Modeli in podatki o podnebju so, kaj pa volja?

S podnebnimi modeli napovedujejo, kako naj bi se podnebje odzivalo na vse večjo koncentracijo toplogrednih plinov v prihodnjih desetletjih, kar je hkrati tudi časovni okvir, ključen za doseganje ciljev pariškega sporazuma. Čim boljši je model, tem bolj je lahko v pomoč pri oblikovanju podnebnih politik.

Kakšna bo Zemlja čez petdeset ali čez sto let? Kristalne krogle nimamo, nam pa lahko veliko povedo podatki. »Podnebni modeli nam pomagajo razumeti trenutne podnebne razmere. Hkrati pa nam lahko pomagajo razumeti, kako se je podnebje spreminjalo v preteklosti, in napovedati, kaj to pomeni za razmere v prihodnosti,« je razložila dr. Debbie Rosen, okoljska znanstvenica z univerze v Leedsu.

Boj z gozdnimi požari iz zakulisja

»Z uporabo podatkov lahko oblikovalci politik uvajajo učinkovite odzive, kot je na primer nedavno izdano poročilo delovne skupine medvladnega foruma o podnebnih spremembah (IPCC) Združenih narodov,« je pojasnil Pierre Friedlingstein, profesor znanosti o zemeljskem sistemu z univerze v Exetru. Po njegovem mnenju potrebujejo oblikovalci politik dva podatka. Najprej, koliko ogljika lahko ljudje še proizvedejo, preden bo prepozno, da bi zmanjšali izpuste fosilnih goriv in dosegli cilj iz pariškega sporazuma glede omejitve dviga globalne temperature pod dvema stopinjama Celzija. Nato pa morajo vedeti, kako hitro je treba zmanjšati izpuste, da bi ostali pod to mejo.

Eden izmed modelov, ki so ga razvili v okviru projekta Constrain, je pokazal, da je učinek segrevanja, ki ga povzroča človek, mogoče ločiti od učinkov naravnega segrevanja v veliko krajših časovnih okvirih, kot smo mislili. S temi podatki lahko na primer napovemo, kako zelo bi lahko različna znižanja ravni izpustov v naslednjih dveh desetletjih vplivala na hitrost globalnega segrevanja. »Upamo, da bodo ti podatki uporabljeni kot vodilo pri nekaterih odločitvah, sprejetih na letošnji konferenci COP26,« je povedala dr. Rosen, koordinatorka projekta Constrain.

Vse bolj natančni izračuni o kroženju ogljika

Podnebni modeli seveda niso bili vedno tako napredni. Šele ko so se v raziskavah pojavili modeli zemeljskih sistemov (ESM), so lahko znanstveniki v podnebne modele vključili interakcije sistemov, kot so ozračje, oceani, kopno, led in biosfera. Model zemeljskega sistema je kombinirani podnebni model, ki vključuje gibanje ogljika skozi zemeljski sistem. »Ti naprednejši modeli predstavljajo povezavo med podnebnim sistemom in kroženjem ogljika,« je nadaljeval Friedlingstein. »Danes jih pod zelo raznolikimi pogoji uporabljamo za napovedovanje regionalnega in globalnega podnebja.«

Čeprav so povratne informacije o kroženju CO2 in kroženju ogljika v podnebju znane že več kot desetletje, jih morajo znanstveniki zdaj še do potankosti obdelati. FOTO: Carlos Osorio/Reuters

