Stsenaariumide nihutamise kulud: miks peaks IPCC kliimahinnangutes säilitama ühtse sõnavara

Abstraktne

Valitsustevahelise kliimamuutuste paneeli (IPCC) aruannetes kasutatud stsenaariumid on meie kliimamuutuste mõistmisel ja sellele reageerimisel kriitilised vahendid ning need on ülemaailmse kliimameetmete teaduslikuks aluseks. Need pakuvad teaduslikult rangeid, eelretsenseeritud prognoose tulevaste kliimatingimuste kohta erinevate kasvuhoonegaaside heitkoguste korral. Alates SA90-st (stsenaarium A aastast 1990) esimeses hindamisaruandes (AR1) kuni jagatud sotsiaal-majandusliku rajani (SSP) kuuendas hindamisaruandes (AR6) on need stsenaariumid muutunud keerukamaks ja täpsemaks, peegeldades meie kasvavat kliimasüsteemi mõistmine ja modelleerimismeetodite üha keerukamaks muutumine, et aidata avalikku ja erasektorit strateegiliste otsuste tegemisel, kliimamuutuste riskide hindamisel ja kohanemise planeerimisel. Need stsenaariumid on poliitika teavitamisel olulised, kuna need pakuvad erinevaid võimalikke tulevikku, millest igaüks vastab konkreetsetele eeldustele sotsiaal-majandusliku arengu, tehnoloogilise arengu ja leevendusmeetmete kohta. Tuues välja erinevate heitetrajektooride võimalikud tagajärjed, võimaldavad need poliitikakujundajatel hinnata nende otsustega seotud riske ja kompromisse.

Lisaks aitavad stsenaariumid kvantifitseerida kliimamuutuste mõju globaalsel, piirkondlikul ja kohalikul tasandil. Need pakuvad olulisi andmeid kliimamõjude hindamiseks, kohanemise ja vastupidavuse suurendamise strateegiate kohta. Need stsenaariumid mängivad keskset rolli ka kliimamuutuste majandusanalüüsides, aidates välja selgitada kulutõhusaid leevendusstrateegiaid ja suunates investeeringuid vähese COXNUMX-heitega arengusse ja kliimamuutustega kohanemise meetmetesse.

Viimase kuue IPCC hindamistsükli jooksul on sotsiaalmajanduslike ja heitestsenaariumide nimetamise kokkulepped ja raamistikud muutunud. Kuigi see muutuv terminoloogia on mõeldud ajakohastatud teadusteabe kasutamiseks, tekitab see märkimisväärset segadust riikide valitsustes ja sektorites, kes peavad stsenaariume oma planeerimisse ja poliitikakujundajatesse kaasama. Märkimisväärsed väljakutsed seisavad silmitsi teadmiste puudumisega stsenaariumide mõistmise, tõlgenduse ja kliimariskide hindamise uute stsenaariumide abil üleminekukulude ning riiklike ja kohalike sidusrühmade suutlikkuse suurendamise ja seadusandlike muudatuste tõttu. Sõnavara muudatused võivad tekitada tehnilisi, sotsiaalseid, rahalisi ja suutlikkuse suurendamise väljakutseid. Varasematest hinnangutest saadud tõendid näitasid, et terminoloogiamuutuste tõttu kulutati IPCC aruannetes üleminekukuludeks ligikaudu 200 miljonit USA dollarit. See võib märkimisväärselt võimendada riikide suutlikkuse suurendamist, riskide hindamist ning muudatusi õigusaktides ja poliitikas. IPCC peaks pärast AR6 kasutama nüansirikkaid stsenaariumide sõnavara ja kasutama järjekindlaid termineid vähemalt seitsmenda hindamisaruande (AR7) kaudu ja tulevikus potentsiaalselt hindamistsüklite järel.

IPCC stsenaariumi ja sõnavara väljakutsed

IPCC hindab teaduskirjandust, et anda poliitikakujundajatele korrapäraselt põhjalikku teavet kliimamuutuste teaduse seisu kohta. Nende hindamisaruannete põhikomponendid on sotsiaalmajanduslikud ja heitestsenaariumid, mida kasutatakse kliimamudeli prognoosides. Stsenaariumi väljatöötamise protsessi juhivad sõltumatud modelleerimisrühmad, kes juhivad keerulisi kliima- ja integreeritud hindamismudeleid (IAM). Hiljutise IPCC kuuenda hindamisaruande (AR6) jaoks oli põhistsenaariumide modelleerimise rühm stsenaariumimudelite vastastikuse võrdluse projekt (ScenarioMIP), mis on osa suuremast seotud mudelite võrdlusprojektist (CMIP6). Nüüd on kliima modelleerimine liikunud järgmisse etappi, CMIP7, mis loob uusi stsenaariume ja prognoose, mida saab kasutada tulevases IPCC AR7-s.

