Verein registrieren

Die Kosten der Verschiebung von Szenarien: Warum das IPCC bei Klimabewertungen ein einheitliches Vokabular beibehalten sollte

In diesem aufschlussreichen Artikel warnen Bapon Fakhruddin, angesehener Hydrometeorologe und Klimarisikobewerter, zusammen mit Jana Sillmann, angesehene Geoökologin, vor den negativen Auswirkungen der sich ändernden IPCC-Szenarioterminologie. Abgesehen von den Übergangskosten beeinträchtigen die Terminologieänderungen auch die Anwendung solcher Szenarien in politischen Rahmenbedingungen.

Abstrakt

Die in den Berichten des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) verwendeten Szenarien sind entscheidende Instrumente für unser Verständnis und unsere Reaktion auf den Klimawandel und dienen als wissenschaftliche Grundlage für globale Klimaschutzmaßnahmen. Sie liefern wissenschaftlich fundierte, von Experten überprüfte Prognosen zukünftiger Klimabedingungen unter verschiedenen Treibhausgasemissionspfaden. Vom „SA90“ (Szenario A von 1990) im Ersten Bewertungsbericht (AR1) bis zum Gemeinsamen sozioökonomischen Pfad (SSPs) im Sechsten Bewertungsbericht (AR6) haben sich diese Szenarien an Komplexität und Präzision weiterentwickelt und spiegeln unser Wachstum wider Verständnis des Klimasystems und die zunehmende Verfeinerung von Modellierungstechniken zur Unterstützung des öffentlichen und privaten Sektors bei strategischen Entscheidungen, der Risikobewertung des Klimawandels und der Anpassungsplanung. Diese Szenarien sind für die Information der Politik von entscheidender Bedeutung, da sie eine Reihe möglicher Zukunftsaussichten bieten, die jeweils spezifischen Annahmen über die sozioökonomische Entwicklung, den technologischen Fortschritt und die Klimaschutzbemühungen entsprechen. Indem sie die potenziellen Folgen unterschiedlicher Emissionsverläufe skizzieren, ermöglichen sie politischen Entscheidungsträgern, die mit ihren Entscheidungen verbundenen Risiken und Kompromisse einzuschätzen.

Darüber hinaus helfen Szenarien, die Auswirkungen des Klimawandels auf globaler, regionaler und lokaler Ebene zu quantifizieren. Sie liefern wichtige Daten für Klimafolgenabschätzungen und informieren über Strategien zur Anpassung und zum Aufbau von Resilienz. Diese Szenarien spielen auch eine zentrale Rolle bei wirtschaftlichen Analysen des Klimawandels, da sie dabei helfen, kosteneffektive Eindämmungsstrategien zu identifizieren und Investitionen in eine kohlenstoffarme Entwicklung und Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel zu lenken.

Im Laufe der letzten sechs IPCC-Bewertungszyklen haben sich die Namenskonventionen und Rahmenwerke für sozioökonomische Szenarien und Emissionsszenarien geändert. Diese veränderte Terminologie zielt zwar darauf ab, aktualisierte wissenschaftliche Informationen zu nutzen, führt jedoch zu erheblicher Verwirrung bei nationalen Regierungen und Sektoren, die Szenarien in ihre Planung und politischen Entscheidungsträger einbeziehen müssen. Aufgrund mangelnder Kenntnisse über das Verständnis von Szenarien, die Interpretation und die Übergangskosten für die Klimarisikobewertung unter Verwendung neuer Szenarien und den Kapazitätsaufbau nationaler und lokaler Interessengruppen sowie Gesetzesänderungen treten erhebliche Herausforderungen auf. Änderungen des Wortschatzes können zu technischen, sozialen, finanziellen und kapazitätsaufbauenden Herausforderungen führen. Aus früheren Bewertungen geht hervor, dass aufgrund von Terminologieänderungen in den IPCC-Berichten rund 200 Millionen US-Dollar für Übergangskosten aufgewendet wurden. Dies könnte den Kapazitätsaufbau, die Risikobewertung und Änderungen von Gesetzen und Richtlinien in den Ländern erheblich verbessern. Das IPCC sollte nach AR6 ein differenziertes Szenariovokabular verwenden und mindestens im Siebten Sachstandsbericht (AR7) und möglicherweise in den folgenden Beurteilungszyklen in der Zukunft einheitliche Begriffe verwenden.


