Όλα τα κλιματικά μοντέλα προσομοίωσης κλίματος, βασίζονται σε συγκεκριμένα σενάρια, για το πώς θα είναι ο κόσμος στην εκάστοτε μελλοντική περίοδο. Ονομάστηκαν Κλιματικά σενάρια και είναι η “αληθοφανής αναπαράσταση του μελλοντικού κλίματος” με στόχο την εκτίμηση των πιθανών επιπτώσεων που μπορεί να έχουν σε αυτό, οι ανθρωπογενείς επιδράσεις.

Αν και ο ρυθμός με τον οποίο θα εξελιχθούν στο μέλλον οι εκπομπές και οι συγκεντρώσεις των θερμοκηπικών αερίων δεν μπορεί να προσδιορισθεί επακριβώς, οφείλουμε να καθορίσουμε κάποια σενάρια, για να ομαδοποιηθούν οι παρατηρήσεις και οι καταγραφές, άρα και τα μέτρα αντιμετώπισης. Βασική παράμετρος είναι η εξέλιξη των συγκεντρώσεων όλων των αερίων του θερμοκηπίου (Green House Gases): CO₂, CH₄, N2O, PFCs, SF₆, HFCs, NOx, CO, VOC, SO₂, BC, OC.

Για το σκοπό αυτό, διαμορφώθηκαν ορισμένες οικογένειες σεναρίων εκπομπής “SRES”, αναδεικνύοντας τα αίτια των μελλοντικών ανθρωπογενών εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων, από δημογραφικές αλλαγές μέχρι τεχνολογικές και οικονομικές εξελίξεις.  Η Ειδική Έκθεση για τα Σενάρια Εκπομπών – SRES (Special Report on Emissions Scenarios), που συντάχθηκε από τo IPCC περιελάμβανε αρχικά 4 “οικογένειες” εναλλακτικών σεναρίων: τα Α1, Α2, Β1 και Β2. Η μεταξύ τους διαφορά βρίσκεται στο διαφορετικό επίπεδο οικονομικής και δημογραφικής ανάπτυξης και στο βαθμό της παγκοσμιοποίησης. Δεν περιλαμβάνουν πολιτικές προστασίας του περιβάλλοντος, και καθώς ο χρόνος εξελίσσεται, τα σενάρια μελλοντικής εξέλιξης αποκλίνουν μεταξύ τους, καλύπτοντας τελικά ένα ευρύ φάσμα εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

Τα σενάρια τύπου “Α” είναι περισσότερο προσανατολισμένα προς την οικονομία, ενώ τα τύπου “Β” προς το περιβάλλον, και ταυτόχρονα τα σενάρια τύπου «1» (Α1, Β1), αφορούν σε έναν ομοιογενή κόσμο(παγκοσμιοποίηση), ενώ τα τύπου «2» (Α2, Β2) σε πιο ετερογενή κόσμο.

Τα σενάρια SRES αργότερα αντικαταστάθηκαν με νέα, πληρέστερα, με την ονομασία: τις Αντιπροσωπευτικές Πορείες Συγκέντρωσης θερμοκηπιακών αερίων RCPs (Fifth Assessment Report, IPCC, 2014).

Οι κρίσιμες διαδρομές που επιλέχθηκαν για μοντελοποίηση, περιγράφουν με διαφορετικούς τρόπους το κλίμα για τα επόμενα χρόνια, με βασική συνιστώσα την “μέση εξαναγκασμένη μεταβολή της έντασης της ακτινοβολίας” (radiative forcing-RF). Η παράμετρος αυτή μετράει το κατά πόσο ο κάθε παράγοντας (θερμοκηπιακά αέρια, όζον, αιωρούμενα σωματίδια, ανακλαστικότητα της επιφάνειας – χρήση γης και ηλιακή ακτινοβολία) συμβάλει στη μεταβολή της ισορροπίας του ισοζυγίου εισερχόμενης – εξερχόμενης ακτινοβολίας στο σύστημα γης-ατμόσφαιρας. Έχει ως μονάδα μέτρησης τα Watt/m², καθώς εκφράζει ενέργεια στη μονάδα του χώρου. Ουσιαστικά αποτελεί ένα δείκτη της σημαντικότητας μιας παραμέτρου στο μηχανισμό της κλιματικής αλλαγής.

