기후변화 시나리오

Climate change scenario
이 기사는 시나리오를 개발하고 사용하는 이론에 대한 것입니다. 미래 배출량과 지구 온난화 온도에 대한 실제 예측은 기후 변화 완화를 참조하십시오.

기후 변화 시나리오는 "핵심 추진력의 집합"에 기반한 가상의 미래입니다.[1]: 1812 시나리오는 완화 및 적응의 장기적인 효과를 탐색합니다.[2] 시나리오는 미래가 어떻게 될지 이해하는 데 도움이 됩니다. 어떤 결정이 완화와 적응에 가장 의미 있는 영향을 미칠지 보여줄 수 있습니다.

기후 변화 시나리오와 밀접한 관련이 있는 경로는 보다 구체적이고 행동 지향적입니다. 그러나 문헌에서는 시나리오와 경로라는 용어를 사용하며 종종 동일한 의미를 의미하는 방식으로 사용됩니다.[3]: 9

많은 매개변수가 기후 변화 시나리오에 영향을 미칩니다. 세 가지 중요한 매개 변수는 사람들의 수(및 인구 증가), 그들의 경제 활동 신기술입니다. World3 및 POLES와 같은 경제 및 에너지 모델은 이러한 매개변수의 효과를 정량화합니다.

기후 변화 시나리오는 국가, 지역 또는 글로벌 규모로 존재합니다. 국가들은 그들의 결정을 더 잘 이해하기 위해 시나리오 연구를 사용합니다. 이는 적응 계획이나 국가별 결정 기여를 개발할 때 유용합니다. 파리 협정과 같은 기후 변화 완화를 위한 국제적인 목표는 이러한 시나리오를 연구하는 것에 기반을 두고 있습니다. 예를 들어, 1.5 °C의 IPCC 지구 온난화 특별 보고서는 2018 유엔 기후 변화 회의의 "핵심 과학적 입력"이었습니다.[4] 보고서에는 지구 온난화 완화를 위한 시나리오를 설명하는 다양한 경로가 고려되어 있습니다. 경로에는 에너지 공급 및 이산화탄소 제거를 위한 포트폴리오가 포함됩니다.

용어.

4가지 기후변화 시나리오, 2015년 데이터를 기반으로 합니다.[5][6] 왼쪽: (1) 정책 없음, (2) 현재 정책, (3) 2030년 이후 지속적인 국가 탈탄소화율로 정부 발표 충족, (4) 2030년 이후 더 높은 탈탄소화율로 정부 발표 충족 시나리오를 따르는 배출 경로. 맞다: 지구 온도는 네 가지 시나리오 각각에서 배출되는 온실 가스의 양에 따라 달라집니다.

IPCC 제6차 평가 보고서는 시나리오를 다음과 같이 정의하고 있습니다. "핵심 추진력과 관계에 대한 [...] 가정을 바탕으로 미래가 어떻게 발전할 수 있는지에 대한 그럴듯한 설명입니다."[7]: 1812 일련의 시나리오는 가능한 미래의 범위를 보여줍니다.

시나리오는 예측이 아닙니다.[7]: 1812 시나리오는 의사 결정자가 의사 결정의 효과를 이해하는 데 도움이 됩니다.

경로의 개념은 밀접한 관련이 있습니다. 경로에 대한 공식적인 정의는 다음과 같습니다. "미래 상태를 향한 자연 및/또는 인간 시스템의 시간적 진화. 경로 접근법 [...]은 다양한 규모에 걸쳐 다양한 역학, 목표 및 행위자를 포함합니다."[7]: 1810

즉, 경로는 시나리오를 실현하기 위해 수행해야 하는 작업을 나열하는 로드맵입니다. 의사결정자는 예를 들어 화석연료의 단계적 폐지 또는 화석연료 보조금 축소와 관련하여 계획을 세우기 위한 경로를 사용할 수 있습니다.

경로는 시나리오에 비해 더 구체적이고 행동 지향적입니다. 그들은 원하는 기후 목표를 달성하기 위한 로드맵을 제공합니다. 향후 동일한 시나리오 종료점을 달성하기 위한 여러 경로가 있을 수 있습니다.

