Tilbake til søkeresultatene

KLIMAFORSK-Stort program klima

Emit now, mitigate later? IMPlications of temperature OverShoots for the Earth system

Alternativ tittel: Slippe ut nå, fikse det senere? Konsekvenser av temperatur overshoots i jordsystemet

Tildelt: kr 9,9 mill.

Prosjektnummer:

294930

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2019 - 2023

Midlene er mottatt fra:

Geografi:

IMPOSE har produsert et sett idealiserte overshoot-scenarier med NorESM2. Vi fikk muligheten til å tilpasse våre idealiserte scenarier til "Zero Emission Commitment Model Intercomparison Project (ZECMIP)" (Jones et al. 2019). ZECMIP var et tillegg til CMIP6 på kort varsel og sikter mot å besvare spørsmålet "Hvis utslippene reduseres til null, hvordan vil temperaturen utvikle seg etter dette?". Svar på dette spørsmålet har stor betydning når det gjelder å bestemme gjenværende karbonbudsjetter (Rogelj et al. 2020), og den resulterende publikasjonen er et viktig bidrag. Vi har utvidet ZECMIP-scenariene med idealiserte negative utslippsfaser slik at vi har et sett scenarier med ingen, lav og høy overshoot av referansenivået. I tillegg varierer vi tiden til starten av negative utslippsfaser slik at vi har korte og langvarige overshoots. Analysen av våre overshoot-scenarier var planlagt til å fokusere på karbonsyklusen, men resultatene for det fysiske klimasystemet i NorESM2 var så overraskende at vi først måtte gjøre en grundig analyse av disse. I våre simuleringer synker temperaturen på den nordlige halvkulen mye mer enn forventet i negative utslippsfaser. "Mer enn forventet" betyr at temperaturen blir lavere enn temperaturen på referansenivået (dvs. simuleringen uten overshoot). Denne midlertidige nedkjølingen kan være ganske sterk nord for 40 grader nord, og den øker med størrelsen på overshoot. For de største simulerte overshoot-scenarier (som kan være urealistiske når det gjelder gjennomførbarhet siden de antar 1000 Pg karbonfjerning) går temperaturen tilbake til førindustrielt nivå før den øker raskt igjen. Årsaken til dette fenomenet er en sterk reduksjon i styrken til Atlanterhavets sirkulasjonssystem i vår modell. Dette systemet med havstrømmer (også kalt "Atlantic Meridional Overturning Circulation" eller AMOC) transporterer store mengder varme fra tropene til høye breddegrader i nord. Denne varmetransporten svekkes betydelig når klimaet varmes opp i vår modell. Ved negative utslipp i en slik tilstand av svekket AMOC, forsterker nedkjøling gjennom redusert CO2-konsentrasjon kjøleeffekten av de svekkede havstrømmer i Atlanteren. Et manuskript som beskriver disse resultatene og utdyper mulige konsekvenser av den resulterende varm-kaldt-varm-syklusen er for tiden under revisjon for Nature Communications. Analysen av responsen og reversibiliteten av den globale karbonsyklusen under overshoot-scenarier er også stort sett ferdig. To hovedresultater kan fremheves. For det første er den atmosfæriske CO2-konsentrasjonen overraskende ufølsom for om det var et overshoot eller ikke (forskjellene er mindre enn 7 pmm, selv for veldig langvarige og høye overshoots). Dette skyldes en nesten perfekt kompensasjon mellom mer karbonopptak i hav og mindre karbonopptak på land under en overshoot. For det andre er den største kilden til irreversibilitet karbonet som er lagret i permafrost, som går tapt i løpet av perioder med overshoot. Et manuskript som beskriver disse resultatene er under utarbeidelse. Når det gjelder karbonsyklusarbeidet med DICE, ble det publisert en første artikkel (Rickels og Schwinger, 2021) som beskriver implementeringen av en bedre klima- og karbonsyklusmodul i DICE. Vi bestemte oss for å bruke modellen "Finite Amplitude Impulse Response" (FAIR) for å erstatte den opprinnelige DICE klima- og karbonsyklusmodulen, som er kjent for å ha mangfoldige begrensninger. Resultatene viser at det faktisk er store forskjeller i klimapolitikk (karbonpriser) på grunn av disse oppdateringene hvis DICE-modellen brukes til å vurdere overshoot-scenarier. I mellomtiden pågår arbeidet med å simulere de idealiserte scenariene i de spesialiserte modellene for grønlandsisen og for dynamisk vegetasjon og skogbrann. Når det gjelder de grønlandsisen, har vi besluttet å bruke "Community Ice Sheet Model" (CISM), som er land-is-komponenten til NorESM2, også for offline-simuleringene. Dette innebærer den store fordelen at vi kan bruke den samme modellen også for interaktive simuleringer senere. De idealiserte scenariene er nå simulert med CISM og LPJ-GUESS, og analysen av resultatene pågår.

It is now widely recognized that it might be inevitable to overshoot the 1.5 degree target temporarily, and to rely on net negative CO2 emissions over a later period to bring the Earth system back to a "safe" state. Obviously, less drastic short-term emission reductions facilitate a smoother transition of the global energy system and save social costs. However, these benefits need to be weighed against the impacts and costs associated with the overshoot period and the risk of missing the temperature target due to feedback processes in the Earth system. The realization of (net) negative emissions as a - currently largely hypothetical - climate mitigation measure can lead to a weakening and delay of climate mitigation actions, and it has been argued that clear limits to overshoots (e.g. magnitude and duration) need to be defined. However, Earth system science is currently unable to provide such limits since we know only little about the Earth systems' response to CO2 and temperature overshoots. Likewise, the integrated assessment models (IAMs) used to create emission scenarios and assess the economic implications have not been developed for overshoot conditions and might therefore show larger systematic errors under negative emissions. IMPOSE will address these issues by (1) assessing the reversibility for particularly vulnerable Earth system components (permafrost, high latitude ecosystems, Greenland Ice Sheet) under different overshoot scenarios, (2) quantifying feedbacks in the Earth system, particularly carbon cycle feedbacks, when negative emissions are imposed, and (3) improving IAMs for CO2 overshoot conditions based on results from full Earth system models. With these ambitious tasks IMPOSE is at the forefront of research. The project brings together experts in Earth system and integrated assessment modelling to make substantial progress towards a comprehensive assessment of climate mitigation policies that include overshoots and negative emissions.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Aktivitet:

KLIMAFORSK-Stort program klima