Covid-19-pandemins enorma inverkan på liv och ekonomier understryker att vår kollektiva överlevnad och välbefinnande beror på vår vilja att möta miljöhot som får globala konsekvenser. Nyckeln till att skydda liv och göra samhällen mer motståndskraftiga mot sådana hot kommer att vara en betoning på proaktiv, vetenskapsbaserat beslutsfattande på alla nivåer i samhället. Och bland de allvarligaste riskerna som vetenskapen kan hjälpa till att belysa och lindra är de som är ett resultat av klimatförändringar orsakade av människor.

För att minimera dessa risker, Parisavtalet syftar till att förbinda nästan 200 nationer att genomföra en politik för att minska utsläppen av växthusgaser förenliga med att hålla ökningen av den globala medeltemperaturen sedan förindustriell tid till långt under 2 grader Celsius – och fortsätta ansträngningarna för att ytterligare begränsa denna ökning till 1,5 C. att den första uppsättningen inlämnade kortsiktiga Parislöften, känd som Nationally Determined Contributions (NDCs), är otillräckliga i sig för att sätta världen på rätt spår för att nå dessa långsiktiga mål och därmed undvika de värsta konsekvenserna av klimatförändringarna, överenskommelsen uppmanar deltagande nationer att stärka sina NDC med tiden. För detta ändamål, USA och några andra nationer tillkännagav strängare utsläppsminskningsmål för 2030 vid det virtuella klimattoppmötet som sammankallades av president Joe Biden i april.

För att stödja beslutsfattare som nu är engagerade i eller påverkas av detta pågående, internationella ansträngningar för att stabilisera klimatet, MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change har släppt sin 2021 Global Change Outlook. Baserat på en rigorös, integrerad analys av befolkning och ekonomisk tillväxt, teknisk förändring, NDC, COVID-19 effekter, och andra faktorer, rapporten presenterar det gemensamma programmets senaste prognoser för framtiden för jordens energi, mat, vatten- och klimatsystem, samt utsikter att nå Parisavtalets kort- och långsiktiga klimatmål.

Prognoser tillhandahålls för ett grundscenario "Paris Forever", där nuvarande (från mars 2021) NDC bibehålls i evighet; ett Paris 2 grader Celsius scenario som begränsar den globala uppvärmningen vid 2 grader Celsius år 2100; och två scenarier – "Accelerated Actions" (som inkluderar det nyligen tillkännagivna USA-målet för 2030) och Paris 1,5 C – som begränsar uppvärmningen till 1,5 C år 2100. Osäkerheten kvantifieras med hjälp av 400-medlemsensembler av prognoser för varje scenario. Årets utsikter introducerar ett visualiseringsverktyg som möjliggör en utforskning av de tre första scenarierna med högre upplösning.

Energi

En mer aggressiv politik för att minska utsläppen skulle påskynda en övergång från fossila bränslen till förnybara energikällor mellan nu och 2050.

Under Paris Forever-scenariot, andelen fossila bränslen i världens energimix minskar under denna period från cirka 80 procent till 70 procent, vind och sol expanderar nästan sex gånger och naturgas med 50 procent, och elfordon (EV) står för 38 procent av fordonsflottan för lätta fordon (LDV). I Paris 2 grader Celsius scenario, andelen fossila bränslen sjunker till cirka 50 procent, vind- och solenergi växer nästan nio gånger och naturgasanvändningen ökar med 25 procent, och elbilar står för 50 procent av den globala LDV-flottan. Accelerated Actions-scenariot pressar ut fossila bränslen ytterligare och gör två tredjedelar av globala LDVs elektriska.

"Elproduktion från förnybara källor blir en dominerande kraftkälla år 2050 i alla scenarier, tillhandahålla 70-80 procent av den globala kraftproduktionen i mitten av seklet i klimatstabiliseringsscenarierna, " säger biträdande direktören för det gemensamma programmet Sergey Paltsev, en huvudförfattare till rapporten. "Klimatpolitik eliminerar i huvudsak kolbaserad produktion, medan naturgas fortfarande har en betydande andel på grund av behovet av att stödja variabla förnybara energikällor. Att lösa långsiktiga energilagringsproblem är avgörande för fullständig avkolning."

