Tekkivad kliimariskid ja mida on vaja globaalse soojenemise piiramiseks 2.0 °C-ni?

See artikkel on osa ISC-st Teisendus21 seeria, mis uurib teadmiste ja tegevuste seisu viis aastat pärast Pariisi kokkuleppe sõlmimist ja on kestliku arengu alase tegevuse pöördeline aasta. Seda tükki jagas esmakordselt Maailma kliimauuringute programm (WCRP).

COP26 raames korraldasid WCRP, IPCC ja Future Earth ühisistungi, et arutada 1.5 °C soojenemise ületamise riske ja tagajärgi ning võimalikke ümberkujundamisviise, mis võivad suunata otsustajaid ja sidusrühmi. Kõigil esinejatel paluti tuvastada kuni viis meie teadlaskonna jaoks prioriteetset tegevust ja/või väljakutset seoses üleminekuga vähese CO2-heitega ühiskonnale ja soojenemise piiramisele alla XNUMX °C. See on kokkuvõte nendest teadusprobleemidest, teaduslünkadest ja mõningatest vajalikest tegevustest.

Vaata seanssi siit:

1. Ülevaade

Inimtekkelised kliimamuutused toovad kaasa palju olulisi väljakutseid ja riske, mis mõjutavad peaaegu kõiki eluvaldkondi Maal. Põuad, tugevad vihmad ja üleujutused, kuumalained, äärmuslikud tulekahjud ja rannikualade üleujutused sagenevad ja intensiivistuvad juba praegu. Nende kliimamuutuste ulatus ning sellest tulenevad riskid ja mõjud kasvavad iga täiendava soojenemise astmega, mõjutades miljoneid inimesi kogu maailmas, eriti vaesemaid, kellel on oht toidu- ja veevarustuskindlusele; ökosüsteemi tervis ja bioloogiline mitmekesisus, mis ohustavad mitut säästva arengu eesmärki (SDG).

Selliste ohtude vähendamiseks oli COP21 Pariisi kokkuleppe eesmärk piirata globaalset soojenemist tunduvalt alla 2 °C võrreldes industriaaleelse temperatuuriga ning jätkata jõupingutusi soojenemise piiramiseks 1.5 °C-ni. Arvestades CO kumulatiivset mõju₂ globaalsest soojenemisest tingitud heitkogused ja väike järelejäänud süsinikueelarve, see nõuab kõigi inimtekkeliste kliimamuutuste, eriti fossiilse süsinikdioksiidi heitkoguste dramaatilist vähendamist₂, järgmise kümnendi jooksul. Lõpuks on selle eesmärgi saavutamiseks vaja kasvuhoonegaaside netoheiteid 2050. aastaks nullida.

Arvestades praegust poliitikat ja ajakohastatud riiklikult määratud panuseid, näib üha tõenäolisem, et järelejäänud süsinikueelarve, mis on seotud 50 või 67% võimalusega piirata soojenemist 1.5 °C juures, ammendub 2030. aastatel, mis toob kaasa 1.5 °C ületamise. eesmärk. Igasugune viivitus heitkoguste vähendamisel põhjustab planeedi veelgi suuremat globaalset soojenemist ning suuremat intensiivsemat ja sagedasemat ilmastiku- ja kliimaäärmuslikkust. Temperatuuril alla 2.0 °C püsimine nõuab enneolematut muutust, sealhulgas jääk-CO suuremat vähendamist₂ heitkogused ja säästvad lähenemisviisid liigse süsinikdioksiidi eemaldamiseks₂ atmosfäärist. Süsinikdioksiidi eemaldamiseks on vaja negatiivsete heitmete tehnoloogiaid, kuid endiselt on küsimusi nõutava ulatuse, teostatavuse, kulude ja kompromisside kohta, eriti kui need on seotud maismaa võimalustega.

2. Peamised teaduslikud väljakutsed

2.1 Parem arusaamine protsessidest kogu Maa süsteemist – kõikides mastaapides, sealhulgas inimeste (sotsiaalsete) süsteemide ja kliimariskide kohta

Teadusuuringud, mis suurendavad meie arusaamist haruldastest liitsündmustest, mille esinemise tõenäosus on väike, kuid millel on potentsiaalselt laastav mõju (ülemaailmsel skaalal). Vaatlused, protsessiuuringud ja otstarbekohased mudelid on kõik vajalikud selleks, et mõista ja simuleerida haruldasi äärmuslikke sündmusi (nagu ohtlikud kuumusläved, mis mõjutavad mitut maailma toiduturgude jaoks kriitilist piirkonda); sündmuste jada; ning sisemise varieeruvuse ja looduslike kliimamõjurite vastastikuse mõju mõju.

