Vad är det för klimat i framtiden? Forskare har skapat ett antal olika datormodeller för att förutsäga vad olika tekniker och regeringspolitik kommer att innebära för klimatet - men de kan förbättras. Kredit:Thinkstock
Forskare och beslutsfattare förlitar sig på komplexa datorsimuleringar som kallas Integrated Assessment Models för att ta reda på hur man kan hantera klimatförändringar. Men dessa modeller behöver mixtra för att göra dem mer exakta.
Vi vet att växthusgasutsläpp från förbränning av fossila bränslen och andra ekonomiska aktiviteter värmer jorden och förändrar klimatet.
Nordpolen ger bara de senaste oroande bevisen på detta faktum. Strax före nyår, det internationella arktiska bojprogrammet registrerade temperaturer där som låg precis runt fryspunkten, eller mer än 30 grader C. varmare än vanligt.
Att bestämma vilka storskaliga ekonomiska och sociala förändringar som ska göras så att vi inte överhettar planeten är inte lätt, dock. Forskare över hela världen har byggt komplexa datorsimuleringar, kallade Integrated Assessment Models, eller IAM, som ger dem en inblick i möjliga framtider. Modellerna förutsäger vad som skulle hända med klimatet under de kommande 80 åren baserat på olika blandningar av statlig politik och teknik.
Den här bilden visar cirka 1200 olika framtidsscenarier av hur klimatet kommer att se ut, med varje scenario en annan blandning av teknik och regeringspolitik. Den mellanstatliga panelen för klimatförändringar, eller IPCC, förlitar sig på information som denna för att se hur olika kombinationer av teknologier och statliga regleringar kommer att påverka det globala klimatet fram till 2100. Kredit:Global Carbon Project
"Dessa modeller är verkligen viktiga för att forma politik och vår nuvarande förståelse" av hur olika strategier kommer att påverka klimatet, sa Anders Arvesen, en forskare vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet på programmet Industriell ekologi.
Men Arvesen och kollegor säger att det finns sätt att göra modellerna ännu bättre, ett tillvägagångssätt de beskriver i en artikel i Naturens klimatförändringar , publicerades online den 4 januari.
"Eftersom vi bara har en jord att experimentera med, vi behöver någon form av testfält för att studera och testa effekten av olika strategier innan vi implementerar dem, sa Stefan Pauliuk, en forskare vid universitetet i Freiburg och studiens första författare. "IAM är det viktigaste testfältet vi har...men hur robusta är dessa scenarier, hur mycket kan vi lita på att den beräknade tekniska mixen faktiskt kommer att leda till det resultat som modellen föreställer sig?"
Återvinning av aluminium och andra metaller kan göra skillnad i utsläpp av växthusgaser, men dagens klimatmodellscenarier tar inte alltid hänsyn till detta när de gör sina förutsägelser. Kredit:Thinkstock
Scenarier kan hjälpa till att besluta om policyer
Den mellanstatliga panelen för klimatförändringar, vanligtvis kallad IPCC, inrättades av FN:s miljöprogram (UNEP) och Världsmeteorologiska organisationen (WMO) 1988. Dess mandat är att ge världen en tydlig vetenskaplig syn på det nuvarande kunskapsläget om klimatförändringar och dess potentiella miljö- och socio- ekonomiska effekter.
Under decennierna, panelen har publicerat en serie rapporter och bedömningar för beslutsfattare och allmänheten. Den senaste rapporten, den 5:e bedömningen, slutfördes i november 2014 och inkluderade många olika scenarier baserade på IAM.
Det faktum att IAMs är så inflytelserika är varför Pauliuk, Arvesen och hans kollegor bestämde sig för att ge dem en hård blick, sa Arvesen. "De (IAM) har varit framgångsrika och ger användbara insikter, det är just därför det är viktigt att förbättra dem."
Nature Climate Change-perspektivet beskriver hur modellerna kan förbättras med hjälp av tillvägagångssätt hämtade från industriell ekologi, där forskare studerar material- och energiflöden genom samhället för att förstå kostnaderna och effekterna av samhälleliga val.
Stål, andra metaller, cement och kemikalier
Ett område där forskarna säger att industriell ekologi kan bidra till att förbättra IAMs är material. Till exempel, tillverkning av stål, andra metaller, cement och kemikalier (inklusive plast) står för cirka 50 procent av alla industriella utsläpp av växthusgaser.
Det kommer att bli svårt att begränsa den globala uppvärmningen till under 2 grader C, experter håller med. Men högre globala temperaturer kommer att leda till ökad torka, kraftigare stormar och högre havsnivåer. Kredit:Thinkstock
Men återvinning av metallskrot, en gång gjort för att minska kostnaderna, minskar också utsläppen av växthusgaser, som bör inkluderas i IAM, säger Konstantin Stadler, en av uppsatsens medförfattare och forskare vid NTNU:s industriella ekologiprogram.
"Detta är en av vägarna som inte beaktas i IAMs ännu, men vi kanske behöver detta för att ha en fullständig förståelse för hur vi kan minska CO2-utsläppen, ", sa Stadler. "Vilka politiska alternativ har vi, och vilken typ av konsekvenser skulle det få om vi implementerade dem?"
Om IAM kunde finjusteras för att inkludera detta perspektiv, du kan förbättra scenarierna som modellerna förutspår, sa forskarna. Alternativt du kanske går miste om några betydande åtgärder som kan göra det lättare att nå utsläppsmålen, sa Arvesen.
"Om du inte tar hänsyn till hela spektrumet av begränsningsalternativ eller möjliga begränsningar i den delen av systemet, då går du miste om något som är potentiellt viktigt, " han sa.
Inga svar – än
Forskarna vet faktiskt inte ännu hur att inkludera mer detaljerade representationer av den industriella ekologin i IAMs kommer att påverka scenarioresultaten - men de hoppas att deras artikel kommer att uppmuntra forskare att överväga idén. Det är redan klart att detta kommer att göra det möjligt för IAM:er att överväga ett bredare spektrum av alternativ för att mildra klimatförändringar, inklusive återvinning och materialeffektivitet, än vad som är fallet idag.
"Vad vi föreslår är i grunden en ny forskningslinje där vi föreslår att de två grupperna arbetar tillsammans, ", sa Stadler. "Vi identifierade ett problem som måste åtgärdas och föreslår hur det kan göras."
