Kuinka kuumaksi maapallo kuumenee vuoteen 2100 mennessä?
Kun maailman johtajat kokoontuivat juhlistamaan vuoden 2050 alkua, he muistelivat 30 vuotta aiemmin sattunutta koronaviruspandemiaa käännekohtana pyrittäessä hillitsemään ilmaston lämpenemistä. Kansakunnat tekivät yhteistyötä pandemian kukistamiseksi, ja se käynnisti uuden yhteistyön aikakauden ilmastokatastrofin estämiseksi. Investoinnit vihreään energiaan ja uuteen teknologiaan johtivat hiilidioksidipäästöjen nopeisiin leikkauksiin, minkä ansiosta maailma on hyvässä vauhdissa rajoittamaan ilmaston lämpenemisen noin 1,5 celsiusasteeseen esiteollisesta tasosta.
Vai ehkä ei. Vuonna 2050 maailma saattaa katsoa taaksepäin ja todeta pandemian olleen pelkkä häivähdys pitkässä ja enimmäkseen turhassa ponnistuksessa ilmaston lämpenemisen estämiseksi. Huolimatta hiilidioksidipäästöjen tilapäisestä vähenemisestä vuoden 2020 taudinpurkauksen jälkeen maat kääntyivät halpojen fossiilisten polttoaineiden puoleen elvyttääkseen taloutensa kriisin jälkeen. Hiilidioksidipäästöt nousivat huimasti ja lämpötilat seurasivat niitä, mikä loi pohjan 5 °C:n lämpenemiselle vuosisadan loppuun mennessä.
Nämä ovat vain kaksi mahdollista tulevaisuudenkuvaa. Kukaan ei tiedä, miten nykyinen pandemia etenee, eikä ole selvää, pystyykö ihmiskunta lopulta yhdessä välttämään mahdollisen ilmastokatastrofin. Ilmastotutkijoiden on kuitenkin tutkittava, millaisia ongelmia voisi syntyä eriasteisen lämpenemisen myötä. He ovatkin kehittäneet skenaarioita, joiden tarkoituksena on edustaa erilaisia tulevaisuudennäkymiä, joita ihmiskunta voi kohdata1. Heidän tavoitteenaan on tutkia, miten erilaiset politiikat voisivat muuttaa hiilidioksidipäästöjä – ja miten planeetta reagoi kaikkeen tuohon lämpöä sitovaan kaasuun.
Vaihteluvälin toisessa päässä optimistiset skenaariot tarkastelevat maailmoja, joissa hallitukset yhdistävät voimansa edistääkseen vähähiilistä teknologiaa ja vähentääkseen samalla köyhyyttä ja eriarvoisuutta. Toisessa ääripäässä maat lisäävät halpojen fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja tavoittelevat talouskasvua hinnalla millä hyvänsä.
Tutkimusryhmät ovat ajaneet näitä skenaarioita (ks. ”Erilaisia tulevaisuudennäkymiä”) ensimmäistä kertaa läpi maailman suurimmilla ilmastomalleilla, ja ne ovat laatineet ennusteita siitä, miten maapallo voisi reagoida erilaisiin sosioekonomisiin kehityskulkuihin. Nämä simulaatiot antavat tietoa ilmastotutkimukselle tuleviksi vuosiksi, ja niillä on keskeinen asema hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) seuraavassa suuressa arvioinnissa ilmaston lämpenemisestä, joka on määrä julkaista ensi vuonna. Tutkimus voi myös olla avainasemassa neuvotteluissa, jotka koskevat uusia sitoumuksia päästöjen vähentämiseksi Pariisin ilmastosopimuksen puitteissa vuonna 2015.
Lähde: Ilmastotutkimus: Muokattu kuvasta 3, B. C. O’Neill et al. Geosci. Model Dev. 9, 3461-3482 (2016)
Nämä skenaariot päivittävät joukon, joka on ollut käytössä viime vuosikymmenen ajan, mukaan lukien yksi äärimmäinen – ja kiistanalainen – versio, jossa ennustetaan lämpötilan nousevan vuoteen 2100 mennessä noin 5 °C esiteollisesta tasosta. Kriitikot ovat väittäneet, että tämä skenaario, joka on ollut keskeisessä asemassa ilmastotutkimuksissa yli vuosikymmenen ajan, on harhaanjohtava, koska se sisältää epärealistisen määrän hiilen käyttöä – noin viisinkertainen kasvu vuoteen 2100 mennessä. Monet tutkijat kuitenkin torjuvat tämän kritiikin ja sanovat, että jopa tällaisilla suurten päästöjen skenaarioilla on arvoa, kunhan ihmiset ymmärtävät niiden taustalla olevat oletukset ja rajoitukset. Esimerkiksi metaanin massiivisella vapautumisella arktisesta ikiroudasta voisi olla samanlainen vaikutus kuin fossiilisten polttoaineiden käytön valtavilla kasvupyrähdyksillä.
