Wissenschaftler aus Deutschland und den USA liefern neues CO2-Emissionsmodell

Zielvorgabe war es, zukünftige Klimaveränderungen und CO2-Emissionenen in einem gemeinsamen Szenario zu simulieren, in der die CO2-Äquivalent-Konzentrationen in der Atmosphäre langfristig auf 450 Teile pro Millionen (ppm) stabilisiert wurden. Dies würde die globale Erwärmung auf maximal 2C über dem vorindustriellen Niveau begrenzen. Das Modell wurde in der Zeitschrift Climatic Change vorgestellt.

Ihre Arbeit ist Resultat des ENSEMLES-Projekts („Ensemle-based predictions of climate changes and their impacts“), das unter dem Themenbereich „Nachhaltige Entwicklung, globale Veränderung und Ökosysteme“ im Sechsten Rahmenprogramm (RP6) der EU mit Mitteln in Höhe von 15 Mio. EUR finanziert wurde, um ein gemeinsames Vorhersagesystem zu entwickeln, das über zeitliche (z.B. Jahreszeiten, Jahrzehnte) und räumliche (z.B. global, regional) Rahmen hinweg Verwendung finden kann.

Nach Aussage der Wissenschaftler ist die CO2-Konzentration in der Atmosphäre durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe seit Beginn der Industriellen Revolution um ca. 35% angestiegen. Werden CO2-Emissionen und CO2-Konzentration in der Atmosphäre nicht gesenkt, könnte dies bis Ende 2100 zu einem erheblichen Anstieg der Temperatur auf der Erde führen.

„Das Neue an dieser Arbeit ist, dass wir den Kohlenstoffkreislauf in unser Modell integriert haben, um die Emissions-Daten zu erhalten“, erklärt der Autor Erich Roeckner vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, Deutschland.

Das Modell sagt voraus, dass die CO2-Emissionen bis zum Jahre 2015 um 3 Mrd. Tonnen Kohlenstoff auf ca. 10 Mrd. Tonnen steigen werden. Für eine langfristige Stabilisierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre müssen die Emissionen innerhalb der nächsten 40 Jahre um 56% gesenkt werden und in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts gegen Null tangieren.

Obwohl die Berechnungen zeigen, dass die globale Erwärmung zwischen heute und 2100 unter der zwei-Grad-Grenze bleiben wird, kann dies langfristig zu einer weiteren Erwärmung führen, sagen die Wissenschaftler.

„Es wird Jahrhunderte dauern, bis sich das globale Klimasystem stabilisiert hat“, betont Dr. Roeckner.

Das Team aus Deutschland und den USA verwendete eine neuartige Methode zur Rekonstruktion des historischen Emissionsverlaufs auf Basis bestehender Berechnungen der CO2-Konzentration. Dr. Roeckner und seine Kollegen übernahmen für ihre für den fünften IPCC-Evaluierungsbericht durchgeführten Simulationen die von der Zwischenstaatlichen Sachverständigengruppe für Klimaveränderungen (IPCC) vorgeschlagene Methode. Dieses wissenschaftliche internationale Gremium bewertet die Risiken der durch den Menschen verursachten Klimaveränderung.

Die Wissenschaftler verwendeten Modelle des Erdsystems zusammen mit dem Kohlenstoffkreislauf und schätzten die anthropogenen CO2-Emissionen, die zu einem empfohlenen Konzentrationsverlauf passen.

Nach Aussage des Teams hängen die Emissionen von dem Anteil des vom Menschen verursachten Kohlenstoffs im Modell ab, der von Landoberfläche und den Meeren absorbiert wird. Sie konnten sogar zwischen anthropogener Klimaveränderung und internen Klimaschwankungen unterscheiden.

Das in dieser Studie verwendete Model basiert auf einem groben räumlichen Gitter mit einer Rasterweite von 400 km. Auch Informationen über Landoberfläche, Meere sowie den Kohlenstoffkreislauf von Wasser und Erde wurden integriert.

Klimazentren in ganz Europa werten die Daten dieser Studie gegenwärtig aus. „Sobald alle Ergebnisse vorliegen, können wir die Streuung zwischen den Modellen auswerten. Je mehr signifikante Daten wir haben, desto genauer wird unsere Prognose“, erklärt Dr. Roeckner.

Referenz: Roeckner, E., et al. (2010) Historical and future anthropogenic emission pathways derived from coupled climate-carbon cycle simulations. Climatic Change, online veröffentlicht am 21. Juli. DOI: 10.1007/s10584-010-9886-6.