Hoe warm wordt de aarde in 2100?
Toen wereldleiders bijeenkwamen om het jaar 2050 in te luiden, keken ze terug op de coronaviruspandemie van 30 jaar daarvoor als keerpunt in het streven om de opwarming van de aarde te beteugelen. Naties sloegen de handen ineen om de pandemie te verslaan, en dat luidde een nieuw tijdperk van samenwerking in om een klimaatramp te voorkomen. Investeringen in groene energie en nieuwe technologie hebben geleid tot een snelle vermindering van de uitstoot van kooldioxide, waardoor de wereld op schema ligt om de opwarming van de aarde te beperken tot ongeveer 1,5 °C boven het pre-industriële niveau.
Of misschien ook niet. In 2050 zou de wereld kunnen terugkijken en de pandemie zien als weinig meer dan een blip in een lange en meestal vergeefse poging om de opwarming van de aarde af te wenden. Ondanks een tijdelijke daling van de koolstofemissies als gevolg van de uitbraak in 2020, wendden landen zich tot goedkope fossiele brandstoffen om hun economieën na de crisis nieuw leven in te blazen. De koolstofemissies stegen en de temperaturen volgden, waardoor tegen het einde van de eeuw een opwarming van 5°C dreigt.
Dit zijn slechts twee mogelijke visies op de toekomst. Niemand weet hoe de huidige pandemie zal uitpakken; evenmin is duidelijk of de mensheid uiteindelijk bijeen zal komen om een potentiële klimaatcatastrofe te voorkomen. Maar klimaatonderzoekers moeten nagaan welke soorten problemen zich kunnen voordoen bij verschillende niveaus van opwarming. Daarom hebben zij een reeks scenario’s ontwikkeld die een reeks toekomstscenario’s moeten voorstellen waarmee de mensheid zou kunnen worden geconfronteerd1. Hun doel is te onderzoeken hoe verschillende beleidsmaatregelen de koolstofuitstoot zouden kunnen veranderen – en hoe de planeet zal reageren op al dat warmtevasthoudende gas.
Aan de ene kant van het spectrum verkennen optimistische scenario’s werelden waarin regeringen hun krachten bundelen om koolstofarme technologieën te bevorderen en tegelijkertijd armoede en ongelijkheid terugdringen. Aan het andere uiteinde voeren landen hun gebruik van goedkope fossiele brandstoffen op, waarbij ze koste wat kost economische groei nastreven.
Onderzoeksteams hebben deze scenario’s (zie ‘Een reeks toekomsten’) voor het eerst door de belangrijkste klimaatmodellen ter wereld laten lopen, waarbij ze projecties hebben gemaakt van hoe de aarde zou kunnen reageren op verschillende sociaaleconomische paden. Deze simulaties zullen jarenlang informatie opleveren voor klimaatonderzoek en een centrale rol spelen in de volgende grote evaluatie van de opwarming van de aarde door het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), die volgend jaar moet uitkomen. Het onderzoek kan ook een sleutelrol spelen in de onderhandelingen over een nieuwe reeks verbintenissen om de emissies te verminderen in het kader van de klimaatovereenkomst van Parijs van 2015.
Bron: Bewerkt uit Fig. 3, B. C. O’Neill et al. Geosci. Model Dev. 9, 3461-3482 (2016)
Deze scenario’s actualiseren een reeks die de afgelopen tien jaar in gebruik is geweest, waaronder één extreme – en controversiële – versie die tegen 2100 een temperatuurstijging van ongeveer 5 °C boven het pre-industriële niveau voorspelt. Critici hebben beweerd dat dit scenario, dat al meer dan tien jaar een centrale rol speelt in klimaatstudies, misleidend is omdat het onrealistische hoeveelheden steenkoolgebruik omvat – een ruwweg vijfvoudige toename tegen 2100. Maar veel onderzoekers wijzen die kritiek van de hand en zeggen dat zelfs scenario’s met een hoge uitstoot waardevol zijn, zolang mensen de onderliggende aannames en beperkingen ervan maar begrijpen. Een massaal vrijkomen van methaan uit de Arctische permafrost, bijvoorbeeld, zou een vergelijkbaar effect kunnen hebben als enorme stijgingen in het gebruik van fossiele brandstoffen.
“We proberen risico’s te begrijpen, niet de toekomst te voorspellen,” zegt Donald Wuebbles, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign en een coördinerend hoofdauteur van het eerste deel van de nieuwste Amerikaanse nationale klimaatbeoordeling2, die in 2017 is uitgebracht. De scenario’s zijn niet bedoeld om emissies te voorspellen, maar om verschillende niveaus van opwarming en soorten economische ontwikkeling te onderzoeken. Ze helpen een grote verscheidenheid aan onderzoekers: klimaatmodelleurs gebruiken ze om hun modellen te testen en de impact van toenemende broeikasgasemissies te projecteren; economen hebben ze nodig om de kosten van beleid te onderzoeken; en ecologen vertrouwen erop om veranderingen in ecosystemen over de hele wereld te voorspellen.