Συγκριτικά με τα σενάρια εκπομπών SRES που χρησιμοποιούνταν μέχρι σήμερα, τα RCPs έχουν το πλεονέκτημα ότι λαμβάνουν υπόψιν ένα ευρύ φάσμα πολιτικών που υιοθετούνται σχετικά με το κλίμα μέχρι το τέλος του 21ου αιώνα.

Τα 4 επικρατέστερα σενάρια RCPs βάσει της αύξησης της επιβαλλόμενης ακτινοβολίας (βαθμίδες 2.6, 4.5, 6.0, 8.5 W/m², αντίστοιχα), με προβολή στο έτος αναφοράς 2100 σε σχέση με την προ-βιομηχανική περίοδο είναι:

RCP2.6:  μείωση εκπομπών σε πολύ χαμηλά επίπεδα (χαμηλό RF) – αισιόδοξο σενάριο

RCP4.5/RCP6: σταθεροποίηση εκπομπών – μετριοπαθές σενάριο

RCP8.5: αύξηση εκπομπών σε υψηλά επίπεδα (πολύ υψηλό RF) – απαισιόδοξο σενάριο

Παρακάτω δείτε τη σχηματική απεικόνιση των σεναρίων σε ένα διάγραμμα ανθρωπογενών εκπομπών έως το 2100.

Φαίνεται εδώ η πρόβλεψη αύξησης της επιφανειακής θερμοκρασίας της γης στο αισιόδοξο (1,5^ΟC)  και στο απαισιόδοξο (4,5^οC) σενάριο έως το 2100

Μετά το έτος 2100, δείτε την πρόβλεψη σταθεροποίησης των τιμών CO2 στην ατμόσφαιρα, σε όλα τα σενάρια.

Δείτε την πρόβλεψη για αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά 0,7m για τo ακραίo δυσμενές σενάριo RCP 8.5

Διάγραμμα με θερμοκηπιακές συγκεντρώσεις εκπομπών με πρόβλεψη για το έτος 2100 (ισχυρά αυξητική τάση στο δυσμενέστερο σενάριο  RCP 8.5).

Εδώ φαίνεται η αυξητική τάση θερμοκρασίας και παράλληλης αύξησης ανθρωπογενών εκπομπών CO2, (απολύτως συνεξαρτώμενες μεταβλητές)

Γίνονται αρκετές προσπάθειες πρόβλεψης με τους νόμους της φυσικής, με όσα γνωρίζουμε ως τώρα για τις μεταβολές στο κλίμα, και πάντα συνυπολογίζοντας την ανθρώπινη παράμετρο. Στις πρόσφατες κλιματικές προσομοιώσεις των καινούριων RCPs, τα σημαντικότερα ευρήματα είναι τα ακόλουθα:

Σχετικά με τις παρατηρούμενες έως σήμερα αλλαγές:

• Η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί έχουν θερμανθεί, η ποσότητα χιονιού και πάγου έχει μειωθεί, το επίπεδο της στάθμης της θάλασσας έχει ανέβει και οι συγκεντρώσεις των θερμοκηπιακών αερίων έχουν αυξηθεί.
• Η θέρμανση του πλανήτη είναι αναμφισβήτητη. Καθεμία από τις 3 τελευταίες δεκαετίες ήταν σταδιακά η θερμότερη από κάθε άλλη δεκαετία στον πλανήτη από το 1850. Συγκεκριμένα για το Βόρειο Ημισφαίριο, η περίοδος 1983-2012 ήταν η θερμότερη 30ετία των τελευταίων 14000 ετών.
• Έχουν παρατηρηθεί αλλαγές σε πολλά ακραία καιρικά και κλιματικά φαινόμενα από το 1950 και μετά. Έχει μειωθεί ο αριθμός ψυχρών ημερών και νυχτών, ενώ έχουν αυξηθεί οι θερμές μέρες και νύχτες. Οι ημέρες καύσωνα έχουν αυξηθεί σε μεγάλα τμήματα της Ευρώπης, της Ασίας και της Αυστραλίας.
• Σε ολοένα περισσότερες περιοχές, η συχνότητα των ακραίων επεισοδίων βροχόπτωσης έχει αυξηθεί, όπως η βόρεια Αμερική και η Ευρώπη.

