问答:“综合评估模型”是用于研究气候变化

制定应对气候变化的最好方法是决策者面临的一个关键挑战今天和未来几十年。

告知这些决策,科学家和经济学家已经开发出一套工具称为“综合评估模型”(艾玛)。这些模型被用来回答关于气候变化的核心问题,从世界如何可以避免全球变暖的1.5摄氏度最低的成本,通过对当前国家的减排承诺的影响。

他们把不同的知识去探索人类发展和社会选择相互作用和如何影响自然世界。这包括推动自然系统的物理定律,以及改变习惯和偏好,推动人类社会。

这个复杂的任务介绍了许多的不确定性和局限性。但艾玛仍然提供有价值的见解如何世界能源和土地利用系统需要改变应对气候挑战。必威体育在线注册

在这个详细的问答,碳简短说一系列的科学家和研必威手机官网究人员发现艾玛是如何工作的,为什么我们使用他们,他们可以告诉我们关于气候变化。

什么是我?

集成评估模型(艾玛)旨在帮助我们了解人类发展和社会选择互相影响和自然世界,包括气候变化。他们是“集成”,因为他们结合不同链的知识模拟人类社会与地球系统的部分。

(“我”一词广泛和不同类型也用于其他领域,与气候无关。)

令人困惑的是,“我”是用来描述各种各样的模型,这也有很大差异,他们工作,他们可以回答的问题。然而,大致有两种主要类型,简单和复杂艾玛。

首先,有一群“简单的“艾玛,可以比较成本和效益的避免不同程度的变暖。通常,这些都是运行在一个电子表格使用高度简化的方程。他们没有模型的详细过程和经济的关系,能源和地球系统。必威体育在线注册

这些简单的艾玛,如“骰子”、“基金”和“页面”——通常是用来计算“碳”的社会成本测量发射一个额外的可量化的成本和收益吨二氧化碳在货币条款。看到碳短必威手机官网暂的讲解员的社会成本的碳更多信息。

第二,有一群更复杂的艾玛,这是本文的重点。这些能源技术,能源使用的选择,土地利必威体育在线注册用变化和社会趋势导致-或阻止温室气体的排放。他们使用链接的“模块”代表着全球经济,以及能源、土地和气候系统(必威体育在线注册见下文更多的细节)。

代表人类系统的必要性,以及天然的,意味着艾玛相比非常不同的野兽气候模型。当模拟气候系统,科学家可以利用不变的物理原则和法律模型,说,通过大气的对流热,或它可以吸收太阳能辐射的方式。不能说相同的买卖不同的燃料,或收入之间的关系,饮食和运输使用。

相反,研究人员依赖于历史数据的经济理论和证据作为他们工作发展方程能够捕捉能源需求和社会经济行为。必威体育在线注册

“最适当的表征人类偏好的变化和竞争,”笔记2017年的论文评估艾玛。它补充道,造型结果甚至可能影响决策者,因此假设成为自我实现,或弄巧成拙:“决策者甚至会本能地回应造型分析,改变体现在模型的关系。”

这种“不确定性“如何模型社会经济行为意味着它是不可能定义“正确”的方法来使用我。而且,几乎可以肯定的是,人际关系,社会规范,习惯和偏好将会改变,这意味着2018年的“正确”方法可能歪曲未来。这和其他艾玛的局限性进行了讨论在本文的后面。

这种多样性的另一个含义是,复杂的艾玛蔑视简单的解释。这意味着艾玛的运作的一般描述,可以使用的方法——包括那些在本文中——很可能与异常。

这些复杂的艾玛被用来回答一系列“如果?”的问题,博士Joeri Rogelj告诉碳短暂。必威手机官网Rogelj是一个能源研究必威体育在线注册员国际应用系统分析研究所气候变化(IIASA),讲师伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所和一个协调的主要作者在即将到来的政府间气候变化专门委员会(IPCC)特别报告在1.5摄氏度。

这些问题可以通用。例如,如果这个世界不采取任何行动限制气候变化?世界怎么能满足1.5或2 c目标?

艾玛也可以非常具体的问题。如果国家征收普遍价格每吨100美元的2020年二氧化碳排放量?如果某些技术,如核或碳捕获和存储(CCS),不可用?

有一些例子的结果从不同类型的我下面的实验。

在下面的视频中,艾玛Rogelj解释的复杂。这是能够跟踪反馈和之间的权衡选择对经济、能源系统和环境。必威体育在线注册

内置的联系复杂艾玛意味着他们可以探索层叠效果,效益和意想不到的后果,跟踪在一个领域的选择如何影响模拟世界的其余部分。

这种探索反馈和权衡的能力取决于个人艾玛的设计,与一些能够更详细地研究特定的交互和其他一无所有。

一个关键的反馈目前几乎所有复杂的我缺少研究,然而。他们通常不衡量经济损失和减少增长由于气候变化,如洪水损失或适应成本由于海平面上升。

添加这些气候反馈到复杂艾玛“的一大前沿”造型社区,说席琳Guivarch博士,高级研究员和缓解气候变化的影响涂蜡的在巴黎。”一个大的一部分不被抓获,”她说。

艾玛的另一个核心问题是他们的基础经济理论假定市场和社会是理性的,用完美的信息做出决策。大多数模型场景也从假设经济“优化”,这意味着没有失业或浪费的投资。这意味着政策干预几乎不可避免地降低经济活动和被视为成本。

在最近评估报告联合国政府间气候变化专门委员会的第三工作小组(WG3)描述了艾玛如下,注意他们的关键假设和限制:

“综合模型简化,程式化数值方法来表示非常复杂的自然和社会系统…重要的输入假设包括人口增长,基线的经济增长,资源,技术变革,以及减排政策环境。然而,他们不结构代表了许多社会和政治力量,可以影响世界发展的方式…

“模型使用经济学作为决策的基础。这可能以多种方式实现,但它从根本上意味着模型倾向于最小化的目标总经济成本实现减排的结果…[模型也]通常认为市场和竞争市场不正常的行为。”

(6.2节联合国政府间气候变化专门委员会的这一章值得一读,艾玛的全面概述。)

问题的类型,可以使用艾玛问和回答中更详细地探讨以下部分。IPCC指出,值得重复的是,我的结果有重大事项有关的模型设计和他们离开的事情。

艾玛怎么工作?

