Jak gorąca stanie się Ziemia do 2100 roku?

Jak gorąca stanie się Ziemia do 2100 roku?

Gdy światowi przywódcy zebrali się, aby zaznaczyć początek roku 2050, spojrzeli wstecz na pandemię koronawirusa 30 lat wcześniej jako punkt zwrotny w dążeniu do powstrzymania globalnego ocieplenia. Narody zjednoczyły się, aby pokonać pandemię, co zapoczątkowało nową erę współpracy w celu zapobieżenia katastrofie klimatycznej. Inwestycje w zieloną energię i nowe technologie przyniosły szybkie zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, dzięki czemu świat jest na dobrej drodze do ograniczenia globalnego ocieplenia do około 1,5°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej.

A może nie. W 2050 roku świat może spojrzeć wstecz i zobaczyć pandemię jako niewiele więcej niż punkt zwrotny w długich i w większości daremnych wysiłkach, aby powstrzymać globalne ocieplenie. Pomimo tymczasowego spadku emisji dwutlenku węgla po wybuchu epidemii w 2020 roku, kraje zwróciły się ku tanim paliwom kopalnym, aby ożywić swoje gospodarki po kryzysie. Emisje dwutlenku węgla gwałtownie wzrosły, a temperatury podążyły za nimi, wyznaczając scenę dla ocieplenia o 5°C do końca wieku.

To tylko dwie możliwe wizje przyszłości. Nikt nie wie, jak potoczą się losy obecnej pandemii; nie jest też jasne, czy ludzkość ostatecznie zjednoczy się, by uniknąć potencjalnej katastrofy klimatycznej. Naukowcy zajmujący się klimatem muszą jednak zbadać, jakie problemy mogą się pojawić przy różnych poziomach ocieplenia. W tym celu opracowali zestaw scenariuszy, które mają reprezentować szereg przyszłości, w jakich może znaleźć się ludzkość1. Ich celem jest zbadanie, jak różne polityki mogą zmienić emisje dwutlenku węgla – i jak planeta zareaguje na cały ten gaz cieplarniany.

Na jednym krańcu spektrum optymistyczne scenariusze badają świat, w którym rządy łączą siły, aby rozwijać technologie niskoemisyjne, jednocześnie zmniejszając ubóstwo i nierówności. Na drugim biegunie kraje zwiększają zużycie tanich paliw kopalnych, dążąc do wzrostu gospodarczego za wszelką cenę.

Zespoły badawcze po raz pierwszy przeprowadziły te scenariusze (patrz 'A range of futures’) przez główne światowe modele klimatyczne, dostarczając projekcji tego, jak Ziemia może zareagować na różne ścieżki społeczno-ekonomiczne. Symulacje te będą stanowiły źródło informacji dla badań nad klimatem w nadchodzących latach i odegrają główną rolę w kolejnej ważnej ocenie globalnego ocieplenia dokonanej przez Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC), która ma się ukazać w przyszłym roku. Badania te mogą również odegrać kluczową rolę w negocjacjach dotyczących nowego zestawu zobowiązań do ograniczenia emisji w ramach porozumienia klimatycznego z 2015 r. w Paryżu.

Te scenariusze aktualizują zestaw, który był w użyciu przez ostatnią dekadę, w tym jedną ekstremalną – i kontrowersyjną – wersję, która przewiduje wzrost temperatury o około 5°C powyżej poziomów przedprzemysłowych do 2100 roku. Krytycy zarzucają, że ten konkretny scenariusz, który odgrywał główną rolę w badaniach klimatu przez ponad dekadę, jest mylący, ponieważ uwzględnia nierealistyczne ilości zużycia węgla – około pięciokrotny wzrost do 2100 roku. Jednak wielu badaczy odrzuca tę krytykę, twierdząc, że nawet tak wysokoemisyjne scenariusze mają wartość, o ile ludzie rozumieją ich podstawowe założenia i ograniczenia. Masowe uwolnienie metanu z arktycznej wiecznej zmarzliny, na przykład, może mieć podobny efekt do ogromnych skoków zużycia paliw kopalnych.

„Próbujemy zrozumieć ryzyko, a nie przewidzieć przyszłość”, mówi Donald Wuebbles, naukowiec zajmujący się atmosferą na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign i koordynujący główny autor pierwszego tomu najnowszej krajowej oceny klimatu USA2, wydanej w 2017 roku. Scenariusze nie są przeznaczone do prognozowania emisji, ale do badania różnych poziomów ocieplenia i rodzajów rozwoju gospodarczego. Pomagają one wielu różnym badaczom: modelarze klimatu używają ich do testowania swoich modeli i przewidywania wpływu rosnących emisji gazów cieplarnianych; ekonomiści potrzebują ich do badania kosztów polityki; a ekolodzy polegają na nich, aby przewidzieć zmiany w ekosystemach na całym świecie.