IPCC-Szenario und Vokabelherausforderungen

Das IPCC wertet wissenschaftliche Literatur aus, um politischen Entscheidungsträgern regelmäßig umfassende Updates zum Stand der Klimawissenschaft zu liefern. Wesentliche Bestandteile dieser Bewertungsberichte sind die sozioökonomischen und Emissionsszenarien, die in die Klimamodellprojektionen einfließen. Der Szenarioentwicklungsprozess wird von unabhängigen Modellierungsgruppen geleitet, die komplexe Klima- und integrierte Bewertungsmodelle (IAMs) betreiben. Für den jüngsten Sechsten Sachstandsbericht (AR6) des IPCC war die zentrale Szenariomodellierungsgruppe das Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP), Teil des größeren Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). Jetzt ist die Klimamodellierung in die nächste Phase übergegangen, CMIP7, die neue Szenarien und Prognosen generieren wird, die in den kommenden IPCC AR7 einfließen.

Die Szenarioanalyse ist ein entscheidender Bestandteil der Klimabewertungen des IPCC, und das IPCC hat sein Szenariovokabular im Laufe der Zeit weiterentwickelt, um Fortschritte im wissenschaftlichen Verständnis widerzuspiegeln und umfassendere Bewertungen bereitzustellen. Die Benennungskonventionen und Rahmenwerke für diese Szenarien haben sich jedoch mit jedem Bewertungsberichtszyklus (AR) geändert und wechseln von SA90 zu IS92, SRES, RCPs und jetzt SSPs (IPCC, 2021). Während diese Aktualisierung den Verbesserungen in den Szenarien ähnelt, erhöht die Verschiebung des Vokabulars die Übergangskosten für Klimabewertung, politische Änderungen und Kapazitätsaufbau (Nakicenovic, 2000). Tabelle 1 fasst die IPCC-Szenarien, Modellgenauigkeit, Einschränkungen und Vorteile zusammen.

Abbildung: Zusammenfassung der IPCC-Szenarien und Modellentwicklung

 Der neue IPCC-Bewertungszyklus (AR7) beginnt gerade und es werden Vorschläge für neue Szenarien veröffentlicht, wie zum Beispiel TEWA: „The Emission World Vermeidungd“, NFA: „No Further Action“, DASMT: „Delayed Climate Action and Stabilization Pathway Missing“. Target“, DAPD: „Delayed Action Peak and Decline“ und IAPD: „Sofortiger Action Peak and Decline“ (Meinshausen, 2023).

Auch wenn diese Namen intuitiver erscheinen und der wissenschaftlichen Nachfrage nach verschiedenen Szenarien dienen (Meinshausen 2023), kann die ständige Verschiebung der Terminologie und der Szenarien in den IPCC-Bewertungsberichten zu Missverständnissen und Fehlinterpretationen bei Szenariobenutzern wie der Impact Community führen. Finanzsektor und Klimadienstleistungen. Darüber hinaus kann es zu Herausforderungen bei der Datenkompatibilität und -integration kommen. Bei der Umstellung auf die digitale Zwillingstechnologie ist auch die Aufrechterhaltung der Vokabularkonsistenz von entscheidender Bedeutung.

Wir skizzieren hier einige Herausforderungen für das Vokabular der IPCC-Szenarien:

Verwirrung und Fehlinterpretation: Änderungen im Szenariovokabular führen zu Verwirrung bei politischen Entscheidungsträgern, Forschern und der breiten Öffentlichkeit (Parson, 2007). Vertraute Begriffe und Konzepte passen möglicherweise nicht mehr zum neuen Vokabular, was zu Fehlinterpretationen der Ergebnisse führt und eine effektive Entscheidungsfindung behindert. Die Verwendung von Akronymen wie SRES, RCPs und SSPs kann verwirrend sein, insbesondere für Laien, die versuchen, die Berichte zu interpretieren. Es braucht Zeit, um herauszufinden, wofür jeder einzelne steht. Die Szenarionamen des IPCC könnten auch verwirrend sein, weil sie nicht immer mit der Art und Weise übereinstimmen, wie Menschen Sprache verwenden. Das A1B-Szenario des IPCC ist beispielsweise ein Szenario, in dem die globalen Treibhausgasemissionen im 21. Jahrhundert weiter zunehmen. Allerdings hat der Begriff „A1B“ außerhalb der Klimawissenschaftsgemeinschaft keine klare Bedeutung. Dies könnte es für Menschen, die mit der Klimawissenschaft nicht vertraut sind, schwierig machen, das A1B-Szenario zu verstehen.

Kommunikationsherausforderungen: Der Wortschatz spielt eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation und Förderung eines gemeinsamen Verständnisses komplexer Konzepte. Wenn sich Sprache und Begriffe ändern, kann es schwierig sein, die wissenschaftlichen Erkenntnisse politischen Entscheidungsträgern, Interessengruppen und der Öffentlichkeit effektiv zu vermitteln, was die Entwicklung fundierter Richtlinien und Maßnahmen behindert. Begriffe wie „repräsentative Konzentrationspfade“ oder „gemeinsame sozioökonomische Pfade“ sind für Laien weder intuitiv noch leicht zu verstehen. Eine einfachere Sprache würde zu mehr Klarheit und Verständnis beitragen.

Transaktionskosten und Kapazitätsaufbau: Transaktionskosten und Kapazitätsaufbaubedarf: Änderungen in der Szenarioterminologie führen nicht nur zu Transaktionskosten, sondern erfordern auch erhebliche Ressourcen für den Kapazitätsaufbau bei nationalen Regierungen und politischen Entscheidungsträgern (Rozenberg, 2014). Dies umfasst die Umschulung des Personals, die Überarbeitung von Richtlinien und die Neuausrichtung der Richtlinien an das aktualisierte Vokabular. Solche Ausgaben können erheblich sein und andere wichtige Bereiche beeinträchtigen. Beispielsweise erforderte der Übergang vom Bericht „UK Climate Projections 2009“ zum UKCP18, der die Szenarien von SRES auf RCPs aktualisierte, die Umschulung von Beamten, Anpassungen in den Planungsprozessen und die Übermittlung überarbeiteter Prognosen an die Interessenträger auf der Grundlage der geänderten Szenarien. Diese Transaktionskosten führten zu Verzögerungen bei der Umsetzung der Richtlinien. Darüber hinaus erfordert die Einführung neuer Szenarien wirksame Kommunikationsstrategien, um Klarheit für die Medien, die breite Öffentlichkeit und Entscheidungsträger, die mit älteren Szenarien vertraut sind, zu gewährleisten und sicherzustellen, dass sie die Änderungen nahtlos erfassen und übernehmen (Geden 2015).

Mangel an Konsistenz: Der Wechsel von SRES zu RCPs zwischen AR6 (2021) und AR5 (2013) und früheren IPCC-Berichten innerhalb bestimmter Jahre stellt einen völlig anderen Rahmen und Annahmen dar. Dies erschwert direkte Vergleiche zwischen Berichten. Allerdings bietet es der Forschungsgemeinschaft auch die Möglichkeit, Modellbeschränkungen und -verbesserungen zu verstehen.

Szenario unzählige: In jedem Bericht werden mehrere verschiedene Szenarien verwendet (z. B. RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5). Für Benutzer stellt sich oft die Frage, welches davon sie verwenden sollen, welches wahrscheinlicher, plausibler oder relevanter ist (beachten Sie, dass das IPCC per Definition keinem der Szenarien eine Wahrscheinlichkeit zuordnet). Einige der Szenarien (z. B. RCP8.5) wurden sogar innerhalb eines Bewertungszyklus als unrealistisch eingestuft. Darüber hinaus kann es irreführend sein, Emissionen als Narrativ des „Weiter so wie bisher“ darzustellen (Hausfather und Peters 2020). Die Verfügbarkeit von Prognosen sowohl aus globalen als auch regionalen Klimamodellen erhöht die Komplexität der Terminologie und Interpretation (siehe z. B. Ranasinghe et al. 2021).