艾玛利用科学家的最佳理解全球经济的运作,以及世界的能源、土地利用、农业和气候系统。必威体育在线注册一般而言,这些行业是模仿使用独立的“模块”,以某种方式有关。

艾玛已经由许多研究小组世界各地的。每个模型采用不同的方法,通常,它的结构是其发展的反映。

一些艾玛开始生活的经济模型,例如,意思是这个模块是最大和最详细的整体方案的一部分。它看起来在一系列贸易跨多个经济领域——商品水泥行业例如,许多世界之间的地区。

其他艾玛从能源发展模型、能源供需匹配基于详细的表征不必威体育在线注册同的燃料和技术。而另一些人则从一开始就设计来解决环境问题,模拟地球的土地制度电网规模。

除了这些历史因素、时间和计算能力是有限的。这意味着每一个我的一部分往往是简化的一个专门的行业的经济模式相比,或最先进的地球系统气候模型。这种牺牲意味着艾玛可以加入模块一起探讨他们如何互动,同时还能在合理的时间内运行。

部分我的——比如气候模型——基于物理定律。很多人都是基于经济理论或试图复制(“模拟”)历史数据为一个特定的社会经济关系。如上所述,可能有许多不同的方法可以做到这一点。

我的基本结构图形所示,如下。

从左向右读,这个过程始于模型输入——本质上一长串的假设关于世界如何运作和人口和社会将如何变化。

中心是模型本身,通常包括不同的模块,代表经济、能源系统、土地利用和农业和气候。必威体育在线注册右边的输出模型,包括经济的结果,土地利用变化,温室气体排放和能源使用和未来人类发展的途径。必威体育在线注册

每个模型的部分是或多或少的独立,与不同的模块通过他们的计算机代码,要么“硬链接”或“软联系”使用数据文件来交换信息。这意味着结果从一个模块可以传回给别人,这取决于模型结构。

例如,经济上升的能源需求模块可能导致燃料必威体育在线注册价格上升的能源系统模块。这可能是反馈到经济,反过来,抑制需求。同样,粮食需求上升可能增加土地的农业模块的需要,导致森林砍伐,物价上涨,增加了温室气体的排放。

里面的链接和反馈艾玛意味着他们可以用来研究这种级联的后果——包括潜在的意想不到的副作用——去接权衡和效益,可能错过。

与额外的模块研究人员可以探索更广泛的问题,从核心我使用输出数据。这些模型可能空气污染,健康,例如,洪水风险或生物多样性的丧失。

根据我的不同,研究人员必须回答各种问题之前就可以开始他们的工作。这些问题的答案都是假设调节模型的行为。

例如,收入和能耗之间的关系是什么?必威体育在线注册私人交通需求如何改变随着时间的推移,随着收入的增加,随着人口将从农村转移到城市中心?我们能说什么平均饮食与财富?

建模者使用方程反映这些关系的方式已经改变了过去,连同他们的最好的理解他们如何在未来可能会改变。例如,他们可能会认为发展中国家的人均需求将逐渐收敛与西方的生活方式。他们也可能会使替代的假设和测试这将如何改变他们的结果。

研究人员还必须回答更具体的问题,比如要花多少钱建立一个燃煤发电厂,这些成本可能会改变的速度有多快。他们必须说成本是多少提取石油和多少可用,使用所谓的“供给曲线”。

另一个“关键”的假设与低碳技术的速度有多快可以部署模型,说瓦伦提娜Bosetti教授米兰的博科尼大学环境经济学家和政府间气候变化专门委员会第五次评估报告的主要作者。

中的一些假设艾玛将是固定的,而其他人则可以改变模型中的。例如,在一些艾玛风能和太阳能便宜,因为他们变得更普遍。这就是所谓的“诱导技术变革”模型和反映了“通过实践来学习”,可再生能源的成本大幅下降近年来。

综合评估模型(艾玛)帮助我们了解人类发展和社会选择如何影响自然世界,包括气候变化。

他们是高度复杂的工具(相互关联的盒子,下面)建立在诉的假设(蓝色框在外面)。pic.twitter.com/4nqy1qRkTT

——西蒙·埃文斯(@DrSimEvans)2018年9月26日

然而,许多假设驱动的艾玛非常不确定,根据变化的和不可知的力量,如习惯、社会习俗、政治冲击,或颠覆性创新。

研究人员使用“场景”或“故事情节”问问题的模型和探索合理的替代期货。这些可能的范围从快速放缓经济增长,或者使用修改假设模拟环境的态度不同。其他场景可能会限制模型的输出——例如,限制排放或变暖。

”共享社会经济途径”(SSPs,跟随碳短暂的链接的详细的最近的讲解员)由我社必威手机官网区帮助这些期货到故事情节正式化,例如,世界共同关注可持续发展,发展不顾环境,或继续今天的事情。

通过运行每个SSP通过多个艾玛,科学家可以探索每个故事情节的影响,在全球能源结构的改变方面,排放或土地使用。必威体育在线注册

尽管看着相同的SSP的故事情节,然而,这些“运行”可以大大取决于不同的特点——或“个性”——每个模型,反映的是建立和使用的基本假设。的领域协议和差异我通路之间的部分,如下。

GDP和人口增长是两个非常有影响力的假设驾驶我的结果。这是在《370页的解释文档为图像著名我开发的荷兰环境评估署(PBL)。这些段落描述图像能量模块是如何工作的必威体育在线注册

“模型决定了能源需求服务的人口和收入作为主要驱动因素和假设的生活方必威体育在线注册式。了最终能源需求运营商(如液体燃料或电力),从初必威体育在线注册级生产能源(如煤、石油或风)。

“最后的混合能源运营商和技术生产(燃必威体育在线注册煤发电厂、风力涡轮机)是选择的基础上他们的相对成本。关键过程,确定这些成本包括技术开发和资源枯竭、偏好,燃料贸易假设和政策。”

尽管细节各有不同,但是大部分艾玛遵循类似的逻辑,这样增加GDP和人口往往驱动能源需求的增长。必威体育在线注册这可能是缓和,这取决于假设如何有效能源被使用,但仍然是一个强大的潜在力量的大部分我跑步。必威体育在线注册

同样,更大的和更丰富的种群通常假定需求更多的食物,越来越多的西方饮食。

看到GDP和人口如何驱动我的结果直观图形,如下。

GDP和人口以及共享途径,对未来SSPs描述一致的故事情节反映在一长串的附加假设。这些包括技术成本、能源需求、社会态度、现有的气候政策和化石燃料的必威体育在线注册可用性。

注意,这些共享的许多猜测是定性——“低”,“中等”或“高”技术成本,例如,表中可以看到,在下面。还要注意通路包括如何衡量“社会认可”,除了假设成本。然而在实践中,这种“接受”通常会模仿之外,从基础成本或减少。

虽然SSPs共享的假设在定性方面出发,详细,定量输入每个模型分别选择由其造型团队。这主要是因为艾玛是结构化的以不同的方式。例如,一个可能包括一个单一的成本为每一个技术,而其他人使用资本成本,运营成本,退役成本等等。

大多数艾玛用经济学来驱动决策,基于价格、供给和需求。不同地区的经济或能源系统由“代理”。必威体育在线注册一般来说,这些代理被认为拥有完美的信息世界,它们使用做出理性决定买卖市场上最大限度地增加他们的经济意义上的“福利”。

模型的方程是“解决”为特定的一段时间,整体福利最大化或成本最小化。这些时间步可以一年,五年或十年。这些时间步骤反映另一个计算能力和细节之间的权衡。

一些模型试图福利最大化或最小化成本在每一次在同一时间内,生成一个问题的最优解,例如如何避免2摄氏度的变暖。为了做到这一点,代理模型中有“完美远见”。

简单来说,这意味着他们考虑未来所有的决策选择。虽然这听起来不现实的,但它可以是一个有用的方法来寻找最有效的途径满足一个目标。

例如,煤电厂可能今天供应电最便宜的方法,但它可能会需要在年底前关闭其经济生活,面对不断增长的碳排放税。便宜,这意味着它可能最终证明来构建一个低碳替代首先,即使是稍微昂贵的——尤其是如果早期部署有助于降低未来的成本。

另外,一些模型是“目光短浅”,意思是每个时间步“解决”就没有考虑未来的决策。这些模型更适合探索途径,行动是推迟或早期选择,如建筑,煤电厂,证明不明智,锁定高排放和提高实现气候目标的成本。

最后一个模型的运行,输出包括经济结果排放和未来能源和社会转型的途径。必威体育在线注册参见下面的例子一致的结果从不同的艾玛,以及他们的方法输出不同。

我们为什么使用艾玛?

