Wetenschappers en beleidsmakers vertrouwen op complexe computersimulaties, Integrated Assessment Models genaamd, om erachter te komen hoe klimaatverandering moet worden aangepakt. Maar deze modellen moeten worden gesleuteld om ze nauwkeuriger te maken.

We weten dat de uitstoot van broeikasgassen door de verbranding van fossiele brandstoffen en andere economische activiteiten de aarde opwarmen en het klimaat veranderen.

De Noordpool levert slechts het laatste verontrustende bewijs van dit feit. Vlak voor nieuwjaar, het International Arctic Buoy Program registreerde daar temperaturen die rond het vriespunt lagen, of meer dan 30 graden C. warmer dan normaal.

Beslissen welke grootschalige economische en sociale veranderingen we moeten doorvoeren, zodat we de planeet niet oververhitten, is niet eenvoudig, echter. Onderzoekers over de hele wereld hebben complexe computersimulaties gebouwd, zogenaamde geïntegreerde beoordelingsmodellen, of IAM's, die hen een blik geven in mogelijke toekomsten. De modellen voorspellen wat er de komende 80 jaar met het klimaat zou gebeuren op basis van verschillende mixen van overheidsbeleid en technologieën.

"Deze modellen zijn erg belangrijk bij het vormgeven van beleid en ons huidige begrip" van hoe verschillende strategieën het klimaat zullen beïnvloeden, zei Anders Arvesen, een onderzoeker aan de Norwegian University of Science and Technology in het Industrial Ecology Program.

Maar Arvesen en collega's zeggen dat er manieren zijn om de modellen nog beter te maken, een aanpak die ze beschrijven in een artikel in Natuur Klimaatverandering , online gepubliceerd op 4 januari.

"Omdat we maar één aarde hebben om mee te experimenteren, we hebben een soort testveld nodig om de impact van verschillende strategieën te bestuderen en te testen voordat we ze implementeren, " zei Stefan Pauliuk, een onderzoeker aan de Universiteit van Freiburg en de eerste auteur van de studie. "IAM's zijn het belangrijkste testveld dat we hebben... maar hoe robuust zijn deze scenario's, in hoeverre kunnen we erop vertrouwen dat de berekende technologische mix daadwerkelijk zal leiden tot de uitkomst die het model voor ogen heeft?"

Scenario's kunnen helpen bij het bepalen van beleid

Het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering, gewoonlijk het IPCC genoemd, werd in 1988 opgericht door het Milieuprogramma van de Verenigde Naties (UNEP) en de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO). Haar mandaat is om de wereld een duidelijk wetenschappelijk beeld te geven van de huidige stand van kennis over klimaatverandering en de mogelijke milieu- en socio- economische gevolgen.

In de loop van de decennia, het panel heeft een reeks rapporten en beoordelingen gepubliceerd voor beleidsmakers en het publiek. Het meest recente rapport, de 5e beoordeling, werd in november 2014 afgerond en bevatte veel verschillende scenario's op basis van IAM's.

Het feit dat de IAM's zo invloedrijk zijn, is waarom Pauliuk, Arvesen en zijn collega's besloten ze eens goed te bekijken, zei Arvesen. "Ze (IAM's) zijn succesvol geweest en bieden nuttige inzichten, dat is precies waarom het belangrijk is om ze te verbeteren."

Het perspectief Nature Climate Change beschrijft hoe de modellen kunnen worden verbeterd met behulp van benaderingen uit de industriële ecologie, waar onderzoekers de stromen van materialen en energie door de samenleving bestuderen om de kosten en effecten van maatschappelijke keuzes te begrijpen.

Staal, andere metalen, cement en chemicaliën

Een gebied waar de onderzoekers zeggen dat industriële ecologie de IAM's kan helpen verbeteren, is met materialen. Bijvoorbeeld, de productie van staal, andere metalen, cement en chemicaliën (inclusief plastic) zijn verantwoordelijk voor ongeveer 50 procent van alle industriële broeikasgasemissies.

Maar recycling van schroot, eenmaal gedaan om de kosten te verlagen, vermindert ook de uitstoot van broeikasgassen, waarmee rekening moet worden gehouden in de IAM's, zegt Konstantin Stadler, een van de co-auteurs van het artikel en een onderzoeker bij het Industrial Ecology-programma van NTNU.

"Dit is een van de paden die nog niet is overwogen in de IAM's, maar misschien hebben we dit nodig om volledig te begrijpen hoe we de CO2-uitstoot kunnen verminderen, " zei Stadler. "Welke beleidsopties hebben we, en wat voor gevolgen zou het hebben als we ze implementeren?"

Als de IAM's zouden kunnen worden afgestemd op dit perspectief, je zou de scenario's kunnen verbeteren die de modellen voorspellen, aldus de onderzoekers. Alternatief, u zou een aantal belangrijke acties kunnen mislopen die het gemakkelijker zouden kunnen maken om de emissiedoelstellingen te halen, zei Arvesen.

"Als u geen rekening houdt met het volledige spectrum van mitigatie-opties of mogelijke beperkingen in dat deel van het systeem, dan mis je iets dat potentieel belangrijk is, " hij zei.

Nog geen antwoorden

De onderzoekers weten nog niet hoe het opnemen van meer gedetailleerde representaties van de industriële ecologie in IAM's de scenario-uitkomsten zal beïnvloeden, maar ze hopen dat hun artikel onderzoekers zal aanmoedigen om het idee te overwegen. Het is nu al duidelijk dat dit de IAM's in staat zal stellen een breder spectrum van opties voor het mitigeren van klimaatverandering te overwegen, inclusief recycling en materiaalefficiëntie, dan vandaag het geval is.

"Wat we voorstellen is in feite een nieuwe onderzoekslijn waarbij we suggereren dat de twee groepen samenwerken, " zei Stadler. "We hebben een probleem geïdentificeerd dat moet worden opgelost en stellen voor hoe het kan worden gedaan."