Täiustatud võime hinnata kliimariske. Väikese tõenäosusega ja suure mõjuga sündmustest tulenevate riskide paremaks kvantifitseerimiseks; tõsised liitohud ja ulatuslikud äärmuslikud sündmused; ja murdepunktid, nagu ulatuslik süsiniku eraldumine metsa hääbumisest või igikeltsa järsust sulamisest, jääriiuli/lehe kokkuvarisemine, režiimi nihked ja elustiku kokkuvarisemine, kõik nõuavad interaktsioonide, tagasiside ja vastupidavuse paremat integreerimist meie Maa süsteemi mudelitesse, mis hõlmavad süsteemi komponentide dünaamika nimelt ookeanid, maa, atmosfäär, biosfäär ja krüosfäär, aga ka inimsüsteemid.

Kiirendada Antarktika kliimateaduse arengut: eriti seotud Antarktika merejää ja jääriiulitega, võttes arvesse ebakindlust nende stabiilsuse suhtes muutuvas kliimas ja merepinna tõusu mõju kohta.

Parem arusaam sotsiaalsüsteemidest: kiirendada edusamme sektorite/geograafiate/kultuuride lõikes.

2.2 Täiustatud teave kliima ja Maa süsteemi kohta

Piirkondliku ja kohaliku kliimamuutusteabe täiustamine: kõigi asjakohaste protsesside ja nende vastasmõju paremate vaatluste ja modelleerimise kaudu ilmastikust aastatuhandeteni ning vaidlustades mudeleid paleoklima ja vaadeldud andmetega.

Kliimaprognooside kvaliteedi ja kasutamise parandamine kliimariskide hindamisel: teha kindlaks teed inimarengu jaoks stabiilse ja vastupidava Maa süsteemi turvaliseks ja õiglaseks planeedi eestkosteks ning tegeleda ühiskonnaga oluliste küsimustega, nagu (need on mõned WCRP uue ohutu maandumiskliima tuletorni tegevuse teaduslikud eesmärgid):

M heiteteed säilitavad elamiskõlblikkuse ja toiduga kindlustatuse; millised on kohanemise piirid?

Millised on süsinikdioksiidi eemaldamise mõju kliimale säilitades samal ajal toidu- ja veevarustust, säilitades bioloogilist mitmekesisust?

M riskid tulenevad vee pikaajalisest ümberjagamisest kliimamuutuste ja otsese inimtegevuse tõttu maismaal asuvates loodussüsteemides/reservuaarides (sealhulgas liustikud ja troopilised vihmametsad)?

Millised on mõju intensiivistunud veeringe piirkondadele ja suurenenud varieeruvus, mis viib näiteks väga niiskete ja seejärel väga kuivade perioodideni?

Kuidas me säilitada elamiskõlblikud rannikud, milline määr ja suurusjärk merepinna tõus on selle pöördumatuse tõttu vastuvõetav?

Riskide parem kvantifitseerimine väikese tõenäosusega suure mõjuga sündmused (nagu on kirjeldatud ka punktis 2.1).

2.3 Sildade ehitamine ja tugevdamine

Kliima ja ökosüsteemi/bioloogilise mitmekesisuse uurimisringkondade vahel: paremini mõista muutuva kliima ja kohalike survete mõju ökosüsteemidele ja nende võimele säilitada süsinikku ning optimeerida kaasnevaid eeliseid. See on seotud süsiniku neeldajate võimaliku vähenenud efektiivsusega üle 2°C maailmas, looduspõhiste lahenduste potentsiaali ja piiridega ning murega protsesside pärast, mis on praegu kliimamudelites vaid osaliselt kaasatud (nt metsade hävimine, tulekahju, igikeltsa järsk sula, mikroobid pinnases ja ookeanis jne).

Kliimainfo „ülalt-alla” (ülemaailmse) tootmise ja „alt-üles” kohaliku tasandi otsustuskonteksti vahel: paremini suunata ühiskondade haavatavuse minimeerimiseks vajalikku kohanemist, vähendades nende kokkupuudet kliimaohtudega ja tundlikkust nende suhtes, ning suurendada kogukondade suutlikkust aktiivselt kohaneda muutuva kliimariskiga. See on WCRP uue My Climate Risk Lighthouse Activity fookuses.

Teadlaste, huvirühmade ja otsustajate vahel: saavutada ühised ja üksteist täiendavad lähenemisviisid kliimamuutuste leevendamiseks ja nendega kohanemiseks, mis toetuvad tugevale kliimamuutuste teadusele ja teabele, millel on kaaskasu (näiteks metaaniheitmete vähenemisest tulenev kasu õhukvaliteedile). Leevendus nõuab globaalselt koordineeritud valitsuse poliitikat, samas kui kohanemise otsustuskontekst nõuab palju kohaliku tasandi lähenemisviisi.

