Representative Concentration Pathways - utviklingsbaner

Transkript

1 Foreløpig utgave, 13. september Scenarier beskriver et knippe mulige utviklingstrekk i utslipp og arealbruk som påvirker klimaet på jorden. Representative Concentration Pathways (RCP) er den foreløpig siste generasjonen av slike scenarier og består av fire utviklingsbaner for fremtidig konsentrasjon av klimagasser. Scenarioene utgjør en del av datagrunnlaget som er nødvendig for at klimamodellene kan gjøre beregninger om framtidens klima. Scenarier forutser ikke framtiden, men hjelper oss med å forstå usikkerhet og alternative fremtider. Og de hjelper oss med å kunne vurdere robustheten av klimatiltak og klimapolitikk under gitte forutsetninger. Fordelen ved å bruke et felles sett av klimascenarier i modellberegningene er at resultatene blir sammenlignbare på tvers av klimamodeller, forskerne sparer tid og funnene lar seg lettere formidle. År Navn Brukt 1990 SA90 Første hovedrapport 1992 IS92 Andre hovedrapport 2000 SRES Special Report on Emissions and Scenarios Tredje og fjerde hovedrapport 2009 RCP Representative Concentration Pathways Femte hovedrapport Hva er scenarier? Klimamodeller er dataprogrammer som beskriver de viktigste prosessene i jordens klimasystem, samt hvordan disse prosessene påvirker hverandre. For å beregne hvordan menneskelig aktivitet påvirker klimaet, legger forskerne inn ulike faktorer som klimagassutslipp, forurensning og endringer i arealbruk i modellene. Disse faktorene påvirker jordens energibalanse, og dermed også klimaet. Hvor store klimagassutslipp, og hvor omfattende endringer i arealbruk forskerne legger inn i modellene, avhenger av antatte sosiale og økonomiske utviklingstrekk, slik som økonomisk vekst, teknologisk endring, innovasjon, befolkningsvekst og urbanisering. Disse variablene beskrives i utviklingsbanene (se nedenfor). Utviklingsbaner, ikke scenarioer Siden Klimapanelets fjerde hovedrapport har det blitt foretatt flere viktige forbedringer av klimamodellene. De har blitt stadig mer avanserte og er nå i stand til å gi mer detaljerte beskrivelser av fremtidens klima. Dermed har det oppstått et behov for mer detaljert data som kan mates inn i

2 modellene. Parallelt med at klimamodellene har blitt bedre, har også modellene som produserer scenariene blitt bedre, slik at vi i dag har mer detaljert data tilgjengelig. Fremskrivning En klimafremskrivning gir en indikasjon på sannsynligheten av noe som kan skje flere tiår eller århundrer frem i tid, under gitte forutsetninger. Hvor forrige generasjon scenarier (SRES) brukte utslippsnivå som hovedvariabel for klimamodellene, benyttes atmosfærisk konsentrasjon av drivhusgasser, luftforurensning og endringer i arealbruk i RCPene. De nye utviklingsbanene gir også informasjon om hvor utslipp og arealendringer finner sted. RCPene deler kloden inn i et rutenett der hver rute er omtrent 60 kvadratkilometer. Dette er en viktig forbedring i forhold til de gamle scenariene, ettersom den oppvarmende effekten av utslippene kan variere ut ifra hvor utslippene faktisk finner sted. Blant begrensningene som lå i SRES var at de ikke kunne beregne effekten av klimapolitikk og klimatiltak på en tilfredsstillende måte. I SRES ble utslippene beregnet på bakgrunn av sosio-økonomiske forutsetninger. Dette «låste» mulighetene for sosioøkonomisk endring. Dermed oppstod det et behov for flere scenarier, 40 totalt. RCPene starter i andre enden. Først ble det definert fire utslippsbaner som dekker hele spekteret av sannsynlige fremtidige klimagassutslipp. Ved hjelp av «Integrated Assessment Models» (IAM), utledes de korresponderende konsentrasjonene av klimagasser og arealendringer. Deretter utledes strålingspådrivet, som bestemmes av effekten de av de foreskrevne endringene. Navnet på de ulike RCPene refererer til det ekstra strålingspådrivet scenariet fører til i år Dette er bakgrunnen for at RCPene ikke er fullverdige scenarioer og at de heller bør forstås som utviklingsbaner for CO 2 -konsentrasjoner. En fast bane for utslippskonsentrasjoner tillater alternative sosioøkonomiske fremtidsfortellinger som alle kan lede til det samme nivået av strålingspådriv. Dette gjør det mulig for forskere å teste ulike kombinasjoner av klimapolitikk, samt sosiale, økonomiske og tekniske omstendigheter. Eksempelvis kan en større andel fornybar energi, kompensere for befolkningsvekst. Så heller enn å foreskrive økonomisk vekst og regne ut klimaendringene, er det nå mulig å reversere prosessen og velge et RCP-scenario som er kompatibelt med for eksempel togradersmålet, for deretter å vurdere de teknologiske og politiske mulighetene man har for å oppnå de nødvendige utslippene. Hva er strålingspådriv? Strålingspådriv er forskjellen mellom hvor mye solvarme som treffer jorda og hvor mye varme jorda sender tilbake til verdensrommet. Dette måles i watt per kvadratmeter, W/m2. Totalt strålingspådriv bestemmes av både det positive pådrivet fra klimagasser, og det negative pådrivet fra aerosoler. Den dominerende faktoren er det positive pådrivet fra CO 2. Når strålingspådrivet øker, stiger den globale temperaturen, men det nøyaktige forholdet mellom disse faktorene mangler det fortsatt noe kunnskap om.

