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Cyclone Fani Khulna,2019年5月3日。Khulna,孟加拉国。资料来源:Nazrul Islam / Alamy Stock Photo。T9BYFK
Cyclone Fani Khulna,2019年5月3日。Khulna,孟加拉国。 资料来源:Nazrul Islam / Alamy Stock Photo。
客人帖子
2019年9月18日18:00

嘉宾帖子:如何避免“不公平和危险的”气候变化情景

博士Joeri Rogelj

博士Joeri Rogelj

09.18.19.
博士Joeri Rogelj

博士Joeri Rogelj

18.09.2019 | 6点
客人的帖子 嘉宾帖子:如何避免“不公平和危险的”气候变化情景

博士Joeri Rogelj是气候变化和环境中的讲师伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所他还是一名高级研究学者国际应用系统分析研究所。他是关于政府间气候变化(IPCC)的第二章的协调领先作者关于1.5C的特别报告这是一个领导作者IPCC第一工作组的报告第六个评估报告

在气候政策中使用的情景通常会提出非常危险的策略来解决气候变暖问题,这些策略与气候政策的字面意思不符巴黎协定

这些情景试图张开人类发展和社会选择可能影响对方和自然界的不同方式,同时保持在商定的限制内变暖。

然而,它们往往会拖延行动,让近期的气候变暖超出这些限制,然后依赖于这些措施,从而给后代和弱势群体带来沉重的负担负排放然后再用技术来弥补他们最初在减排方面的不足。

在一个新研究在《自然》杂志上发表的一篇文章中,我们提出了一种设计气候变化减缓方案的新方法,这种方案消除了这种隐含的代际偏见,并密切反映了人类的意图巴黎协定

场景混战

《碳简报》的老读者现在应该已经明白,气必威手机官网候变化的世界为有趣的讨论、强烈的观点和生动的——但并非总是同样见多识广的——辩论提供了无尽的机会。

一些情景被视为具有太高的排放量被认为是合理的或要求可能不可能负排放量实现巴黎协议变暖限制。其他人被视为不够彻底解决展开的气候危机,或简单存在一堆令人困惑的线在“意大利面条图”上。

如果您想体验到酒吧争吵的学术等同物,请在您最喜欢的气候变化会议上提及场景,然后仔细 - 并迅速地返回观察。

这当然不应该是一个惊喜。场景是“未来发生的事情的故事”。他们的目的是激发探索、理解和讨论。他们的假设是为了被仔细审查,他们的叙述是为了被辩论。

我们提出的新场景逻辑我们的新研究批评并解决了当前情景的一个关键结构要素:它们对2100年气候结果的高度关注。

后者的设计选择包含在“SSP-RCP方案矩阵框架“,大多数研究人员使用的潜在未来途径的集合是在组之间进行比较。这意味着它已经占据了研究团队如何设计气候变化的缓解方案。

因此,路径集中于到达具体水平的变暖或者气候“迫使”到2100,或保持总数累积二氧化碳排放量到本世纪末达到一个特定的限度。

显然是错误的

然而,这种看似无害的技术选择对缓解设想的特点具有强烈的影响,因此也对由此产生的政策建议具有强烈的影响。

换句话说,选择以世纪末为重点来设计情景,意味着建模者要运行他们的模型,要求他们提供最廉价的方式来达到2100年的气候目标——而不考虑21世纪的风险或变暖。

综合评估模型(IAMs)通常用于创建量化的气候变化缓解设想。他们通过观察导致或防止温室气体排放的能源技术、能源使用选择、土必威体育在线注册地使用变化和社会趋势来做到这一点。

当IAMs只设定2100年的气候目标时,这往往会导致未来几十年的减排延迟——通常是在这段时间内超过2100年的目标——然后才依赖全球大规模的净负极部署排放技术或者去除二氧化碳来弥补最初的不足。