„To nie jest science fiction”, mówi Kristie Ebi, badaczka środowiska i zdrowia na Uniwersytecie Waszyngtona w Seattle, która współprzewodniczy komitetowi, który opracował nowe scenariusze. „Potrzebujemy tych wyników modelowych, aby dać nam wgląd w skutki naszych wyborów, a teraz możemy to zrobić.”

Niezwykły biznes

W kwietniu 1989 r. grupa ekspertów, których zadaniem jest przewidywanie potencjalnych przyszłości, spotkała się w Bilthoven w Holandii, aby przygotować się do pierwszej oceny IPCC, która miała się ukazać w następnym roku. Stworzyli oni scenariusze opisujące, ile dwutlenku węgla, metanu i innych gazów cieplarnianych narody mogą wyprodukować w ciągu następnego stulecia3. A te możliwe przyszłe światy – od skrajnie zanieczyszczonych do wyjątkowo czystych – stanowiły surowiec dla modelarzy klimatu do przewidywania, jak może zareagować planeta.

Od tego czasu IPCC kilkakrotnie aktualizował główne scenariusze emisji. Sytuacja zmieniła się jednak w 2006 roku, kiedy IPCC postanowiło wycofać się z opracowywania scenariuszy z powodu nacisków ze strony Stanów Zjednoczonych i innych krajów, które twierdziły, że organizacja powinna oceniać, a nie kierować nauką.

W związku z tym w 2010 roku samozwańcza grupa pod przewodnictwem klimatologa Richarda Mossa, pracującego wówczas w Joint Global Change Research Institute w College Park w stanie Maryland, opublikowała nowe ramy dla tworzenia i wykorzystywania scenariuszy, które miały ukierunkować badania na potrzeby ostatniej oceny IPCC4, wydanej w latach 2013-2014.

Grupa przedstawiła zestaw czterech projekcji przyszłych poziomów zanieczyszczenia węglem – nazwanych Reprezentatywnymi Ścieżkami Stężenia (RCP) – które mogą być wykorzystywane przez grupy zajmujące się modelowaniem klimatu na całym świecie do tworzenia prognoz dotyczących losów planety5. RCP zostały wybrane w celu przedstawienia różnych poziomów wymuszenia radiacyjnego – liczby, która odzwierciedla, jak bardzo dodatkowe ocieplenie wynika z emisji gazów cieplarnianych. RCP nie miały na celu opisania konkretnych trendów emisji ani przewidywania, jak mogą zmienić się gospodarki i technologie. To zadanie pozostawiono innym badaczom, którzy później opracują zestawy trendów emisji, które mogą wpłynąć na koncentrację gazów cieplarnianych w sposób naśladujący RCP.

Moss mówi, że RCP zostały zaprojektowane tak, aby uchwycić spektrum możliwości ocieplenia w literaturze naukowej i stworzyć wystarczająco duży zakres pomiędzy wysokimi i niskimi prognozami, aby modelarze klimatu byli w stanie je rozróżnić. Jednym z głównych atutów scenariusza zakładającego wzrost temperatury o 5°C, który wywołał tak wiele krytyki – zwanego RCP8.5 – jest to, że dostarcza on modelarzom silnego sygnału. „Chcieliśmy podać wystarczająco dużo szczegółów, aby modelarze klimatu mogli wykonać swoją pracę” – mówi Moss. Jeśli chodzi o poszczególne scenariusze, dodaje, „nigdy nie mieliśmy zamiaru nadawać im szczególnej wagi”.

Z czasem jednak RCP nabrały własnego życia. Chociaż wszystkie zastrzeżenia i kwalifikacje są dostępne dla tych, którzy wiedzą, gdzie szukać, wielu naukowców i innych zaczęło używać RCP8.5, aby reprezentować świat bez agresywnych działań klimatycznych.

„Bardzo kuszące jest używanie RCP8.5 z wielu powodów, ale jest to również dość nierealistyczne”, mówi Glen Peters, badacz polityki klimatycznej w Center for International Climate Research w Oslo i współautor niedawnego komentarza na ten temat6. „Pytanie brzmi, jak zrównoważyć te kwestie i przekazać to, co reprezentuje.”

Błędne opisywanie RCP8.5 – jako projekcji tego, co może się wydarzyć w świecie, w którym rządy nie wprowadzą polityki klimatycznej – jest powszechne, mówi Roger Pielke Jr, badacz polityki klimatycznej na Uniwersytecie Kolorado w Boulder. Pielke twierdzi, że nawet główne przeglądy naukowe, takie jak Narodowa Ocena Klimatu USA, domyślnie używają RCP8.5 jako de facto bazowego scenariusza, w którym emisje nadal rosną. To zawyża prognozy skutków globalnego ocieplenia – jak również kosztów braku działania, mówi.

Wuebbles broni decyzji o użyciu RCP8.5 w amerykańskiej ocenie2. Dokument odnosi się do RCP8.5 jedynie jako „wyższego” scenariusza. Zauważa, że emisje były zgodne z tym scenariuszem przez 15-20 lat, aż do ich wyrównania na kilka lat około 2014 r.

