Nachweis und Zuordnung des Klimawandels

Die statistischen Methoden, die feststellen, ob sich das Klima über die natürliche Variabilität hinaus verändert hat, und die menschlichen und natürlichen Ursachen identifizieren, die dafür verantwortlich sind.

Definition

Nachweis ist der Beleg, dass sich das Klima im statistischen Sinne über das hinaus verändert hat, was die interne Variabilität erzeugen würde, und Zuordnung ist der Prozess, mit Zuversicht die wahrscheinlichsten Ursachen dieser nachgewiesenen Änderung zu ermitteln.

Scope

Dieses Thema behandelt den formalen Rahmen zur Bestimmung, ob eine beobachtete Klimaänderung real ist und was sie verursacht hat. Es behandelt den Nachweis, der zeigt, dass eine Änderung unwahrscheinlich allein auf interne Variabilität zurückzuführen ist, und die Zuordnung, die die Änderung bestimmten Forcings unter Verwendung ihrer eindeutigen Fingerabdrücke zuweist. Es umfasst die Verwendung von Klimamodellen zur Abschätzung der internen Variabilität und erzwungenen Reaktionen, die räumlichen und vertikalen Fingerabdrücke, die Treiber unterscheiden, und das aufkommende Feld der Zuordnung einzelner Extremereignisse.

Core questions

• Wie unterscheidet sich eine reale Klimaänderung von natürlicher Variabilität?
• Wie werden beobachtete Änderungen bestimmten Forcings zugeordnet?
• Welche Fingerabdrücke unterscheiden menschliche von natürlichen Ursachen?
• Können einzelne Extremereignisse dem Klimawandel zugeordnet werden?

Key theories

Fingerprinting

Jedes Forcing erzeugt ein charakteristisches räumliches und zeitliches Reaktionsmuster, sodass der Abgleich des beobachteten Musters mit modellierten Fingerabdrücken die Änderung ihren wahrscheinlichen Ursachen zuordnet.

Probabilistische Ereigniszuordnung

Der Vergleich der Wahrscheinlichkeit eines Extremereignisses in Modellwelten mit und ohne menschlichen Einfluss quantifiziert, wie stark die menschengemachte Veränderung seine Wahrscheinlichkeit oder Intensität verändert hat.

Mechanisms

Der Nachweis vergleicht die beobachtete Änderung mit dem Bereich der internen Variabilität, der aus langen Modellläufen und Paläoklima geschätzt wird, und beurteilt sie als nachgewiesen, wenn sie außerhalb dieses Bereichs liegt. Die Zuordnung regrediert dann die Beobachtungen auf die modellierten Reaktionsmuster für jedes Forcing, unter Verwendung der eindeutigen Fingerabdrücke, wie z.B. troposphärische Erwärmung mit stratosphärischer Abkühlung, die Treibhaus- von Solar-Forcing trennen, während die Ereigniszuordnung simulierte Ereigniswahrscheinlichkeiten in faktischen und kontrafaktischen Klimata vergleicht.

Clinical relevance

Nachweis und Zuordnung liefern die rigorosen Beweise dafür, dass die jüngste Erwärmung menschengemacht ist, untermauern die Vertrauensaussagen des IPCC und beeinflussen zunehmend rechtliche und politische Entscheidungen sowie die Bewertung klimabezogener Risiken und Verluste.

Evidence & guidelines

Gemäß den Leitlinien für bewährte Verfahren schreibt der Sechste Sachstandsbericht des IPCC im Wesentlichen die gesamte beobachtete Erwärmung seit Mitte des 20. Jahrhunderts dem menschlichen Einfluss zu und berichtet von wachsendem Vertrauen bei der Zuordnung vieler Extremereignisse.

History

Hasselmanns optimaler Fingerprinting-Rahmen im späten 20. Jahrhundert stellte die Zuordnung auf eine solide statistische Grundlage, Santer und andere demonstrierten den menschlichen Fingerabdruck in den 1990er Jahren, und die 2000er Jahre sahen den Aufstieg der probabilistischen Zuordnung einzelner Extremereignisse.

Debates

Zuverlässigkeit der modellgeschätzten internen Variabilität

Da die Zuordnung davon abhängt, wie gut Modelle die natürliche Variabilität darstellen, wird weiterhin darüber diskutiert, ob Modelle genügend niederfrequente Variabilität erfassen, um einen sicheren Nachweis auf regionaler Ebene zu unterstützen.

Key figures

• Gabriele Hegerl
• Klaus Hasselmann
• Benjamin Santer
• Peter Stott

Seminal works

• hegerl2010
• ipccar6wg1

Frequently asked questions

Was ist Klima-Fingerprinting?

Es ist die Technik, das beobachtete Muster des Klimawandels mit den erwarteten unterschiedlichen Reaktionsmustern jedes Treibers abzugleichen, um zu identifizieren, welche Ursachen verantwortlich sind.

Kann eine einzelne Hitzewelle dem Klimawandel zugeschrieben werden?

Die Ereigniszuordnung kann ein Ereignis nicht vollständig dem Klimawandel zuschreiben, aber sie kann quantifizieren, wie stark die menschliche Erwärmung seine Wahrscheinlichkeit oder Intensität verändert hat, indem Modellwelten mit und ohne sie verglichen werden.