Datenstandard und Interoperabilität: Änderungen im Szenariovokabular führen zu Inkonsistenzen bei den Daten, die für maschinelles Lernen oder KI-Bewertung verwendet werden. KI-Modelle basieren häufig auf historischen Daten und Prognosen, die auf bestimmten Szenarien basieren. Wenn sich das Vokabular ändert, stimmen die für Training und Bewertung verwendeten Daten möglicherweise nicht mehr mit der neuen Terminologie überein, was zu ungenauen Ergebnissen und voreingenommenen Bewertungen führt. Beim Wechsel von RCP zu neuen SSP-Szenarien würden die Trainingsdaten nicht nahtlos interoperieren und es wäre eine Vorverarbeitung erforderlich, um die Ein-/Ausgaben in die erwartete SSP-Terminologie umzuwandeln (Eyring et al., 2016). Dies könnte zu Fehlern führen, wenn es bei der Anpassung der KI-Systeme nicht richtig gehandhabt wird.

Modellanpassung: KI-Modelle werden darauf trainiert, bestimmte Muster und Zusammenhänge innerhalb der Daten zu erkennen. Änderungen im Szenariovokabular erfordern eine Umschulung oder Anpassung dieser Modelle, um sicherzustellen, dass sie die neue Terminologie richtig verstehen und interpretieren. Dieser Prozess kann zeitaufwändig und ressourcenintensiv sein und möglicherweise erhebliche Anpassungen der Modellarchitektur erfordern. Wenn wir beispielsweise ein einfacheres Modell (neuronale Netze) entwickeln, um komplexe Modelle nachzuahmen, sparen wir Rechenleistung. Diese einfacheren Modelle werden auf bestimmte Szenarien trainiert (z. B. RCP 4.5, RCP 8.5). Die Eingabebezeichnungen der Trainingsdaten und die entsprechenden Ausgabevariablen müssten transformiert werden, um sie an das neue SSP-Szenariovokabular und die aktualisierten Modellausgaben anzupassen. Eine erneute Schulung auf neu gekennzeichnete Daten reicht oft nicht aus, da sich die Beziehungsmuster zwischen Eingaben und Ausgaben im neuen Szenariorahmen möglicherweise geändert haben. Dies könnte eine Änderung der Architektur des neuronalen Netzwerks des Emulators selbst erforderlich machen – eine Anpassung der Anzahl der Schichten, Knoten und Verbindungen, um das Erlernen der neuen Assoziationen zu ermöglichen.

Lernen übertragen: Modelle für maschinelles Lernen, die mit vorhandenem Szenariovokabular trainiert wurden, könnten Schwierigkeiten haben, ihr Wissen auf ein neues Vokabular zu übertragen. Dies kann ihre Fähigkeit einschränken, genaue Bewertungen oder Vorhersagen unter der neuen Terminologie zu liefern, was es erforderlich macht, erhebliche Ressourcen in die Umschulung oder den Aufbau neuer Modelle von Grund auf zu investieren. Auch der Umfang der Beurteilung hat sich im Laufe der Zeit verändert. Die ersten Berichte konzentrierten sich auf globale Auswirkungen. In neueren Berichten wurden jedoch regionale und lokale Auswirkungen berücksichtigt. Dies ermöglichte eine detailliertere Bewertung der möglichen Auswirkungen des Klimawandels. Allerdings ist es dadurch schwierig, die Bewertung verschiedener Modellversionen zu vergleichen.

