Neue Studie setzt die 1,5°C und 2,0°C Temperaturziele des Pariser Klimavertrags in einen historischen Kontext

Am 12. Dezember 2017 erschien im Fachblatt ‚frontiers in Earth Science‚ eine Arbeit von Sebastian Lüning und Fritz Vahrenholt zum paläoklimatischen Kontext der Pariser 1,5°C und 2,0°C Klimaziele. Die Publikation ist dort kostenfrei als pdf herunterladbar. Zu der Arbeit gaben die Autoren die folgende Pressemitteilung heraus (deutsche Version weiter unten):

Press release issued: 13 December 2017

New study puts the 1.5°C and 2.0°C temperature limits of the Paris Agreement into a historical climate context

The Paris Agreement adopted in December 2015 during the COP21 climate conference stipulates that the increase in the global average temperature is to be kept well below 2°C above “pre-industrial levels” and that efforts are pursued to limit the temperature increase to 1.5°C above “pre-industrial levels.” Closer inspection of the treaty text, however, reveals that the term “pre-industrial levels” is nowhere defined in this epochal UN-document, that has meanwhile been ratified by 170 Parties. This is particularly odd because the “pre-industrial” temperatures of the past 10,000 years have varied quite significantly, as meticuloulsy documented by hundreds of paleoclimate studies.

Puzzled by this apparent gap in the Agreement, Fritz Vahrenholt went out and researched the history of the temperature limit definition. The former renewable energy manager and current head of the German Wildlife Foundation was surprised to find that the initial description of this important climate goal dates back to the mid 1970s, proposed by an economist, by the name of William Nordhaus. Nordhaus’ idea was as simple as effective: He looked at the maximum temperatures recorded during the past several hundred thousand years and warned that this natural range should not be exceeded in the future. Two decades later, in 1995, the German Advisory Council for Global Change further refined this concept, but kept Nordhaus’ original idea of a tolerable ‘temperature window’.

Vahrenholt: “Unfortunately this important palaeoclimatological perspective was lost in subsequent key papers on the subject that paved the way to the Paris Agreement. Reports by the World Bank and United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) in 2014 and 2015 narrowed their view to the last 200 years which does not do justice to the enormous natural temperature fluctuations on a multi-millennial perspective.”

In order to better understand the complex pre-industrial temperature history of the past, Vahrenholt teamed up with Sebastian Lüning, a professional resources geologist who in his sparetime works on paleoclimatological studies with the Switzerland-based Institute for Hydrography, Geoecology and Climate Sciences. Lüning researched the literature and integrated the Paris Agreement 2.0°C and 1.5°C temperature limits into the climate development of the past 2000, 10,000 and 120,000 years.

Lüning: “Comparing the modern warming to reference levels at the end of the Little Ice Age about 150 years ago does not really make much sense because this period represents one of the coldest times of the past 10,000 years. The choice of a baseline near the lower extreme of a variable parameter is uncommon in science. The temperature level that was reached during the interval 1940-1970 may serve as a better reference level because it appears to roughly correspond to the average pre-industrial temperature of the past two millennia.”

On an even longer time scale, it is found that current temperatures have not yet even exceeded the warmest temperatures of a natural warm phase that globally occurred some 7000 years ago, the so-called ‘Holocene Thermal Maximum’. Global temperatures may have even partly exceeded the 1.5°C limit during this warm phase, when combined land and sea surface temperatures are taken into account. The increase in this natural temperature window and the baseline shift potentially enlarges the headroom for the 1.5°C temperature limit of the Paris Agreement which deserves further study.

Nevertheless, the two researchers caution that the upper ceiling of the 2°C limit is not affected by this, because it is represented by the even warmer climate of the last Interglacial, some 120,000 years ago. The 2°C limit therefore remains valid, especially because sea level was 5-7 m higher than today during this time, which would have serious consequences for modern life if repeated today.

The study that was published on 12 December 2017 in the journal ‘frontiers in Earth Science’ reminds policymakers, scientists and the public that the “pre-industrial” times cited in the Paris Agreement involve a dynamic alternation of warm and cold phases which need to be viewed in context. The Little Ice Age that ended around 1850 AD does not represent a suitable reference level for the 20th and early 21st century warming as it fails basic scientific baseline criteria.

Paper: Lüning, S., F. Vahrenholt (2017): Paleoclimatological context and reference level of the 2°C and 1.5°C Paris Agreement long-term temperature limits. Frontiers in Earth Science, 12 December 2017, doi: 10.3389/feart.2017.00104

Eine deutsche Übersetzung der Pressemitteilung erschien auf EIKE (mit Dank an Chris Frey, hier leicht verändert):

Neue Studie setzt die 1,5°C und 2,0°C Temperaturziele des Pariser Klimavertrags in einen historischen Kontext

Im Rahmen des Pariser Klima-Abkommens vom Dezember 2015 wurde vereinbart, dass die Zunahme der globalen mittleren Temperatur auf deutlich unter 2°C verglichen mit dem „vorindustriellen Niveau“ begrenzt werden muss und dass man sich bemühen sollte, den Anstieg auf 1,5°C zu begrenzen. Eine genauere Betrachtung des Vertrags-Wortlautes enthüllt jedoch, dass der Terminus „vorindustrielles Niveau“ nirgendwo in diesem epochalen UN-Dokument definiert ist, welches mittlerweile von 170 teilnehmenden Parteien ratifiziert worden ist. Dies ist besonders verwunderlich, weil die „vorindustriellen“ Temperaturen der letzten 10.000 Jahren signifikante Variationen durchlaufen haben, wie akribisch dokumentiert in hunderten paläoklimatischer Studien.

