Вартість зміни сценаріїв: чому IPCC має підтримувати послідовний словник в оцінках клімату

абстрактний

Сценарії, які використовуються у звітах Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (IPCC), є критично важливими інструментами для нашого розуміння та реагування на зміну клімату та служать науковою основою для глобальних кліматичних дій. Вони надають науково точні рецензовані прогнози майбутніх кліматичних умов за різних шляхів викидів парникових газів. Від «SA90» (Сценарій А з 1990 року) у Першому звіті про оцінку (AR1) до спільного соціально-економічного шляху (SSP) у Шостому звіті про оцінку (AR6), ці сценарії стали складнішими та точнішими, відображаючи наше зростання розуміння кліматичної системи та дедалі вдосконалення методів моделювання для надання допомоги державному та приватному секторам у прийнятті стратегічних рішень, оцінці ризику зміни клімату та плануванні адаптації. Ці сценарії мають важливе значення для інформування про політику, оскільки вони забезпечують ряд можливих майбутніх випадків, кожен з яких відповідає конкретним припущенням щодо соціально-економічного розвитку, технологічного прогресу та зусиль щодо пом’якшення наслідків. Окреслюючи потенційні наслідки різних траєкторій викидів, вони дозволяють політикам оцінювати ризики та компроміси, пов’язані з їхніми рішеннями.

Крім того, сценарії допомагають кількісно визначити вплив зміни клімату на глобальному, регіональному та місцевому рівнях. Вони надають важливі дані для оцінки впливу на клімат, інформуючи про стратегії адаптації та формування стійкості. Ці сценарії також відіграють ключову роль в економічному аналізі зміни клімату, допомагаючи визначити економічно ефективні стратегії пом’якшення наслідків та спрямовуючи інвестиції на розвиток з низьким вмістом вуглецю та заходи з адаптації до зміни клімату.

Протягом останніх шести циклів оцінки МГЕЗК угоди про найменування та рамки для соціально-економічних сценаріїв і сценаріїв викидів змінилися. Незважаючи на те, що ця змінна термінологія призначена для використання оновленої наукової інформації, ця змінна термінологія створює значну плутанину для національних урядів і секторів, яким необхідно включати сценарії у своє планування та розробників політики. Зустрічаються значні проблеми через брак знань щодо розуміння сценаріїв, інтерпретації та витрат на перехід для оцінки кліматичних ризиків із використанням нових сценаріїв та нарощування потенціалу національних і місцевих зацікавлених сторін і законодавчих змін. Зміни словникового запасу можуть створити технічні, соціальні, фінансові проблеми та проблеми з розбудови потенціалу. Докази минулих оцінок показали, що близько 200 мільйонів доларів США було витрачено на перехідні витрати в звітах МГЕЗК через зміну термінології. Це може значно посилити розвиток потенціалу країн, оцінку ризиків та зміни законодавства та політики. МГЕЗК слід використовувати нюансований словник сценаріїв після AR6 і використовувати узгоджені терміни принаймні в Сьомому звіті про оцінку (AR7) і, можливо, у наступних циклах оцінки в майбутньому.

Сценарій МГЕЗК і виклики лексики

МГЕЗК оцінює наукову літературу, щоб забезпечити політиків регулярними вичерпними оновленнями про стан науки про зміну клімату. Ключовими компонентами цих звітів про оцінку є соціально-економічні сценарії та сценарії викидів, які враховуються в прогнозах кліматичної моделі. Процес розробки сценарію ведеться незалежними групами моделювання, які використовують комплексні моделі клімату та інтегровані моделі оцінки (IAM). Для останнього Шостого звіту про оцінку МГЕЗК (AR6) основною групою моделювання сценаріїв був Проект взаємопорівняння моделей сценарію (ScenarioMIP), який є частиною більшого Проекту взаємопорівняння сполучених моделей (CMIP6). Тепер кліматичне моделювання перейшло до наступної фази, CMIP7, яка створить нові сценарії та прогнози для включення в майбутній AR7 IPCC.

Аналіз сценаріїв є критично важливим компонентом кліматичних оцінок МГЕЗК, і МГЕЗК з часом розвинула свій словник сценаріїв, щоб відобразити прогрес у науковому розумінні та надати більш комплексні оцінки. Однак угоди про найменування та рамки для цих сценаріїв змінювалися з кожним циклом звіту про оцінку (AR), чергуючи від SA90 до IS92, SRES, RCP і тепер SSP (IPCC, 2021). Хоча це оновлення нагадує вдосконалення сценаріїв, зміна словника збільшує витрати на перехід на оцінку клімату, зміни політики та розбудову потенціалу (Nakicenovic, 2000). У таблиці 1 підсумовано сценарії IPCC, точність моделі, обмеження та переваги.

