ComparCE-2

Comparative assessment of potential impacts, side effects and uncertainties of Climate Engineering measures and emission-reduction efforts

Ziel des Projekts

Wesentliches Ziel des Projekts ist eine objektive und umfassende Bewertung möglicher Wirkungen, Neben-wirkungen und Unsicherheiten verschiedener Climate Engineering (CE) Verfahren und Maßnahmen zur Emissionsreduktion. Dies soll anhand von Simulationen mit Erdsystemmodellen erfolgen. Besondere Schwerpunkte bilden die Kombinationen verschiedener CE
Verfahren, die Detektierung von Signalen und die Abschätzung von Unsicherheiten.
Unterschiedliche CE-Verfahren (u.a. Aufforstung, Strah-lungsmanagement, Ozean-Alkalinisierung) werden unter verschiedenen CO2-Emissionsszenarien simuliert. Wirkungen und Nebenwirkungen sollen anhand verschiedener Metriken miteinander verglichen werden. (Abb 1.)

Abb. 1: Exemplarischer Satz von gesellschaftlich relevanten Zielgrößen, die in eine Bewertung von CE-Verfahren und Emissionsreduktion eingehen könnten.

K E R N F R A G E N

 
 
  • Wie können verschiedene CE Verfahren und Maßnahmen zur CO2-Emissionsreduktion anhand von Modellsimulationen vergleichend bewertet werden?
 
 
  • Welche Rolle spielen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen CE Verfahren in Portfolio Szenarien?
 
 
  • Wie kann man Land-, Ozean- und Atmosphären-basierte CE Verfahren angemessen detektieren und attributieren?
 
 
  • Wie groß sind die Effekte von Unsicherheiten in Erdsystemmodellen und welche Rolle spielen sie bei der vergleichenden Bewertung?
 
     

Methoden

Abb. 2: Schematische Darstellung des komplexen Max Planck-Erdsystemmodells (MPI-ESM) und des als Emulator vorgesehenen UVic Modells.

Um den großskaligen Einsatz von verschiedenen CE Verfahren zu simulieren, werden zwei Erdsystemmodelle benutzt: das relativ einfache, schnell zu rechnende University of Victoria Earth System Climate Model (UVic ESCM) und das komplexere rechenaufwendigere Max-Planck-Institut Erdsystemmodell (MPI-ESM).

Legende:
ECHAM6 - European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Hamburg Version 6

JSBACH - Jena Scheme for Biosphere-Atmosphere Coupling in Hamburg
MPIOM - Max-Plank-Institute Ocean General Circulation Model
HAMOCC - Hamburg Ocean Carbon Cycle
EMBM - Energy Moisture Balance Model
MOSES - Met Office Surface Exchange Scheme
TRIFID - Top-down Representation of Interactive Foliage and Flora Including Dynamics
MOM2 - Modular Ocean Model (http://climate.uvic.ca/model/common/manual2.2.ps)

Rolle im Schwerpunktprogramm

1. Metriken zur Bewertung der Effekte von CE werden in enger Kooperation mit den anderen Teilprojekten entwickelt.

2. Modellsimulationen von Portfolio Szenarien (mit Kombinationen verschiedener CE-Methoden) werden durchgeführt und zur Verfügung gestellt.

3. Eine Methodik zur Detektierung und Attributierung, die in konsistenter Weise auf Land-, Ozean- und Atmosphären-basierte CE Verfahren anwendbar ist, wird entwickelt und auf die Portfolio Szenarien angewandt.

4. Unsicherheiten in den Modellergebnissen werden quantitativ untersucht.