艾玛是用来回答“如果”的问题对社会和自然世界之间的关系,包括气候变化。

两大类型的问题问“如果…会发生什么?”和“我们如何到达…?”。例如,模型构建“基线”场景探索将会发生什么如果世界并没有减少温室气体排放。另一组场景如何世界需要改变如果变暖限制在1.5或2摄氏度。

上面的图在前面的小节中,中,说明了艾玛可以追踪GDP和人口增长的影响结果human-Earth系统的其余部分。这是第一类型的问题——换句话说,如果到2100年世界人口达到八十亿?100亿怎么样?如果GDP增长迅速,而慢?

第二种类型的问题是,以气候为目标,如温度限制或固定碳预算。科学家可以将这些限制强加于他们的模型,然后看看生成的路径不同于他们的“基线”场景,如下的图形解释道。

所需的各种变化,以避免危险的气候变暖将更详细地探讨下面。

多年来,有重点的转变与艾玛问第一类问题——“如果…会怎样?”——对第二种类型的问题:“我们如何才能到达…?”。这反映了政策制定者的不断变化的优先事项,首先在理解气候问题的规模,后来,在理解他们的选择,以避免危险的气候变暖。

这种转变让艾玛关于气候政策的选择,在一个重要的位置表示纸墨尔本大学的凯特·杜利和他的同事们:

“从老(在1990年代制定的一套我的场景)RCP年代(最近开发和使用结合SSPs]如何使用模型来代表一个重要变化通知气候政策:从“气候结果将未来的碳排放产生什么?”到“什么是体制的措施和活动需要达到特定的气候变暖的结果?”…(这一转变)地方艾玛的大量关于未来气候政策的权威。”

然而,我途径不是命令,说Detlef克里斯蒂安•范维伦教授高级研究员出版广播公司董事会成员的综合评估模型联盟(IAMC),开发共享我的场景。他告诉碳简要:必威手机官网

“我们的想法是不存在——它是不可能知道未来的预测。也不提供蓝图,告诉决策者要做什么,但支持决策之间的不同的选择,”

克里斯蒂安•范维伦说,正如前面章节所解释的未来是高度不确定的,尤其是当涉及到造型人际关系和选择。这意味着艾玛有警告,重要的要记住当解释他们的结果。

伯特博士梅茨前主席IPCC工作组缓解现在欧洲气候基金会高级顾问ECF*),讲述碳简要:必威手机官网

“艾玛非常有价值,因为他们汇集所有元素——不仅气候经济、人口增长、等等,因此他们可以描述一个合理的未来会是什么样子的。但关键的是他们都是基于假设。所以这张照片的强度取决于你的假设的力量。”

处理这种不确定性的一个方法是去寻找发现足够强大,能够对未来不同的模型和不同的假设,解释道席琳Guivarch博士,高级研究员和缓解气候变化的影响涂蜡的在巴黎。她告诉碳简要:必威手机官网

“从根本上说,气候变化问题是一个深的不确定性下的决策问题,我们必须接受和拥抱。我们必须做出决定,强劲的反对,不确定性…”

“即使不同艾玛给不同的答案,有一些共识的领域,例如国防委员会(国家气候承诺)不足以2 c轨迹。这是完全跨模型健壮。”

一系列其他健壮的我发现将更详细地讨论在本文的后面。不幸的是,即使这些一致的结果公开误解,克里斯蒂安•范维伦警告说。例如,这一事实碳捕获和存储(CCS)是大多数我使用途径变暖限制在1.5或2 c并不意味着它是不可能达到这些目标没有这项技术,他说。

为了特定的技术或途径是“需要”,建模者必须显式地试图满足目标不使用它。即使这样,他们只能说我是无法满足这一目标没有技术,受其结构限制和其他假设。此外,艾玛可以说很少关于政治或社会约束。

总有办法想出一套假设显示一个特定的路径可能是在一个模型中,Guivarch说。但她补充道:“一个轨迹,是可行的模型可以揭示本身在现实世界中是不可行的。”

而不是决定特定气候目标的要求得到满足,艾玛可以帮助决策者导航的权衡和后果不同的选择,克里斯蒂安•范维伦说。

例如,许多深脱碳场景使大量使用负排放从生物能源CCS必威体育在线注册 (BECCS),出发了下面。

有些人认为这是有问题的,因为原因包括损害生物多样性和风险没有生成负排放。模型依赖于BECCS”深刻的误导“政策制定者,根据参与者在最近的一次会议上负排放。

但是艾玛,,在某种程度上,突出了这些交易的存在,通过展示使用BECCS如何影响森林和其他土地使用,克里斯蒂安•范维伦说。

另一方面,BECCS的主导地位在1.5 c通路可能被遮挡的替代途径的研究,说史蒂夫·派伊首席研究员伦敦大学必威体育在线注册能源研究所。他告诉碳简要:必威手机官网

“这意味着我们不要把足够的精力探索替代的(能量)需求方面——(能源)供应方面处理的挑战。”必威体育在线注册

(值得补充的是,更多的数量最近研究研究确实试图找到替代途径1.5摄氏度,减少或消除需要BECCS通过减少能源需求。)必威体育在线注册

艾玛的关键问题,从决策者的角度,包括世界温暖多少钱如果国家遵循现有的气候承诺到2030年,将会发生什么如果国家推迟行动。

下这些问题相关的政治程序巴黎协定在气候变化问题上,一个气候高级外交官告诉碳短暂,即使我的结果没有相关性的详细谈判的法律文本。必威手机官网

的例子包括2018年的Talanoa对话和2023年全球盘点的终极目标进程的巴黎,外交官说。(我跑建议国家需要加强他们的努力在2030年之前,如果这些目标得到满足。)

使用艾玛以外的原因已经提到,有一个几乎无休无止的问题,科学家们可以问他们的模型。

将如何在未来能源需必威体育在线注册求得到满足,根据技术进步和部署的?有多重要假设对未来技术成本?是模仿的能量转换实现气候目标真实,而历史变化必威体育在线注册的例子?