Малюнок: Резюме сценаріїв IPCC та еволюції моделі

Новий цикл оцінки МГЕЗК (AR7) тільки починається, і публікуються пропозиції щодо нових сценаріїв, наприклад TEWA: «Світу викидів уникнення», NFA: «Без подальших дій», DASMT: «Відкладені кліматичні дії та шлях стабілізації відсутній» Ціль», DAPD: «Пік і зниження відстроченої дії» та IAPD: «Пік і зниження негайної дії» (Майнсгаузен, 2023).

Однак, незважаючи на те, що ці назви можуть здатися більш інтуїтивно зрозумілими та відповідати науковому попиту на різноманітні сценарії (Meinshausen 2023), постійна зміна термінології та сценаріїв у звітах про оцінку МГЕЗК може призвести до непорозумінь та неправильного тлумачення серед користувачів сценаріїв, таких як спільнота впливу, фінансовий сектор і кліматичні послуги. Крім того, це може створити проблеми щодо сумісності та інтеграції даних. У переході на технологію цифрових близнюків підтримка узгодженості словникового запасу також є ключовою.

Тут ми окреслюємо кілька проблем щодо словника сценаріїв IPCC:

Плутанина та неправильне тлумачення: Зміни в лексиці сценаріїв призводять до плутанини серед політиків, дослідників і широкої громадськості (Parson, 2007). Знайомі терміни та поняття можуть більше не відповідати новому словниковому запасу, що призведе до неправильного тлумачення результатів і завадить прийняттю ефективних рішень. Використання таких абревіатур, як SRES, RCP і SSP, може ввести в оману, особливо для неспеціалістів, які намагаються інтерпретувати звіти. Потрібен час, щоб дізнатися, що означає кожен із них. Назви сценаріїв МГЕЗК також можуть заплутати, оскільки вони не завжди відповідають тому, як люди використовують мову. Наприклад, сценарій A1B IPCC — це сценарій, за яким глобальні викиди парникових газів продовжують зростати протягом 21 століття. Однак термін «A1B» не має чіткого значення за межами кліматологічної спільноти. Це може ускладнити розуміння сценарію A1B людям, які не знайомі з кліматологією.

Проблеми спілкування: Словниковий запас відіграє вирішальну роль у спілкуванні та полегшенні загального розуміння складних понять. Якщо мова та терміни змінюються, ефективно донести наукові результати до розробників політики, зацікавлених сторін і громадськості може бути складно, що заважає розробці обґрунтованої політики та дій. Такі терміни, як «репрезентативні шляхи концентрації» або «спільні соціально-економічні шляхи», не є інтуїтивно зрозумілими або легко зрозумілими нефахівцям. Більш проста мова допоможе підвищити ясність і розуміння.

Трансакційні витрати та нарощування потенціалу: Трансакційні витрати та потреби у нарощуванні потенціалу: зміни в термінології сценаріїв призводять не лише до транзакційних витрат, але також вимагають значних ресурсів для нарощування потенціалу серед національних урядів і політиків (Розенберг, 2014). Це включає в себе перепідготовку персоналу, перегляд інструкцій і узгодження політики з оновленим словником. Такі витрати можуть бути значними, відволікаючи від інших важливих сфер. Наприклад, перехід від звіту про кліматичні прогнози Великобританії за 2009 рік до UKCP18, який оновив сценарії від SRES до RCP, викликав необхідність перепідготовки державних службовців, коригування процесів планування та передачі переглянутих прогнозів зацікавленим сторонам на основі змінених сценаріїв. Ці трансакційні витрати призвели до затримок впровадження політики. Крім того, запровадження нових сценаріїв потребує ефективних стратегій комунікації, щоб забезпечити ясність для ЗМІ, широкої громадськості та осіб, які приймають рішення, ознайомлених із старими сценаріями, забезпечуючи безперешкодне сприйняття та прийняття змін (Geden 2015).

Відсутність послідовності: Перехід від SRES до RCP між AR6 (2021) і AR5 (2013) і попередніми звітами IPCC протягом певних років представляє зовсім іншу структуру та припущення. Це ускладнює пряме порівняння звітів. Однак це також дає можливість дослідницькому співтовариству зрозуміти обмеження та вдосконалення моделі.

Безліч сценаріїв: У кожному звіті використовується кілька різних сценаріїв (наприклад, RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5). У користувачів часто виникає питання, який із них використовувати, який з них є більш вірогідним, правдоподібним або релевантним (зауважте, що за визначенням МГЕЗК не присвоює ймовірності жодному зі сценаріїв). Деякі зі сценаріїв (наприклад, RCP8.5) були визнані нереалістичними навіть протягом одного циклу оцінювання. Крім того, формулювання викидів як «звичайної справи» може ввести в оману g (Hausfather and Peters 2020. Наявність прогнозів як глобальних, так і регіональних кліматичних моделей ускладнює термінологію та тлумачення (див., наприклад, Ranasinghe та ін. 2021).

