RCP-Szenarien

Bevölkerungsentwicklung und Primärenergieverbrauch bis 2100 nach den neuen Repräsentativen Konzentrationspfaden (Representative Concentration Pathways - RCPs)

Die Szenarien für den 5. IPCC-Sachstandsbericht

RCP-Szenarien für den 5. IPCC-Sachstandsbericht

Für den 5. Sachstandsbericht des IPCC, der 2013/14 erschienen ist, wurden sogenannte „Repräsentative Konzentrationspfade“ (Representative Concentration Pathways - RCPs) entwickelt, die die früheren SRES-Szenarien ersetzen. Diese neuen Szenarien wurden nicht vom IPCC, sondern von frei arbeitenden Wissenschaftlern erarbeitet und stützen sich auf Ergebnisse der wissenschaftlichen Literatur. Das Ergebnis sind vier Szenarien mit den in Tab. 1 gezeigten Strahlungsantrieben 1850-2100 und Treibhausgaskonzentrationen im Jahr 2100 gegenüber den vorindustriellen Werten von 1850. Außerdem wurden ergänzende Szenarien bis 2300 entwickelt, die als Extended Concentration Pathways (ECPs) bezeichnet werden.

Strahlungsantrieb bis 2100 relativ zu vorindustriell (ca. 1765): SRES und RCP-Szenarien im Vergleich

Die Bezeichnung "repräsentativ" weist darauf hin, dass es sich um Repräsentationen für einen größeren Satz an Szenarien handelt. Sie sind repräsentativ, weil die vier Szenarien RCP2.6, RCP4.5, RCP6 und RCP8.5 für eine größere Anzahl von in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlichten Szenarien stehen. Es handelt sich bei diesen neuen Szenarien um Konzentrations-Pfade, weil bei ihnen die Treibhausgaskonzentration und der Strahlungsantrieb den Ausgangspunkt bilden und nicht wie bei den früheren SRES-Szenarien die Entwicklung von sozio-ökonomischen Faktoren. Bei den SRES-Szenarien wurden aus der Entwicklung der Bevölkerung, der Energienutzung, der Landwirtschaft usw. die Emissionen der Treibhausgase abgeleitet und aus diesen dann deren Konzentration und daraus wiederum die Klimaänderung. Die RCP-Szenarien legen bestimmte Szenarien von Treibhausgaskonzentrationen fest. Daraus berechnen Klimamodelle einerseits die Klimaänderung und andererseits die Emissionen (einschließlich aller Rückkopplungen des Kohlenstoffkreislaufs), die erforderlich sind, um diese Konzentrationen hervorzurufen. Daher werden diese neuen Szenarien auch nach der Änderung des Strahlungsantriebs bis 2100 gegenüber dem vorindustriellen Antrieb benannt. RCP6.0 steht z.B. für einen Strahlungsantrieb durch anthropogene Treibhausgase von 6,0 W/m² im Jahre 2100 im Vergleich zu 1850. Davon abzuziehen ist allerdings der negative anthropogene Antrieb durch Aerosole und Landnutzungsänderungen, so dass wie in der Abb. oben der Nettoantrieb des Szenarios RCP6.0 bei ca. 5,2 W/m² liegt.

Die nach dem Strahlungsantrieb jeweils berechneten sozio-ökonomischen Szenarien berücksichtigen die Bevölkerungszunahme, das Bruttosozialprodukt, den Energieverbrauch u.a. Faktoren. So wird eine Zunahme der Weltbevölkerung auf 12 Milliarden Menschen bis 2100 das Szenario RCP8.5 wahrscheinlich machen, und der Primärenergieverbrauch müsste dreimal so hoch wie heute sein. Neun Milliarden Menschen am Ende des Jahrhunderts würden möglicherweise zu dem Szenario RCP2.6 führen. Unterschiede bestehen auch im Energiemix, z.B. mit einem sehr geringen Öl-Anteil bei RCP2.6 und einem sehr hohen Anteil von fast 50 % von Kohle bei RCP8.5. Die Kohlendioxidemissionen werden nach RCP8.5 von fast 10 GtC/Jahr in der Gegenwart auf fast 30 GtC/Jahr am Ende des Jahrhunderts steigen, bei RCP2.6 dagegen um das Jahr 2080 auf Null fallen. Dem Szenario RCP2.6 ähnlich ist das Szenario RCP3PD, wobei PD für "peak and decline" steht. Das bedeutet, dass bei diesem Szenario in der Mitte des 21. Jahrhunderts ein Strahlungsantrieb von ca. 3 W/m² angenommen wird, der gegen Ende des Jahrhunderts dann auf 2,6 W/m² fallen wird. Das ist nur möglich über sog. 'negative Emissionen' nach dem Erreichen des Wendepunkts, z.B. durch die CCS-Technik (Carbon Capture and Storage = CO₂-Abscheidung und -Speicherung).

