De meest geavanceerde en uitgebreide analyse van klimaatgevoeligheid die tot nu toe is uitgevoerd, heeft met meer vertrouwen dan ooit aangetoond hoe gevoelig het klimaat op aarde is voor koolstofdioxide.

Al meer dan 40 jaar, het geschatte waarschijnlijke bereik van de uiteindelijke wereldwijde temperatuurrespons op een verdubbeling van atmosferische koolstofdioxide in vergelijking met pre-industriële niveaus is hardnekkig gebleven op 1,5 ° C - 4,5°C.

Dit nieuwe onderzoek, onthuld in een 165 pagina's tellende, peer-reviewed tijdschriftartikel in opdracht van het World Climate Research Program (WCRP), geschreven gedurende vier jaar, constateert dat de werkelijke klimaatgevoeligheid waarschijnlijk niet in het laagste deel van het bereik van 1,5-4,5°C ligt. De analyse geeft aan dat als de atmosferische kooldioxideniveaus verdubbelen ten opzichte van hun pre-industriële niveaus en worden gehandhaafd, de wereld zou waarschijnlijk een eventuele opwarming van 2,3-4,5 °C meemaken. De onderzoekers ontdekten dat er minder dan 5% kans zou zijn om onder de 2°C te blijven en een kans van 6-18% om boven de 4,5°C te blijven.

Nu de temperatuur op aarde al ongeveer 1,2°C boven het pre-industriële niveau ligt, als de broeikasgasemissietrajecten onverminderd doorgaan, kan de wereld een verdubbeling van koolstofdioxide verwachten in de komende 60-80 jaar.

"Het verkleinen van het bereik van klimaatgevoeligheid is een grote uitdaging geweest sinds het baanbrekende artikel van de Amerikaanse National Research Council in 1979 met een bereik van 1,5-4,5 ° C kwam (Charney et al). Datzelfde bereik werd nog steeds geciteerd in het meest recente IPCC-rapport , " zei hoofdauteur prof. Steven Sherwood, een hoofdonderzoeker van de University of New South Wales bij het ARC Centre of Excellence for Climate Extremes.

Het onderzoek is alleen mogelijk gemaakt door het samenbrengen van een internationaal team van onderzoekers uit een breed scala aan klimaatdisciplines. Met behulp van temperatuurrecords sinds de industriële revolutie, paleoklimaatrecords om prehistorische temperaturen te schatten, satellietobservaties en gedetailleerde modellen die de fysica van interacties binnen het klimaatsysteem onderzoeken, was het team in staat om meer onafhankelijke bewijslijnen te combineren dan enig eerder onderzoek om hun resultaten te krijgen.

Deze bewijslijnen werden vervolgens op een statistisch rigoureuze manier gecombineerd, zodat het team kon vinden waar de resultaten elkaar overlappen. Hierdoor konden ze convergeren tot de beste schatting van klimaatgevoeligheid. Het team vond dat met nieuwe ontwikkelingen, de verschillende bewijslijnen bevestigden elkaar, wat leidde tot meer vertrouwen in het resultaat. Het bereik van 2,3-4,5 °C houdt voorzichtig rekening met alternatieve opvattingen of aannames en "onbekende onbekenden, " met een eenvoudigere berekening die een nog kleiner bereik van 2,6-3,9°C oplevert.

"Dit artikel brengt samen wat we weten over klimaatgevoeligheid uit metingen van atmosferische processen, de historische opwarming, en warme en koude klimaten uit het verleden. Statistisch gecombineerd, deze schattingen maken het onwaarschijnlijk dat de klimaatgevoeligheid zich aan de onderkant van het IPCC-bereik bevindt en bevestigen het bovenste bereik. Dit draagt ​​bij aan de geloofwaardigheid van klimaatmodelsimulaties van het toekomstige klimaat, " zei co-auteur Gabi Hegerl van de Universiteit van Edinburgh.

"Een belangrijk onderdeel van het proces was ervoor te zorgen dat de bewijslijnen min of meer onafhankelijk waren, " zei Prof Sherwood. "Je kunt het zien als de wiskundige versie van proberen te bepalen of een gerucht dat je afzonderlijk van twee mensen hoort, uit dezelfde bron zou kunnen zijn voortgekomen; of als een van de twee ooggetuigen van een misdrijf is beïnvloed door het verhaal van de ander te horen."

De onderzoekers gingen toen nog een stap verder en identificeerden de voorwaarden die nodig zouden zijn om de klimaatgevoeligheid buiten dit meest waarschijnlijke bereik te laten liggen.

De onderzoekers laten zien dat lage klimaatgevoeligheden die voorheen plausibel werden geacht, rond 1,5-2 °C, zou alleen kunnen optreden als er meerdere onverwachte en niet-verbonden fouten in de gegevensanalyse waren (bijvoorbeeld onverwacht wolkengedrag en patronen van langdurige oceaanopwarming), ten grondslag liggen aan hun oordeel dat deze lage waarden nu uiterst onwaarschijnlijk zijn.

Een andere reeks omstandigheden maakt het onwaarschijnlijk dat de mondiale temperatuur meer dan 4,5°C zou stijgen voor een verdubbeling van de koolstofdioxide sinds pre-industriële tijden, hoewel deze hogere temperatuurreacties nog steeds waarschijnlijker zijn dan zeer lage gevoeligheden.

Zelfs met deze kwalificatie het drie jaar durende onderzoeksproces geïnitieerd door de WCRP met dubbele controle bij elke stap, een gedetailleerd onderzoek van de fysieke processen en een begrip van de voorwaarden die nodig zijn voor de schatting hebben uiteindelijk een voorschot op het 40-jarige probleem geconsolideerd.

"Deze resultaten zijn een bewijs van het belang van interdisciplinair onderzoek, samen met langzame, zorgvuldige wetenschap en perfect benadrukken hoe internationale samenwerking onze meest irritante problemen kan oplossen, " zei co-auteur prof. Eelco Rohling van de Australian National University.

"Als internationale beleidsmakers dezelfde focus en geest van samenwerking kunnen vinden als deze onderzoekers, dan geeft dat ons hoop dat we de ergste opwarming van de aarde kunnen voorkomen."