Was bedeuten die Pfeilsymbole (qualitative Ergebnisse)?

Welche Klimamodelle wurden für die Zukunftsprojektionen benutzt?

Datensatz: EURO-CORDEX Modellensemble
Quelle: https://esgf-data.dkrz.de
Stand der Daten: März 2021.
Erklärung: Bei den verwendeten Klimamodell-Simulationen handelt es sich um Ergebnisse von regionalen Klimaprojektionen aus der EURO-CORDEX-Initiative (Jacob et al., 2014). Im Rahmen dieser europaweiten Initiative werden Simulationen mit umfangreichen Modell-Ensembles mit einer horizontalen Auflösung von ca. 12.5 km (0.11 Grad) durchgeführt. Jedes regionale Modell (RCM) erhält Randwerte von einem gröber aufgelösten globalen Klimamodell (GCM) vorgeschrieben. Daraus ergeben sich gegenwärtig mehr als 45 Kombinationen von globalen und regionalen Modellen für die Region Europa.
Alle Klimaprojektionen wurden aus dem ESGF-Datenportal über den Datenknoten am Deutschen Klimarechenzentrum heruntergeladen und analysiert. Davon beziehen sich 50 Simulationen auf das Szenario RCP8.5, 17 Simulationen auf das Szenario RCP4.5, sowie 18 Simulationen auf das Szenario RCP2.6. Für alle drei Szenarien wurden die Simulationen mit acht verschiedenen regionalen Klimamodellen (RCMs) erstellt. Die Antriebsdaten für diese RCMs stammen von zehn verschiedenen globalen Klimamodellen (GCMs). Jede Simulation ist zudem mit einem Code bezüglich der Realisation versehen (meist: "r1i1p1"), welcher kenntlich macht, ob eine Simulation ausgehend von anderen Wetterbedingungen wiederholt wurde, oder ob kleine Änderungen am Modellcode vorgenommen wurden. Eine Übersicht über die regionalen Klimamodelle und deren jeweiligen globalen Antriebsdaten gibt die untenstehende Tabelle.

Welche Zukunftsszenarien wurden verwendet?

Mit Klimamodellen können Projektionen für das zukünftige Klima berechnet werden. Diese liefern Antworten auf die Frage: „Was wäre, wenn?“ Verschiedene Annahmen, z. B. zur Entwicklung der Bevölkerung, der Technologie und der Wirtschaft, führen zu verschiedenen Entwicklungspfaden von Emissionen und Konzentrationen an Treibhausgasen.
Solche Szenarien sind keine Vorhersagen, sondern beschreiben verschiedene plausible Entwicklungen. Mit Klimamodellen werden dann die Auswirkungen der Emissionen und der damit verbundenen veränderten Zusammensetzung der Atmosphäre auf das Klimasystem der Erde simuliert.
Im Rahmen des fünften IPCC-Sachstandsberichts wurden die „Representative Concentration Pathways“ (RCPs) als Szenarien verwendet. Drei davon wurden hier ausgewählt und nach dem Ausmaß an Klimaschutz benannt, das zu ihrer Realisierung nötig wäre: Kein Klimaschutz (Szenario RCP8.5), etwas Klimaschutz (RCP4.5) und viel Klimaschutz (RCP2.6). Das Szenario RCP8.5 beschreibt einen weiterhin kontinuierlichen Anstieg der Treibhausgasemissionen, mit einer Stabilisierung der Emissionen auf einem sehr hohen Niveau zum Ende des 21. Jahrhunderts. Das mittlere Szenario, RCP4.5, geht davon aus, dass die Emissionen bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts noch etwas ansteigen und danach wieder sinken. Dieser Pfad kann durch verschiedene sozioökonomische Entwicklungen erreicht werden, die z. B. auch klimapolitische Maßnahmen berücksichtigen. Das Klimaschutz-Szenario, RCP2.6, beinhaltet sehr ambitionierte Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und zum Ende des 21. Jahrhunderts sogar „negative Emissionen“ (eine netto-Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre).

Mehr Informationen zu den RCP-Szenarien findet sich in Meinshausen et al. "The RCP greenhouse gas concentrations and their extension from 1765 to 2500" und in Abschnitt 12.3.3 des 5. IPCC-Sachstandsberichts.

Kurze und verständlich aufbereitete Informationen finden sich auch auf Klimanavigator oder Klimawiki.

Datenquelle zum Erstellen der obigen Abbildung: http://www.pik-potsdam.de/~mmalte/rcps/index.htm#Download

Was bedeuten die farbigen Balken (quantitative Ergebnisse)?

Im Gegensatz zu den orangenen Pfeilen zeigen die Balken nicht nur, in welche Richtung eine Änderung geht (Zunahme / Abnahme, ...), sondern auch wie groß die Änderungen sind. Aufgrund wissenschaftlicher Unsicherheiten lassen sich die zu erwartenden Klimaänderungen nicht exakt bestimmen. Jedes Modell liefert auf dieselbe Frage quantitativ gesehen ein etwas unterschiedliches Ergebnis. Die Balken zeigen daher die gesamte Bandbreite der von den Klimamodellen berechneten Klimaänderungen bezüglich der Referenzperiode 1971-2000.

Der gesamte eingefärbte Bereich des Balkens umfasst die gesamte Spannbreite der Ergebnisse, von der kleinsten simulierten Änderung (Minmum) bis zur größten (Maximum). Achtung: Das Minimum bezeichnet hierbei die kleinste Zahl, nicht die kleinste absolute Änderung (z.B. ist -2 kleiner als -1). Die Balken sind für das Szenario mit hohen Emissionen (RCP8.5) in rot, für das mittlere Emissionsszenario (RCP4.5) in blau und für das Szenario mit niedrigen Emissionen (RCP2.6) in grau dargestellt. Die weiße horizontale Linie zeigt den Median der Ergebnisse an, d.h. den Wert, der in der Mitte der Ergebnisse einreiht, wenn man diese der Größe nach ordnet. Das Balkendiagramm zeigt zudem, in welchem Bereich die meisten der Modelle liegen: Der dunkel gefärbte Kernbereich umfasst die Ergebnisse zwischen den kleinsten 20% (20. Perzentil) und den größten 20% (80. Perzentil) der Ergebnisse. Er umfasst also 60% aller Simulationen. Die Einheit der Änderungen ist je nach Kenngröße unterschiedlich und steht stets an der linken Seite der Skala jedes Balkens. In manchen Fällen sind die Änderungen in % angegeben, in diesen Fällen handelt es sich um relative Änderungen bezogen auf die Ausgangsbasis im Zeitraum 1971-2000, da sonst die verschiedenen Modelle nicht immer vergleichbar sind.

Wie sind die verschiedenen Klimagrößen definiert?