문헌에서는 시나리오와 경로라는 용어를 사용하며 종종 동일한 의미를 의미하는 방식으로 사용됩니다.[8]: 9 물리 과학 기반의 IPCC 간행물은 시나리오를 더 많이 사용하는 경향이 있는 반면, 완화에 관한 간행물은 모델링된 배출 및 완화 경로를 용어로 사용하는 경향이 있습니다.[8]: 9

종류들

다음과 같은 유형의 시나리오가 있습니다.[1]: 1813

  • 기준 시나리오
  • 농도 시나리오
  • 배출 시나리오
  • 완화 시나리오
  • 참조 시나리오
  • 사회 경제적 시나리오

기준 시나리오는 완화 시나리오와 같은 대체 시나리오와 비교하기 위한 기준으로 사용됩니다.[9] 온실가스 배출량에 대한 광범위한 정량적 예측이 생성되었습니다.[10] "SRES" 시나리오는 "기준" 배출 시나리오이며(즉, 배출을 제한하기 위한 향후 노력이 이루어지지 않는다고 가정함)[11] 과학 문헌에서 자주 사용되었습니다(자세한 내용은 배출 시나리오 특별 보고서 참조).

목적

기후 변화 시나리오는 가능한 미래의 이야기로 생각할 수 있습니다. 거버넌스, 사회 구조 및 제도와 같이 정량화하기 어려운 요소를 설명할 수 있습니다. 시나리오마다 지속 가능한 개발의 변형에서부터 사회, 경제 및 환경 시스템의 붕괴에 이르기까지 상당한 다양성이 있습니다.[12]

향후 온실가스 배출에 영향을 미치는 요인

참고 항목: 친환경 디커플링 및 지속 가능성

미래의 인구 수준, 경제 활동, 거버넌스 구조, 사회적 가치 및 기술 변화 패턴과 같은 시나리오가 어떻게 보이는지에 영향을 미칩니다. 경제활동과 온실가스 배출량의 관계에서는 강한 패턴이 발견되지 않았습니다. 경제 성장은 온실가스 배출량을 늘리거나 줄이는 것과 양립할 수 있는 것으로 나타났습니다. 후자의 경우 배출량 증가는 에너지 효율 증가, 비화석 에너지원으로의 전환 및/또는 탈산업(서비스 기반) 경제로의 전환에 의해 매개됩니다.

배출 예측에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.

  • 모집단 예측: 다른 모든 요소가 동일하면 인구 예측이 낮아지면 배출량 예측이 낮아집니다.
  • 경제 발전: 경제 활동은 에너지 수요와 그에 따른 온실가스 배출의 지배적인 동인입니다.
  • 에너지 사용량: 에너지 시스템의 미래 변화는 미래 GHG 배출량의 근본적인 결정 요인입니다.
    • 에너지 강도: 이것은 GDP 단위당 총 1차 에너지 공급(TPES)입니다.[13] 모든 기본 시나리오 평가에서 에너지 집약도는 21세기에 걸쳐 크게 향상될 것으로 예상되었습니다. 예상 에너지 강도의 불확실성 범위가 컸습니다.[14]
    • 탄소 강도: 이것은 TPES 단위당 CO2 배출량입니다. 다른 시나리오와 비교했을 때, Fisher et al. (2007)은 기후 정책이 가정되지 않은 시나리오에서 탄소 강도가 더 일정하다는 것을 발견했습니다.[14] 예상되는 탄소 강도의 불확실성 범위가 컸습니다. 범위의 고급에서 일부 시나리오에는 CO2 배출이 없는 에너지 기술이 기후 정책 없이 경쟁력을 갖게 될 것이라는 예측이 포함되어 있습니다. 이러한 예측은 화석 연료 가격 상승과 무탄소 기술의 빠른 기술 진보를 가정한 것입니다. 탄소 집약도가 낮은 시나리오는 화석 연료 기반이 크거나 석탄 소비에 대한 저항이 적거나 화석이 없는 기술에 대한 기술 개발률이 낮은 시나리오와 일치했습니다.
  • 토지 이용 변화: 토지 이용 변화는 배출량, 격리 및 알베도에 영향을 미치며 기후 변화에 중요한 역할을 합니다. 토지 이용 변화의 주요 동인 중 하나는 식량 수요입니다. 인구와 경제 성장은 식량 수요의 가장 중요한 동인입니다.[15][dubious – discuss]

시나리오를 제작할 때 중요한 고려 사항은 개발도상국에서 사회 및 경제 발전이 어떻게 진행될 것인가 하는 것입니다.[14] 예를 들어, 개발도상국이 현재의 산업화된 국가들과 유사한 개발 경로를 따른다면, 그것은 매우 큰 배출량 증가로 이어질 수 있습니다. 배출량은 경제의 성장 속도에만 의존하는 것이 아닙니다. 다른 요인으로는 생산 시스템의 구조적 변화, 에너지, 인간 거주지의 지리적 분포 및 도시 구조와 같은 부문의 기술 패턴(이는 예를 들어 교통 요구 사항에 영향을 미친다), 소비 패턴(예를 들어 주택 패턴, 여가 활동 등), 그리고 무역 패턴 보호주의의 정도와 지역 무역 블록의 생성은 기술에 대한 가용성에 영향을 미칠 수 있습니다.