“Dit is geen sciencefiction”, zegt Kristie Ebi, een milieu-gezondheidsonderzoeker aan de Universiteit van Washington in Seattle die medevoorzitter is van de commissie die de nieuwe scenario’s heeft ontwikkeld. “We hebben deze modelresultaten nodig om ons inzicht te geven in de gevolgen van onze keuzes, en nu kunnen we dat doen.”
Ongewone zaken
In april 1989 kwam een groep deskundigen, belast met het voorspellen van mogelijke toekomsten, bijeen in Bilthoven, Nederland, ter voorbereiding van de eerste IPCC-evaluatie, die het jaar daarop zou verschijnen. Zij stelden scenario’s op waarin werd beschreven hoeveel kooldioxide, methaan en andere warmteveroorzakende gassen landen in de komende eeuw zouden kunnen produceren3. En die mogelijke toekomstige werelden – van extreem vervuild tot uitzonderlijk schoon – leverden het ruwe materiaal voor klimaatmodelleurs om te voorspellen hoe de planeet zou kunnen reageren.
Sindsdien heeft het IPCC de belangrijkste emissiescenario’s verschillende keren bijgesteld. Maar de situatie veranderde in 2006, toen het IPCC besloot zich terug te trekken uit de ontwikkeling van scenario’s onder druk van de Verenigde Staten en anderen die stelden dat de organisatie de wetenschap moest beoordelen en niet sturen.
In 2010 publiceerde een zelfbenoemde groep onder leiding van klimaatwetenschapper Richard Moss, toen werkzaam bij het Joint Global Change Research Institute in College Park, Maryland, een nieuw kader voor het maken en gebruiken van scenario’s, bedoeld om het onderzoek te sturen voor de laatste beoordeling van het IPCC4 , die werd uitgebracht in 2013-14.
De groep heeft een reeks van vier projecties van toekomstige koolstofverontreinigingsniveaus – representatieve concentratietrajecten (RCP’s) genoemd – opgesteld die door klimaatmodelgroepen over de hele wereld kunnen worden gebruikt om voorspellingen te doen over het lot van de planeet5. De RCP’s zijn geselecteerd om verschillende niveaus van radiatieve forcering weer te geven – een getal dat aangeeft hoeveel extra opwarming het gevolg is van broeikasgasemissies. De RCP’s waren niet bedoeld om specifieke emissietrends te beschrijven of te voorspellen hoe economieën en technologie zouden kunnen veranderen. Dat werk werd aan andere onderzoekers overgelaten, die later emissietrends zouden produceren die de broeikasgasconcentraties zouden kunnen beïnvloeden op manieren die de RCP’s nabootsen.
Moss zegt dat de RCP’s bedoeld waren om het spectrum van opwarmingsmogelijkheden in de wetenschappelijke literatuur weer te geven en een voldoende groot bereik te creëren tussen de hoge en lage projecties, zodat klimaatmodelleurs in staat zouden zijn om ze van elkaar te onderscheiden. Een groot voordeel van het scenario met een mondiale temperatuurstijging van 5 °C dat zoveel kritiek uitlokte – RCP8.5 genoemd – is dat het modelleurs een krachtig signaal geeft. “We wilden voldoende details geven, zodat klimaatmodelleurs hun werk kunnen doen,” zegt Moss. Wat de afzonderlijke scenario’s betreft, voegt hij eraan toe: “Het was nooit onze bedoeling ze een bepaald gewicht toe te kennen”.
Na verloop van tijd zijn de RCP’s echter een eigen leven gaan leiden. Hoewel de voorbehouden en kwalificaties er allemaal zijn voor wie weet waar hij moet kijken, begonnen veel wetenschappers en anderen RCP8.5 te gebruiken om een wereld voor te stellen zonder agressieve klimaatmaatregelen.
“Het is heel verleidelijk om RCP8.5 te gebruiken om een hele reeks redenen, maar het is ook behoorlijk onrealistisch,” zegt Glen Peters, een onderzoeker op het gebied van klimaatbeleid aan het Center for International Climate Research in Oslo en co-auteur van een recent commentaar op de kwestie6. “De vraag is hoe je die kwesties in evenwicht brengt en communiceert wat het vertegenwoordigt.”
De verkeerde karakterisering van RCP8.5 – als een projectie van wat er zou kunnen gebeuren in een business-as-usual wereld waarin regeringen er niet in slagen klimaatbeleid te voeren – is endemisch, zegt Roger Pielke Jr, een wetenschap-politiek onderzoeker aan de Universiteit van Colorado Boulder. Pielke zegt dat zelfs belangrijke wetenschappelijke evaluaties, zoals de nationale klimaatbeoordeling van de VS, RCP8.5 hebben gebruikt als een de facto basisscenario waarin de emissies blijven toenemen. Dat blaast de projecties van de effecten van de opwarming van de aarde op – evenals de kosten van niets doen, zegt hij.
