Nejistota okrajových podmínek

Emise/koncentrace skleníkových plynů

Budoucí emise/koncentrace skleníkových plynů se popisují pomocí emisních scénářů, respektive scénářů koncentrací, (viz Box 3.1). Do nedávné minulosti nejrozšířenější řada scénářů – scénáře SRES – vychází ze Zvláštní zprávy o emisních scénářích – Special report on emission scenarios. Tvorba jednotlivých variant scénářů SRES byla provedena na základě čtyř stejně pravděpodobných linií vývoje (storylines) společnosti. Pro každou linii byla provedena velká řada simulací pomocí socio-ekonomických modelů (obsahující i jednoduchý klimatický model) a zní pak vybrán reprezentativní zástupce. Scénáře byly rozděleny do čtyř tematických linií (A1, A2, B1, B2), přičemž skupina A reprezentuje svět zaměřený primárně na ekonomický růst, zatímco B reprezentuje společnost využívající obnovitelné zdroje, chovající se ekologicky atp. Varianty A1, B1 počítají spíš s globalizací, A2, B2 spíše orientaci na lokální ekonomiky. Scénáře SRES nezohledňují dodatečné iniciativy v oblasti klimatu, což znamená, že nejsou zahrnuty scénáře, které explicitně předpokládají implementaci Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu či emisních cílů Kjótského protokolu, tzn. pokud by se podařilo emise snížit podle vytyčených cílů, byly by např. odhady růstu teplot učiněné na základě těchto scénářů s velkou pravděpodobností nadhodnoceny.

V současnosti upustil IPCC od záměru koordinace tvorby emisních scénářů a tuto iniciativu přenechává vědecké komunitě s tím, že sám se snaží proces pouze stimulovat. I v minulosti existovala mimo (oficiálních) emisních scénářů IPCC celá řada scénářů alternativních. Například IPCC AR4 (Solomon at al.,2007) zmiňuje více než 300 emisních scénářů publikovaných po zveřejnění scénářů SRES. Tyto scénáře se liší jednak metodikou vzniku, jednak projekcemi socio-ekonomického vývoje. Na druhou stranu, výsledné koncentrace skleníkových plynů se nutně často překrývají. Na tuto skutečnost navazuje řada scénářů RCP (Representative Concentration Pathways – reprezentativní směry vývoje koncentrací), jež nepopisuje možné scénáře vývoje emisí (jako scénáře SRES), ale vývoje koncentrací. Ke každé z možných variant vývoje koncentrací je pak možno dojít různými způsoby.

V rámci tvorby RCP scénářů byly publikované scénáře rozděleny do čtyř hlavních skupin a z každé skupiny byl vybrán reprezentativní zástupce. Základní požadavky na RCP scénáře byly (Moss et al., 2008).

pokrytí rozpětí koncentrací publikovaných scénářů,
malý sudý počet (za účelem zabránění preference středního scénáře jako nejlepší, průměrné alternativy),
jasná odlišitelnost tvaru a úrovní koncentrace na konci 21. století.

Scénáře RCP obsahují i scénář předpokládající mírný růst koncentrací s vrcholem před rokem 2100 s následným poklesem (RCP2.6, někdy označovaný i jako RCP3-PD), jenž umožňuje posouzení vlivu možného snižování emisí. Ostatní RCP scénáře víceméně pokrývají rozsah odhadovaných koncentrací pro scénáře SRES. Stejně jako v případě scénářů SRES není definována žádná pravděpodobnější varianta vývoje. V případě omezených výpočetních možností (Moss et al., 2008) doporučuje primárně uvažovat scénáře s nejvyššími a nejnižšími koncentracemi (RCP8.5 a RCP2.6), následně scénář RCP4.5 a na závěr scénář RCP6. Podrobnosti o tvorbě RCP scénářů rozvádí např. (Moss et al., 2008) nebo (Meinshausen et al., 2011).

Porovnání radiačního působení dle emisních scénářů SRES, jednoho z prvních emisních scénářů IS92a a RCP scénářů udává (viz obr.3.1).

