Reduktion der CO2-Emissionen möglicherweise ohne Wirkung auf Klima der kommenden 20 Jahre

Jochem Marotzke machte sich Gedanken, ob die CO2-Einsparungen wirklich in näherer Zukunft einen Einfluss auf den Temperaturverlauf haben können. In einem neuen Paper (Marotzke 2018) simuliert der Hamburger Klimaforscher den durch Klimamodelle prognostizierten Temperaturverlauf der 2030er Jahre und verwendet einmal einen konventionellen Emissionsverlauf (Szenario RCP 4.5), und einmal ein politisch reduziertes Emissionsszenario. Fazit: Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird wohl kein Unterschied zu bemerken sein, da die natürliche Klimavariabilität in diesen Zeitmaßstäben die Oberhand behält. Das Paper erschien in WIREs Climate Change und kann kostenfrei als pdf heruntergeladen werden:

Quantifying the irreducible uncertainty in near‐term climate projections
If the Paris agreement at the Conference of Parties 21 is implemented very effectively, greenhouse‐gas emissions might decrease after year 2020. Whether this would lead to identifiable near‐term responses in “iconic” climate quantities of wide scientific and public interest is unclear, because the climate response would be obscured by quasi‐random internal variability. I define the climate response as an increase or decrease in a linear climate trend over the period 2021–2035, compared to 2006–2020, and establish the probability of such a trend change being caused by an assumed policy shift toward emissions reductions after 2020. I quantify the irreducible uncertainty in projecting such a trend change through very large (100‐member) ensembles of the state‐of‐the‐art climate model MPI‐ESM‐LR. Trends in global‐mean surface temperature (GMST) are higher over the period 2021–2035 than over 2006–2020 in one‐third of all realizations in the mitigation scenario RCP2.6, interpreted as implementing the Paris agreement, compared to around one‐half in the no‐mitigation scenario RCP4.5. Mitigation is sufficient to cause a GMST trend reduction with a probability of 0.40 and necessary with a probability of 0.33. Trend increases in Arctic September sea‐ice area and the Atlantic meridional overturning circulation are caused by the emissions reductions with a probability of only around 0.1. By contrast, emissions reductions are necessary for a trend decrease in upper‐ocean heat content with a probability of over one‐half. Some iconic climate quantities might thus by year 2035 exhibit an identifiable response to a successful Paris agreement but sometimes with low probability, creating a substantial communication challenge.

In den Conclusions finden sich noch einige deutlichere Aussagen. Marotzke warnt, dass selbst schmerzhafte Anstrengungen zur CO2-Reduktion in den kommenden zwei Jahrzehnten kaum einen Einfluss auf das Klima haben könnten:

My thought experiment demonstrates that it is crucial to have realistic expectations of the efficacy of climate policy in the near‐term: Even if greenhouse‐gas emissions begin to decline after year 2020, the probability is substantial that the response of iconic climate quantities to this decline will not have emerged by year 2035.

Mit 90%-iger Wahrscheinlichkeit werden das arktische Meereis (SIA ) und der Golfstrom (AMOC) in den 203oer Jahren nicht auf Änderungen in den CO2-Emissionen reagieren. Schon jetzt sieht Marotzke eine große Kommunikations-Herausforderung auf die Wissenschaftler zukommen, ähnlich wie bereits beim unerwarteten Hiatus der letzten Jahre.

The major advance brought about by my analysis lies in the ability to quantify the degree of irreducible uncertainty about whether the assumed emissions reduction will cause the desired climate response over a given timescale. The probability of this response occurring depends on the quantity in question but also on the type of causation; for the time horizon out to 2035 the probability lies here in the range between a bit under 0.1 for causation both sufficient and necessary for SIA and AMOC and a bit above one‐half for necessary causation for ocean heat content.

Communicating these probabilities will be nontrivial but will be aided by the precise definitions and meanings underlying them (Hannart et al., 2016; Pearl, 2000). The communication challenge (Deser et al., 2012) furthermore supports the notion that the recent hiatus was not a distraction to the scientific community (Lewandowsky, Risbey, & Oreskes, 2016) but instead provided an opportunity to communicate the role of internal variability (Fyfe et al., 2016) to an audience that might otherwise be disinclined to engage in this discourse.

Die Klimawissenschaften steuern weiter in schwerem Fahrwasser. Die natürliche Variabilität bereitet ihnen riesige Probleme, da sie in den Modellen stark vernachlässigt wurde. Noch immer träumt Marotzke davon, dass die Natur nur Rauschen hervorbringt (“quasi‐random internal variability“). Es wird jedoch sicher der Tag kommen, an dem auch er die systematische Wirkung natürlicher Klimafaktoren wie Ozeanzyklen und solare Aktivitätsschwankungen anerkennen wird. Vielleicht sollte er anfangen sich für die Paläoklimatologie zu interessieren, die gerade auf der rechten Spur an ihm vorbeizieht…