Neue Instrumente erhöhen Verständnis der ständigen Wechselwirkungen zwischen Klima und Kohlenstoffkreislauf
Rückkopplungen zwischen Klima und Kohlenstoffkreislauf, die sich aus den Wechselwirkungen zwischen Klima und Kohlenstoffkreislauf ergeben, können die globale Erwärmung verstärken. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erhöht sich das CO2 in der Atmosphäre und verursacht eine Erwärmung. Klimaveränderungen wirken sich jedoch auch auf den Kohlenstoffkreislauf aus. Zum Beispiel beschleunigen wärmere Temperaturen die Zersetzung organischer Stoffe, wodurch mehr CO2 freigesetzt wird. Wenn sich die Erde erwärmt, können natürliche Kohlendioxidsenken wie Wälder und Ozeane weniger CO2 aufnehmen, was zu einer Rückkopplungsschleife führt, die den Klimawandel noch verschärft.
Neuartige Instrumente zur Verfolgung der CO2-Variabilität und kurzfristige Vorhersagen
Das EU-finanzierte Projekt 4C diente der Verbesserung des quantitativen Verständnisses der Wechselwirkungen und Rückkopplungen zwischen Kohlenstoff und Klima. Dies gelang durch die Integration von Modellen und Beobachtungen, die neue Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Kohlenstoff und Klima und Klimaprojektionen liefern. „Wir haben neue Instrumente und Methoden erarbeitet, mit denen wir erstmals die Entwicklung der Variabilität des globalen Kohlenstoffkreislaufs in den kommenden zehn Jahren vorhersagen können, einschließlich des atmosphärischen CO2, der Kohlendioxidsenken an Land und im Meer und des Klimaeffekts“, erklärt Kerry Hope, Projektkoordinatorin von 4C. Drei europäische Erdsystemmodelle wurden zur Entwicklung und kontinuierlichen Verbesserung von Modellinitialisierungsverfahren eingesetzt. Diese Verfahren wurden anhand neuer Beobachtungsprodukte für kurzfristige CO2-Vorhersagen validiert. „Das beste Initialisierungsverfahren wurde für kurzfristige Vorhersagen eingesetzt. Bei diesen Vorhersagen wird davon ausgegangen, dass die anthropogenen Emissionen den im Übereinkommen von Paris festgelegten national festgelegten Beiträgen folgen“, erklärt Hope. „Damit können wir die kurzfristige Entwicklung (von 2020 bis 2030) des atmosphärischen CO2-Anstiegs sowie die Reaktion der Senken an Land und im Meer auf den Klimawandel und seine Schwankungen vorhersagen.“ Die sich abzeichnenden Einschränkungen und die Modellfähigkeiten wurden kombiniert, um die historischen Klimaprojektionen wiederzugeben. Diese Kombination gestattet eine ursprüngliche Gewichtung von Multimodell- und großen zusammenhängenden Projektionen für das Klima und den Kohlenstoffkreislauf. „Die Erdsystemmodelle des Climate Model Intercomparison Project (CMIP6+) wurden genutzt, um ursprüngliche adaptive Szenarien zu erforschen. Diese Szenarien beginnen mit einem, das mit den national festgelegten Beiträgen für das erste Jahrzehnt (2020-2030) übereinstimmt. Danach setzen wir einen adaptiven Mechanismus ein: alle fünf Jahre simulieren wir den Klimawandel und passen unseren Plan zur Emissionsminderung entsprechend an. Das Ziel ist es, die globale Erwärmung unter 1,5 oder 2 Grad Celsius zu halten“, betont Hope.
Ergebnisse einer breiteren Öffentlichkeit darlegen
4C hat bedeutende Beiträge zu wichtigen internationalen wissenschaftlichen Bewertungen wie dem Sechsten Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen geleistet. Es hat die Plattform ScienceBrief unterstützt, die die sich rasch entwickelnden wissenschaftlichen Erkenntnisse über den globalen Kohlenstoffkreislauf zusammenfasst. Das 4C-Team war zudem maßgeblich an den Berichten im Rahmen des Projekts Global Carbon Budget beteiligt. „Dadurch, dass wir Erdsystemmodelle mit neuartigen Beobachtungen gegenüberstellten und neue Einschränkungen und Modellgewichtungsansätze entwickelten, wollten wir das Vertrauen in die Prognosen zum Klimawandel erhöhen“, so Hope. „Insgesamt haben wir entscheidenden Instanzen und Verantwortlichen der Politik einen Mehrwert geboten, um Europas Führungsrolle in der Klimawissenschaft zu bewahren.“
Schlüsselbegriffe
4C, Kohlenstoffkreislauf, CO2, Modell, Klimawandel, Rückkopplung, Kohlendioxidsenke, ScienceBrief