Fremskrivning af virkningerne af klimaændringer

Hvordan kan klimaændringer påvirke forsuringen af ​​verdenshavene eller luftkvaliteten i Kina og Indien i de kommende årtier? og hvilke klimapolitikker kunne være effektive til at minimere sådanne påvirkninger? For at besvare sådanne spørgsmål, Beslutningstagere stoler rutinemæssigt på videnskabsbaserede fremskrivninger af fysiske og økonomiske virkninger af klimaændringer på udvalgte regioner og økonomiske sektorer. Men de fremskrivninger, de opnår, er måske ikke så pålidelige eller nyttige, som de ser ud:Dagens guldstandard for klimakonsekvensvurderinger - model intercomparison projects (MIP'er) - kommer til kort på mange måder.

MIP'er, som bruger detaljerede klima- og påvirkningsmodeller til at vurdere miljømæssige og økonomiske effekter af forskellige klimaforandringer, kræver international koordinering mellem flere forskningsgrupper, og bruge en stiv modelleringsstruktur med et fast sæt af klimaændringsscenarier. Denne meget spredte, en ufleksibel modelleringstilgang gør det vanskeligt at udarbejde konsistente og rettidige klimakonsekvensvurderinger under skiftende økonomiske og miljømæssige politikker. Ud over, MIP'er fokuserer på en enkelt økonomisk sektor ad gangen og repræsenterer ikke feedbacks mellem sektorer, dermed forringe deres evne til at producere præcise fremskrivninger af klimapåvirkninger og meningsfulde sammenligninger af disse påvirkninger på tværs af flere sektorer.

For at overvinde disse ulemper, forskere ved MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change foreslår en alternativ metode, som kun en håndfuld andre grupper nu forfølger:en selvkonsistent modelleringsramme til at vurdere klimapåvirkninger på tværs af flere regioner og sektorer. De beskriver det fælles programs implementering af denne metode og giver illustrative eksempler i en ny undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation .

Joint Program-metoden er i det væsentlige en næste generation af Integrated Assessment Model (IAM). IAM'er kommer typisk i to former – enten som simple klimamodeller kombineret med algoritmer, der omsætter stigninger i den gennemsnitlige globale overfladetemperatur til miljømæssige og økonomiske skader kendt som de sociale omkostninger ved kulstof; eller som mere detaljerede jordsystemmodeller med konstant forbedret repræsentation af fysiske påvirkninger, kombineret med økonomiske modeller. Det fælles program IAM integrerer en geospatialt løst fysisk repræsentation af klimapåvirkninger i en koblet menneske- og jordsystemmodelleringsramme.

Udviklet gennem de sidste 26 år, MIT Integrated Global System Modeling (IGSM)-rammen giver forskere mulighed for at specialdesigne klimaændringsscenarier og vurdere klimapåvirkninger under disse scenarier. For et givet klimaændringsscenarie, de kan bruge rammerne til at analysere kæden af ​​fysiske ændringer på regionalt og sektorielt niveau, og derefter estimere økonomiske virkninger på disse niveauer.

"IGSM-rammen gør det muligt at lave multisektoriel klimakonsekvensvurdering inden for en enkelt modelleringsramme inden for en enkelt gruppe, " siger Erwan Monier, hovedforfatter af undersøgelsen og en hovedforsker ved Joint Program. "Det reagerer på ændringer i miljøpolitikker, internt konsekvent, og meget mere fleksibel end multimodel internationale øvelser."

I undersøgelsen, Monier og hans medforfattere anvendte IGSM-rammen til at vurdere klimapåvirkninger under forskellige klimaændringsscenarier - "Paris Forever, "et scenario, hvor Parisaftalens løfter gennemføres frem til 2030, og derefter fastholdt på dette niveau gennem 2100; og "2C, " et scenarie med en global kulstofafgiftsdrevet emissionsreduktionspolitik designet til at begrænse den globale opvarmning til 2 grader Celsius i 2100. Vurderingerne viser, at "Paris Forever" ville føre til en lang række forventede klimapåvirkninger rundt om i verden, bevist af forskellige niveauer af havforsuring, luftkvalitet, vandmangel, og landbrugsproduktivitet i forskellige regioner. "2C" scenariet, imidlertid, ville afbøde en væsentlig del af disse virkninger. Forskerne undersøgte også yderligere scenarier udviklet af Shell International vedrørende den potentielle udvikling af kulstoffattige energiteknologier.

"Disse eksempler viser lydhørheden, sammenhæng og multisektoral kapacitet i vores tilgang, som vi mener repræsenterer en lovende retning for klimapåvirkningsmodelleringssamfundet, " siger Sergey Paltsev, en medforfatter af undersøgelsen og vicedirektør for MIT Joint Program, samt seniorforsker ved MIT Energy Initiative og MIT Center for Energy and Environmental Policy Research. "I modsætning til traditionelle IAM'er og MIP'er, de forbedrede koblede menneske-jord-systemmodeller som IGSM-rammen gør det muligt for forskere at designe nye emissionsscenarier i løbet af få måneder i stedet for år, undgå uoverensstemmelser mellem forskellige modelkomponenter og scenarier, og analysere flere sektorer på én gang."

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.