Sanderson, Benjamin M. und Booth, Ben B. B. und Dunne, John und Eyring, Veronika und Fisher, Rosie A. und Friedlingstein, Pierre und Gidden, Matthew J. und Hajima, Tomohiro und Jones, Chris D. und Jones, Colin G. und King, Andrew und Koven, Charles D. und Lawrence, David M. und Lowe, Jason und Mengis, Nadine und Peters, Glen P. und Rogelj, Joeri und Smith, Chris und Snyder, Abigail C. und Simpson, Isla R. und Swann, Abigail L. S. und Tebaldi, Claudia und Ilyina, Tatiana und Schleussner, Carl-Friedrich und Séférian, Roland und Samset, Bjørn H. und van Vuuren, Detlef und Zaehle, Sönke (2024) The need for carbon-emissions-driven climate projections in CMIP7. Geoscientific Model Development, 17 (22), Seiten 8141-8172. Copernicus Publications. doi: 10.5194/gmd-17-8141-2024. ISSN 1991-959X.
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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.5194/gmd-17-8141-2024
Kurzfassung
Previous phases of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) have primarily focused on simulations driven by atmospheric concentrations of greenhouse gases (GHGs), for both idealized model experiments and climate projections of different emissions scenarios. We argue that although this approach was practical to allow parallel development of Earth system model simulations and detailed socioeconomic futures, carbon cycle uncertainty as represented by diverse, process-resolving Earth system models (ESMs) is not manifested in the scenario outcomes, thus omitting a dominant source of uncertainty in meeting the Paris Agreement. Mitigation policy is defined in terms of human activity (including emissions), with strategies varying in their timing of net-zero emissions, the balance of mitigation effort between short-lived and long-lived climate forcers, their reliance on land use strategy, and the extent and timing of carbon removals. To explore the response to these drivers, ESMs need to explicitly represent complete cycles of major GHGs, including natural processes and anthropogenic influences. Carbon removal and sequestration strategies, which rely on proposed human management of natural systems, are currently calculated in integrated assessment models (IAMs) during scenario development with only the net carbon emissions passed to the ESM. However, proper accounting of the coupled system impacts of and feedback on such interventions requires explicit process representation in ESMs to build self-consistent physical representations of their potential effectiveness and risks under climate change. We propose that CMIP7 efforts prioritize simulations driven by CO2 emissions from fossil fuel use and projected deployment of carbon dioxide removal technologies, as well as land use and management, using the process resolution allowed by state-of-the-art ESMs to resolve carbon–climate feedbacks. Post-CMIP7 ambitions should aim to incorporate modeling of non-CO2 GHGs (in particular, sources and sinks of methane and nitrous oxide) and process-based representation of carbon removal options. These developments will allow three primary benefits: (1) resources to be allocated to policy-relevant climate projections and better real-time information related to the detectability and verification of emissions reductions and their relationship to expected near-term climate impacts, (2) scenario modeling of the range of possible future climate states including Earth system processes and feedbacks that are increasingly well-represented in ESMs, and (3) optimal utilization of the strengths of ESMs in the wider context of climate modeling infrastructure (which includes simple climate models, machine learning approaches and kilometer-scale climate models).
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | The need for carbon-emissions-driven climate projections in CMIP7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 19 November 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Geoscientific Model Development | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.5194/gmd-17-8141-2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 8141-8172 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Copernicus Publications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1991-959X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Earth system models, climate modeling, machine learning | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Atmosphären- und Klimaforschung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Bastin, Melanie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 22 Nov 2024 09:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 22 Nov 2024 09:34 |
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