Übergangskosten:  Die Kosten für das Vokabular des Szenarios könnten als Übergangskosten betrachtet werden und auf der Grundlage von Kapazitätsaufbau, technischer Bewertung, Datenanalyse, Politikentwicklung, Kommunikation und Opportunitätskosten betrachtet werden, nur um sich auf Szenarien zu beziehen. Die Gesamtkosten für den Übergang zu neuem Vokabular sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2: Übergangskosten von Vokabeländerungen

Dies weist auf starke Belege dafür hin, dass die Änderung der Terminologie und des Vokabulars erhebliche technische, finanzielle und szenariobezogene Kosten mit sich bringt, während sie im Vergleich zur Rahmenbindung nur marginale Vorteile bietet. Wenn wir die gesamte Weltgemeinschaft betrachten, könnten die Übergangskosten für die Anwendung von Vokabeländerungen höher sein als erwartet. Die Einbeziehung der Klimawissenschaft in die Politik kann gezielt erfolgen. Um die nutzbare Wissenschaft zu produzieren, die für eine fundierte Politikgestaltung über Jahrzehnte hinweg erforderlich ist, ist ein erheblicher Kapazitätsaufbau unerlässlich.

Empfehlungen

Die Kosten für den Kapazitätsaufbau im Bereich Klimawissenschaft für die Länder und die Kosten für die Einbeziehung der Klimawissenschaft in die Politik sind erheblich. Diese Kosten sind jedoch notwendig, um den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen. Das IPCC sollte die Konsistenz der Terminologie über alle Bewertungszyklen hinweg wahren. Dies würde die mit Änderungen des Szenariovokabulars verbundenen Übergangskosten verringern und es für politische Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit einfacher machen, die Szenarien des IPCC zu verstehen. Darüber hinaus ist ein konsistenter Wortschatz für maschinelles Lernen und KI-Modelle unerlässlich, um natürliche Sprache effektiv zu verarbeiten und zu interpretieren (Miller, 2019). Diese Konsistenz ermöglicht es Modellen, Wörter numerisch darzustellen, kontextuelle Nuancen zu erfassen, Diskrepanzen und Fehler zu bewältigen und sich gut auf neue Eingaben zu verallgemeinern (Riedel et al., 2017).

Konsistenz und Stabilität: Die Aufrechterhaltung eines konsistenten und stabilen Szenariovokabulars erleichtert das Verständnis, gewährleistet die Kontinuität der Bewertungen und fördert eine effektive Entscheidungsfindung. Die Stabilität der Terminologie ermöglicht eine langfristige Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels und erleichtert den Vergleich der Ergebnisse über verschiedene Zeiträume und Regionen hinweg. Das IPCC könnte Leitlinien oder Grundsätze für Szenarioentwickler bereitstellen, um in Zukunft intuitivere, zugänglichere Namenskonventionen und Terminologie anzustreben. Dies ist zwar nicht bindend, könnte aber zur Steuerung des Prozesses beitragen.

Koordinierte globale Bemühungen: Der Klimawandel ist eine globale Herausforderung, die koordinierte Anstrengungen mehrerer Interessengruppen erfordert. Ein einheitliches Vokabular erleichtert die Zusammenarbeit und den Wissensaustausch zwischen Wissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und Organisationen weltweit und erhöht die Wirksamkeit internationaler Initiativen und Richtlinien zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Berichterstattung über Klimawandelrisiken (z. B. Task Force on Climate-Related Financial Disclosures – TCFD oder national). Regierungen). Beispielsweise steht der Finanzsektor vor der Herausforderung, über klimabedingte Risiken (z. B. Empfehlungen von TCFD) zu berichten, einschließlich eines Szenarios mit hohen Emissionen, und muss entscheiden, welche Szenarien verwendet werden sollen, während nicht nur die IPCC-Szenarien, sondern auch andere Szenarien zur Auswahl stehen beispielsweise entwickelt von der Internationalen Energieagentur oder dem Network for Greening the Financial System (NGFS). Ähnliche Herausforderungen stehen auch nationale Regierungen oder der öffentliche und private Sektor bei der Szenarioauswahl. Eine Reihe gemeinsamer oder harmonisierter Low-, Middle- und High-End-Szenarien würde die Entscheidungsfindung erleichtern und transparenter und konsistenter machen, welche wirtschaftlichen Auswirkungen im Rahmen des künftigen Klimawandels zu erwarten sind.

Langzeitplanung: Ein einheitliches Vokabular unterstützt die langfristige Planung von Regierungen und anderen Stellen. Es ermöglicht ihnen, Richtlinien, Minderungsstrategien und Anpassungspläne zu entwickeln, die mit wissenschaftlichen Bewertungen und Prognosen übereinstimmen. Häufige Wortschatzänderungen stören Planungsprozesse und führen zu unnötiger Komplexität und Unsicherheit.