Stsenaariumianalüüs on IPCC kliimahinnangute oluline komponent ja IPCC on aja jooksul oma stsenaariumide sõnavara täiendanud, et kajastada teadusliku arusaama edusamme ja anda põhjalikumaid hinnanguid. Nende stsenaariumide nimetamise kokkulepped ja raamistikud on aga muutunud iga hindamisaruande (AR) tsükliga, vaheldumisi SA90-lt IS92-le, SRES-ile, RCP-dele ja nüüd SSP-dele (IPCC, 2021). Kuigi see ajakohastamine meenutab stsenaariumide täiustamist, suurendab sõnavara muutumine üleminekukulusid kliima hindamisel, poliitikamuutustel ja suutlikkuse suurendamisel (Nakicenovic, 2000). Tabelis 1 on kokku võetud IPCC stsenaariumid, mudeli täpsus, piirangud ja eelised.

Joonis: IPCC stsenaariumide kokkuvõte ja mudeli evolutsioon

IPCC uus hindamistsükkel (AR7) on alles algamas ja avaldatakse ettepanekuid uute stsenaariumide kohta, näiteks TEWA: "Emission World Avoided", NFA: "Ei mingit edasist tegevust", DASMT: "Puuduvad viivitatud kliimameetmed ja stabiliseerimisrada". Target", DAPD: "Viilitatud tegevuse tipp ja langus" ja IAPD: "Kohe tegevuse tipp ja langus" (Meinshausen, 2023).

Kuigi need nimed võivad tunduda intuitiivsemad ja teenida teaduslikku nõudlust erinevate stsenaariumide järele (Meinshausen 2023), võib IPCC hindamisaruannete terminoloogia ja stsenaariumide pidev nihe põhjustada stsenaariumide kasutajate, näiteks mõjukogukonna, arusaamatusi ja väärititõlgendusi. finantssektor ja kliimateenused. Lisaks võib see tekitada probleeme andmete ühilduvuse ja integreerimisega. Digitaalse kaksiktehnoloogia suunas liikumisel on võtmetähtsusega ka sõnavara järjepidevuse säilitamine.

Siin kirjeldame IPCC stsenaariumide sõnavaraga seotud mitmeid väljakutseid:

Segadus ja väärtõlgendus: Muutused stsenaariumide sõnavaras põhjustavad segadust poliitikakujundajates, teadlastes ja üldsuses (Parson, 2007). Tuttavad terminid ja mõisted ei pruugi enam uue sõnavaraga ühtida, mille tulemuseks on järelduste väärtõlgendused ja tõhusate otsuste tegemine. Akronüümide nagu SRES, RCP ja SSP kasutamine võib tekitada segadust, eriti mitteekspertide jaoks, kes üritavad aruandeid tõlgendada. Kulub aega, et õppida, mida igaüks tähistab. IPCC stsenaariumide nimed võivad samuti segadust tekitada, kuna need ei ole alati kooskõlas inimeste keelekasutusviisiga. Näiteks IPCC A1B stsenaarium on stsenaarium, mille kohaselt globaalsed kasvuhoonegaaside heitkogused suurenevad kogu 21. sajandi jooksul. Mõistel "A1B" pole aga väljaspool kliimateaduste kogukonda selget tähendust. See võib muuta kliimateadusega mitte kursis olevate inimeste jaoks A1B stsenaariumi mõistmise keeruliseks.

Suhtlemisprobleemid: Sõnavara mängib olulist rolli suhtlemisel ja keerukate mõistete ühise mõistmise hõlbustamisel. Kui keel ja terminid muutuvad, võib teaduslike tulemuste tõhus edastamine poliitikakujundajatele, sidusrühmadele ja avalikkusele olla keeruline, mis takistab teadlike poliitikate ja tegevuste väljatöötamist. Sellised terminid nagu „esinduslikud keskendumisviisid” või „jagatud sotsiaalmajanduslikud teed” ei ole intuitiivsed ega kergesti arusaadavad mitteekspertidele. Lihtsam keel aitaks suurendada selgust ja arusaamist.

