Zmena podnebia Prečo sa najnovšie výpočtové modely prehrievajú - DER SPIEGEL

Aká citlivá je Zem? Ak sú nové modely správne, museli by sme emisie CO2 znížiť ešte rýchlejšie, aby sme dosiahli cieľ Parížskej dohody o klíme

zmena

Foto: oonal/iStockphoto/Getty Images

Ak pôjde dobre, jedného dňa povedia, že dôsledky koronavírusu konečne priniesli prielom v ochrane podnebia - pretože sa uznalo, že aj najvážnejšie krízy je možné zvládnuť odhodlanými medzinárodnými opatreniami. Ak sa situácia zhorší, budú v najbližších mesiacoch podporované najmä fosílne palivá krátkodobými programami financovania; potom by mohli chýbať finančné prostriedky na ekologickú premenu.

Ako sa príbeh skončí, závisí od politických rozhodnutí. Už dnes sa však dá určiť, že Corona posúva v očiach verejnosti takmer všetky ostatné témy. Naliehavosť ochrany podnebia nestratila nič zo svojej aktuálnosti, práve naopak.

Štefan Rahmstorf pravidelne píše pre SPIEGEL o klimatickej kríze. Je výskumníkom v oblasti podnebia a mora a vedie oddelenie analýzy Zeme v Postupimskom inštitúte pre výskum dopadov na podnebie (PIK). Od roku 2000 je profesorom fyziky oceánov na Postupimskej univerzite. Medzi jeho hlavné výskumné záujmy patrí výskum paleoklímy, zmeny morských prúdov a morských hladín a extrémne poveternostné podmienky.

V posledných týždňoch sa objavili ojedinelé mediálne správy, ktoré ukázali, že hlavný cieľ Parížskej dohody, a to stabilizovať globálne otepľovanie hlboko pod dva stupne Celzia v porovnaní s predindustriálnou úrovňou, už nemusí byť dosiahnuteľný. Odvolávajú sa na predbežné výsledky najnovších klimatických modelov od rôznych výskumných ústavov. Čo je za tým?

Klimatické modely patria medzi najdôležitejšie nástroje výskumu podnebia. Tieto modely sú veľmi zložité počítačové programy, ktoré boli vyvinuté po celé desaťročia a ktoré na základe fyzikálnych zákonov simulujú procesy v našej atmosfére, oceánoch a na povrchoch pevniny. Existuje okolo 100 týchto modelov, ktoré neustále vyvíja okolo 50 výskumných centier po celom svete. Bežia na najrýchlejších vysoko výkonných počítačoch na Zemi - niekedy aj mesiace, aby vytvorili jedinú simuláciu podnebia.

Naša atmosféra v počítačovom modeli NASA. Môžete zreteľne vidieť dennú konvekciu tropického kumulu, niektoré tropické cyklóny a oblaky nízkotlakových oblastí v pásmach západného vetra stredných zemepisných šírok.

Približne každých päť rokov sa tieto výskumné skupiny dohodnú na súbore štandardných experimentov, ktoré vypočítajú so svojimi modelmi na účely porovnania (v rámci projektu CMIP, Coupled Model Intercomparison Project). Tieto výpočty tvoria dôležitý základ pre budúce prognózy vývoja podnebia, ktoré sú uvedené v správach Medzivládneho panelu pre zmenu podnebia (IPCC) a ktoré sú základom globálnej politiky v oblasti podnebia.

Zem by mohla byť oveľa citlivejšia na zvyšovanie emisií CO2

Predchádzajúce výsledky najnovšej generácie modelov, CMIP6, však vedcov zaskočili - alebo skôr: horúcich. Niektoré z modelov predpovedajú pre obvyklé emisné scenáre výrazne silnejšie globálne otepľovanie ako predchádzajúce modelové generácie posledných desaťročí. Doteraz veda o klíme predpokladala, že zdvojnásobenie množstva CO2 v našej atmosfére povedie k otepleniu okolo troch stupňov - s neistotou až 1,5 stupňa.

Táto metrika je známa ako citlivosť na podnebie. Prvý pokus o výpočet to urobil v roku 1896 neskorší švédsky držiteľ Nobelovej ceny Svante Arrhenius, ktorý v tom čase dosiahol štyri až šesť stupňov - ale z dnešného pohľadu s určitými chybami vo výpočte. Moderné dôkazy o tom, že citlivosť na podnebie sa s najväčšou pravdepodobnosťou pohybuje v rozmedzí od 2 do 4,5 stupňa, pochádzajú nielen z počítačových modelov, ale vychádzajú aj z údajov z geologickej histórie. Ukazujú, ako citlivá zemská klíma reagovala na určité poruchy (jedným príkladom sú cykly doby ľadovej v dôsledku zmien na obežnej dráhe Zeme okolo slnka).

Ale teraz 14 zo 40 doteraz analyzovaných najnovších modelov náhle vykazuje citlivosť na podnebie viac ako 4,5 stupňa, z toho sedem dokonca nad päť stupňov. Priemerná hodnota všetkých doteraz hodnotených modelov je 3,8 stupňa, a teda o 0,6 stupňa vyššia ako v prípade predchádzajúcej generácie modelov CMIP5. V preklade to znamená: Podľa modelov Zem reaguje na emisie skleníkových plynov oveľa citlivejšie a otepľuje sa rýchlejšie, ako sa očakávalo. Ak je to pravda, museli by sme emisie CO2 znížiť ešte rýchlejšie, aby sme dosiahli cieľ Parížskej dohody o klíme - rozpočet CO2, ktorý máme stále k dispozícii, by bol menší.

Ale sú výpočty správne? Na túto otázku neexistuje konečná odpoveď - analýza modelov stále prebieha. Ale už existujú prvé výsledky. Nedávno publikovaná štúdia skupiny vedenej Markom Zelinkom z Národného laboratória Lawrenca Livermora v USA dokázala izolovať dôvod vysokej citlivosti modelov: Je to hlavne kvôli reakcii vrstiev nízkej oblačnosti nad južným oceánom.

Klimatické modely - rovnako ako všetky matematické modely - majú svoje silné a slabé stránky a Južný oceán je jednou z problémových oblastí. Môže to byť spôsobené tým, že väčšina modelov nezohľadňuje pokračujúcu stratu kontinentálneho ľadu v Antarktíde. Skutočnosť, že veľa modelov je tu slabých, nám ešte nehovorí, ktoré z nich sú bližšie k pravde: citlivé alebo menej citlivé modely?

Zatiaľ nevieme, ktoré modely sú bližšie k pravde

Na to sa snaží odpovedať druhá štúdia, ktorá porovnáva profil globálnej teploty v modeloch v 20. storočí s pozorovacími údajmi. Toto je štandardný test pre klimatické modely - a predchádzajúce modely v tomto ohľade dobre súhlasia s nameranými údajmi. Je obzvlášť pozoruhodné, že včasné modelové výpočty zo 70. a 80. rokov správne predpovedali globálne otepľovanie až dodnes - v čase, keď nebolo pozorované vôbec žiadne otepľovanie. A mimochodom, aj vedci z ropnej spoločnosti Exxon. Predchádzajúce klimatické modely podceňovali niektoré dôsledky otepľovania - napríklad topenie ľadu a zvyšovanie hladiny mora -, ale mali pravdu, pokiaľ ide o vývoj priemerných globálnych teplôt.