுபாடாக வெளிப்படுகிறது. உலக வெப்பநிலையின் இயற்கைப் பகுதி பசிபிக்கின் மெதுவான அலைவை நெருக்கமாகப் பின்தொடர்கிறது.
ஆர்க்டிக். கவனிக்கப்பட்ட ஆர்க்டிக் வெப்பமடைதல் அண்மையில் உலக விகிதத்தின் சுமார் நான்கு மடங்கை எட்டியுள்ளது. வலைப்பின்னலின்படி, தூண்டப்பட்ட பகுதி சுமார் மூன்று மடங்கில் கிட்டத்தட்ட மாறாமல் உள்ளது. மீதியை இயற்கை ஊசலாட்டங்கள் செய்தன: பசிபிக் உலக வெப்பமடைதலைக் கட்டுப்படுத்தியபோது, அப்பிராந்தியத்துக்கே உரிய ஓர் ஏற்ற-இறக்கம், அதாவது ஆர்க்டிக் மாறுபாட்டு முறை ஒன்று, அங்கு வெப்பமடைதலை அதிகரித்தது, குறிப்பாக 2005–2020 காலத்தில்.
அட்லாண்டிக். வடக்கு, தெற்கு அட்லாண்டிக் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு 1950 முதல் V வடிவத்தைப் பின்பற்றியுள்ளது. வடக்கு அரைக்கோளத்தில் ஏரோசோல் மாசுபாட்டின் உயர்வுக்கும் பின்னர் சரிவுக்கும் ஏற்ப, தூண்டப்பட்ட பகுதியும் இறங்கி ஏறுகிறது. இயற்கை மாறுபாடு இந்த ஊசலாட்டத்தைப் பெரிதாக்கி, 1970கள், 1980களின் ஆழ்ந்த தாழ்வை உருவாக்கியது.
பசிபிக்கும் அமெரிக்கத் தென்மேற்கும். 1980 முதல், கிழக்கு நிலநடுக்கோட்டுப் பசிபிக் மேற்கைவிடக் குறைவாக வெப்பமடைந்துள்ளது; இது மாதிரிகள் அரிதாகவே மீளுருவாக்கும் “லா நினா போன்ற” வடிவம். தூண்டப்பட்ட எதிர்வினை மட்டுமே இருந்திருந்தால் பலவீனமான, எதிரான “எல் நினோ போன்ற” வடிவம் உருவாகியிருக்கும் என்கிறது வலைப்பின்னல்; இயற்கை மாறுபாடு அதைத் தலைகீழாக்கியது. வடகிழக்குப் பசிபிக் மேல் உயர் அழுத்தம் வலுப்பெற்றதற்கும், வட அமெரிக்கத் தென்மேற்கு வறண்டதற்கும் இதுவே பொருந்தும்: பெரும்பாலும் இயற்கையானவை, சிறிய தூண்டப்பட்ட பங்குடன் மட்டுமே.

இந்த அம்சங்களில் பலவற்றுக்கு, 1980–2022 காலத்தில் கவனிக்கப்பட்ட போக்கு, மதிப்பிடப்பட்ட தூண்டப்பட்ட எதிர்வினையின் வரம்புக்கு வெளியே உள்ளது — மனிதர்கள் ஏற்படுத்தியதைப் புரிந்துகொள்ள ஒரே ஒரு வரலாற்றுப் போக்கு மோசமான வழிகாட்டியாக இருக்கலாம் என்பதற்கான நினைவூட்டல்.

மாதிரிகளுக்கு ஒரு சோதனை

வலைப்பின்னல் தூண்டப்பட்ட பகுதிக்கு வெளிப்படையான மதிப்பீட்டைத் தருவதால், அதை மாதிரிகள் உருவகப்படுத்துவதோடு நேரடியாக ஒப்பிட முடியும். பொதுவான வடிவங்கள் ஒத்துப்போகின்றன: நிலத்திலும் உயர் அட்சரேகைகளிலும் அதிக வெப்பமடைதல், துணைத்துருவ வட அட்லாண்டிக், தென் பெருங்கடல் மேல் குறைவு; அதிக ஈரமான வெப்பமண்டலங்களும் உயர் அட்சரேகைகளும், அதிக வறண்ட துணை வெப்பமண்டலங்களும். ஆனால் மாதிரிகள் வடக்கு அரைக்கோளத்தை அதிகமாக வெப்பமாக்குகின்றன, துணை வெப்பமண்டல உயர் அழுத்தத்தைக் குறைவாக வலுப்படுத்துகின்றன, நிலத்தைக் குறைவாக வறளச் செய்கின்றன. மாறும் காற்றுகள் கண்டங்களை எவ்வளவு வறளச் செய்யும் என்பதைத் தற்போதைய மாதிரிகள் குறைத்து மதிப்பிடக்கூடும் என்று ஆசிரியர்கள் கருதுகின்றனர்.

வரம்புகளை அவர்களே பட்டியலிடுகின்றனர். வலைப்பின்னல் மாதிரிகளிலிருந்து கற்கிறது; எனவே எல்லா மாதிரிகளும் பகிரும் ஒரு சார்பு அதைத் தவறாக வழிநடத்தலாம். அது ஏன் இவ்வளவு நன்றாக வேலை செய்கிறது என்பதை அதன் உள்ளே பார்ப்பது கடினம். மேலும், வரையறுக்கப்பட்ட உருவகப்படுத்தல் தொகுப்பின் சராசரியே உண்மையான தூண்டப்பட்ட எதிர்வினை என்று அது அனுமானிக்கிறது. இந்த வரம்புகளுக்குள், இயந்திரக் கற்றல் கடந்த காலநிலை மாற்றத்தின் காரணங்களைக் கண்டறிவதை உறுதியாக்கவும் — மாதிரிகளைச் சோதிப்பதைக் கூர்மையாக்கவும் முடியும் என்று ஆசிரியர்கள் முடிவுசெய்கின்றனர்.