Tehingukulud ja suutlikkuse suurendamine: Tehingukulud ja suutlikkuse suurendamise vajadused: muutused stsenaariumide terminoloogias ei too kaasa mitte ainult tehingukulusid, vaid nõuavad ka olulisi ressursse riikide valitsuste ja poliitikakujundajate suutlikkuse suurendamiseks (Rozenberg, 2014). See hõlmab personali ümberõpet, juhiste läbivaatamist ja poliitikate vastavusse viimist ajakohastatud sõnavaraga. Sellised kulud võivad olla märkimisväärsed, vähendades muid olulisi valdkondi. Näiteks üleminek Ühendkuningriigi 2009. aasta kliimaprognooside aruandelt UKCP18-le, mis ajakohastati stsenaariume SRES-ilt RCP-dele, nõudis riigiteenistujate ümberõpet, planeerimisprotsesside kohandamist ja muudetud stsenaariumide alusel muudetud prognooside edastamist sidusrühmadele. Need tehingukulud põhjustasid viivitusi poliitika rakendamisel. Lisaks nõuab uute stsenaariumide juurutamine tõhusaid kommunikatsioonistrateegiaid, et tagada selgus meedia, üldsuse ja vanemate stsenaariumitega kursis olevate otsustajate jaoks, tagades, et nad saavad muudatustest sujuvalt aru ja vastu võtavad (Geden 2015).

Järjepidevuse puudumine: Üleminek SRES-ilt RCP-dele AR6 (2021) ja AR5 (2013) ja varasemate IPCC aruannete vahel teatud aastate jooksul esindab täiesti erinevat raamistikku ja eeldusi. See muudab aruannete otsese võrdlemise keeruliseks. Kuid see annab ka teadlaskonnale võimaluse mõista mudeli piiranguid ja täiustusi.

Mitu stsenaariumi: Igas aruandes kasutatakse mitut erinevat stsenaariumi (nt RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5). Kasutajate jaoks kerkib sageli küsimus, millist neist kasutada, kumb on tõenäolisem, usutavam või asjakohasem (pange tähele, et IPCC ei ole määratluse kohaselt ühelegi stsenaariumile määranud tõenäosust). Mõnda stsenaariumi (nt RCP8.5) on peetud ebareaalseks isegi ühe hindamistsükli jooksul. Veelgi enam, heitkoguste kujundamine "tavapärase äri" narratiivina võib olla eksitav g (Hausfather ja Peters 2020,. Nii globaalsete kui ka piirkondlike kliimamudelite prognooside olemasolu muudab terminoloogia ja tõlgendamise veelgi keerukamaks (vt nt Ranasinghe et al. 2021).

Andmete standard ja koostalitlusvõime: muutused stsenaariumide sõnavaras toovad kaasa ebakõlasid masinõppeks või tehisintellekti hindamiseks kasutatavates andmetes. AI mudelid tuginevad sageli ajaloolistele andmetele ja prognoosidele, mis põhinevad konkreetsetel stsenaariumidel. Kui sõnavara muutub, ei pruugi koolituseks ja hindamiseks kasutatud andmed enam uue terminoloogiaga kooskõlas olla, mis toob kaasa ebatäpsed tulemused ja kallutatud hinnangud. RCP-lt uutele SSP-stsenaariumidele üleminekul koolitusandmed ei töötaks sujuvalt ja see nõuab sisendite/väljundite eeldatud SSP-terminoloogiaks muutmiseks eeltöötlust (Eyring et al, 2016). See võib tekitada vigu, kui AI-süsteemide kohandamisel seda õigesti ei käsitleta.

Mudeli kohandamine: AI mudelid on koolitatud tuvastama andmetes konkreetseid mustreid ja seoseid. Stsenaariumide sõnavara muutused nõuavad nende mudelite ümberõpet või kohandamist, et nad saaksid uuest terminoloogiast õigesti aru ja tõlgendada. See protsess võib olla aeganõudev, ressursimahukas ja nõuda mudeli arhitektuuri olulisi kohandusi. Näiteks kui töötame välja lihtsama mudeli (närvivõrgud), et jäljendada keerukaid, säästes arvutusvõimsust. Neid lihtsamaid mudeleid õpetatakse konkreetsete stsenaariumide jaoks (nt RCP 4.5, RCP 8.5). Treeningandmete sisendsildid ja vastavad väljundmuutujad tuleks teisendada, et need vastaksid uuele SSP stsenaariumi sõnavarale ja uuendatud mudeliväljunditele. Tihti ei piisa uute märgistatud andmete ümberõppest, kuna uue stsenaariumi raamistikus võivad sisendite ja väljundite vahelised seosed olla muutunud. See võib nõuda emulaatori närvivõrgu arhitektuuri enda muutmist – kihtide, sõlmede ja ühenduste arvu kohandamist, et võimaldada uute seoste õppimist.