实现气候目标的代价最小的路线是什么?怎么这些通路影响土地利用、生物多样性或缺水吗?有可能达到1.5摄氏度没有负排放吗?这意味着如果什么消费者的偏好和我们使用能源的方式发生显著的变化?必威体育在线注册

专家认为他们相比我能源途径是合理的吗必威体育在线注册自己的期望吗?为什么许多我途径倾向于使用大量的煤吗?什么类型的化石燃料资源可以利用——,——,同时尊重全球碳预算吗?做折现率做一个区别我的结果吗?

的例子不胜枚举。最全面的总结我研究问题,并发现可以找到在IPCC的第五次评估报告在这一章第三工作小组(WG3)。然而,更多的最新的审查将包括在即将到来的联合国政府间气候变化专门委员会特别报告在1.5摄氏度,将发表在10月的第二个星期。

有哪些不同的复杂的艾玛?

这个词我常常是令人困惑,因为它是指两个不同类型的模型。简单的艾玛是成本效益的经济模型,使用简单的假设来估计减排成本和未来气候损害。复杂的艾玛结合能源系统/土地利用模型估算出必威体育在线注册这些系统排放的温室气体在未来可能会改变在不同假设未来的人口和经济增长。

第一个复杂的艾玛出现了斯坦福大学的必威体育在线注册能源建模论坛在1980年代早期。这些模型已经明显更复杂的随着时间的推移,结合土地利用和气候系统独立的模块。

下面的屏幕快照展示了配置文件的一部分“GCAM”,它复杂的我,将气候系统集成到一个模型。代码显示了不同的模型可以用来探索气候政策目标。

有许多世界各地的团体,目前开发全球范围内复杂的艾玛。六组参加了最近共享社会经济途径(SSP)建模项目,将成为没有政策的基础基线和缓解场景出现在即将到来的联合国政府间气候变化专门委员会第六个评估报告。这些都是:

• 能源供应的战略选择模型和一般必威体育在线注册环境影响(消息),由国际应用系统分析研究所(IIASA在奥地利的维也纳。这个模型有一个详细的能源系统,旨在满足必威体育在线注册需求在最低的成本。消息通常也伴随着IIASA全球生物圈的详细管理模型(GLOBIOM占土地利用和生态系统的变化。
• 集成的模型来评估全球环境(图像),开发的荷兰环境评估署(PBL)。这是面向环境问题——详细,电网土地使用模块,并不直接经济模型。它可以与许多其他模块评估空气污染、洪水风险,生物多样性丧失等等。
• 亚太综合模型(目的),一个合作项目研究机构在一些亚洲国家。它有一个功能更齐全经济模型从食品,涵盖各个行业,钢铁和建筑。有时也称为目标目的/ CGE,反映出可计算一般均衡利用模型的版本。
• 全球变化评估模型(GCAM),开发的太平洋西北国家实验室在华盛顿州,连同整个学术界一大群贡献者。GCAM闻名的开源的代码和专注于探索不确定性。
• 该地区的投资和发展模式(提醒),由波茨坦气候研究(实物支付债券在德国)。提醒已经加上农业生产模式及其对环境的影响(喜鹊)将土地使用特征。它有一个详细的能源系统必威体育在线注册模型和简单经济。使用“技术”“完美的远见在实践中学习“它可以识别最优路径,即使他们有较高的前期成本。
• 世界诱导技术变革混合(女巫)模型,由大量的意大利组织包括Fondazione Eni Enrico Mattei和Centro Euro-Mediterraneo隋Cambiamenti Climatici。女巫往往加上IIASA的GLOBIOM土地使用。它特别注重使用博弈论探讨合作与非合作气候行动。女巫也模型技术降低成本通过“通过实践来学习”和“通过研究学习”。

这些艾玛都使用“模型评估温室气体引起的气候变化”(MAGICC),开发的一个简单的气候模型Tom Wigley教授在美国国家大气研究中心(NCAR)和他的同事们。

MAGICC翻译排放到大气中的浓度,辐射强迫和全球平均气温变化。它可以运行得更快比更复杂大气环流模型(GCMs)或地球系统模型(esm)。MAGICC艾玛可以很容易地确定需要什么样的排放轨迹达到减排目标,如保持变暖”低于“2 c高于工业化前的水平。

有许多额外的艾玛和能源系统模型,这并不包括在SSP建模项目,但参与了其必威体育在线注册他国际造型工作。这些包括:

• 新地球的动态模型(21日DNE21)日本创新技术研究所(仪式)。
• Economy-Energy-Environment一般均衡模型(必威体育在线注册GEM-E3)的通信和计算机系统研究所(可以)在希腊和比利时的研究人员和匈牙利。
• IMACLIM国际医学研究中心精心设计的苏尔l 'Environnement et le开发署(涂蜡的在法国),以及来自世界各地的研究人员。
• 模型评价区域和全球温室气体减排政策的影响(合并),从保罗谢勒研究所(ψ在瑞士)。
• 新的计量经济学模型的评估由部门相互依存和供应“复仇者”从一个包括国际组织ERASME(法国),CCIP(法国)联邦规划局(比利时),雅典国立技术大学的(希腊)。
• 《纽约时报》综合评估模型(TIAM-UCL)伦敦大学学院和英国能必威体育在线注册源研究中心。
• 未来的展望长期能源系统(必威体育在线注册波兰人)从欧盟联合研究中心研究所的前瞻性技术研究(进行联合研究中心)。
• WorldScan2荷兰经济政策分析局(体外循环)。

一些31艾玛了政府间气候变化专门委员会的最新途径第五次评估报告,从一个数据库1184种不同的场景。也有艾玛的数量和能源系必威体育在线注册统模型区域而不是全球的焦点。

最后,国际能源署(IEA)发布的年度必威体育在线注册世界能源展望必威体育在线注册基于详细的能源系统模型。必威体育在线注册

不同的艾玛同意(不同意)在哪里?

不同的艾玛使用不同的结构和方法模型。他们对市场做出不同的假设和人际关系,他们正试图捕获和令人沮丧——经常给同样的问题不同的答案。

这个问题的一个方法是检查的模型能够再现历史变革的模式,看看某些艾玛比别人“更好”。事实上,已经有了尝试对历史数据验证模型。

然而,不幸的是,过去的表现并不是一个可靠指标的模型质量,因为未来可能不会像过去。另外,一系列的模型错误互相弥补显然,导致一个准确的预测。此外,如上所述,可能没有一个“最佳”的方法来模拟人类行为和关系。

相反,研究人员寻找领域的协议,而拥抱多样性的方法在不同的艾玛。这些一致的答案包括排放途径需要达到1.5 c和2 c减排目标,以及一些所需的能源系统过渡。必威体育在线注册

艾玛包含在SSP数据库都使用相同的简单的气候模型MAGICC——将排放到大气中的温室气体浓度,最后,对未来气候变暖。这意味着他们都有相似的碳预算对于一个给定的目标——比如2100年气候变暖限制在低于1.5摄氏度。

