RCP-Szenarien

Für den 5. Sachstandsbericht des IPCC, der 2013 erschienen ist, wurden sogenannte „Repräsentative Konzentrationspfade“ (Representative Concentration Pathways - RCPs) entwickelt, die die früheren SRES-Szenarien ersetzen.

RCP-Szenarien

Bevölkerungsentwicklung und Primärenergieverbrauch


Abb. 1: Bevölkerungsentwicklung und Primärenergieverbrauch bis 2100 nach den neuen Repräsentativen Konzentrationspfaden (Representative Concentration Pathways - RCPs)6

Diese neuen sozioökonomischen und Konzentrations-Szenarien werden nicht vom IPCC, sondern von frei arbeitenden Wissenschaftlern erarbeitet und stützen sich auf Ergebnisse der wissenschaftlichen Literatur. Das Ergebnis sind bisher 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 bezeichnet werden.

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 traditionellen Szenarien die Entwicklung von sozio-ökonomischen Faktoren. Bei den früheren 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 dem Strahlungsantrieb um 2100 gegenüber dem vorindustriellen Antrieb benannt. RCP6.0 steht z.B. für einen Strahlungsantrieb von 6,0 W/m2 im Jahre 2100 gegenüber 1850.

RCP-Szenarien


Abb. 2: RCP-Szenarien für den 5. IPCC-Sachstandsbericht7

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. 9 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 Kohlendioxid-Emissionen 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.2 Dem Szenario RCP2.6 ähnlich ist RCP3-PD (PD steht für "peak and decline"). Es soll Ende des 21. Jahrhunderts ebenfalls eine globale Mitteltemperatur von unter 2 °C ermöglichen, jedoch über einen Umweg, der auf dem Weg dahin Temperaturen von über 2 °C beinhaltet. 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).3

Strahlungsantrieb bis 2100


Abb. 3: Strahlungsantrieb bis 2100 relativ zu vorindustriell (ca. 1765): SRES und RCP-Szenarien im Vergleich8

Ergebnisse

Mit dem Hamburger Erdsystemmodell MPI-ESM4 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.5 Bei dem Szenario RCP8.5 beträgt der Temperaturanstieg bis zum Jahr 2100 etwa 4,8 °C im Vergleich mit dem vorindustriellen Zustand. 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.

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.

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 Niederschlags 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.

Anmerkungen:
1.
Vgl. E. Kriegler (Klimanavigator): Die neuen RCP-Szenarien für den kommenden 5. IPCC-Sachstandsbericht
2. Van Vuuren, D.P., et al. (2011): The representative concentration pathways: an overwiev, Climatic Change 109, 5-31
3. Peters, G.P., et al. (2012): The challenge to keep global warming below 2 °C, Nature Climate Change, advance online publication, doi:10.1038/nclimate1783
4. DKRZ: Rechnungen im Rahmen des internationalen Klimamodell-Vergleichsprojektes CMIP5 und für den fünften Klimasachstandsbericht der Vereinten Nationen (IPCC AR5)
5.  DKRZ: Simulationen mit dem Erdsystemmodell MPI-ESM
6.  Eigene Darstellung nach: Van Vuuren, D.P., et al. (2011): The representative concentration pathways: an overwiev, Climatic Change 109, 5-31
7. Quelle: Daten nach Van Vuuren, D.P., et al. (2011): The representative concentration pathways: an overwiev, Climatic Change 109, 5-31
8. Eigene Darstellung nach IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 12.3

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