Klímaváltozás Miért túlmelegednek a legújabb számítási modellek - DER SPIEGEL

Mennyire érzékeny a föld? Ha az új modellek helyesek, akkor még gyorsabban kellene csökkentenünk a CO2-kibocsátást, hogy teljesítsük a párizsi klímaegyezmény célját

klímaváltozás

Fotó: oonal/iStockphoto/Getty Images

Ha jól mennek a dolgok, egy napon azt mondják, hogy a koronavírus következményei végre áttörést hoztak a klímavédelemben - mert felismerték, hogy a legsúlyosabb válságokat is el lehet sajátítani elkötelezett nemzetközi fellépéssel. Ha rosszul alakulnak a dolgok, akkor különösen a fosszilis tüzelőanyagok iparát támogatják az elkövetkező hónapokban rövid távú finanszírozási programok, és a zöld átalakításhoz szükséges pénzügyi eszközök hiányozhatnak.

A történet vége a szakpolitikai választásoktól függ. Azonban ma már meghatározható, hogy a Corona szinte minden más témát kiszorít a nyilvánosság elől. A klímavédelem sürgőssége nem veszítette el aktualitását, éppen ellenkezőleg.

Stefan Rahmstorf rendszeresen ír a SPIEGEL számára a klímaválságról. Klíma- és tengerkutató, valamint a Potsdami Klímahatáskutató Intézet (PIK) Földrendszer-elemzési osztályát vezeti. 2000 óta a Potsdami Egyetem óceánfizika professzora is. Fő kutatási területe a paleoklíma kutatása, az óceán áramlásának és tengerszintjének változása, valamint a szélsőséges időjárási viszonyok.

Az elmúlt hetekben elszigetelt médiaértesülések jelentek meg arról, hogy a Párizsi Megállapodás fő célja, nevezetesen a globális felmelegedés jóval két Celsius-fok alatti stabilizálása az iparosodás előtti szinthez képest, már nem érhető el. Hivatkoznak a különféle kutatóintézetek legújabb klímamodelljeinek előzetes eredményeire. Mi áll mögötte?

Az éghajlati modellek az éghajlatkutatás legfontosabb eszközei közé tartoznak. Ezek a modellek nagyon összetett számítógépes programok, amelyeket évtizedek alatt fejlesztettek ki, és amelyek a fizikai törvények alapján szimulálják a légkörünkben, az óceánokban és a szárazföldön zajló folyamatokat. Körülbelül 100 ilyen modell létezik, amelyeket a világ mintegy 50 kutatóközpontja folyamatosan fejleszt. A föld leggyorsabb nagy teljesítményű számítógépein futnak - néha hónapokig, hogy egyetlen klímaszimulációt hozzanak létre.

A légkörünk a NASA számítógépes modelljében. Jól láthatja a napi trópusi gomoly konvekciót, néhány trópusi ciklont és az alacsony nyomású területek felhőit a középső szélességi körzet nyugati szélzónáiban.

Körülbelül ötévente ezek a kutatócsoportok megállapodnak egy sor standard kísérletben, amelyeket összehasonlítás céljából modelljeikkel kiszámítanak (a CMIP, a Coupled Model Intercomparison Project részeként). Ezek a számítások fontos alapot jelentenek az éghajlatváltozás jövőbeli előrejelzéseihez, amelyeket az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) jelentései mutatnak be, és amelyek a globális klímapolitika alapját képezik.

A föld sokkal érzékenyebb lehet a CO2-kibocsátás növekedésére

De a legújabb modellgeneráció, a CMIP6 korábbi eredményei elakadták a kutatókat - vagy inkább: forrón. Több modell jóval erősebb globális felmelegedést jósol a szokásos emissziós forgatókönyveknél, mint az elmúlt évtizedek korábbi modellgenerációi. Eddig a klímatudomány azt feltételezte, hogy a légkörünkben lévő CO2 mennyiségének megduplázódása három fok körüli felmelegedést eredményez - akár 1,5 fokos bizonytalansággal.

Ez a mutató éghajlati érzékenység néven ismert. Az első számítási kísérletet 1896-ban a későbbi svéd Nobel-díjas Svante Arrhenius tette, aki akkor négy-hat fokot ért el - de a mai perspektívából némi hibával a számításban. A modern bizonyíték arra, hogy az éghajlati érzékenység nagy valószínűséggel a 2–4,5 fok közötti tartományban van, nemcsak a számítógépes modellekből származik, hanem a geológiai történelem adatain is alapul. Megmutatják, hogy a földi éghajlat milyen érzékenyen reagált bizonyos zavarokra (az egyik példa a jégkorszak ciklusai, amelyek a Föld körüli pálya változásai miatt következnek be).

De most az eddig elemzett 40 legújabb modellből 14 hirtelen 4,5 foknál nagyobb éghajlat-érzékenységet mutat, közülük hét még öt fok feletti is. Az összes eddig értékelt modell átlagértéke 3,8 fok, tehát 0,6 fokkal magasabb, mint a korábbi CMIP5 modellgeneráció. Ez fordításban azt jelenti: A modellek szerint a föld sokkal érzékenyebben reagál az üvegházhatású gázok kibocsátására és a vártnál gyorsabban melegszik fel. Ha ez igaz, akkor még gyorsabban kellene csökkentenünk a CO2-kibocsátást, hogy teljesítsük a párizsi klímaegyezmény célját - a rendelkezésünkre álló CO2-költségvetés kisebb lenne.

De a számítások helyesek? Erre a kérdésre nincs végleges válasz - a modellek elemzése még folyamatban van. De már vannak első eredmények. Mark Zelinka vezetésével az amerikai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium által vezetett csoport nemrégiben publikált tanulmánya képes volt elkülöníteni a modellek nagy érzékenységének okát: Ez elsősorban a Déli-óceán feletti alacsony felhőrétegek reakciójának tudható be.

Az éghajlati modelleknek - mint minden matematikai modellnek - megvannak az erősségeik és gyengeségeik, és a Déli-óceán az egyik problémás terület. Ennek oka lehet, hogy a legtöbb modell nem veszi figyelembe az Antarktiszon folyamatban lévő kontinentális jégveszteséget. Az a tény, hogy sok modell itt gyenge, még nem mondja el, melyik áll közelebb az igazsághoz: az érzékeny vagy kevésbé érzékeny modellek?

Még nem tudjuk, melyik modell áll közelebb az igazsághoz

Erre egy második tanulmány próbál választ adni, amely összehasonlítja a 20. századi modellek globális hőmérsékleti profilját a megfigyelési adatokkal. Ez egy szabványos teszt az éghajlati modellek számára - és az előző modellek jól egyeznek az ezzel kapcsolatos mérési adatokkal. Különösen figyelemre méltó, hogy az 1970-es és 1980-as évek korai modellszámításai helyesen jósolták a globális felmelegedést a mai napig - abban az időben, amikor egyáltalán nem volt megfigyelhető a felmelegedés. És mellesleg az Exxon olajtársaság kutatói is. A korábbi éghajlati modellek alábecsülték a felmelegedés egyes következményeit - például a jégolvadékot és a tengerszint emelkedését -, de igazuk volt, amikor a globális átlaghőmérséklet alakulásáról volt szó.