就气候风险而言,这显然是一个双重打击。首先,这些设想给出了一个明显错误的建议,即将升温限制在特定安全水平的最佳方法是首先超过它——冒险进入人们一开始就打算避免的地区。

其次,负排放技术的大规模部署远非肯定,最近的报道表明更适度的部署更广泛的技术考虑对生物多样性和其他可持续发展目标的影响,可能会更有意义。依靠本世纪晚些时候的大规模部署被广泛接受一种非常危险的策略

最后,暂时越过《巴黎协定》设定的温度限制,然后在未来的某个时候试图回到低于该限制的水平,也可能是不一致的实际的文本对这笔交易,也是合理的解释这意味着什么。

新逻辑

场景逻辑我们在出席我们的新研究旨在通过限制峰值变暖及其后的温度演变来解决这些问题。这一逻辑更直接地建立在《巴黎协定》长期温度目标的文本之上,该协议旨在将全球变暖幅度控制在相对于工业化前水平的2摄氏度以内,最好是1.5摄氏度。

这种新的场景逻辑的技术实现很简单,并且集成了目前已经确立的知识碳预算。(这些是在给定的温度限制下,随着时间的推移,人类活动可以释放的二氧化碳总量。)

我们的逻辑明确地修正了定义温度随时间变化的三个路径特征,如下图所示。

首先,向二氧化碳净零排放过渡的时间长短,这在很大程度上决定了全球变暖达到峰值的时间。第二,达到净零之前的二氧化碳累积排放量,这定义了减排的陡度和峰值时的变暖量。第三,长期的二氧化碳净排放量,可以是零,也可以是负的,它决定了温度是在峰值稳定还是下降。

由三个参数定义的新情景逻辑示意图:净零的时间,到这一点之前的二氧化碳累积排放量,以及此后的二氧化碳净排放量。图由Rogelj等人(2019)简化。

由三个参数定义的新情景逻辑示意图:净零的时间,到这一点之前的二氧化碳累积排放量,以及此后的二氧化碳净排放量。数字简化了Rogelj等人。(2019)

引入了这种新的场景逻辑后,显而易见的问题变成了:它有什么区别?可以说,它可以使人们对缓解气候变化挑战的看法发生巨大变化。

让我们来看看IAM途径的一些批评以及我们的新情景逻辑如何有助于澄清这些问题的许多问题实际上是一个场景设计问题。

设计人工制品

严格的IAM方案通常将升温限制在1.5摄氏度或远低于2摄氏度不可避免地依赖大量的净负排放。我们的新逻辑表明,这仅仅是聚焦于本世纪末结果的场景的人为产物。

在我们的新逻辑基础上,用标准IAMs可以很容易地构建将气温保持在2摄氏度以下,且长期不依赖二氧化碳净负排放的情景。下面的图表显示了这些场景(粉色线)与根据通常的世纪末焦点设计的场景(蓝色虚线)形成了强烈的对比。

通过IAM途径将全球变暖限制在远低于2摄氏度的全球二氧化碳排放量。根据我们的新场景逻辑开发的那些用粉色线显示,而那些标准的世纪末焦点用蓝色虚线显示。图改编自Rogelj等人(2019)。

通过IAM途径将全球变暖限制在远低于2摄氏度的全球二氧化碳排放量。根据我们的新场景逻辑开发的那些用粉色线显示,而那些标准的世纪末焦点用蓝色虚线显示。图改编自Rogelj等人。(2019)

因此,依赖于本世纪下半叶的净负二氧化碳排放在IAM途径中并不是不可避免的,但鉴于代际公平和风险,可以将作为明确的选择。避免这种依赖需要在未来几十年中减排途径。

有针对性的取舍

这种新逻辑不会消除负排放量提出的所有问题,因为在我们的场景中仍处于部署二氧化碳清除措施,以弥补正在进行的其他部门的排放

然而,这里的逻辑也允许我们探索对二氧化碳去除的整体依赖的变化,独立于产生的温度结果。

下图显示了一个碳排放轨迹,坚定地兼容稳定变暖不超过1.6摄氏度(左上的面板)可以实现各种不同的途径,其中一些使用大量的碳捕获和存储(CCS,右上的),其中一些使用几乎没有(右下角)。

