In der letzten Dekade wurden neue Erkenntnisse in den Bereichen Sozioökonomie und Technologie gewonnen. Ebenso wurden die Möglichkeiten, räumlich und sektoriell hoch aufgelöst zukünftige Szenarien zu simulieren, verbessert. Gleichzeitig bestand insbesondere aus der Wirkmodellierung und Politikberatung eine verstärkte Nachfrage nach überarbeiteten Szenarien, in denen u.a. auch die Auswirkungen möglicher Emissionsreduzierungs- und Anpassungsstrategien berücksichtigt sind.
Für den 5. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) wurden deshalb neue Szenarien für die Entwicklung der Konzentration von klimarelevanten Treibhausgasen in der Atmosphäre entwickelt, die sogenannten RCP (Representative Concentration Pathways). Die neuen RCP-Szenarien lösen die bisherige "Familie" der im Jahr 2001 veröffentlichten und für den 3. und 4. IPCC Sachstandsbericht genutzten Emissionsszenarien (SRES; Special Report on Emissions Scenarios) ab.
Unterschiede der RCP- zu den SRES-Szenarien
Sowohl in der Erstellung wie auch den charakteristischen Größen unterscheiden sich die neuen RCP-Szenarien von den bisherigen SRES-Szenarien deutlich (Moss et al. 2010):
- Die CO2-äquivalenten (d.h. auch die anderen klimarelevanten Spurengase, wie Methan, Lachgas und Ozon, werden im Szenario als zusätzliche CO2-Konzentration berücksichtigt) Konzentrationen (in parts per million, ppm) am Ende des Simulationszeitraumes, welche die bisherigen SRES-Szenarien charakterisierten, werden durch die Änderung des Strahlungsantriebs zum Ende des 21. Jahrhunderts (in Wm-2) ersetzt. Diese Strahlungsantriebskomponente wird in den Namen der jeweiligen Szenarien aufgenommen. Das Szenario RCP4.5 ist somit gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Strahlungsantrieb von 4.5 Wm-2 im Jahr 2100 im Bezug auf den vorindustriellen Stand Mitte des 19. Jahrhunderts. Damit ist eine Größe gegeben, in die nicht nur - wie bisher bei SRES - die Änderungen der Treibhausgasemissionen, sondern auch z.B. der Landnutzungsänderungen (und damit der Albedo) integriert sind.
- Während für die Erstellung der SRES-Szenarien ein sequentieller Prozess (Erstellung sozioökonomischer Szenarien => Änderungsraten von Treibhausgasemissionen, Aerosolen und anderer chemisch aktiver Stoffe => atmosphärische Konzentrationen von Treibhausgasen => Klimamodellierung) angewandt wurde, entwickelten sich die RCP-Szenarien durch parallele Arbeiten der beteiligten Modelliergruppen, um Rückkopplungseffekte der verschiedenen Modellkompartimente in den Szenarien besser berücksichtigen zu können. Ausgehend von den vordefinierten Strahlungsantrieben am Ende des 21. Jahrhunderts wurden durch Integrated Assessment Modelle (IAM) in enger Kooperation mit Klima- und Wirkmodellierern mögliche Bandbreiten und zeitliche Verläufe der Strahlungsantriebe sowie die dazugehörigen Entwicklungen von Treibhausgasemissionen und chemischen Konzentrationen in der Atmosphäre entwickelt. Diese repräsentieren wiederum jeweils unterschiedliche Szenarien sozioökonomischer Entwicklungen, Landnutzungsänderungen und so weiter.
- Basierend auf den entwickelten Szenarien werden für verschiedenen Zeitfenster Projektionen mittels der Klimamodelle gerechnet. Für den Zeitraum 2000 bis 2035 wurden zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Zeitreihen, mit besonderem Schwerpunkt auf den Änderungen von Extremwerten, erstellt. Bis zum Jahr 2100 werden für alle Szenarien Landnutzungs- und Emissionsänderungen in einer geringeren räumlichen Auflösung gerechnet. Für den Zeitraum 2100 bis 2300 werden dann teils die Emissionen, teils die Treibhausgaskonzentrationen konstant gehalten.
| Szenarien- name | Verantwortliche Modelliergruppe (IAM) | Szenarienentwicklung |
|---|---|---|
| RCP8.5 | Message (A) | Ähnlich wie das bisherige A2-Szenario. Über 1370 ppm CO2-Äquivalent im Jahr 2100, der Strahlungsantrieb bleibt bis 2300 auf hohem Niveau |
| RCP6.0 | AIM (JAP) | Stabilisierung des Strahlungsantriebs im Jahr 2100 bei ca. 850 CO2-Äquivalent, ähnlich dem A1B-Szenario, danach abnehmender Strahlungsantrieb bis 2300 |
| RCP4.5 | MiniCAM (USA) | Moderate Entwicklung, ähnlich dem B1-Szenario. Anstieg des CO2-Äquivalent bis 2100 auf 650 ppm, der Strahlungsantrieb bleibt bei abnehmenden Emissionskonzentrationen bis 2300 auf gleichem Niveau |
| RCP2.6 | IMAGE (NL) | "Peak-Szenario", d.h. Anstieg der Treibhausgasemissionen bis 2020 auf ca. 490 ppm, danach konstanter Treibhausgasemission- und Strahlungsantriebsrückgang auf etwa 3 Wm-2 im Jahr 2100. Vergleichbar dem E1-Szenario, d.h. ein "politisches" Szenario, in dem durch drastischen Rückgang der Emissionen eine globale Erwärmung um mehr als 2°C im Jahr 2100 nicht überschritten wird. Das Szenario entspricht einem Ziel der Vereinbarungen von Paris (COP21; Convention on Climate Change) |
Definition der fünf Szenarien-Regionen
Für die Modellierung der sozioökonomischen und demographischen Entwicklung der einzelnen Szenarien wurden fünf Regionen definiert:
- OECD90 (Organisation for Economic Cooperation and Development) = Westeuropa, Nordamerika und die Pazifischen OECD-Länder;
- REF (Reforming Economies) = Länder der Wirtschaftsreform (ehemalige Ostblockstaaten);
- ASIA = China, Indien und weitere Teile Asiens;
- MAF = Mittlerer Osten und Afrika;
- LAM = Lateinamerika
Es wurden insgesamt 4 RCP-"Szenarienfamilien" entwickelt, die jeweils von einer internationalen Modelliergruppe bearbeitet wurde (siehe Tabelle 1). Die in Abbildung 2 dargestellten Verläufe des Strahlungsantriebs bzw. Treibhausgaskonzentrationen sind jeweils repräsentativ für mehrere Berechnungen der jeweiligen Szenarien. Die Daten der einzelnen RCP-Szenarien können von folgenden Seiten heruntergeladen werden: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA). Hier befinden sich weitere Informationen zu den neuen Szenarien für den 5. IPCC Sachstandsbericht.
Weiterführende Literatur:
Moss et al. 2010: The next generation of scenarios for climate change research and assessment. Nature 463, 747-756 (11 February 2010) | doi:10.1038/nature08823