”Yritämme ymmärtää riskejä emmekä ennustaa tulevaisuutta”, sanoo Donald Wuebbles, Illinois’n yliopiston Urbana-Champaignin ilmakehätutkija ja vuonna 2017 julkaistun viimeisimmän USA:n kansallisen ilmastoarvion2 ensimmäisen niteen koordinoiva pääkirjoittaja. Skenaarioiden tarkoituksena ei ole ennustaa päästöjä, vaan tutkia erilaisia lämpenemisen tasoja ja talouskehityksen muotoja. Niistä on apua monenlaisille tutkijoille: ilmastomallinnuksen laatijat käyttävät niitä testatakseen mallejaan ja ennustaakseen kasvihuonekaasupäästöjen lisääntymisen vaikutuksia, taloustieteilijät tarvitsevat niitä tutkiakseen politiikkojen kustannuksia ja ekologit tukeutuvat niihin ennustaessaan ekosysteemien muutoksia eri puolilla maailmaa.
”Tämä ei ole tieteiskirjallisuutta”, sanoo Seattlessa sijaitsevassa Washingtonin yliopistossa työskentelevä ympäristöterveydenhoidon tutkija Kristie Ebi, joka on uusien skenaarioiden laatimisesta vastanneen komitean toinen puheenjohtaja. ”Tarvitsemme näitä mallituloksia, jotta saamme tietoa valintojemme vaikutuksista, ja nyt voimme tehdä sen.”
Epätavallinen liiketoiminta
Huhtikuussa 1989 ryhmä asiantuntijoita, joiden tehtävänä oli ennustaa mahdollisia tulevaisuudennäkymiä, kokoontui Bilthovenissa, Alankomaissa, valmistellakseen IPCC:n ensimmäistä arviointia, jonka oli määrä ilmestyä seuraavana vuonna. He laativat skenaarioita, joissa kuvattiin, kuinka paljon hiilidioksidia, metaania ja muita lämpöä sitovia kaasuja valtiot voisivat tuottaa seuraavan vuosisadan aikana3. Ja nämä mahdolliset tulevaisuuden maailmat – äärimmäisen saastuneista poikkeuksellisen puhtaisiin – tarjosivat ilmastomallinnuksen tekijöille raaka-aineen, jonka avulla he pystyivät ennustamaan, miten planeetta voisi reagoida.
Sen jälkeen IPCC on päivittänyt tärkeimmät päästöskenaariot useita kertoja. Tilanne kuitenkin muuttui vuonna 2006, kun IPCC päätti vetäytyä skenaarioiden kehittämisestä Yhdysvaltojen ja muiden tahojen painostuksesta, joiden mukaan järjestön pitäisi arvioida eikä ohjata tiedettä.
Siten vuonna 2010 itse nimitetty ryhmä, jota johti ilmastotieteilijä Richard Moss, joka työskenteli tuolloin Joint Global Change Research Institute -laitoksessa College Parkissa, Marylandissa, julkaisi uuden kehyksen skenaarioiden luomiseksi ja käyttämiseksi, jonka tarkoituksena oli ohjata tutkimustyötä IPCC:n viimeisintä arviointia4 varten. 4 Arviointi julkaistiin vuosina 2013-14.
Ryhmä esitti neljä ennustetta hiilidioksidipäästöjen tulevista tasoista – joita kutsutaan edustaviksi pitoisuuspoluiksi (Representative Concentration Pathways, RCP) – joita ilmastomallinnusryhmät eri puolilla maailmaa voisivat käyttää tuottaakseen ennusteita planeetan kohtalosta5. RCP:t valittiin kuvaamaan säteilypakotteen eri tasoja – luku, joka kuvastaa sitä, kuinka paljon lisälämpenemistä kasvihuonekaasupäästöt aiheuttavat. RCP-ohjelmilla ei ollut tarkoitus kuvata tiettyjä päästösuuntauksia tai ennustaa, miten taloudet ja teknologia voisivat muuttua. Tämä tehtävä jätettiin muille tutkijoille, jotka myöhemmin tuottaisivat päästösuuntauksia, jotka voisivat ohjata kasvihuonekaasupitoisuuksia tavalla, joka jäljittelisi RCP-ohjelmia.