与不超过1.6摄氏度的稳定升温相匹配的不同的二氧化碳排放配置,并结合了一系列的贡献,包括碳捕获和存储(CCS,白孵化),能源和工业的剩余排放(灰色),土地利用排放(斑点)和存储(松鼠),或二氧化碳去除(灰色孵化)。必威体育在线注册图改编自Rogelj等人(2019)。

与不超过1.6摄氏度的稳定升温相匹配的不同的二氧化碳排放配置,并结合了一系列的贡献,包括碳捕获和存储(CCS,白孵化),能源和工业的剩余排放(灰色),土地利用排放(斑点)和存储(松鼠),或二氧化碳去除(灰色孵化)。必威体育在线注册图改编自Rogelj等人。(2019)

通过明确地分离依赖负排放水平的温度轨迹,我们的逻辑可以以更具针对性的方式探索气候目标与可持续发展之间的权衡。

前期的成本

一种最终方式,其中与新逻辑创建的情景不同于世纪末的视角,这是成本和碳价格随着时间的推移。

优化“能源经济体系的未来转型”必威体育在线注册完美的远见通常都是这样说的成倍地增加碳价格路径开始低位并随着时间的推移而上升。我们的新逻辑说明了这种特性也高度依赖于场景设计。

这是下图的最佳例证,显示了两个使用完全相同的IAM(消息 - Globiom模型)和完全相同的社会经济假设(SSP2,参见解释)。唯一的例外是应用了两个不同的场景设计逻辑。

正如预期的那样,传统的世纪末端情景逻辑导致了本世纪的碳价格指数增加(虚线蓝线,底部面板)。相比之下,专注于限制最大变暖的新情景逻辑讲述了一个非常不同的故事(粉红色线)。

这具有近期碳价格的更高,直到达到净零二氧化碳排放。此后,碳价格强烈降低,这表明一旦实现了低碳或去除碳的社会的转变,维护它就会有很少的额外成本。

在两种情况下,温暖本世纪(顶级面板),全球二氧化碳排放(中间)和碳价格(底部)的比较仅在其设计逻辑中不同。虚线的蓝线显示了一种旨在限制2100的变暖到不超过1.5℃的场景,而粉红色线与我们的新逻辑,限制峰值变暖至1.5℃。由作者为此访客邮寄的数字从与Rogelj等人一起发布的数据。(2019)。

在两种情况下,温暖本世纪(顶级面板),全球二氧化碳排放(中间)和碳价格(底部)的比较仅在其设计逻辑中不同。虚线的蓝线显示了一种旨在限制2100的变暖到不超过1.5℃的场景,而粉红色线与我们的新逻辑,限制峰值变暖至1.5℃。由作者为此访客邮寄的数字从发布的数据一起创建Rogelj等人。(2019)

在论文中,我们还表明,随着时间的推移,缓解投资出现了类似的信息。一旦实现了净零或净负全球经济的过渡,几乎没有必要的新投资,超出了没有气候政策和高排放的场景。

直觉上有用

希望在开发新的场景时,建模社区能够采用这种新的场景逻辑。这将有助于情景文献在为全球和国家气候行动提供信息方面越来越有用。

最后,新的情景逻辑强化了许多人直觉上的理解:要想把气候变化控制在安全水平上,需要在未来几年乃至几十年里迅速大幅减排。只有在全球二氧化碳接近零的情况下,人们才会开始讨论世界想要以多快的速度和多远的速度来扭转气候变暖。

Rogelj J, Huppmann D, Krey V, Riahi K, Clarke L, Gidden M, Nicholls Z, & Meinshausen M(2019)。《巴黎协定》长期温度目标的新情景逻辑。性质:10.1038 / s41586 - 019 - 1541 - 4

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