Effektive Kommunikation: Ein stabiler Wortschatz verbessert die effektive Kommunikation zwischen Wissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit. Dadurch wird sichergestellt, dass die wichtigsten Botschaften und Erkenntnisse genau verstanden werden, und es hilft, Missverständnisse zu vermeiden, die die Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen behindern könnten. Das IPCC bittet häufig wichtige Benutzergruppen (politische Entscheidungsträger, Wirtschaftsführer usw.) um Feedback zu Herausforderungen beim Verstehen oder Anwenden von Szenarien. Dieser Beitrag könnte als Grundlage für Bemühungen zur Verbesserung der Klarheit dienen.

Um ein breiteres öffentliches Verständnis zu fördern, sind gezielte Bemühungen um eine unkomplizierte, klare Kommunikation und anschauliche Visualisierungen unerlässlich, um die Unterschiede zwischen Szenarien in verschiedenen Berichten zu verdeutlichen. Letztendlich ist die Aufrechterhaltung einer einheitlichen und präzisen Terminologie von entscheidender Bedeutung, um mögliche Unklarheiten zu vermeiden. Die Bewältigung dieses Problems bleibt eine anhaltende Herausforderung in der Kommunikation.

Zusammenfassung

Das IPCC hat seine Szenarioterminologie seit 1990 mehrmals geändert, was die Bewertung des Klimawandels vor Herausforderungen stellte. Diese häufigen Änderungen haben zu erheblichen Übergangskosten für die Aktualisierung von Modellen, die Umschulung von Benutzern und die Kommunikation neuer Bedingungen geführt. Darüber hinaus haben diese Änderungen unbeabsichtigt die Verständlichkeit und Anwendbarkeit der IPCC-Szenarien für politische Entscheidungsträger, Interessengruppen im Finanzbereich – sowohl öffentliche als auch private – und die allgemeine Bevölkerung beeinträchtigt. Um diese Übergangskosten zu reduzieren und das Verständnis und die Nutzbarkeit von Szenarien zu verbessern, sollte das IPCC über alle Bewertungszyklen hinweg ein konsistentes Szenariovokabular beibehalten.

Durch die Konsolidierung der Terminologie nach AR6 und die Sicherstellung der uneingeschränkten Verwendung von RCPs und SSPs mindestens bis AR7 und möglicherweise auch in nachfolgenden Zyklen kann das IPCC seinen Schwerpunkt von terminologischen Aktualisierungen auf die Verbesserung der Szenarioqualität und -interpretation verlagern. Die Einführung eines standardisierten Satzes von Szenarien, der niedrige, mittlere und obere Entwicklungen mit einheitlicher Terminologie umfasst, würde politischen Entscheidungsträgern und Führungskräften im öffentlichen und privaten Sektor ein klareres Verständnis der Klimaszenarien vermitteln. Dies würde sie wiederum in die Lage versetzen, angesichts der Herausforderungen des Klimawandels fundierte Entscheidungen zu treffen.


Wissen:

Die Autoren dankten Anne-Sophie STEVANCE vom International Science Council (ISC) für die Rolle als Redakteurin.


Über die Autoren

Bapon Fachruddin

Bapon Fachruddin

Grüner Klimafonds (GCF); Vorsitzender der RIA-Arbeitsgruppe, IRDR; Stuhl, CODATA TG-FAIR-Daten für DRR, ISC.

Jan Silmann

Universität Hamburg; Vorsitzender der RIA-Arbeitsgruppe, IRDR.


Bitte aktivieren Sie JavaScript in Ihrem Browser, um dieses Formular auszufüllen.

Bleiben Sie auf dem Laufenden mit unseren Newslettern


Photo by Mike Haupt on Unsplash


Haftungsausschluss
Die in diesem Artikel präsentierten Informationen, Meinungen und Empfehlungen stammen von den einzelnen Mitwirkenden und spiegeln nicht unbedingt die Werte und Überzeugungen des International Science Council wider.

Zum Inhalt