Friedlingstein je pojasnil, da je mogoče določiti, koliko ogljika lahko izpustimo, preden bomo dosegli dogovorjeni dvig temperature za dve stopinji, šele takrat, ko preračunamo, koliko ga absorbirajo njegovi naravni ponori, kot je ocean, in koliko tega elementa se izpusti v ozračje. Za ponazoritev vzemimo primer, kjer povečanje izpustov pomeni tudi povečanje količine ogljikovega dioksida, ki ga absorbirajo oceani. Zaradi različnih razlogov bi povečanje količine CO₂, ki prehaja v oceane, lahko negativno vplivalo na njihovo zmožnost delovanja kot ponor za ogljik. »Če se v ocean absorbira manj ogljika, to pomeni, da bo več CO₂ prešlo v ozračje, kar naposled pomeni večje globalno segrevanje,« je komentiral Friedlingstein. »Podnebni modeli morajo vključevati tudi take podatke.«

Čeprav so povratne informacije o kroženju CO₂ in kroženju ogljika v podnebju znane že več kot desetletje, jih morajo znanstveniki zdaj še do potankosti obdelati. Poleg tega morajo z gotovostjo opredeliti pretekle spremembe v kroženju ogljika, saj je to ključno za predvidevanje razvoja dogodkov na tem področju.

Friedlingstein je poudaril, da sta nujna boljše razumevanje in modeliranje procesov, ki so gonilo opazovane variabilnosti atmosferskega CO₂ v sezonskih in stoletnih časovnih okvirih. Ravno to potrebo upošteva projekt 4C, ki ga vodi Friedlingstein. »Prvič imamo možnost napovedati razvoj dogodkov pri variabilnosti globalnega kroženja ogljika v naslednjih desetletjih, vključno z atmosferskim CO₂, kopenskimi in oceanskimi ogljičnimi ponori ter odzivanjem podnebja. Tovrstne informacije se bodo izkazale za ključen element pri spremljanju našemu napredku v doseganju ciljev pariškega sporazuma.«

Vloge dušika ne kaže spregledati

Eden najpomembnejših rezultatov projekta Crescendo pa je upoštevanje vloge dušika pri različnih modelih ESM kroženja zemeljskega ogljika. »Na splošno velja domneva, da se bo poraba CO₂ pri fotosintezi v gozdovih in rastlinah povečala, ko se bo povečala količina CO₂ v ozračju,« je pojasnil vodja projekta Crescendo Colin Jones, zaposlen kot višji znanstvenik pri Nacionalnem centru za proučevanje atmosfere (NCAS) in profesor na univerzi v Leedsu. »Čeprav to drži, na rast rastlin vplivajo tudi drugi dejavniki, na primer razpoložljivost vode, hranilnih snovi in, kar je najpomembneje, dušika.«

Ker modeli ESM ne vključujejo vloge dušika pri izračunu porabe CO₂ v okviru fotosinteze, jim manjka ključni nadzor nad prihodnjo porabo CO₂. »To pomeni, da so naše ocene o tem, koliko izpustov ogljika si lahko še dovolimo, da bi ostali znotraj ključnih ciljev segrevanja, v najboljšem primeru preliminarne,« je opozoril Jones. Zaradi prizadevanj v okviru projekta Crescendo številni modeli EMS zdaj vključujejo ta pomembni proces, kar pomeni, da so ocene o prihodnji porabi CO₂ v zemeljski biosferi realnejše, je bil jasen Jones.

Na voljo imamo torej in podatke in modele in znanje. A vprašanje je, ali imamo tudi voljo za uvedbo sprememb, ki so potrebne, da bomo dosegli cilje pariškega sporazuma. Friedlingstein meni, da moramo na tem področju narediti korak naprej. »Že trideset let govorimo, kaj se bo zgodilo, in kar smo govorili, da se bo zgodilo, se zdaj dogaja,« je opozoril. »Vlade se strinjajo, da je čas za ukrepanje.« Tudi če nam ne uspe doseči prvotno zastavljenih ciljev, pa je treba iti v pravo smer in ne izgubiti zagona, je poudaril Friedlingstein. Tudi če dosežemo mejo 2,5 stopinje Celzija, je to še vedno bolje, kot da ne storimo ničesar.

–––––––

Raziskave, omenjene v tem članku, je financirala Evropska unija. Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.