Wuebbles verdedigt de beslissing om RCP8.5 te gebruiken in de Amerikaanse beoordeling2. In het document wordt RCP8.5 slechts een “hoger” scenario genoemd. Het merkt op dat de emissies gedurende 15-20 jaar consistent waren met dit scenario, totdat ze rond 2014 een paar jaar afvlakten.
Daarnaast biedt RCP8.5 wetenschappers een scenario met een hoog risico dat waardevol is om de risico’s van klimaatextremen te begrijpen, zegt Céline Guivarch, een klimaatveranderings-econoom bij het Centre for International Research on the Environment and Development (CIRED) in Nogent-sur-Marne, Frankrijk. Veel wetenschappers stellen dat zelfs als het gebruik van steenkool niet op catastrofale wijze toeneemt, de opwarming met 5 °C op andere manieren kan gebeuren, onder meer door het ontdooien van de permafrost.
Nadat de RCP’s in 2010 werden gepubliceerd, was het plan om binnen twee jaar een nieuwe reeks uitgewerkte sociaaleconomische scenario’s klaar te hebben. Die scenario’s zouden als input hebben gediend voor de IPCC-rapporten van 2013 en 2014, waarin werd vastgesteld dat het tempo van de opwarming sinds 1950 ongekend is over een tijdschaal van eeuwen tot millennia, en de weg werd vrijgemaakt voor het klimaatakkoord van Parijs van 2015.
Maar het proces was veel moeilijker – en duurde veel langer – dan verwacht. De nieuwe generatie scenario’s, bekend als Shared Socioeconomic Pathways (SSP’s), werd pas in 2015 geïntroduceerd. Pas nu, nu de belangrijkste klimaatmodellencentra over de hele wereld hun experimenten voor de IPCC-evaluatie van 2021 uitvoeren, krijgen ze een centrale plaats in het klimaatonderzoek.
Hoewel ze gebaseerd zijn op de oude RCP’s, presenteren de nieuwe scenario’s voor het eerst volledig uitgewerkte verhalen over hoe de wereld zich zou kunnen ontwikkelen. Elk scenario biedt een brede verhaallijn over hoe de wereld zou kunnen veranderen, alsmede cijfers voor belangrijke demografische trends – bevolking, economische productiviteit, verstedelijking en onderwijs – in elk land op aarde, die modelleurs vervolgens gebruiken om emissies en planetaire effecten te simuleren.
De teams die de SSP’s hebben opgesteld, hebben met opzet klimaatbeleid buiten beschouwing gelaten. Deze aanpak stelt wetenschappers in staat hun eigen experimenten uit te voeren en de effecten van verschillende beslissingen van regeringen en samenlevingen te testen, zegt Ebi. De flexibiliteit stelt haar en andere volksgezondheidsonderzoekers in staat om de gezondheidsvoordelen van klimaatbeleid dat tegelijkertijd de koolstofuitstoot vermindert en resulteert in schonere lucht, te vergelijken en te contrasteren.
“Vroeger kon je dat niet doen,” zegt Ebi. “Het stelt de klimaatgemeenschap in staat om vragen te stellen die wij niet konden stellen.”
Rocky road
Hoewel de SSP-scenario’s slechts een paar jaar oud zijn, werden ze ontwikkeld in een wereld die heel anders is dan de wereld van vandaag. Ze zijn opgesteld vóór de politieke omwenteling van 2016, toen het Verenigd Koninkrijk stemde voor een vertrek uit de Europese Unie en de Verenigde Staten president Donald Trump kozen, die beloofde Amerika op de eerste plaats te zetten en zich terug te trekken uit het klimaatverdrag van Parijs.
Maar de teams die de SSP’s hebben opgesteld, stelden zich een verhaallijn voor die heel dicht ligt bij de weg die de Verenigde Staten en andere grote mogendheden zijn ingeslagen. Het SSP3-scenario, dat “regionale rivaliteit – een rotsachtige weg” wordt genoemd, wordt gekenmerkt door een heropleving van het nationalisme. Het ziet zorgen over economisch concurrentievermogen en veiligheid leiden tot handelsoorlogen. Naarmate de decennia verstrijken, wordt de mondiale ontwikkeling afgeremd door nationale pogingen om de energie- en voedselvoorziening veilig te stellen. Investeringen in onderwijs en technologie nemen af. In een dergelijke wereld zou het moeilijk zijn de uitstoot van broeikasgassen te beperken, en de aanpassing aan de klimaatverandering zou er niet eenvoudiger op worden. Volgens dit scenario zal de gemiddelde mondiale temperatuur naar verwachting stijgen tot meer dan 4 °C boven het pre-industriële niveau.
Voor Ebi is het een les in nederigheid, want het scenario leek vergezocht toen het werd ontwikkeld. Maar dat is juist het punt.
“Toen we hieraan begonnen, was er geen sprake van America first, er was geen Brexit, er waren geen handelsoorlogen tussen de Verenigde Staten en China,” zegt ze. “Het is ongemakkelijk, maar je moet dat soort trajecten hebben. We weten niet hoe de toekomst eruit gaat zien.”