Õppimise ülekandmine: Olemasolevat stsenaariumisõnavara kasutades koolitatud masinõppemudelitel võib olla raskusi oma teadmiste ülekandmisel uude sõnavarasse. See võib piirata nende võimet anda täpseid hinnanguid või prognoose uue terminoloogia järgi, mistõttu on vaja investeerida märkimisväärseid ressursse ümberõppesse või uute mudelite nullist ülesehitamiseks. Ka hindamise skaala on aja jooksul muutunud. Varased aruanded keskendusid ülemaailmsetele mõjudele. Uuemad aruanded on aga hõlmanud piirkondlikke ja kohalikke mõjusid. See on võimaldanud üksikasjalikumalt hinnata kliimamuutuste võimalikke mõjusid. See muudab aga mudelite erinevate versioonide hinnangute võrdlemise keeruliseks.

Üleminekukulu: Stsenaariumide sõnavara maksumust võib pidada üleminekukuludeks ja seda võiks vaadelda suutlikkuse suurendamise, tehnilise hinnangu, andmeanalüüsi, poliitika väljatöötamise, teabevahetuse ja alternatiivkulude põhjal ainult stsenaariumitega seostamiseks. Uuele sõnavarale ülemineku üldine maksumus on näidatud tabelis 2.

Tabel 2: Sõnavara muudatuste üleminekukulu

See viitab kindlatele tõenditele, et terminoloogia ja sõnavara muutmine toob kaasa olulisi tehnilisi, rahalisi ja stsenaariumi õppimisega seotud kulusid, pakkudes samas raamistiku lukustamisega võrreldes ainult marginaalset kasu. Kui arvestada kogu globaalset kogukonda, võivad sõnavaramuudatuste rakendamise üleminekukulud olla oodatust suuremad. Kliimateaduse kaasamist poliitikasse saab teha sihipäraselt, oluline suutlikkuse suurendamine on hädavajalik, et toota aastakümnete jooksul teadlikuks poliitikakujundamiseks vajalikku kasutatavat teadust.

Soovitused

Kliimateaduse alase suutlikkuse suurendamise kulud riikidele ja kliimateaduse poliitikasse kaasamise kulud on märkimisväärsed. Need kulud on aga vajalikud kliimamuutuste probleemide lahendamiseks. IPCC peaks säilitama hindamistsüklite terminoloogia ühtsuse. See vähendaks stsenaariumide sõnavara muutmisega seotud üleminekukulusid ning hõlbustaks poliitikakujundajatel ja avalikkusel IPCC stsenaariumide mõistmist. Lisaks on masinõppe ja tehisintellekti mudelite jaoks loomuliku keele tõhusaks töötlemiseks ja tõlgendamiseks oluline ühtne sõnavara (Miller, 2019). See järjepidevus võimaldab mudelitel sõnu numbriliselt esitada, kontekstuaalseid nüansse haarata, lahknevusi, vigu hallata ning hästi üldistada uutele sisenditele (Riedel et al., 2017).

Järjepidevus ja stabiilsus: Järjepideva ja stabiilse stsenaariumisõnavara säilitamine võimaldab lihtsamalt mõista, tagab hinnangute järjepidevuse ja soodustab tõhusat otsuste tegemist. Terminoloogia stabiilsus võimaldab pikaajaliselt hinnata kliimamuutuste mõjusid ning hõlbustab tulemuste võrdlemist erinevate perioodide ja piirkondade lõikes. IPCC võiks anda stsenaariumide arendajatele juhiseid või põhimõtteid, et tulevikus oleks eesmärgiks intuitiivsemad, juurdepääsetavamad nimetamistavad ja terminoloogia. Kuigi see ei ole siduv, võib see protsessi juhtida.

Koordineeritud ülemaailmsed jõupingutused: Kliimamuutus on ülemaailmne väljakutse, mis nõuab mitme sidusrühma kooskõlastatud jõupingutusi. Järjepidev sõnavara hõlbustab koostööd ja teadmiste jagamist teadlaste, poliitikakujundajate ja organisatsioonide vahel kogu maailmas, suurendades rahvusvaheliste algatuste ja poliitikate tõhusust, mis on suunatud kliimamuutustega tegelemisele ja kliimamuutuste riskidest aruandlusele (nt kliimaga seotud finantsteabe töörühm – TCFD või riiklik valitsused). Näiteks on finantssektoril väljakutse esitada aruandlus kliimaga seotud riskide kohta (nt TCFD soovitused), sealhulgas kõrge heitkogusega stsenaarium, ja ta peab otsustama, milliseid stsenaariume kasutada, samas kui valida pole mitte ainult IPCC stsenaariumide vahel, vaid ka stsenaariume. mille on välja töötanud näiteks Rahvusvaheline Energiaagentuur või Finantssüsteemi keskkonnasäästlikuks muutmise võrgustik (NGFS). Sarnaste väljakutsetega seisavad silmitsi riikide valitsused või avalik ja erasektor stsenaariumide valikul. Ühiste või ühtlustatud madala, keskmise ja kõrgetasemeliste stsenaariumide kogumine hõlbustaks otsuste tegemist ning muudaks läbipaistvamaks ja järjepidevamaks, milliseid majanduslikke mõjusid tulevaste kliimamuutuste korral oodata.