Mossin mukaan RCP-ohjelmat suunniteltiin siten, että ne kattaisivat tieteellisessä kirjallisuudessa esitettyjen lämpenemismahdollisuuksien kirjon ja muodostaisivat riittävän merkittävän vaihteluvälin korkeiden ja matalien ennusteiden välille, jotta ilmastomallinnuksen laatijat kykenisivät tekemään eron niiden välillä. Niin paljon kritiikkiä herättäneen 5 °C:n lämpötilan nousua sisältävän skenaarion – jota kutsutaan RCP8.5:ksi – yksi merkittävä vetovoimatekijä on se, että se antaa mallintajille voimakkaan signaalin. ”Halusimme antaa tarpeeksi yksityiskohtaisia tietoja, jotta ilmastomallinnuksen laatijat voisivat tehdä työnsä”, Moss sanoo. Yksittäisistä skenaarioista hän lisää, että ”emme koskaan halunneet antaa niille erityistä painoarvoa”.
Ajan myötä RCP-skenaariot saivat kuitenkin omanlaisensa elämän. Vaikka varoitukset ja varaukset ovat kaikki olemassa niille, jotka tietävät, mistä etsiä, monet tiedemiehet ja muut alkoivat käyttää RCP8.5:tä kuvaamaan maailmaa, jossa ei toteuteta aggressiivisia ilmastotoimia.
”RCP8.5:n käyttäminen on hyvin houkuttelevaa monista eri syistä, mutta se on myös melko epärealistista”, sanoo Glen Peters, Oslossa sijaitsevan Kansainvälisen ilmastotutkimuksen keskuksen ilmastopoliittinen tutkija Glenn Peters, joka on ollut mukana hiljattain julkaistun asiaa käsittelevän kommentin6 kirjoittajana. ”Kysymys on siitä, miten näitä asioita tasapainotetaan ja miten viestitään siitä, mitä se edustaa.”
RCP8.5:n vääränlainen luonnehdinta – ennusteena siitä, mitä voisi tapahtua tavanomaisen kehityksen mukaisessa maailmassa, jossa hallitukset eivät toteuta ilmastopolitiikkaa – on jokapäiväinen ilmiö, sanoo Colorado Boulderin yliopiston tiedepoliittinen tutkija Roger Pielke Jr. Pielke sanoo, että jopa suurissa tieteellisissä katsauksissa, kuten Yhdysvaltain kansallisessa ilmastoselvityksessä, on käytetty RCP8.5:tä tosiasiallisena perusskenaariona, jossa päästöt jatkavat kasvuaan. Hänen mukaansa tämä paisuttaa ennusteita ilmaston lämpenemisen vaikutuksista – ja myös toimimatta jättämisen kustannuksista.
Wuebbles puolustaa päätöstä käyttää RCP8.5:tä Yhdysvaltain arvioinnissa2. Asiakirjassa viitataan RCP8.5:een vain ”korkeampana” skenaariona. Siinä todetaan, että päästöt olivat tämän skenaarion mukaisia 15-20 vuoden ajan, kunnes ne tasaantuivat muutamaksi vuodeksi vuoden 2014 tienoilla.
Lisäksi RCP8.5 tarjoaa tutkijoille korkean riskin skenaarion, joka on arvokas, kun halutaan ymmärtää ilmaston ääri-ilmiöiden aiheuttamia riskejä, sanoo Céline Guivarch, ilmastonmuutoksen taloustieteilijä ympäristöä ja kehitystä tutkivasta kansainvälisestä tutkimuskeskuksesta (Centre for International Research on the Environment and Development (CIRED), Nogent-sur-Marne, Ranska. Monet tutkijat väittävät, että vaikka hiilen käyttö ei lisääntyisikään katastrofaalisella tavalla, 5 celsiusasteen lämpeneminen voi tapahtua muilla tavoin, kuten ikiroudan sulamisella.