Přirozené faktory

Důležitými faktory ovlivňujícími energetickou bilanci Země jsou i sluneční a sopečná aktivita, které nelze předpovídat. Pro modelování klimatu se proto používají různá zjednodušení. V historických simulacích současné generace globálních klimatických modelů se využívají rekonstrukce míry příchozího slunečního záření (Jones et al., 2011), pro modelování budoucího klimatu se předpokládá, že variabilita sluneční aktivity bude konstantní – např. v CMIP5 modelech je pro budoucí simulace opakován poslední sluneční cyklus. Sopečná činnost je ve standardních simulacích globálních klimatických modelů často ignorována, nicméně existuje řada simulací zahrnující vliv hypotetických sopečných erupcí nebo naopak simulující historické klima bez vlivu sopečné činnosti (viz např. CMIP5 simulace – Taylor et al., 2012).

Obr. 3.1 Radiační působení dle scénářů emisí IS92a (scénář z první řady emisních scénářů IPCC), SRES a scénářů koncetrací RCP.

BOX 3.1 Emisní scénáře a scénáře koncentrací

Emisní scénáře SRES

Do současnosti nejrozšířenější běžně používaná řada scénářů – scénáře SRES – vychází ze Zvláštní zprávy o emisních scénářích – (Special report on emission scenarios (Nakicenovic a Swart, 2000). Scénáře SRES nezohledňují dodatečné iniciativy v oblasti klimatu, což znamená, že nejsou zahrnuty scénáře, které explicitně předpokládají implementaci Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu či emisních cílů Kjótského protokolu, tzn. pokud by se podařilo emise snížit podle vytyčených cílů, byly by např. odhady růstu teplot učiněné na základě těchto scénářů s velkou pravděpodobností nadhodnoceny. Nicméně současný vývoj koncentrací skleníkových plynů sleduje či převyšuje i pesimistické odhady tohoto vývoje. Tvorba jednotlivých variant scénářů SRES byla provedena na základě čtyř stejně pravděpodobných linií vývoje (storylines) společnosti. Pro každou linii byla provedena velká řada simulací a z ní pak vybrán reprezentativní zástupce.
Scénáře byly rozděleny do čtyř tematických linií (A1, A2, B1, B2), přičemž skupina A reprezentuje svět zaměřený primárně na ekonomický růst, zatímco B reprezentuje společnost využívající obnovitelné zdroje, chovající se ekologicky atp. Varianty A1, B1 počítají spíš s globalizací, A2, B2 spíše orientaci na lokální ekonomiky.

Scénáře koncentrací RCP

V současnosti upustil IPCC od záměru koordinace tvorby emisních scénářů a tuto iniciativu přenechává vědecké komunitě s tím, že sám se snaží proces pouze stimulovat. I v minulosti existovala mimo „oficiálních “ emisních scénářů IPCC celá řada scénářů alternativních. Například IPCC AR4 (Solomon et al., 2007) zmiňuje více než 300 emisních scénářů publikovaných po zveřejnění scénářů SRES. Tyto scénáře se liší jednak metodikou vzniku, jednak
projekcemi socio-ekonomického vývoje. Na druhou stranu, výsledné koncentrace skleníkových plynů se nutně často překrývají. Na tuto skutečnost navazuje řada scénářů RCP (representative concentration pathways – reprezentativní směry vývoje koncentrací), jež nepopisuje možné scénáře vývoje emisí (jako scénáře SRES), ale vývoje koncentrací. Ke každé z možných variant vývoje koncentrací je pak možno dojít různými způsoby.
V rámci tvorby RCP scénářů byly publikované scénáře na základě rešerše rozděleny do čtyř hlavních skupin a z každé skupiny byl vybrán reprezentativní zástupce. Základní požadavky na RCP scénáře byly (Moss et al., 2008):

pokrytí rozpětí koncentrací publikovaných scénářů,
malý sudý počet (za účelem zabránění preference středního scénáře jako nejlepší, průměrné alternativy),
jasná odlišitelnost tvaru a úrovní koncentrace na konci 21. století.

Scénáře RCP obsahují i scénář předpokládající mírný růst koncentrací s vrcholem před rokem 2100 s následným poklesem (RCP3-PD), jenž umožňuje posouzení vlivu možného snižování emisí. Ostatní RCP scénáře víceméně pokrývají rozsah odhadovaných koncentrací pro scénáře SRES (viz obr.). Stejně jako v případě scénářů SRES není definována žádná pravděpodobnější varianta vývoje. V případě omezení výpočetních možností (Moss et al. 2008) doporučuje primárně uvažovat scénáře s nejvyššími a nejnižšími koncentracemi (RCP8.5 a RCP3PD), následně scénář RCP4.5 a na závěr scénář RCP6. Podrobnosti o tvorbě RCP scénářů rozvádí např. (Moss et al. 2008) nebo (Meinshausen et al. 2011).