Co więcej, RCP8.5 zapewnia naukowcom scenariusz wysokiego ryzyka, który jest cenny dla zrozumienia ryzyka związanego z ekstremami klimatycznymi, mówi Céline Guivarch, ekonomistka ds. zmian klimatu w Centrum Międzynarodowych Badań nad Środowiskiem i Rozwojem (CIRED) w Nogent-sur-Marne we Francji. Wielu naukowców twierdzi, że nawet jeśli zużycie węgla nie wzrośnie w katastrofalny sposób, ocieplenie o 5°C może nastąpić w inny sposób, w tym poprzez rozmrożenie wiecznej zmarzliny.

Po opublikowaniu RCP w 2010 r. planowano, że w ciągu dwóch lat będzie gotowy nowy zestaw dopracowanych scenariuszy społeczno-gospodarczych. Scenariusze te zostałyby wykorzystane w raportach IPCC, które ukazały się w 2013 i 2014 r., w których stwierdzono, że tempo ocieplenia od 1950 r. jest bezprecedensowe w skali czasowej od stuleci do tysiącleci, i które wyznaczyły etap dla porozumienia klimatycznego w Paryżu w 2015 r.

Ale proces ten był o wiele trudniejszy – i trwał o wiele dłużej – niż przewidywano. Scenariusze nowej generacji, znane jako Wspólne Ścieżki Społeczno-Ekonomiczne (Shared Socioeconomic Pathways – SSP), zostały wprowadzone dopiero w 2015 roku. Dopiero teraz, gdy główne ośrodki modelowania klimatu na całym świecie przeprowadzają swoje eksperymenty na potrzeby oceny IPCC na rok 2021, zajmują one centralne miejsce w badaniach nad klimatem.

Chociaż oparte na starych RCP, nowe scenariusze po raz pierwszy przedstawiają w pełni rozwinięte narracje na temat tego, jak świat może się zmienić. Każdy z nich zawiera szeroką opowieść o tym, jak świat może się zmienić, a także liczby dotyczące kluczowych trendów demograficznych – populacji, wydajności gospodarczej, urbanizacji i edukacji – w każdym kraju na Ziemi, które modelarze wykorzystują do symulacji emisji i wpływu na planetę.

Zespoły, które opracowały SSP celowo pominęły wszelkie polityki klimatyczne. Takie podejście pozwala naukowcom na prowadzenie własnych eksperymentów i testowanie wpływu różnych decyzji rządów i społeczeństw, mówi Ebi. Elastyczność pozwala jej i innym badaczom zajmującym się zdrowiem publicznym porównać i skontrastować korzyści zdrowotne wynikające z polityki klimatycznej, która jednocześnie ogranicza emisje dwutlenku węgla i skutkuje czystszym powietrzem.

„Wcześniej nie można było tego zrobić” – mówi Ebi. „To pozwala społeczności klimatycznej zadawać pytania, których my nie mogliśmy zadać.”

Rocky road

Choć scenariusze SSP mają zaledwie kilka lat, zostały opracowane w świecie bardzo różniącym się od dzisiejszego. Zostały ukształtowane przed wstrząsami politycznymi z 2016 roku, kiedy to Wielka Brytania zagłosowała za wyjściem z Unii Europejskiej, a Stany Zjednoczone wybrały prezydenta Donalda Trumpa, który obiecał postawić Amerykę na pierwszym miejscu i wycofać się z paryskiego traktatu klimatycznego.

Ale zespoły, które sporządziły scenariusze SSP, wyobraziły sobie fabułę, która jest bardzo bliska ścieżce, jaką podążają Stany Zjednoczone i inne największe mocarstwa. Scenariusz SSP3, nazwany „regionalna rywalizacja – kamienista droga”, jest zdefiniowany przez odradzający się nacjonalizm. Obawy o konkurencyjność gospodarczą i bezpieczeństwo prowadzą do wojen handlowych. W miarę upływu dziesięcioleci krajowe wysiłki zmierzające do zablokowania dostaw energii i żywności hamują globalny rozwój. Zmniejszają się inwestycje w edukację i technologię. Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych byłoby w takim świecie trudne, a dostosowanie się do zmian klimatycznych wcale nie byłoby łatwiejsze. Zgodnie z tym scenariuszem przewiduje się, że średnia globalna temperatura wzrośnie do ponad 4°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej.

Dla Ebiego jest to lekcja pokory, ponieważ scenariusz ten wydawał się niedorzeczny, gdy został opracowany. Ale o to właśnie chodzi.

„Kiedy zaczęliśmy nad tym pracować, nie było dyskusji o America first, nie było Brexitu, nie było wojen handlowych między Stanami Zjednoczonymi a Chinami” – mówi. „To niewygodne, ale trzeba mieć tego rodzaju ścieżki. Nie wiemy, jak będzie wyglądała przyszłość.”

.