Pikaajaline planeerimine: Järjepidev sõnavara toetab valitsuste ja muude üksuste pikaajalist planeerimist. See võimaldab neil välja töötada poliitikaid, leevendusstrateegiaid ja kohanemiskavasid, mis on kooskõlas teaduslike hinnangute ja prognoosidega. Sagedased muutused sõnavaras häirivad planeerimisprotsesse ning toovad kaasa asjatut keerukust ja ebakindlust.

Efektiivne suhtlus: Stabiilne sõnavara suurendab tõhusat suhtlust teadlaste, poliitikakujundajate ja üldsuse vahel. See tagab, et põhisõnumeid ja järeldusi mõistetakse täpselt ning aitab vältida arusaamatusi, mis võivad takistada kliimamuutustega seotud meetmete rakendamist. IPCC kutsub sageli peamistelt kasutajarühmadelt (poliitikakujundajad, ettevõtete juhid jne) tagasisidet stsenaariumide mõistmise või rakendamisega seotud väljakutsete kohta. See sisend võib anda teavet selguse parandamiseks tehtavatest jõupingutustest.

Laiema avalikkuse mõistmise edendamiseks on eri aruannetes stsenaariumide erisuste selgitamiseks hädavajalikud püüdlused sirgjoonelise, selge suhtluse ja illustreerivate visualiseerimiste poole. Lõppkokkuvõttes on terminoloogia ühtsuse ja täpsuse säilitamine ülioluline, et vältida võimalikke ebaselgusi. Sellega tegelemine jääb suhtlemisel püsivaks väljakutseks.

Järeldus

IPCC on oma stsenaariumiterminoloogiat alates 1990. aastast mitu korda muutnud, tekitades sellega probleeme kliimamuutuste hindamisel. Need sagedased muudatused on toonud kaasa märkimisväärseid üleminekukulusid mudelite värskendamisel, kasutajate ümberõppel ja uute tingimuste edastamisel. Lisaks on need muudatused tahtmatult ohustanud IPCC stsenaariumide arusaadavust ja rakendatavust poliitikakujundajate, finantsvaldkonna sidusrühmade – nii avaliku kui ka erasektori – ja elanikkonna jaoks. Nende üleminekukulude vähendamiseks ning stsenaariumide mõistmise ja kasutatavuse parandamiseks peaks IPCC säilitama ühtset stsenaariumide sõnavara hindamistsüklite lõikes.

Tugevdades terminoloogiat pärast AR6 ja tagades RCP-de ja SSP-de vankumatu kasutamise vähemalt kuni AR7-ni ja võib-olla ka järgmistes tsüklites, saab IPCC suunata oma fookuse terminoloogilistelt uuendustelt stsenaariumi kvaliteedi ja tõlgendamise parandamisele. Standardiseeritud stsenaariumide komplekt, mis hõlmab ühtse terminoloogiaga madalaid, keskmisi ja kõrgetasemelisi trajektoore, annaks avaliku ja erasektori poliitikakujundajatele ja juhtidele selgema ülevaate kliimastsenaariumitest. See omakorda annaks neile võimaluse teha kliimaprobleemidega silmitsi seistes teadlikke otsuseid.

Tunnustus:

Autorid tunnustasid Anne-Sophie STEVANCE'i Rahvusvahelisest Teadusnõukogust (ISC) toimetuse ülevaate eest.

Autoritest

Bapon Fakhruddin

Roheline Kliimafond (SÜT); RIA töörühma esimees, IRDR; Tool, CODATA TG-FAIR andmed DRR-i kohta, ISC.

Jana Sillmann

Hamburgi ülikool; RIA töörühma esimees, IRDR.

Foto: Mick Haupt on Unsplash

Kaebused
Selles artiklis esitatud teave, arvamused ja soovitused on üksikute kaastöötajate omad ega pruugi kajastada Rahvusvahelise Teadusnõukogu väärtusi ja tõekspidamisi.