Mat och vatten

Under Paris Forever-scenariot, jordbruk och livsmedelsproduktion kommer att fortsätta växa. Detta kommer att öka trycket för förändring av markanvändningen, vattenanvändning, och användning av energiintensiva insatser, vilket också kommer att leda till högre utsläpp av växthusgaser (GHG). Paris 2 grader Celsius scenario visar låga effekter på jordbruket och livsmedelsproduktionen trender i mitten av seklet. Även om ekonomisk tillväxt tenderar att flytta efterfrågan mot mer proteinrika livsmedelskällor, högre koldioxidkostnader i samband med boskapsproduktion driver efterfrågan nedåt, sänker sina priser, och sådana effekter överförs till livsmedelssektorn.

Paris Forever-scenariot indikerar att mer än hälften av världens befolkning kommer att utsättas för stress på sin vattenförsörjning år 2050, och att tre av tio människor kommer att bo i vattenbassänger där det kommer att upplevas ökande samhälleliga och miljömässiga tryck på vattenresurserna. Majoriteten av de förväntade ökningarna av befolkningen under ökad vattenstress i mitten av seklet kan inte undvikas eller minskas enbart genom insatser för att minska klimatet. Världsomfattande befolkningsökningar, ekonomisk tillväxt, och tillhörande vattenbehov är till stor del en utmaning för hållbarhet – en utmaning som endast kan lindras genom omfattande omvandlingar av vattensystemens lagringskapacitet, befordran, och vattenanvändningseffektivitet.

Klimat och Paris mål

Utsikterna visar ett stort gap mellan nuvarande (från mars 2021) åtaganden om att minska utsläppen av växthusgaser och de som behövs för att sätta världen på rätt spår för att uppfylla Parisavtalets långsiktiga klimatmål.

"Våra prognostiserade globala klimatreaktioner under Paris Forever-scenariot indikerar med nästan säkerhet att världen kommer att överträffa kritiska koncentrationströsklar för växthusgaser och klimatmål under de kommande decennierna, " säger Joint Programs biträdande direktör C. Adam Schlosser, en huvudförfattare till rapporten.

Under Paris för alltid, världen kommer sannolikt att överstiga 2 grader Celsius global klimatuppvärmning år 2065, 2,8 C till 2100, och 4,1 C till 2150. Även om många länder har gjort goda framsteg mot sina NDC och deklarerat mer ambitiösa mål för att minska utsläppen av växthusgaser, Finansiering för att hjälpa de minst utvecklade länderna med hållbar utveckling kommer inte på de nivåer som behövs.

Rapportens prognoser indikerar att de långsiktiga klimatmålen i Parisavtalet fortfarande är uppnåbara, men kommer med olika risknivåer. Paris 2 grader Celsius scenario visar en försumbar sannolikhet för att även de "häftigaste" banorna förblir under 1,5 C i slutet av seklet. Paris 1.5 C-scenariot, dock, kan praktiskt taget försäkra världen om att hålla sig under 2 grader Celsius av global uppvärmning.

En viktig konsekvens av klimatförändringarna är förändrade nederbördsnivåer. Mellan nu och 2050 under Paris Forever, den globala nederbörden kommer sannolikt att öka med cirka 1,5 centimeter per år—ungefär ytterligare 7, 400 kubikkilometer (eller nästan 2 quadrillion gallons) varje år. Senast 2100, den totala förändringen i nederbörd kommer sannolikt att stiga till cirka 4 cm/år (eller 21, 200 km ³ /år) — nästan tre gånger så stor som vid mitten av århundradets förändring. Paris 2 grader Celsius halverar global nederbördsökning, och Paris 1,5 C minskar dem till nästan en tredjedel av Paris Forever-ökningarna. Dessa aggressiva begränsningsscenarier förmedlar avsevärda minskningar av översvämningsrisken och tillhörande anpassningskostnader.

Att minska klimatrisken

För första gången, Utsikten utforskar två välkända uppsättningar av risker som klimatförändringarna utgör. Forskning som lyfts fram i denna rapport indikerar att förhöjda klimatrelaterade fysiska risker kommer att fortsätta att utvecklas i mitten av seklet, tillsammans med ökade övergångsrisker som uppstår från förändringar i det politiska, teknologisk, social, och ekonomiska landskap som sannolikt kommer att uppstå under övergången till en koldioxidsnål ekonomi.

"Vår utsikt visar att vi dramatiskt skulle kunna minska den totala klimatrisken genom mer ambitiösa och snabbare politiska åtgärder och investeringar i linje med Parisavtalets långsiktiga klimatmål på 1,5 C eller 2 grader Celsius, " säger MIT Joint Program Director Ronald Prinn. "Beslutsfattare i regeringen, industri, och finansiella institutioner kan spela en nyckelroll för att föra oss vidare på denna väg."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.