Σχετικά με τα αίτια των παρατηρούμενων κλιματικών αλλαγών:

• Το συνολικό RF-radiativeforcing(ένταση της ακτινοβολίας) είναι θετικό, γεγονός που έχει οδηγήσει στην ύπαρξη πλεονάσματος ενέργειας στο κλιματικό σύστημα του πλανήτη. Η μεγαλύτερη συνεισφορά στο RF προέρχεται από την αυξημένη συγκέντρωση του CO₂ στην ατμόσφαιρα από το 1750και μετά.
• Η ανθρώπινη επίδραση στο κλιματικό σύστημα είναι σαφής και πλέον θεωρείται πάρα πολύ πιθανό ότι η επίδραση αυτή αποτελεί το βασικό αίτιο της παρατηρούμενης θέρμανσης του πλανήτη από τα μέσα του 20ου αιώνα και μετά.

Σχετικά με τις μελλοντικές κλιματικές αλλαγές:

• Η συνεχιζόμενη αύξηση των εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων θα προκαλέσει περαιτέρω θέρμανση και αλλαγές σε όλες τις παραμέτρους του κλιματικού συστήματος. Για να περιοριστεί η κλιματική αλλαγή θα πρέπει να υπάρξει σημαντική μείωση των εκπομπών αυτών. Οι προσομοιώσεις του κλίματος για τα μέσα του 21ου αιώνα εξαρτώνται από την επιλογή του σεναρίου RCP.
• Η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη έως το τέλος του 21ου αιώνα είναι πιθανό να ξεπεράσει τον 1.5^οC σε σύγκριση με την περίοδο 1850-1900, σύμφωνα μετά RCP σενάρια, εκτός του ευνοϊκού RCP2.6. Σύμφωνα με τα σενάρια RCP6 και RCP8.5 είναι πιθανό να αυξηθεί περισσότερο από 2^οC.
• Είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα παρατηρούνται πιο συχνά ακραίες υψηλές θερμοκρασίες και πιο σπάνια ακραίες χαμηλές στις χερσαίες περιοχές. Είναι πολύ πιθανό να σημειώνονται περισσότερα και μεγαλύτερης διάρκειας επεισόδια καύσωνα.
• Οι αλλαγές στον υδρολογικό κύκλο δεν θα είναι ομοιόμορφες. Θα αυξηθεί η αντίθεση μεταξύ των υγρών και ξηρών περιοχών του πλανήτη και η ξηρή περίοδος θα αυξηθεί στις περισσότερες περιοχές, με κάποιες εξαιρέσεις.
• Τα ακραία επεισόδια βροχόπτωσης είναι πολύ πιθανό να αυξηθούν σε ένταση και συχνότητα στις περισσότερες ηπειρωτικές περιοχές, αλλά και στις υγρές τροπικές περιοχές.
• Δημιουργείται γενικά μια ανακατανομή στις βροχοπτώσεις, με ένα σχετικά περίπλοκο μηχανισμό: αυξανομένης της θερμοκρασίας, αυξάνεται η εξάτμιση και η παρατεταμένη ξηρασία. Παρ ’όλα αυτά, καθώς ο αέρας θερμαίνεται, αυξάνεται το νερό που συγκρατεί εντός του, κυρίως πάνω από τους ωκεανούς (συγκρατεί 7% υγρασίας για κάθε 1^οC αύξηση θερμοκρασίας).
• Στο σενάριο RCP5, η αύξηση 4^οC, θα σημαίνει 28% περισσότερους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα, υγρασία που όμως δεν θα πέσει ισομερώς στον πλανήτη. Γενικά αναμένεται οι ξηρές περιοχές να γίνουν ξηρότερες και οι υγρές – υγρότερες, ιδιαίτερα σε μεσαία και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη.

RCP database http://tntcat.iiasa