Стандарт даних і сумісність: Зміни в лексиці сценаріїв призводять до неузгодженості в даних, які використовуються для машинного навчання або оцінювання ШІ. Моделі штучного інтелекту часто спираються на історичні дані та прогнози на основі конкретних сценаріїв. Якщо словниковий запас змінюється, дані, які використовуються для навчання та оцінювання, можуть більше не відповідати новій термінології, що призведе до неточних результатів і упереджених оцінок. Зміни від RCP до нових сценаріїв SSP навчальні дані не будуть бездоганно взаємодіяти, і це вимагає попередньої обробки для перетворення входів/виходів до очікуваної термінології SSP (Eyring et al, 2016). Це може викликати помилки, якщо не впоратися належним чином під час адаптації систем ШІ.

Адаптація моделі: Моделі штучного інтелекту навчені розпізнавати конкретні закономірності та зв’язки в даних. Зміни в лексиці сценаріїв вимагають перепідготовки або адаптації цих моделей, щоб гарантувати, що вони правильно розуміють і тлумачать нову термінологію. Цей процес може зайняти багато часу, ресурсів і може вимагати істотних коригувань архітектури моделі. Наприклад, якщо ми розробимо простішу модель (нейронні мережі), щоб імітувати складні, заощаджуючи обчислювальну потужність. Ці простіші моделі навчаються на конкретних сценаріях (наприклад, RCP 4.5, RCP 8.5). Вхідні мітки навчальних даних і відповідні вихідні змінні потрібно було б трансформувати, щоб відповідати новому словнику сценарію SSP і оновленим виходам моделі. Перенавчання новим позначеним даним часто недостатньо, оскільки моделі взаємозв’язків між вхідними та вихідними даними могли змінитися в рамках нового сценарію. Це може вимагати зміни самої архітектури нейронної мережі емулятора – коригування кількості шарів, вузлів, з’єднань, щоб уможливити вивчення нових асоціацій.

Передача навчання: Моделі машинного навчання, навчені за допомогою існуючого словника сценаріїв, можуть мати проблеми з перенесенням своїх знань на новий словник. Це може обмежити їхню здатність надавати точні оцінки чи прогнози за новою термінологією, через що доведеться інвестувати значні ресурси в перенавчання або створення нових моделей з нуля. Змінювалася з часом і шкала оцінки. Перші звіти були зосереджені на глобальних впливах. Однак останні звіти включали регіональні та місцеві наслідки. Це дозволило більш детально оцінити потенційні наслідки зміни клімату. Однак це ускладнює порівняння оцінок різних версій моделей.

Вартість переходу: Витрати на словниковий запас сценаріїв можна розглядати як витрати на перехідний період, і їх можна розглядати на основі нарощування потенціалу, технічної оцінки, аналізу даних, розробки політики, комунікацій та альтернативних витрат лише для зв’язку зі сценаріями. Загальна вартість переходу на новий словниковий запас наведена в таблиці 2.

Таблиця 2: Перехідна вартість змін словникового запасу

Це вказує на переконливі докази того, що зміна термінології, лексики спричиняє значні технічні, фінансові витрати та витрати на вивчення сценаріїв, водночас надаючи лише незначні переваги порівняно з прив’язкою до фреймворку. Якщо взяти до уваги все світове співтовариство, то перехідні витрати на застосування змін у словниковому запасі можуть бути більшими, ніж очікувалося. Включення науки про клімат у політику може бути здійснено цілеспрямовано, суттєва розбудова потенціалу є важливою для створення корисної науки, необхідної для розробки обґрунтованої політики протягом десятиліть.

Рекомендації

Витрати на розбудову потенціалу кліматичних наук для країн і витрати на включення кліматичних наук у політику є значними. Однак ці витрати необхідні для подолання викликів зміни клімату. МГЕЗК має підтримувати узгодженість термінології протягом циклів оцінювання. Це зменшило б витрати на перехід, пов'язані зі змінами словника сценаріїв, і полегшило б розуміння сценаріїв МГЕЗК політикам і громадськості. Крім того, послідовний словниковий запас є важливим для машинного навчання та моделей ШІ для ефективної обробки та інтерпретації природної мови (Miller, 2019). Ця узгодженість дозволяє моделям чисельно представляти слова, вловлювати контекстуальні нюанси, керувати розбіжностями, помилками та добре узагальнювати нові вхідні дані (Riedel та ін., 2017).

