Laut einer neuen Modellstudie unter der Leitung von UCL-Forschern wird eine schnellere Erwärmung in der Arktis dafür verantwortlich sein, dass ein globaler Temperaturanstieg von 2 °C acht Jahre früher erreicht wird, als wenn sich die Region mit der durchschnittlichen globalen Geschwindigkeit erwärmen würde.
Die Arktis erwärmt sich derzeit fast viermal schneller als der globale Durchschnitt. Die neue Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Dynamik des ErdsystemsZiel war es, die Auswirkungen dieser schnelleren Erwärmung darauf abzuschätzen, wie schnell die im Pariser Abkommen festgelegten globalen Temperaturschwellenwerte von 1,5 °C und 2 °C wahrscheinlich überschritten werden.
Zu diesem Zweck erstellte das Forschungsteam alternative Klimawandelprojektionen, in denen es nicht zu einer raschen Erwärmung der Arktis kam. Anschließend verglichen sie die Temperaturen in dieser hypothetischen Welt mit denen der „realen“ Modelle und untersuchten den Zeitpunkt, zu dem die kritischen Schwellenwerte des Pariser Abkommens von 1,5 °C und 2 °C überschritten wurden. Sie fanden heraus, dass in den Modellen ohne schnelle Erwärmung der Arktis die Schwellenwerte fünf bzw. acht Jahre später überschritten wurden als die „realen“ prognostizierten Daten von 2031 und 2051.
Darüber hinaus stellten sie fest, dass die unverhältnismäßig schnelle Erwärmung der Arktis, die sogenannte Arktisverstärkung, die Prognosen unverhältnismäßig unsicher machte, da die Abweichungen in den Modellprojektionen für die Region größer sind als für den Rest des Planeten.
Alistair Duffey (UCL Earth Sciences), ein Ph.D. Kandidat und Hauptautor der Studie sagte: „Unsere Studie unterstreicht die globale Bedeutung der schnellen Erwärmung der Arktis, indem sie ihre großen Auswirkungen darauf quantifiziert, wann wir wahrscheinlich kritische Klimaschwellenwerte überschreiten. Die Erwärmung der Arktis erhöht auch erhebliche Unsicherheit bei den Klimavorhersagen. Diese Ergebnisse unterstreichen.“ die Notwendigkeit einer umfassenderen Überwachung der Temperaturen in der Region, sowohl vor Ort als auch über Satelliten, und eines besseren Verständnisses der dort ablaufenden Prozesse, was zur Verbesserung der Vorhersagen des globalen Temperaturanstiegs genutzt werden kann.“
Die Studie versucht nicht zu quantifizieren, wie sich die Erwärmung der Arktis auf den Rest der Welt auswirkt, beispielsweise durch den Rückgang des Meereises, das dazu beiträgt, den Planeten kühl zu halten, sondern schätzt stattdessen den direkten Beitrag der Erwärmung der Arktis zum globalen Temperaturanstieg.
Co-Autorin Professor Julienne Stroeve (UCL Earth Sciences, University of Manitoba, Kanada und US National Snow and Ice Data Center) sagte: „Während sich unsere Studie darauf konzentriert, wie sich die Erwärmung der Arktis auf globale Temperaturänderungen auswirkt, sollten die lokalen Auswirkungen dies nicht tun.“ übersehen werden. Ein globaler Temperaturanstieg von 2 °C würde zu einem durchschnittlichen jährlichen Anstieg von 4 °C in der Arktis und einem Anstieg von 7 °C im Winter führen, mit tiefgreifenden Folgen für die Menschen und Ökosysteme vor Ort.
„Darüber hinaus hat die schnelle Erwärmung in der Arktis globale Konsequenzen, die wir in dieser Studie nicht berücksichtigen, darunter den Anstieg des Meeresspiegels und das Auftauen des Permafrosts, was dazu führt, dass mehr Kohlenstoff in die Luft gelangt.“
Co-Autor Dr. Robbie Mallett (University of Manitoba und Honorary Research Fellow am UCL Earth Sciences) sagte: „Der Klimawandel in der Arktis wird von Politikern oft übersehen, weil der größte Teil der Region außerhalb nationaler Grenzen liegt. Unsere Studie zeigt, wie stark die Arktis Auswirkungen hat.“ globale Ziele wie das Pariser Abkommen und lenkt hoffentlich die Aufmerksamkeit auf die Krise, die sich bereits in der Region abspielt.“
Die arktische Verstärkung, die in den Wintermonaten am stärksten ist, wird durch mehrere Faktoren verursacht. Einer davon ist der Rückgang des Meereises, was bedeutet, dass mehr Sonnenlicht (und Wärme) vom Wasser absorbiert wird, anstatt zurück in den Weltraum reflektiert zu werden. Ein weiterer Faktor ist die geringere vertikale Durchmischung der Luft an den Polen als in den Tropen, wodurch wärmere Luft nahe der Erdoberfläche bleibt.
Für die Studie untersuchten die Forscher ein Ensemble von 40 Klimamodellen, die in den UN-Klimabericht 2021 einflossen. Diese Modelle unterteilen die Erdoberfläche in ein dreidimensionales Zellengitter und modellieren physikalische Prozesse, die in jeder Zelle ablaufen.
Das Forschungsteam modifizierte die Ergebnisse der Modelle, um eine alternative Welt zu schaffen, in der es nicht zu einer raschen Erwärmung der Arktis kam, indem es die Temperaturänderungsrate in der Region nördlich von 66° Nord mit der des restlichen Planeten gleichsetzte. Sie untersuchten, wie sich die Beseitigung der schnellen Erwärmung der Arktis auf die Temperaturprognosen in einem plausiblen Zwischenemissionsszenario auswirken würde, und berechneten die durchschnittliche Temperaturprognose für alle Modelle.
Darüber hinaus untersuchten sie, wie sich die Entfernung der schnellen Erwärmung der Arktis aus den Modellen auf pessimistischere oder optimistischere Szenarien auswirken würde. In einem optimistischeren Szenario, in dem die Emissionen stark gesenkt werden und der Netto-Nullpunkt kurz nach 2050 erreicht wird, führt die Verstärkung in der Arktis beispielsweise zu einem Unterschied von sieben Jahren in der Zeitspanne, in der die 1,5°C-Marke überschritten wird.
Die Temperaturprognosen für die Arktis variierten zwischen den Modellen stärker als für andere Teile der Erde und machten 15 % der Unsicherheit der Prognosen aus, obwohl die Region nur 4 % der globalen Oberfläche ausmacht.
Die Grenzwerte von 1,5 °C und 2 °C gelten als überschritten, wenn die globale Durchschnittstemperatur über einen Zeitraum von 20 Jahren um 1,5 °C oder 2 °C höher ist als in vorindustrieller Zeit.
Ziel des Pariser Abkommens, eines internationalen Vertrags, ist es, die globale Durchschnittstemperatur auf „deutlich unter 2° C über dem vorindustriellen Niveau“ zu halten und Anstrengungen zu unternehmen, „den Temperaturanstieg auf 1,5° C zu begrenzen“.
Schätzungen zufolge hat sich die Arktis seit der vorindustriellen Ära um 2,7 °C erwärmt, und es wird angenommen, dass sich diese Erwärmung seit Beginn des 21. Jahrhunderts beschleunigt hat.
Mehr Informationen:
Der Beitrag von Arctic Amplification zu Verstößen gegen das Pariser Abkommen, Dynamik des Erdsystems (2023).