3 Ved å fastsette banen for strålingspådriv og utslippskonsentrasjoner, kunne klimaforskerne begynne simuleringene og analysene frem mot Klimapanelets femte hovedrapport, samtidig som modelleringsmiljøene i en parallell prosess utvikler sett av sammenhengende sosioøkonomiske scenarier kalt «Shared Socioeconomic Pathways» (SSP). SSPene blir publisert i rapporten fra IPCCs arbeidsgruppe 2 i mars Hvem utviklet RCP og hvordan ble disse valgt? En gruppe forskere fra hele verden, innenfor klima, energi, økonomi og samfunnsvitenskap, dannet konsortiet «Integrated Assessment Modelling Consortium», for å utvikle RCPene basert på en fagfellevurdert forskningsprosess og diskusjonene innenfor fagmiljøet som oppstod. Banene kan fritt lastes ned fra internett, sammen med de fagfellevurderte artiklene som forklarer hvordan de ble utviklet. Hver RCP er utviklet av fire ulike modelleringsmiljøer som benytter hver sin modell. Dermed er ikke RCP-ene direkte sammenlignbare med hverandre, ettersom de underliggende økonomiske modellene er strukturert forskjellig og benytter seg av forskjellige parametere. Gasser og miljøgifter inkludert i RCPene Klimagasser: CO 2, metan, dinitrogenoksid, flere grupper fluorkarboner og svovelheksafluorid. Oppvarmingspotensialet og levetiden til disse gassene varierer, men når oppvarmingspotensialet til disse gassene kombineres omtales de som CO 2 - ekvivalenter. Aerosoler og kjemisk aktive gasser: Svoveldioksid, sot, organisk karbon, karbonmonoksid, nitrogenoksid, flyktige organiske forbindelser, ammoniakk. Figur 1. Ulike tilnærminger til scenarioutvikling: (a) viser tilnærmingen brukt i SRES, mens (b) viser den parallelle totrinnsprosessen brukt i RCPene.

4 Scenarioene som ligger til grunn for de ulike RCPene baserer seg på sosioøkonomiske forutsetninger. I mars 2014 vil disse forutsetningene bli erstattet av SSPer som gir en mer fleksible beskrivelser av mulige fremtider innenfor hver RCP. RCP 8.5 Høyutslippsscenariet Denne RCPen er basert på en revidert versjon av SRES A2 scenariet som ble brukt i AR4. Den er utviklet av østerrikske International Institute for Applied System Analysis, og karakteriseres av økte klimagassutslipp som fører til høye klimagasskonsentrasjoner over tid. Sammenlignbart SRES scenario: A1 F1 Tre ganger dagens CO 2 -utslipp innen 2100 Rask økning i metan-utslippene Økt bruk av areal til dyrket mark og gressletter, drevet av befolkningsveksten Befolkning på 12 milliarder i 2100 Lavere teknologisk utvikling Tung avhengighet av fossilt brennstoff Høy energiintensitet Ingen implementert klimapolitikk RCP 6 Høy utslippsreduksjon scenariet Utviklet ved National Institute for Environmental Studies i Japan. Strålingspådrivet stabiliseres kort tid etter 2100 ved bruk av en rekke teknologier og strategier for å redusere klimagassutslippene. Sammenlignbart SRES scenario: B2 Tung avhengighet av fossile brensel Middels energiintensitet Økt dyrket mark, men mindre gressletter Stabile metanutslipp CO 2 -utslippene når toppen i 2060, 75 prosent over dagens nivå, for så å gå ned til 25 prosent over dagens nivå RCP 4.5 Middels utslippskutt scenario Utviklet ved Pacific Northwest National Laboratory i USA. Under dette scenariet stabiliseres strålingspådrivet kort tid etter år Sammenlignbart SRES scenario: B1

5 Lavere energiintensitet Skogplantingsprogram Avtakende bruk av dyrket mark og gressletter, som følge økte avlinger og endret kosthold Ambisiøs klimapolitikk Stabile metanutslipp CO 2 utslippene øker litt, før de avtar fra 2040 og utover RCP2.6 Lavutslipps scenariet Utviklet av PBL Netherlands Environmental Assessment Agency. Her når strålingspådrivet 3.1 w/m2 før faller til 2.6/m2 i For å nå dette nivået blir utslippene av klimagasser gradvis redusert over tid. Sammenlignbart SRES scenario: Ingen. Fallende oljeforbruk Lavere energiintensitet En verdensbefolkning på ni milliarder i 2100 Økt bruk av dyrket mark grunnet produksjon av bioenergi Mer husdyrhold Metanutslipp redusert 40 prosent CO 2 -utslipp værende på dagens nivå frem til 2020, deretter nedgang og blir negative i 2100 CO 2 -konsentrasjonene når toppen rundt 2050, etterfulgt av en moderat nedgang til omtrent 400 ppm i 2100 Hva alle RCPene har til felles Alle scenariene bruker mer kull og naturgass i 2100 enn 2000, som følge av karbonfangst og lagring (CCS) Den økte bruken av fornybare energikilder i alle scenariene forklares med klimapolitikk og dyrere fossilt brennstoff Alle RCPene antar at luftforurensningen går ned som følge av strengere reguleringer, etter hvert som inntektsnivået øker og klimapolitikken blir strengere. Dette gjelder imidlertid ikke på alle områder til en hver tid. Utslipp har en tendens til å være mer konsentrerte i lavinntekts-områder. Konsentrasjonen av aerosoler synker i alle RCPene, spesielt gjelder dette for svoveldioksid. Synkende nitrogenavsetninger i de fleste høyinntekts-regioner, mens det forventes en økning i utviklingsland M