Послідовність і стабільність: Підтримка послідовного та стабільного словника сценаріїв полегшує розуміння, забезпечує безперервність оцінювання та сприяє прийняттю ефективних рішень. Стабільність термінології дозволяє довгостроково оцінювати вплив зміни клімату та полегшує порівняння результатів за різні періоди та регіони. IPCC може надати вказівки або принципи для розробників сценаріїв, щоб прагнути до більш інтуїтивно зрозумілих, доступних угод і термінології в майбутньому. Хоча це не є обов’язковим, це може допомогти керувати процесом.

Скоординовані глобальні зусилля: Зміна клімату є глобальним викликом, який вимагає скоординованих зусиль багатьох зацікавлених сторін. Послідовний словниковий запас сприяє співпраці та обміну знаннями між вченими, політиками та організаціями в усьому світі, підвищуючи ефективність міжнародних ініціатив і політики, спрямованих на вирішення проблеми зміни клімату та звітування про ризик зміни клімату (наприклад, Цільова група з розкриття фінансової інформації, пов’язаної з кліматом -TCFD або національна уряди). Наприклад, фінансовий сектор має проблеми зі звітністю про ризики, пов’язані з кліматом (наприклад, рекомендації TCFD), включаючи сценарій високих викидів, і йому потрібно вирішити, які сценарії використовувати, хоча на вибір є не лише сценарії МГЕЗК, а й сценарії розроблений, наприклад, Міжнародним енергетичним агентством або Мережею екологізації фінансової системи (NGFS). З подібними проблемами стикаються національні уряди або державний і приватний сектори під час вибору сценарію. Наявність набору загальних або узгоджених сценаріїв низького, середнього та високого класу полегшить прийняття рішень і зробить більш прозорими та послідовними економічні наслідки очікуваних змін клімату в майбутньому.

Довгострокове планування: Послідовний словниковий запас підтримує довгострокове планування урядами та іншими організаціями. Це дозволяє їм розробляти політику, стратегії пом’якшення наслідків та плани адаптації, які узгоджуються з науковими оцінками та прогнозами. Часті зміни в словниковому запасі порушують процеси планування та вносять непотрібну складність і невизначеність.

Ефективне спілкування: Стабільний словниковий запас покращує ефективну комунікацію між науковцями, політиками та широкою громадськістю. Це забезпечує точне розуміння ключових повідомлень і висновків і допомагає уникнути непорозумінь, які можуть перешкодити впровадженню заходів щодо зміни клімату. IPCC часто запрошує відгуки від ключових груп користувачів (політики, бізнес-лідери тощо) щодо розуміння проблем або застосування сценаріїв. Цей внесок може сприяти зусиллям, спрямованим на підвищення ясності.

Для сприяння ширшому суспільному розумінню важливо докладати зусиль для простої, чіткої комунікації та ілюстративної візуалізації, щоб прояснити відмінності між сценаріями в різних звітах. Зрештою, підтримання одноманітності та точності термінології має вирішальне значення для уникнення потенційних двозначностей. Вирішення цього питання залишається постійною проблемою спілкування.

Висновок

З 1990 року МГЕЗК кілька разів змінювала термінологію сценаріїв, створюючи проблеми для оцінки зміни клімату. Ці часті зміни призвели до значних перехідних витрат на оновлення моделей, перенавчання користувачів і повідомлення нових умов. Крім того, ці зміни ненавмисно поставили під загрозу зрозумілість і застосовність сценаріїв МГЕЗК для політиків, зацікавлених сторін у фінансовій сфері – як державних, так і приватних – і широких верств населення. Щоб зменшити ці витрати на перехід і покращити розуміння та зручність використання сценаріїв, IPCC має підтримувати послідовний словник сценаріїв протягом циклів оцінювання.

Зміцнюючи термінологію після AR6 і забезпечуючи безперебійне використання RCP і SSP принаймні до AR7, і, можливо, в наступних циклах, IPCC може перемістити свою увагу з термінологічних оновлень на підвищення якості сценарію та інтерпретації. Запровадження стандартизованого набору сценаріїв, що охоплює низькі, середні та високі траєкторії з єдиною термінологією, надасть політикам і лідерам у державному та приватному секторах більш чітке уявлення про кліматичні сценарії. Це, у свою чергу, дасть їм змогу приймати обґрунтовані рішення перед обличчям кліматичних викликів.

Подяка:

Автори визнали Енн-Софі СТЕВАНС з Міжнародної наукової ради (ISC) за роль редакторського рецензента.

Про авторів

Бапон Фахруддін

Зелений кліматичний фонд (GCF); Голова Робочої групи АРВ, IRDR; стілець, КОДАТА Дані TG-FAIR для DRR, ISC.

Яна Зіллманн

Гамбургський університет; Голова Робочої групи АРВ, IRDR.

Фото Мік Гаупт on Unsplash

відмова
Інформація, думки та рекомендації, представлені в цій статті, належать окремим авторам і не обов’язково відображають цінності та переконання Міжнародної наукової ради.