模型可以不同,然而,如何迅速排放减少,相反,他们使用多少负排放后的世纪。下图展示了排放途径(左)和相关的气候变暖(右)的艾玛SSP数据库2100年气候变暖限制在低于1.5摄氏度。线表示的颜色使用的模型,每个模型的运行不同SSPs。

我二氧化碳排放总量从土地、工业和能源系统吨二氧化碳(Gt)(左)和全球平均地表温度相对于工业化前的(右)必威体育在线注册在所有RCP1.9/1.5C场景中Rogelj等2018。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

所有的1.5摄氏度我场景,2020年全球温室气体排放量达到高峰,2040年和2060年之间下降到零。所有的艾玛有某种程度的净负电,排放在本世纪后期,虽然5之间变化gtco2和32到2100年每年gtco2。

这些是关键信息为决策者:气候变暖限制在1.5摄氏度,全球二氧化碳排放必须达到峰值,然后迅速下降到零。此外,负排放所需的某种可能,与他们的规模和性质取决于其他的选择。

另一个重要信息是,暂时突破1.5摄氏度温度限制在本世纪中叶,在所有的1.5摄氏度场景SSP数据库中。变暖达到1.6度和1.8度之间,在世纪之前排放成为负数。
有趣的是,模型的选择往往有更大的影响产生的排放轨迹比底层SSP假设未来GDP、人口与国际政策合作。例如,在提醒模型SSP5世界排放在2050年达到零,而即使在sustainability-focused SSP1世界信息和图像不达到零排放,直到2050年代中期。

这进一步证明,领域模型之间的广泛共识为决策者提供更大的见解往往比他们之间的巨大差异。“艾玛同意大局,[但]在细节问题上存在分歧,”Glen Peters博士告诉碳短暂。必威手机官网彼得斯是高级研究员西塞罗国际气候研究中心的挪威。

在艾玛变暖限制在2摄氏度以下,减排明显更渐进和净负电排放有点小,如下图所示。但是请注意,仍然峰值和迅速下降向零排放。

我在吨二氧化碳排放二氧化碳(Gt)(左)和全球平均地表温度相对于工业化前的(右)在所有RCP2.6/2C场景中IIASA SSP数据库。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

至于1.5摄氏度的场景,排放峰值约2020在大多数2 c通路,尽管一些高峰在2030年晚些时候。排放达到净负电,在2070年和2090年之间在大多数2 c模型,尽管一些GCAM净负电,早些时候的排放和运行一个模型——目标SSP1排放,保持积极到本世纪末。

温度保持在2摄氏度以下整个世纪都运行一个模型——提醒SSP5——有超过2.1摄氏度左右。2100年,全球气温仅限于1.7 c - 1.8 c,使约66%的机会避免超过2摄氏度的变暖的不确定性气候敏感性。

这是麻生太郎普遍认为,全球能源系统必须越来越带电,而从化石燃料转向可再生能源,以满足严格必威体育在线注册的气候目标。

下图展示了分享的最后的能源来自电力(左),主要能源的化石燃料份额(中间)和主要能源来自可再生必威体育在线注册能源的份额(右)在艾玛变暖限制在2摄氏度以下。

电力百分之一的最终能源(左),化石燃料的百分之一的一次能源(中间)和必威体育在线注册可再生能源(生物质和生物质)百分之一的一次能源(右)在所有RCP2.6/2C场景中IIASA SSP数据库。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

今天,世界上只有大约20%的最终能源来自于电力。必威体育在线注册所有的艾玛在图中显示迅速增加到2100年的46%和71%之间。这是因为它更容易采用无碳电力比消除排放的成千上万的小空间加热燃烧化石燃料来源,行业或运输。

同样,化石燃料的使用急剧下降的2 c通路,从目前的约83%的一次能源在2100年在2%到43%之间。必威体育在线注册顶部的范围、模型等目的夫妇继续使用化石燃料的大规模部署的碳捕获和存储(CCS)。底部结束、模型等提醒几乎消除化石燃料的使用。

可再生能源是主要的替必威体育在线注册代化石燃料在2 c通路,从目前的14%上升到2100年的51%和95%之间。(注意,核也起着重要的作用,特别是在模型如GCAM)。

可再生能源包括太阳能、风能和水力发电,以及扩大生物燃料的使用。通常,生物燃料与negative-emission-generating生物量与碳捕获和储存(BECCS)。

值得补充的是,这里使用的一次能源指标低估了可再生能源在减排途径的作用。必威体育在线注册这是因为中包含的主要能源的化石燃料以热能的形式浪费,只有33%到50%转必威体育在线注册化成有用的电能,例如相比之下,可再生能源发电效率为100%的目的主要能源计算。

未来能源途径从艾玛有何区别?必威体育在线注册

改变未来的能源结构从化石燃料向可再生能源必威体育在线注册,生物燃料,或化石燃料碳捕获和储存(CCS)的一个主要方法是艾玛开发场景实现减排目标。

(可以说,艾玛是偏向这些技术解决减排“供应方”,相比,能源使用方式的变化的“需求”。必威体育在线注册研究人员已经开始纠正这种平衡)。

除了广泛转移远离化石燃料,然而,未来能源结构之间存在着巨大差异,艾玛。必威体育在线注册这些差异是由严格的减排目标,以及每个模型结构及其方法假设未来的技术发展,燃油价格和其他因素。

下图显示了主要能源结构必威体育在线注册在2100年的6个参加了艾玛共享社会经济途径(SSP)建模项目。每个模型必威体育在线注册的混合能源气候政策在“基线”场景中没有显示在左边,而2100年变暖限制在2摄氏度以下场景显示在右边。

主要能源组合在2必威体育在线注册100年由我,SSP2基线场景(左)和SSP2 RCP2.6场景(右)。可再生能源包括水力和non-hydro可再生能源;化石燃料的类别包括CCS和non-CCS使用。的数据IIASA SSP数据库。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

基线场景显示来自SSP2,代表“中道”途径,历史的发展模式继续在整个21世纪。2摄氏度的场景中使用同样的人口,经济增长和其他约束条件。

其他SSPs可能导致不同的能源混合,即使在相同的我和减排目标。必威体育在线注册这是到共享政策的假设和限制的技术开发和部署在每个SSP故事情节。看到碳短必威手机官网暂的SSP讲解员为更多的细节在SSPs如何影响我通路。

我基线场景继续以化石燃料为主,虽然相对股票的煤、石油和天然气在不同艾玛相差很大。例如,图像我设想近两倍的煤炭消费和女巫石油消费量的一半。

同样,提醒模型认为重大部署可再生能源的即使没有气候政策,由于成本下降,而目标,GCAM和图像具有较低的可再生能源的增长。必威体育在线注册这主要是因为提醒模型“通过实践来学习”可再生能源成本下降随着部署增加,而其他大多数艾玛则不是。必威体育在线注册

有点令人惊讶的是,可再生能源的数量部署在消息,提醒和女巫基线场景的数量超过GCAM和图像2 c场景。这表明,假设在技术发展和能源成本可以发挥大作用的气候政策的未来能源系统模型。必威体育在线注册

我变暖限制在2摄氏度以下场景也能源结构上有本质上的区别。必威体育在线注册GCAM和提醒等,完全消除煤炭使用的生物燃料和BECCS等技术。其他包括相当数量的煤炭和天然气耦合CCS。

核使用不同也明显在我2 c场景。在一个极端,GCAM预测核的大规模扩张,提供2100年全球近四分之一的能源。必威体育在线注册其他模型,如提醒和巫婆,显示更温和扩张。

最后,艾玛有不同的未来愿景石油在2摄氏度的世界。他们的假设在电动或其他替代燃料汽车的扩张起到了很大的作用。在这方面,因为石油主要用于运输。等艾玛消息和提醒,看到几乎完全消除石油燃料,不适合CCS -当别人看到一些未来的石油使用更加难以避免。

虽然它很容易把这些差异艾玛特定个体的特征模型,情况更为复杂。“这是艰难…可能有5到10模型给你不同的结果的原因,“Rogelj说。

未来能源结构在我途径也必威体育在线注册可能不匹配专家预期。特别是,艾玛受到相当多的批评相对较低的太阳能和预测,相反,CCS和BECCS极其乐观的预测。

事实上,专家们往往比艾玛对太阳能发展有更高的期望,根据2018年的一篇论文,通过玛丽̈sse van Sluisveld博士的荷兰环境评估署(PBL)和他的同事们。这相比的相对排名,2050年发电技术在艾玛的排名39专家来自各种国际报告的主要作者在气候和能源。必威体育在线注册

下图显示了专家排名技术在垂直轴与水平轴上的我排名相比,对基线场景(左框)和变暖限制在2摄氏度(右框)。

他们调查的专家普遍认为与电力技术的排名在基线场景中,尽管他们倾向于太阳能相当高的排名和核有点低。然而,在2摄氏度的情况下专家的排名,我排名不同更显著。

专家排名太阳能远高于艾玛,给它任何技术中排名最高的,而它被艾玛最高仅排名第五。专家排名高生物能源(CCS);必威体育在线注册他们有更低的期望对于CCS的化石燃料和生物能源,以及核。必威体育在线注册

一个关键的信息从这些不同的预测是没有单一的答案的问题全球能源系统应该如何改变限制未来的气候变暖。必威体育在线注册可以实现气候目标主要使用可再生能源和生物质,如提醒模型。或相同的目标可以满足使用的可再生能源,核能和化石燃料CCS,如GCAM模型。

艾玛依靠多少“负排放”?

我途径变暖限制在1.5 c或2 c通常依赖于大量的“负排放”。这是指大气中的二氧化碳被积极切除,通常大多发生在21世纪的后半部分。

负排放的大量使用是受到几个因素的推动。一个是纯粹的速度和规模的削减需要满足严格的气候目标经过几十年的不断增加的碳排放。另一个是结构和假设艾玛,这表明这些快速削减是不可能的或过于昂贵,而负排放大规模部署后的世纪。

折现也是因素。这是一个会计实践,是广泛应用于经济分析、重短期成本比未来更严重。

(“打折意味着倾向于推迟行动,它允许模型专注于解决方案——比如二氧化碳去除——发生在本世纪晚些时候,“派伊说。“这是一种高成本的技术,但它发生在本世纪晚些时候,经济上最优。”)

下图显示了一个示例的二氧化碳排放在一个典型的我途径变暖限制在低于1.5 c -在这种情况下,消息模型运行SSP2故事情节。在这个和类似的途径,排放峰值在未来几年大幅下降,达到零到2050年代末(细黑线)。

一些残留的化石燃料排放继续(灰色阴影区域)。大量的负排放是通过结合使用生物能必威体育在线注册源和碳捕获和存储(BECCS,蓝色)和“自然气候解决方案”(nc、绿色)。

积极的排放,BECCS,负排放nc在消息SSP2 1.5摄氏度(RCP1.9)的场景。的数据IIASA SSP数据库和礼貌的博士Joeri Rogelj;图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

的世纪,这个途径需要约17 gtco2每年从大气中被删除,略低于2017年全球总排放量的一半。(注意,艾玛使用BECCS nc,因为这些都是知道如何产生负排放模型的方法。其他的选择,如直接空气捕捉艾玛,往往不是模仿,他们不太清楚从成本和技术的角度)。

是有可能的创建场景1.5摄氏度或2 c目标在哪里遇到没有大规模使用负排放,或者至少没有BECCS。然而,这些往往需要快速削减全球温室气体排放,在十年左右降至接近于零。

我运行的标准SSP数据库采用某种程度的负排放1.5摄氏度和2 c目标,如下图所示。然而,一些模型和底层SSPs往往比其他人更多地使用负排放。

图中显示累计数量的负排放在2005年和2100年之间在所有的1.5 c和2 c SSP场景。每个酒吧代表负排放的范围在每个路径,点代表平均在所有模型。左侧轴显示GtCO2负排放,右手轴显示的温室气体排放量的多少年这相当于(使用40 GtCO2从2017年)。

最小、最大和平均累积负排放在2005年和2100年之间通过SSP为1.5摄氏度场景(RCP1.9 -左)和SSP2 2 c场景(RCP2.6 -右)。值所示GtCO2左手轴和图表标签。右手轴显示值相对于当前年的排放量。从土地利用被定义为负排放时期土地利用排放净负电,在全球层面。的数据IIASA SSP数据库和礼貌的博士Joeri Rogelj。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

负排放使用范围广泛,从1600年400 gtco2 gtco2(10-40年当前排放)1150年从250年1.5摄氏度的场景和gtco2 gtco2(6-27年当前排放)在2 c通路。使用负排放有效增加剩余的碳预算的规模,72%至290%在1.5 c场景和在2摄氏度的场景中19%至86%。

中的负排放途径与它们的结构模型,假设和潜在的SSP,这限制了全球气候变化合作的速度和快速减排。

减排可以更快地发生在sustainability-focused通路(SSP1),这往往会减少负排放需要实现气候目标。SSP1还允许更大的减排和负排放从土地利用变化,和大多数艾玛相应地显示- nc排放。

快速化石拉动增长途径(“SSP5”),这往往会导致后面的峰值和慢减少排放,需要相应地更负排放进行补偿。

移除大气中的二氧化碳,艾玛主要依靠BECCS提供所需的负排放。部署的规模很大程度上未经验证的技术是巨大的。一些我路径分配五倍印度的面积所需的生物量增长2100。

艾玛也从nc采用负排放,主要造林和再造林的形式。然而,这有很大的不同模型的程度并不是所有艾玛能够部署所有可能的nc选项。

下图展示了使用累积负排放在2005年和2100年之间的艾玛参与SSP建模项目,与来自SSP2通路所示的模型。每个酒吧都代表一个不同的我,蓝色禁止显示负排放总量BECCS从nc和绿色。

从BECCS累积负排放在2005年和2100年之间(蓝色)和土地利用(nc、绿色)我SSP2 1.5 c场景(RCP1.9 -左)和SSP2 2 c场景(RCP2.6 -右)。值所示GtCO2左手轴。右手轴显示值相对于当前的年排放量。形象和女巫不提供SSP2 1.5摄氏度场景。的数据IIASA SSP数据库和礼貌的Joeri Rogelj;图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

nc的规模包括在我通路模型之间的差异,与平均排放量从2100年160年的土地利用gtco2删除。一个模型、GCAM尤为看好。部署了超过两倍的负排放从nc其他我,在2100年与450 - 720 gtco2。这是高于最好的估计最近发表的具有成本效益的潜力高调的评论。

也有一些问题是否从BECCS累积负排放超过400 gtco2实际上是可以实现的。一个数量的最近研究质疑的高端估计BECCS使用,当排放从森林或草原与转换相关的土地用于种植能源作物是适当的考虑。必威体育在线注册

艾玛有什么限制吗?

复杂的艾玛是有用的,但一定不完美的尝试模型未来的人类社会和人口统计模式,因为他们与自然世界——和破坏。他们有许多缺陷,尤其是因为他们必须试图捕捉社会偏好,社会风俗,习惯,行为,现在和他们未来的变化。

然而,尽管其局限性,艾玛仍有价值的工具来探索将有助于气候变化的选择,或限制其范围。“这不是给你准确答案…但是很好指导政策。”梅茨说。“他们是最好的。”

从一长串,有两个关键的局限性,梅斯告诉碳简要:必威手机官网

“复杂的艾玛只看减排成本。等式的另一边是失踪——避免损失,避免适应成本。所以它可以被误导…[和]可以使用那些想破坏气候行动…”

“艾玛的另一个主要的限制是代价最小的范式(模型试图实现政策目标在尽可能低的成本)。当然,政治并不总是对最低成本。相反,往往是最容易通过,而不是最低成本每吨二氧化碳。”

除了忽视气候损害,努力限制全球变暖的潜在好处也经常遗漏的艾玛。很多都是理论上能够模拟空气污染或健康影响使用,说,定制的附加模块。然而解决这些和其他问题的经济效益包括很少,同时我发现在减排的成本。

除了这些问题之外,艾玛有一系列的其他限制,重要的都是要记住当解释他们的结果。

政治约束

正如上面梅茨提到的,政治是不同于理性的世界里,最小的模型世界。的确,艾玛的另一个限制是他们缺乏政治约束。派伊解释道:

“模型可能建设时间的限制,例如,而不是政治约束。他们缺乏政治经济类型的叙述…即使你不引入到模型中,这是至关重要的记住它在解释研究结果时还是劝告。”

例如,艾玛经常使用一个全局,整个经济的碳价格作为“气候政策”的代理在开发途径来满足温度限制。原因之一是因为它比较容易调整模仿化石燃料价格,相比模拟详细的政策。

因此,它是相对常见的阅读,一个特定的二氧化碳价格是“需要”实现气候目标或——作为一个路透文章所说,价格“必须上升到满足巴黎气候目标”。

这是一个双重误解。首先,这是因为艾玛不能告诉我们价格”需要“以满足目标,除非他们已经排除了替代品。第二,所谓的政策解决方案,代表没有机会见到天日的任何解决方案。迄今为止,政治障碍面对几乎不可逾越的整个经济的碳定价,更不用说在全球范围内。

而艾玛确实倾向于二氧化碳定价作为更广泛的气候政策,代理模型能够看一个相对广泛的其他措施。许多这些围绕定价,包括税收、补贴和增加或乘数基本成本,作为其他首选项的代理。

其他包括低碳发电能力要求、节能要求和反刍动物甲烷排放量上限牲畜或化石燃料的开采活动。必威体育在线注册这些实验的综合列表,引用,将出现在即将到来的特别报道1.5摄氏度。

未来和过去

另一个问题是,艾玛,一般来说,偏向”future-as-past”,现有的社会趋势,习惯和持续的关系,根据哥伦比亚大学底漆。

他们无法预测冲击或创新,从1970年代的石油危机和全球冲突到电脑的兴起,手机和互联网。

事实上,许多艾玛有相同的方法和概念作为1970年代能源使用的模型基础,说必威体育在线注册贾斯汀·里奇博士英属哥伦比必威体育在线注册亚大学的能源经济学家研究所的资源、环境和可持续发展。

“他们在做什么是匹配的能源供给和需求,只有数量有限的方式他们可以必威体育在线注册这样做,”他说。“[其他]一般叙事是世界变得更加丰富和集中在美国和西欧的生活方式。”

这个限制是一个探索纸颠覆性创新和东安格利亚大学的艾玛查理。威尔森博士和同事。本文解释道:

“全球综合评估模型描述路径符合1.5摄氏度缓解有限的能力来分析出现的新奇在能源最终用途…必威体育在线注册

“向后看1930告诉我们,这不是科幻想象2100年的缓解选项组合看起来非常不同于今天。biwei6868透过我镜片成为一个遥远的2100年世界变暖被限制在1.5 c,我们看到短途移动仍然是乘汽车,建筑物仍然需要加热和冷却,使用土地和食品仍然被广泛种植。因此,场景造型告诉我们更多的关注,信仰和目前的不确定性对未来的可能性比。”

令人困惑的是,尽管这种趋势的前途是过去和现在的延续,我通路经常预测历史趋势的逆转远离肮脏的能源。必威体育在线注册

因此,许多“没有政策”模式路径趋向“recarbonisation,没有气候政策的世界不可避免地导致了能源供应与碳排放强度增加,”里奇说必威体育在线注册纸发表与他then-PhD主管和我资深的科学家哈迪教授Dowlatabadi。

相反,脱碳趋于随时间由消费者偏好低污染能源,认为威尔逊在一个必威体育在线注册必威体育在线注册能量转换显示播客的采访中,与从煤炭转向石油、天然气和电力。“(这)是一种很强的历史传统,而不是完全神志不清的东西。”

如果威尔逊和里奇是正确的,那么艾玛高估了的难度减少世界上的肮脏能源转向更清洁、更低碳的燃料。必威体育在线注册

供应方面的偏见

威尔逊的工作也看着艾玛的供应方面的偏见。这是指模型有利于技术修复或能源的转变,能源使用方式的变化。必威体育在线注册

“能源在全球艾玛的变化往必威体育在线注册往被捕获在聚合行业层面的函数变化的收入和价格,”威尔逊和他的同事们写。他们继续:

“最终用途的显式表示技术(如汽车或电视)及其被动系统的方式使用它们在艾玛通常是很粗…最终用途技术规模更小,数量级的数目的增长,更多的分散和高度异构的坑相比,管道和发电厂的能源供应(获取更充分的艾玛)。”必威体育在线注册

这意味着供应缓解选项往往是第一停靠港当我看起来限制排放。相反,研究人员往往只探索需求解决方案通过手动改变基本假设代表能源需求模型。必威体育在线注册

下面的音频剪辑,威尔逊解释了为什么他和他的同事决定寻找替代路径的“强烈偏见”在我的场景中对技术解决方案。从剪辑再面试与威尔逊必威体育在线注册能量转换显示播客。他说:

“如果你谈论1.5摄氏度,甚至2 c,你在谈论一个绝对基本的系统过渡的方式生产,交付、转换和利用能源。必威体育在线注册所以场景和造型分析关注的一点…只是图片的一部分。”

这些替代路径显示有办法达到1.5或2 c,而早先的探索,说库米博士乔纳森的创始人和十年的领袖劳伦斯伯克利国家实验室必威体育在线注册能源预测组,在另一个必威体育在线注册能量转换显示面试。

“[有]自由度不探索模式,绝对可以让我们达到1.5摄氏度。这并不意味着它将容易,它只是意味着你不应该假设任何模型建模都是可能的。”

库米先前的研究表明,能源需求的预测往往倾向于“必威体育在线注册系统也高”。

人类行为

另一个关键的一部分,艾玛很难捕捉人类行为,鉴于人们高度多样化的和做决定基于很多因素,其中许多都不是金融。这与一个“代表”理性消费,生活在许多艾玛。

消费者行为的多样性从数据的低碳汽车,有人说2018年的论文在自然界的能量。必威体育在线注册它说:

“这些实证发现数据点代表一个重大的挑战,目前使用的分析工具来理解长期能源转变的动力学,包括全球能源经济类的综合评估模型,定期告知IPCC的评估报告。”必威体育在线注册

本文继续开发新的消费者行为建模方法在艾玛,特别对于低碳车辆。然而,一些人认为大多数艾玛意味着他们的结构不适合处理不同,常常非理性的人类行为。

说:“汽车是一个很好的例子赫克托耳波利特造型负责人咨询剑桥计量。“如果每个人都cost-optimising,我们都是驾驶智能汽车。但它是几乎相反的:许多人买最昂贵的模式。”

虽然艾玛非常有用,他们不提供详细的政策设计时,波利特认为在最近的一篇文章。他写道:

”有很多造型结果的价值,如果做得正确。最重要的问题是确保正确的工具是用于手头的任务,这意味着不使用optimisation-based建模方法(典型的最复杂的艾玛)来估计实际应对政策。”

透明度和文档

这些限制都是很好理解的研究人员把他们的生活通过艾玛探索气候变化。然而,同样可能不是真正的决策者和公众。

一个著名评论家我的社区理查德罗森博士前的创始成员忒勒斯学院非营利研究和政策机构。在一个2015年评审罗森认为,有一个缺乏透明度在模型结构和假设。

“有很多,如果不是数以百计,关键的输入为每个模型假设,”罗森写道,并补充说这些是不够记录,模型本质上是一个“黑匣子”。

政府间气候变化专门委员会的第二次评估报告承认早在1995年,艾玛的“规模”让他们不透明,难以理解,甚至对模型本身:

“更大的一个模型,不透明,和分析师和决策者难以解释其结果。模型的规模呈现完整的敏感性分析不可能和模型本身变得越来越难以监督发生了什么。”

近年来,我社区做出了重大努力改善其工作周围的透明度。的综合评估模型财团建立了一个“维基”文档网站的艾玛,在一个共同的框架。用户可以比较的结构模型及其建模方法的土地利用系统,例如。

然而,更大的透明度和文档仍然是一个“进行中的工作”,Guivarch说。她补充道:“艾玛是用来通知决策所以社区了解为什么它是重要的对我们的工作是透明的。”

选择的假设

一个相关的问题是假设进入艾玛。建模者如何选择“正确”的数字或“最好”的方式制定他们的方程吗?在一个纸今年早些时候发表的,派伊和他的同事们写道:

“经常有许多似是而非的选择,我们可以提出不同的假设,这常常使选择的理由有挑战性,有时也有同伴间的分歧关于这选择是合适的。这证实了需要更多的讨论特定的模型假设,选择透明度的增加,以及扩大范围的意见进行测试,即使是那些被认为是“主流”之外的。”

派伊的论文发现“弱点”的“关键模型假设具有重要影响”在推动能源途径我场景。必威体育在线注册然而利用最新数据改善艾玛也是一个不断挑战的过程,考虑到它们包含许多假设。

“从实用的角度来看,这些模型是如此大而复杂,很难让他们更新,“派伊告诉碳短暂。必威手机官网能源行业尤其如此,在可再生能源成本下跌和电动汽车是传播速度快于预期。必威体育在线注册

更广泛的输入

最近的另一个评论发表在《自然》杂志说,道德应给予更多的考虑在我的过程中,尤其是在与负排放的关系。的作者墨卡托研究所全球公共资源和气候变化在柏林,说:

“模型不可避免地使价值负载假设制定不同的政策途径,包括的范围选择正在考虑…[和]的政治、经济和人口背后的故事。

“缺乏透明度和伦理的讨论有三个后果。首先,决策者错误的期望。这是“道德风险”的担忧:如果政治家们和顾问认为现在是可以接受的排放和爪回来后,他们可能会冒更大的风险和阻碍缓解在现实世界中…

“第二,气候政策设计技术,可能永远不会扩大是有风险的…第三,实现负排放尺度的设想是雄心勃勃的,至少可以这么说。”

也许令人惊讶的是,鉴于他们是目标受众——政策制定者往往不参与发展的艾玛,说博士Annela Anger-Kraavi经济学家和高级研究员剑桥可持续发展研究所的领导。Anger-Kraavi也是技术机构的副主席在联合国气候会谈,SBSTA爱沙尼亚政府,以及一个顾问在气候政策和谈判。

她指出,联合国气候的身体研究对话,试图让科学家和决策者直接——不仅在一边活动,“Anger-Kraavi说。她还了纸提出方法让艾玛更多相关政策,通过利用更广泛的观点在开发和使用模型。报纸上说:

“艾玛的关键主要的批评中,我们首先关注无效——如果有的话——政策制定者和其他利益相关者群体纳入造型的核心活动;政策工具的多样性和不灵活性模型的正式模型框架。此外,我们强调…的性质和数量的假设,通常形成外部利益相关者磋商和忽视assumption-driven造型的结果呈现在决策者的时候。”

其他问题包括有限的地理决议在艾玛,全球经济和能源系统一般模型分为的地区,而不是上百个国家。必威体育在线注册这很难翻译结果国家层面,梅茨说。解决这个问题的方法包括“缩小规模”工具来绘制区域的见解到国家或部门艾玛。

全球艾玛也通常不模型电网每小时或日常的决议。这意味着他们不能考虑天气的波动,使其具有挑战性的集成变量可再生能源,例如风能和太阳能,到网格。

然而,大多数艾玛做包括一些机制来解释成本的集成。这是改善的详细级别,在出发2017年的论文实物支付的罗伯特博士Pietzcker和同事,比较我团队采取的方法不同。