Änderung der globalen Mitteltemperatur bis 2100 nach RCP-Szenarien im Vergleich zum Mittel 1986-2005: RCP8.5 (rot), RCP4.5 (orange), RCP2.6 (grün)

Ergebnisse von Modellrechnungen mit den RCP-Szenarien

Temperatur

Mit dem Hamburger Erdsystemmodell MPI-ESM wurden für den fünften IPCC Bericht (IPCC AR5) Projektionen über den Zeitraum 2001-2100 für die drei RCP-Szenarien 2.6, 4.5 und 8.5 durchgeführt. Bei dem Szenario RCP8.5 beträgt der Anstieg der globalen Mitteltemperatur bis zum Jahr 2100 etwa 4,8 °C im Vergleich mit dem vorindustriellen Zustand bzw. 4 °C gegenüber 1986-2005. Im mittleren Szenario RCP4.5 erreicht die Erwärmung 2,6 °C gegenüber dem vorindustriellen Wert. Bei dem Szenario RCP2.6 bleibt der mittlere globale Temperaturanstieg des Modells dagegen unter dem 2-Grad-Ziel.

Änderung der geographischen Verteilung der 2m-Temperatur bis 2100 nach dem RCP-Szenarien 2.6 im Vergleich zum Mittel 1986-2005.

Änderung der geographischen Verteilung der 2m-Temperatur bis 2100 nach dem RCP-Szenarien 8.5 im Vergleich zum Mittel 1986-2005

Die globalen Mittelwerte sagen jedoch relativ wenig aus über die geographische Verteilung der Temperaturerhöhung. Bei dem Szenario RCP 2.6 erwärmen sich die Temperaturen über den Ozeanen weitgehend nur um 1 °C gegenüber 1986-2005. Deutliche Ausnahmen finden sich im wesentlichen nur über dem Nordpolarmeer. Auch die Kontinente zeigen in weiten Bereichen keine höhere Erwärmung. Im Inneren der Kontinente und in den hohen nördlichen Breiten erhöhen sich die Temperaturen jedoch stärker, insbesondere im nördlichen Sibirien und nördlichen Kanada. Größere Unterschiede zeigen sich allerdings bei dem RCP-Szenario 8.5. Die Werte über den Ozeanen zeigen Erwärmungen bis 4 °C gegenüber dem Zeitraum 1986-2005. Das Nordpolarmeer weicht davon aber stark ab und weist Temperaturerhöhungen von bis zu 11 °C auf. Auf den Kontinenten wird es mit Ausnahme schmaler Küstenstreifen durchgehend wärmer als um 4 °C, im Innern der Kontinente sogar um 6 und mehr Grad.

Niederschlag

Die Niederschläge ändern sich weitgehend nach dem Muster, dass die trockenen Gebiete trockener werden und die feuchten Gebiete feuchter. Das zeigt auch das Szenario RCP2.6, wenn auch in geringem Ausmaße. Für die Subtropen werden Abnahmen des Niederschlgs bis 25 %, in einzelnen Fällen sogar mehr projiziert. In den höheren Breiten nehmen die Niederschläge um maximal 25 % zu, in den Tropen sogar bis über 100 %. Nach dem RCP-Szenario 4.5 verstärkt sich diese Tendenz, so dass Südeuropa im Sommer großräumig von starken Abnahmen des Niederschlags betroffen ist. In dem RCP-Szenario 8.5 betragen diese Abnahmen im Sommer von Südwesteuropa über den Balkan bis nach Mittelasien sogar 50 bis 75 %. Auch Deutschland muss mit bis zu 25 % geringerem Sommer-Niederschlag rechnen.

Weblinks

• DKRZ: Interaktive Visualisierung der RCP-Szenarien
• DKRZ: Die Szenarien
• Deutscher Wetterdienst (DWD): Die neuen RCP-Szenarien für den 5. IPCC Sachstandsbericht
• E. Kriegler (Klimanavigator): Die neuen RCP-Szenarien für den kommenden 5. IPCC-Sachstandsbericht
• DKRZ: Die Szenarien

Lizenzhinweis

Kontakt: Dieter Kasang