Teadusringkondade ja kohalike kogukondade vahel: töötada välja tõhusam alt-üles lähenemine, mis arvestab kohalikku keerukust (reaalsust), esitades samas lihtsaid lahendusi (lihtsus), mis annavad kohalikele kogukondadele võimaluse oma olukorda mõista (võimestamine).

3. Riskil on skaala: millist teadust on vaja, et toetada tegevusi otsustustasandil?

Globaalses ja piirkondlikus mastaabis on piisavalt tugevat kliimateavet, kuid meetmed on nõrgad. Kuid kohalikul tasandil, kus mõjusid kogetakse, ollakse üldiselt valmis tegutsema isegi siis, kui usaldusväärne kliimateave on piiratud. Seetõttu tekivad pinged selle vahel, kus ressursiotsused tehakse ja kus mõju avaldub.

Mitmed esmatähtsad meetmed selle probleemi lahendamiseks ja kliimateaduse tõhususe tagamiseks, võimaldades poliitikaid ja otsuseid kohaliku tasandi kliimariskide juhtimiseks ja selle mõjude vähendamiseks haavatavatele kogukondadele ja piirkondadele üle maailma, kuuluvad WCRP piirkondliku teabe ühiskonnale. Põhiprojekt ja minu kliimariski tuletorni tegevus. Nad sisaldavad:

Lahendage kriitilised lüngad võrgu läbilaskevõime, juurdepääsu ajaloolistele andmetele ja sündmuste omistamisuuringute jälgimine peamiste suure mõjuga sündmuste jaoks paljude kõige haavatavamate piirkondade jaoks.
Integreerige paremini otsuste tegemise kontekst, sidusrühmade väärtused ja eetika ning kliimaga mitteseotud stressitegurid uurimistöö kavandamisse, teabe ülesehitusse ning poliitika- ja otsustajatega suhtlemisse.
Investeerima suutlikkuse arendamine väga haavatavates piirkondades arendada kohapeal teadlikku, otsuste jaoks olulist kliimateavet. Nõrk teaduslik suutlikkus loob intellektuaalse sõltuvuse teistest, mille tulemuseks on halb kooskõla kliimateabe ja otsustuskonteksti vahel.
Hinnake kohanemisreaktsioonide tõhusust tagamaks, et tulemusi näidatakse.
Lepitage vastuolud mis tulenevad meetodist sõltuvusest (st erinevad meetodid kliimateabe saamiseks) ja kiiresti arendada suhtlemisviise ja -tavasid. Teabeallikate ja tulemuste mitmekesisus ajab sõnumi segadusse ja nõrgendab otsuseid.
Parem ressurss transdistsiplinaarne teadus ja tõeline intellektuaalne partnerluspiirkondade vahel ja sees, et lahendada kontekstipõhise teabe puudumine.

4. Mida on vaja edusammude ja tegevuse kiirendamiseks?

Parem arusaam sellest, kuidas tehakse kollektiivseid otsuseid ja kuidas riskianalüüse tajutakse. Hoolimata teaduse ja aktivistide kogukondade tugevast häälest viimase kolme aastakümne jooksul, on poliitilised vastused endiselt läbitungimatud lahendustele, mis põhinevad suuresti edasilükatud meetmetel või uutel tehnoloogiatel. Vaja on rohkem tähelepanu pöörata psühholoogiatele, mis takistavad hoiatuste kuulmist seni, kuni on liiga hilja. See kehtib nii kliimaga kohanemise kui ka leevendamise kohta.
Kodanikud ja riigid peavad määratlema, kavandama ja ellu viima suuri muudatusi oma eluviisis. Kas sotsiaalteadused võivad aidata mõista ja lahendada, miks nii poliitikakujundajad kui ka kodanikud näevad probleemi kontseptuaalsena, mille lahendused peituvad mujal või tulevikutehnoloogiates? Kas need võivad aidata luua arusaamist ja aktsepteerimist, et kompromissid keerulistes süsteemides mõjutavad erinevaid sidusrühmi erineval viisil?
Tegelege sotsiaalse litsentsi küsimusega et ühiskond saaks realiseerida olemasolevate tehnoloogiliste lahenduste eeliseid, ilma et oleks vaja kompromisse, mis takistaksid nende osalahenduste rakendamist.
Kas meie mitmepoolses juhtimissüsteemis on vaja muuta? Mõned tõendid, mida see ei pruugi olla, on see, et just ajal, mil maailm vajab tõhusat mitmepoolset süsteemi, seisame silmitsi tärkava natsionalismiga. Rahvad peavad nägema, et koos töötamine on nende valgustatud omakasu.
Teadus ise peab muutuma. Kliimateadus on kvantifitseerinud ja diagnoosinud inimtekkelised kliimamuutused; simuleeritud tulevikustsenaariumid, et ühiskond ja otsustajad mõistaksid selgelt usutavaid kliimatulevikuid; ning arendas kohanemise ja leevendamise teadust. Rahvusvahelise teadusnõukogu teadusringkonnad, sealhulgas Future Earth ja WCRP, annavad kõik olulise panuse, kuid füüsikateadus ja tehnoloogia üksi ei lahenda probleemi. Vajame sotsiaalteadlasi, otsusteadlasi, politolooge, eetikuid, majandusteadlasi ja praktikuid (nt insenere) ning tugevdatud sildu nende ühendamiseks, nagu on märgitud ülaltoodud jaotises 2.3.