Verwirrt durch diese klaffende Lücke im Abkommen machte sich Fritz Vahrenholt daran, die Historie der Definition zum Temperaturlimit zu ergründen. Der ehemalige Manager erneuerbarer Energie und derzeit Leiter der German Wildlife Foundation fand zu seiner Überraschung heraus, dass die ursprüngliche Beschreibung dieses bedeutenden Klimaziels aus der Mitte der siebziger Jahre stammt und von einem Ökonom namens William Nordhaus eingeführt worden ist. Nordhaus‘ Gedanke war ebenso einfach wie effektiv: Er betrachtete die Höchstwerte der Temperatur der letzten paar hunderttausend Jahre und warnte, dass die dabei zutage getretene natürliche Bandbreite in Zukunft nicht überschritten werden darf. Zwei Jahrzehnte danach, nämlich im Jahre 1995, überarbeitete der Wissenschaftliche Beirat Globale Umweltveränderungen WBGU dieses Konzept, behielt aber den ursprünglichen Gedanken eines tolerierbaren „Temperatur-Fensters“ von Nordhaus bei.

Vahrenholt: „Unglücklicherweise ist diese wichtige paläoklimatische Perspektive in nachfolgenden grundlegenden Studien, welche den Weg nach Paris bereitet hatten, verloren gegangen. In Berichten der Weltbank und des United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) aus den Jahren 2014 und 2015 wurde der historische Zeitraum auf die letzten 200 Jahre eingeengt, welche den enormen natürlichen Temperatur-Fluktuationen im Zeitmaßstab von Jahrtausenden nicht gerecht wird“.

Um die komplexe vorindustrielle Temperatur-Historie besser zu verstehen tat er sich mit Sebastian Lüning zusammen, einem Ressourcen-Geologen, der in seiner Freizeit am in der Schweiz ansässigen Institute for Hydrography, Geoecology and Climate Sciences an paläoklimatischen Studien arbeitet. Lüning durchforstete die Literatur und integrierte die Temperaturgrenzen von 2,0°C bzw. 1,5°C in die Klimaentwicklung der letzten 2000, 10.000 und 200.000 Jahre.

Lüning: „Der Vergleich der derzeitigen Erwärmung mit dem Referenz-Niveau am Ende der Kleinen Eiszeit vor etwa 150 Jahren ist wenig sinnvoll, weil diese Zeit eine der kältesten Epochen der letzten 10.000 Jahre repräsentiert. Die Wahl eines Durchschnitts-Basisniveaus nahe dem untersten Extrem einer Verteilung ist in der Wissenschaft unüblich. Das Temperaturniveau des Zeitraums von 1940 bis 1970 wäre ein viel besser geeignetes Referenz-Niveau, weil es in etwa mit dem mittleren vorindustriellen Temperaturniveau der letzten beiden Jahrtausende entspricht“.

In einem noch längeren Zeitmaßstab stellte sich heraus, dass die Temperatur gegenwärtig noch nicht einmal über die höchsten Temperaturen einer natürlichen Warmphase hinausgegangen sind, dem „Thermalen Maximum des Holozäns“ vor etwa 7000 Jahren. Die globalen Temperaturen sind während jener Wärmeperiode vermutlich sogar über das Niveau des 1,5°C-Zieles hinaus gegangen, wenn man Land- und Wassertemperatur integriert betrachtet. Die Erweiterung dieses natürlichen Temperatur-Fensters und die Verschiebung der Grundlinie vergrößert die Obergrenze des 1,5°C-Limits und erfordert weitere Untersuchungen.

Nichtsdestotrotz geben die beiden Forscher zu bedenken, dass die obere Grenze von 2°C davon nicht betroffen ist, weil dieses durch das sogar noch wärmere Klima des letzten Interglazials repräsentiert wird, also vor etwa 120.000 Jahren. Das 2°C-Limit bleibt also gültig, vor allem, weil der Meeresspiegel während jener Zeit 5 bis 7 Meter höher lag als heute. Falls es dazu heutzutage kommen würde, hätte dies ernste Konsequenzen.

Die am 12. Dezember 2017 im Journal Frontiers in Earth Science veröffentlichte Studie erinnert Politiker, Wissenschaftler und die Öffentlichkeit daran, dass die im Paris-Abkommen genannte „vorindustrielle“ Zeit einen dynamischen Wechsel zwischen Warm- und Kaltphasen darstellt, der im Zusammenhang betrachtet werden muss. Die Kleine Eiszeit, um das Jahr 1850 zu Ende gegangen, repräsentiert kein geeignetes Referenz-Niveau für die Erwärmung im 20. und 21. Jahrhundert, weil sie grundlegende wissenschaftliche Kriterien außer acht lässt.

Studie: Lüning, S., F. Vahrenholt (2017): Paleoclimatological context and reference level of the 2°C and 1.5°C Paris Agreement long-term temperature limits. Frontiers in Earth Science, 12 December 2017, doi: 10.3389/feart.2017.00104

 

Teilen: