Koolstof die vrijkomt in de atmosfeer door het toenemende verlies van Arctische permafrost, gecombineerd met een hogere zonne-absorptie door het aardoppervlak als gevolg van het smelten van zee-ijs en landsneeuw, zal de klimaatverandering versnellen – en een impact hebben van meerdere biljoenen dollars op de wereldeconomie.

Een nieuw papier binnen Natuurcommunicatie onthult dat een combinatie van deze factoren het potentieel heeft om de economische impact van klimaatverandering op lange termijn met iets minder dan $ 70 biljoen te vergroten, onder mitigatieniveaus die consistent zijn met de huidige nationale toezeggingen om de koolstofemissies te verminderen (5% van de geschatte totale kosten van klimaatverandering voor dit scenario).

Volgens het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC) van de Overeenkomst van Parijs is het doel om de wereldwijde temperatuurstijgingen te beperken tot 1,5°C ten opzichte van het pre-industriële niveau, de extra impact daalt tot $ 25 biljoen (4% van de totale kosten voor dit scenario). In beide gevallen, de belangrijkste drijfveer achter de extra kosten is de uitgestoten permafrost-koolstof.

Het interdisciplinaire onderzoeksteam hoopt dat hun beoordelingen een beter inzicht zullen geven in de sociaaleconomische risico's van klimaatverandering in verschillende scenario's en beleidsmakers zullen helpen bij het nemen van verstandige beslissingen over emissiereductiedoelstellingen.

Onderzoekers verkenden simulaties van complexe, het nieuwste van het nieuwste, fysieke modellen om de sterkte van de permafrost carbon feedback (PCF) te kwantificeren, gedreven door de extra koolstof die vrijkomt bij het ontdooien van permafrost, en van de oppervlakte-albedofeedback (SAF), aangedreven door de extra zonne-energie die door het aardoppervlak wordt geabsorbeerd naarmate het witte zee-ijs en de sneeuwlaag op het land afnemen, donkere oceaan en land bloot te leggen.

Bijna alle klimaatbeleidsstudies tot nu toe hebben een constante SAF en nul PCF geïmpliceerd. Echter, recente waarnemingen en computermodellen tonen aan dat de permafrostfeedback de sterkste van de twee is en dat beide niet-lineair zijn, hun kracht verandert op complexe manieren naarmate het klimaat warmer wordt. Dit beïnvloedt hun impact op zowel het mondiale klimaat als de economie.

"Arctisch zee-ijs en landsneeuw dragen momenteel elk ongeveer een derde bij aan de wereldwijde albedo-feedback, " zei hoofdauteur Dmitry Yumashev, van het Pentland Centre for Sustainability in Business aan de Lancaster University.

"Deze twee componenten zullen naar verwachting pieken voor wereldwijde temperaturen binnen het bereik dat wordt gedekt door de Overeenkomst van Parijs, maar als het klimaat verder opwarmt, het zee-ijs en de sneeuw op het land in de zomer en de lente zullen zich verder naar het noorden terugtrekken en de albedo-feedback zal zelfs verzwakken.

"De permafrost-feedback, echter, groeit geleidelijk sterker in warmere klimaten. Beide feedbacks worden gekenmerkt door niet-lineaire reacties op opwarming, inclusief een variërende vertraging tussen de stijgende wereldtemperatuur en de permafrost-koolstofemissies.

"Vergeleken met nul PCF en constante SAF van de huidige klimaatwaarden die tot nu toe worden gebruikt in klimaatbeleidsmodellering, veroorzaken de gecombineerde niet-lineaire PCF en SAF wereldwijd aanzienlijke extra opwarming in scenario's met lage en gemiddelde emissies.

Lage-emissiescenario's in de studie omvatten het behalen van de doelstellingen van de Overeenkomst van Parijs van 1,5 °C en 2 °C ten opzichte van pre-industriële omstandigheden tegen 2100, terwijl scenario's voor gemiddelde emissie mitigatieniveaus bevatten die consistent zijn met de huidige nationale toezeggingen (NDC's). Onder de NDC's, de wereld zal tegen 2100 ongeveer 3°C opwarmen ten opzichte van het pre-industriële tijdperk.

Hoge emissiescenario's, zoals het huidige business as usual-traject (BaU) - dat naar verwachting zal leiden tot een opwarming van ongeveer 4°C tegen 2100 en verreweg de grootste gevolgen zal hebben voor ecosystemen en samenlevingen - zijn ook inbegrepen. Onder deze, de sterkte van de PCF bereikt zijn hoogtepunt en neemt niet verder toe, terwijl de voortdurende verzwakking van de SAF het opwarmende effect van de PCF geleidelijk teniet doet.

Voor de doeleinden van het onderzoek, andere belangrijke planetaire terugkoppelingen, zoals die veroorzaakt door veranderingen in wolken en waterdamp als reactie op opwarming, worden verondersteld constant te blijven, ondersteund door de laatste twee generaties klimaatmodellen.

Onder alle scenario's, het gebruik van de niet-lineaire Arctische feedback in vergelijking met eerdere constante waarden leidt tot een verhoging van de totale kosten van klimaatverandering, bestaande uit de mitigatiekosten van het verminderen van emissies, klimaatadaptatiekosten en resterende klimaatgerelateerde effecten. De stijgingen vinden voornamelijk plaats door extra temperatuurgestuurde effecten op de economie, ecosystemen en de menselijke gezondheid, en extra effecten van zeespiegelstijging.

Alle kosten zijn geschat met behulp van simulaties in het speciaal ontwikkelde geïntegreerde beoordelingsmodel PAGE-ICE, die eenvoudige statistische representaties van de Arctische feedback bevat die zijn afgeleid van complexe modellen. Het heeft meerdere updates voor klimaatwetenschap en economie, inclusief actuele onzekerheidsschattingen.

In het NDC-scenario de extra geschatte impact op basis van duizenden simulaties van de niet-lineaire PCF en SAF is iets minder dan $ 70 biljoen vergeleken met hun eerder gebruikte waarden - meer dan ongeveer 10 keer de huidige schattingen voor economische voordelen op lange termijn van doorvoerroutes en winning van minerale hulpbronnen in de Arctisch gebied.

Met eerdere schattingen voor Arctische feedback, de totale kosten van klimaatverandering in verband met de 1.5C- en 2C-scenario's zijn vrijwel hetzelfde en bedragen ongeveer $ 600 biljoen - in vergelijking, de geschatte kosten van business as usual bedragen ongeveer $ 2000 biljoen. Niet-lineaire PCF en SAF voegen nog eens $ 25 biljoen toe aan het $ 600 biljoen voor het 1.5C-scenario en $ 34 biljoen voor het 2C-scenario. Dus, de niet-lineaire Arctische feedback maakt het ambitieuzere 1,5C-doel iets economisch aantrekkelijker.

Dr. Yumashev voegde toe:"Onze bevindingen ondersteunen de noodzaak van meer proactieve mitigerende maatregelen om de wereldwijde temperatuurstijging ruim onder de 2 ° C te houden.

"We hopen dat ons werk zal leiden tot verdere beoordelingen van meerdere niet-lineaire processen in het klimaatsysteem van de aarde, zowel die in verband met het noordpoolgebied en daarbuiten."