5. Tee nullini – teaduse ja tehnoloogia vajadused

Kliimariski vähendamiseks ja 2015. aasta Pariisi kokkuleppega kokku lepitud ambitsioonikate eesmärkide täitmiseks, CO₂ heitkogused peavad langema neto nullini sajandi keskpaigaks; ometi on maailm selle eesmärgi saavutamisel väga aeglane. Kuigi paljud ümberkujundamiseks vajalikud elemendid on juba selged – näiteks fossiilkütuste kasutamise ja tootmise kiire vähendamine, metsade hävitamise peatamine ja maakasutusest tulenevate heitkoguste vähendamine – on selge ka see, et CO₂ soojenemise piiramiseks on vaja laialdaselt eemaldamistehnoloogiaid (CDR). Näiteks 2018. aasta IPCC eriaruanne globaalse soojenemise kohta 1.5 °C näitab, et need 1.5 °C piirid, mille eesmärk on vähendada sõltuvust CDR-ist, eemaldavad siiski märkimisväärse koguse CO.₂ atmosfäärist (täpsemalt 100 Gt CO₂ kumulatiivselt kuni aastani 2100).

Nende radade (1.5 või 2 °C) võrdlemine meie praeguse tegelikkusega näitab silmatorkavat lõhet innovatsioonis ja poliitikas ning ühiskondlikus dialoogis. CO eemaldamise tehnoloogiate ja lähenemisviiside skaleerimine₂ õhkkond tekitab selliseid küsimusi nagu: Kust peaks biomass tulema, ilma et see ohustaks teisi säästva arengu eesmärke, kui bioenergiat tahetakse oluliselt suurendada? Kui püsivalt võib CO₂ hoiustada metsas, põllumuldades ja muudes maapealsetes ja mere ökosüsteeme, arvestades käimasoleva kliimamuutuse mõju neile? Mida saavad muud lähenemisviisid, nagu otsene õhu püüdmine, täiustatud ilmastikukindlus, biosüsi ja muud looduslikud kliimalahendused, aidata kaasa vastupidavamale eemaldamistehnoloogiate portfellile, mis minimeerib riske teistele säästva arengu eesmärkidele? Sellised küsimused näitavad selgelt, kui kiiresti on vaja lahendusi jääkheitmete ja süsinikdioksiidi küsimustes₂ eemaldus.

Lühiajalises perspektiivis on vaja innovatsiooni, rahastamist ja katseprojekte, et katalüseerida teadust ja tehnoloogiat, mida on vaja mitte ainult heite- ja CDR-tehnoloogiate jaoks, vaid ka tugevate ja läbipaistvate seire- ja kontrollimeetodite jaoks. Viimane on eriti oluline, et vältida lahknevusi võetud kohustuste ja tegelike tegevuste vahel, mis viivad kliima stabiliseerimiseks vajalike ülemaailmsete heitkoguste vähendamise puudujäägini. Keskpikas perspektiivis on moraalse ohuga seotud probleemide lahendamiseks vaja selgeid juhtimisstruktuure. Pikemas perspektiivis võib kõikehõlmav süsinikdioksiidi hinnakujunduse arhitektuur, mis võtab arvesse ainult üleminekumõõtmeid, aidata süsinikdioksiidi eemaldamist premeerida ja rahastada, võttes samal ajal tasu ülejäänud süsinikdioksiidi heitkoguste eest.

Lisaks on vaja objektiivi, mis vaataks laiemalt kui ainult süsinik, koos süsinikule keskenduva poliitikaarhitektuuriga koos kaitsemeetmete ja regulatsiooniga, mis tagab jätkusuutlikkuse. Teadusel peab olema ülioluline roll teadmistelünkade täitmisel praktiliste teadmistega.

Võite olla huvitatud ka

Neli kaalutlust kliimamuutustega seotud edusammude kiirendamiseks teaduse ja poliitika liideses

WCRP, Future Earth ja IPCC COP26 korraldatud kõrvalüritusel kutsus ISC president Peter Gluckman üles teaduses ja teaduse rahastamises samm-sammult muutma, et pakkuda elluviidavaid lahendustele orienteeritud teadmisi, tuues esile neli edusammude kiirendamise seisukohast olulist probleemi.

Foto: Sergei Pesterev saates Unsplash.