Kun RCP-ohjelmat julkaistiin vuonna 2010, suunnitelmana oli saada kahden vuoden kuluessa valmiiksi uusi joukko tarkennettuja sosioekonomisia skenaarioita. Niitä olisi hyödynnetty vuosina 2013 ja 2014 ilmestyneissä IPCC:n raporteissa, joissa todettiin, että lämpenemisvauhti vuodesta 1950 lähtien on ennennäkemätöntä vuosisatojen tai vuosituhansien aikaskaalalla, ja jotka loivat pohjan vuonna 2015 solmitulle Pariisin ilmastosopimukselle.
Prosessi olikin kuitenkin paljon vaikeampi – ja kesti paljon pidempään – kuin odotettiin. Uuden sukupolven skenaariot, jotka tunnetaan nimellä Shared Socioeconomic Pathways (SSP), otettiin käyttöön vasta vuonna 2015. Vasta nyt, kun suurimmat ilmastomallinnuskeskukset ympäri maailmaa suorittavat kokeilujaan IPCC:n vuoden 2021 arviointia varten, ne ovat nousemassa ilmastotutkimuksen keskiöön.
Vaikka uudet skenaariot perustuvat vanhoihin RCP-skenaarioihin, ne esittävät ensimmäistä kertaa täysin konkreettisia tarinoita siitä, miten maailma voisi kehittyä. Kukin tarjoaa laajan tarinan siitä, miten maailma voisi muuttua, sekä numerotietoja keskeisistä demografisista suuntauksista – väestöstä, taloudellisesta tuottavuudesta, kaupungistumisesta ja koulutuksesta – jokaisessa maassa maapallolla, joita mallintajat sitten käyttävät päästöjen ja planeettaan kohdistuvien vaikutusten simuloimiseen.
Skenaarioita laatineet työryhmät jättivät tarkoituksella pois kaikki ilmastopolitiikat. Tämä lähestymistapa antaa tutkijoille mahdollisuuden tehdä omia kokeita ja testata hallitusten ja yhteiskuntien erilaisten päätösten vaikutuksia, Ebi sanoo. Joustavuuden ansiosta hän ja muut kansanterveystutkijat voivat vertailla ja asettaa vastakkain sellaisten ilmastopolitiikkojen terveyshyötyjä, jotka samanaikaisesti vähentävät hiilidioksidipäästöjä ja johtavat puhtaampaan ilmaan.
”Sitä ei ennen voinut tehdä”, Ebi sanoo. ”Se antaa ilmastoyhteisölle mahdollisuuden esittää kysymyksiä, joita me emme voineet esittää.”
Rocky road
Vaikka SSP-skenaariot ovat vain muutaman vuoden vanhoja, ne kehitettiin maailmassa, joka on hyvin erilainen kuin nykyinen. Ne muotoiltiin ennen vuoden 2016 poliittista mullistusta, kun Yhdistynyt kuningaskunta äänesti Euroopan unionista eroamisesta ja Yhdysvallat valitsi presidentiksi Donald Trumpin, joka lupasi asettaa Amerikan etusijalle ja vetäytyä Pariisin ilmastosopimuksesta.
Mutta SSP-skenaarioita laatineet työryhmät kuvittelivat tarinan, joka on hyvin lähellä sitä tietä, jota Yhdysvallat ja muut suurvallat ovat kulkemassa. SSP3-skenaariota, jonka nimi on ”alueellinen kilpailu – kivinen tie”, määrittelee nationalismin elpyminen. Siinä huoli taloudellisesta kilpailukyvystä ja turvallisuudesta johtaa kauppasotiin. Vuosikymmenten edetessä kansalliset pyrkimykset lukita energia- ja elintarvikehuolto hidastavat maailmanlaajuista kehitystä. Investoinnit koulutukseen ja teknologiaan vähenevät. Kasvihuonekaasujen hillitseminen olisi tällaisessa maailmassa vaikeaa, eikä ilmastonmuutokseen sopeutuminen olisi yhtään helpompaa. Tämän skenaarion mukaan maapallon keskilämpötilan ennustetaan nousevan yli neljä celsiusastetta korkeammaksi kuin esiteollisella kaudella.
Ebi pitää tätä nöyryyden oppituntina, sillä skenaario vaikutti kehitettäessä järjettömältä. Mutta siitähän tässä on kyse.
”Kun aloimme työskennellä tämän parissa, ei ollut puhetta America first, ei ollut brexitiä, ei ollut kauppasotia Yhdysvaltojen ja Kiinan välillä”, hän sanoo. ”Se on epämiellyttävää, mutta tällaisia polkuja tarvitaan. Emme tiedä, miltä tulevaisuus näyttää.”