Statistiker reduzieren die Unsicherheit in Klimamodellen

Eine neue Studie reduziert die Unsicherheit bei Vorhersagen zum Klimawandel erheblich. Ökonomen sagen, dass dieser Schritt der Welt Billionen an Anpassungen für eine wärmere Zukunft ersparen könnte. Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Natürliche Kommunikationberücksichtigt Dutzende Klimamodelle aus verschiedenen Ländern, die sich in der Größenordnung der globalen Erwärmung unterscheiden, die sie bis zum Ende des Jahrhunderts vorhersagen.

Die Erwärmung in diesen Modellen wird durch den Ausstoß von Kohlendioxid (CO) verursacht₂, in der Luft. CO₂ ist ein Treibhausgas, das eine Art Decke in der Atmosphäre bildet, die Wärme von der Erdoberfläche einfängt und verhindert, dass sie sich in den Weltraum ausbreitet.

„Alle Modelle sagen eine Erwärmung voraus, wenn CO₂ wird verdoppelt. Doch ihre Prognosen schwanken stark voneinander, sie liegen zwischen 1,3 und 3 Grad Celsius. Und das ist ein Problem“, sagte King-Fai Li, Erstautor der Studie und Assistenzprofessor für Umweltwissenschaften und Statistik an der UC Riverside.

Das Pariser Abkommen von 2015 zielt darauf ab, die zukünftige globale Erwärmung unter 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, um irreversible Schäden zu vermeiden. Klimamodelle, die eine Erwärmung um 1,3 Grad Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts vorhersagen, implizieren einen lockereren Zeitplan für die Menschheit, um den Klimawandel umzukehren. Die von anderen Modellen vorhergesagte Erwärmung um 3 Grad deutet jedoch darauf hin, dass viel dringenderer Handlungsbedarf besteht.

„Andere Studien haben gezeigt, dass die übereilte Einführung unausgereifter Technologien für erneuerbare Energien einen wirtschaftlichen Schaden von bis zu mehreren zehn Milliarden Dollar verursachen könnte“, sagte Ka-Kit Tung, korrespondierender Autor der Studie, gegenüber der University of Washington.

Es gab auch Debatten unter führenden Klimawissenschaftlern darüber, ob die neueste Generation der vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen zusammengestellten Klimamodelle zu heiß sei, was bedeutet, dass sie sich fragen, ob die prognostizierte Erwärmung zu groß sei.

„Es stellt sich die Frage, ob man diesen Klimamodellen vertrauen kann“, sagte Li. Alle Klimamodelle können die historische Erwärmung der letzten 150 Jahre genau simulieren, aber selbst ihre Vorhersagen über die zukünftige Erwärmung weichen bei gleichen Emissionsszenarien voneinander ab. Darin liegt das aktuelle Dilemma.

„Wir sind auf Modelle angewiesen, um genau zu sagen, wie heiß die Zukunft sein könnte, aber verschiedene Modelle sagen unterschiedliche Grade der Erwärmung bis zum Ende dieses Jahrhunderts voraus“, sagte Li. „Die durch diese Unterschiede erzeugte Unsicherheit bleibt trotz großer Bemühungen vier Jahrzehnte lang bestehen.“ um es zu reduzieren.

Um die Spezifität der Vorhersagen zu erhöhen und ihre Genauigkeit zu beurteilen, nutzten Li und Tung ein natürliches Phänomen, den 11-jährigen Sonnenzyklus, um die Klimareaktion der Erde auf den steigenden CO2-Ausstoß zu untersuchen.₂ in der Luft.

Im Jahr 1613 nutzte Galileo ein neu erfundenes Teleskop und entdeckte dunkle Flecken, die sich auf der Sonnenoberfläche bewegten. Die Anzahl der Sonnenflecken ändert sich im Laufe der Zeit in Zyklen. Der 11-jährige Sonnenfleckenzyklus, wie er heute genannt wird, beeinflusst die Strahlung, die die Erde erreicht, und wird abwechselnd stärker und schwächer.

„Immer wenn die Sonne auf natürliche Weise heißer wird, erhöht sich die Strahlung, die in die Erdatmosphäre gelangt“, sagte Li. Veränderungen der Sonnenstrahlung werden seit den 1970er Jahren von umlaufenden Satelliten gemessen.

In Zeiträumen von etwa fünf Jahren, in denen die Sonneneinstrahlung stärker wird, steigt die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche um 0,1 Grad Celsius. Obwohl diese Erwärmung viel geringer ist als die wahrscheinliche Erwärmung durch CO₂ nimmt zu, wie die Erde auf Sonnenflecken und CO reagiert₂ ist analog.

„Ein Modell mit einer schwachen Reaktion auf den 11-jährigen Sonnenzyklus erzeugt auch eine schwache Reaktion auf CO.“₂ Zunahme. Man kann sich darauf verlassen, dass nur Modelle, die eine mit Beobachtungen übereinstimmende Reaktion auf den Sonnenzyklus erzeugen können, die richtige Erwärmung durch Treibhausgase bewirken“, sagte Li.

Li und Tung fanden acht Modelle, die innerhalb des Unsicherheitsbereichs der beobachteten Reaktionen auf den Sonnenzyklus übereinstimmen, und kamen zu dem Schluss, dass diese Modelle das Ausmaß der Erwärmung im Allgemeinen nicht überschätzen oder zu „heiß“ werden. Sie prognostizieren einen Wert von rund 2,2 Grad Celsius zum Zeitpunkt der CO-Menge₂ in der Atmosphäre im Vergleich zu vorindustriellen Werten doppelt so hoch.

Einige Ökonomen haben geschätzt, dass eine Halbierung der Unsicherheit bei Klimavorhersagen dem Planeten 10 Billionen US-Dollar einsparen könnte. Diese Studie ging noch einen Schritt weiter und reduzierte die Ausbreitung um zwei Drittel.

Die Forscher sind mit diesem Ergebnis zufrieden und hoffen, den Wert der Nutzung dieser Informationen zur Stärkung der Infrastruktur weiter hervorheben zu können.

„Manche Menschen verstehen den Ernst der globalen Klimasituation nicht. Sie verstehen nicht, dass der Wendepunkt nur einmal eintritt und es, wenn wir ihn einmal erreicht haben, kein Zurück mehr gibt“, sagte Li.

„Hitzewellen, Dürren, Großbrände und mancherorts auch Kälteperioden – die Folgen werden katastrophal sein, was Schäden und Verluste an Menschenleben angeht. Bessere Vorhersagen darüber, wie unsere Welt in 100 Jahren aussehen wird, geben uns die Chance, uns anzupassen.“ .”