대부분의 연구에서 다음과 같은 관계가 발견되었지만(원인의 증거는 아닙니다).[12]

  • 상승 중인 GHG: 이것은 세계화와 함께 성장하는 후기 산업 경제를 가진 시나리오와 관련이 있으며, 대부분 낮은 정부 개입과 일반적으로 높은 수준의 경쟁이 있었습니다. 국가 내에서는 소득 평등이 감소했지만, 사회적 형평성이나 국제 소득 평등에서는 뚜렷한 패턴이 없었습니다.
  • 온실가스 감소: 이러한 시나리오 중 일부에서는 GDP가 증가했습니다. 다른 시나리오는 생태학적으로 지속 가능한 수준에서 제한된 경제 활동을 보여주었습니다. 배출량이 감소하는 시나리오는 경제에 대한 정부 개입 수준이 높았습니다. 대부분의 시나리오는 국가 내 및 국가 간 사회적 형평성과 소득 평등이 증가했음을 보여주었습니다.

온실가스 배출량에 대한 예측 추세는 다음과 같은 다양한 형식으로 표시됩니다.

완화 시나리오

전 세계 온실가스 배출 시나리오. 모든 국가들이 현재의 파리협정 공약을 달성한다면, 2100년까지의 평균 온난화는 파리협정의 목표를 훨씬 초과하여 "2°C를 훨씬 밑도는" 온난화를 계속할 것입니다.

기후 변화 완화 시나리오는 화석 연료 이외의 에너지원으로의 포괄적인 전환과 같은 의도적인 행동에 의해 지구 온난화가 감소하는 가능한 미래입니다. 이는 대기 중 온실가스 농도가 기후변화의 부정적인 결과를 제한하는 수준에서 안정화되도록 배출을 최소화하는 조치입니다. 이러한 시나리오를 사용하여 다양한 탄소 가격이 경제에 미치는 영향을 조사하는 것은 다양한 수준의 글로벌 열망의 틀 내에서 가능합니다.[16]

일반적인 완화 시나리오는 원하는 대기 중 농도의 이산화탄소(CO2)와 같은 장거리 목표를 선택한 다음, 예를 들어 온실 가스의 순 전 세계 및 국가 배출량에 상한선을 설정하여 목표에 맞게 조치를 조정함으로써 구성됩니다.

지구 온도가 2 °C 이상 상승하는 것은 파리 협정에 따라 온도 상승을 산업화 이전 수준보다 1.5 °C로 제한하려는 노력으로 참을 수 없을 정도로 위험한 기후 변화에 해당하는 것에 대한 대부분의 정의가 되었습니다. 일부 기후 과학자들은 산업화 이전의 상태를 완전히 회복하는 것이 목표가 되어야 한다는 의견이 점점 더 많아지고 있는데, 이는 너무 오랜 기간의 편차가 돌이킬 수 없는 변화를 가져올 것이라는 이유에서입니다.[citation needed]

농도 시나리오

파리 협정에서 합의된 2도 목표를 달성하기 위해 필요한 탄소 예산 및 배출량 감축 시나리오(순 마이너스 배출량 없음, 피크 배출량 기준)[17]

기후 변화에 대한 기여는 지구를 시원하게 하든지 따뜻하게 하든지 간에 종종 지구의 에너지 예산에 도입되는 복사 강제력 또는 불균형의 관점에서 설명됩니다. 현재와 미래에는 인위적인 이산화탄소가 이 강제력의 주요 구성요소로 여겨지고 있으며, 다른 구성요소의 기여도는 종종 "100만분의 1 이산화탄소 당량"(ppm COe2)의 관점에서 정량화됩니다. 또는 동일한 크기의 복사 강제력을 발생시키는 이산화탄소 농도의 증가/decre 증가.

450ppm

2008년 IEA의 에너지 기술 관점(Energy Technology Perspectives) 간행물의 BLUE 시나리오는 450ppm의 장거리 농도에 대한 경로를 설명합니다. 조셉 롬(Joseph Romm)은 14개의 웨지를 적용하여 이 목표를 달성하는 방법을 스케치했습니다.[18]

위에서 언급한 World Energy Outlook 2008은 또한 "450 정책 시나리오"를 설명하는데, 2030년까지의 추가 에너지 투자는 참조 시나리오에 비해 9조 3천억 달러에 달합니다. 이 시나리오는 또한 2020년 이후 중국과 인도와 같은 주요 경제국들이 OECD와 유럽연합 국가들에서 초기에 운영되는 글로벌 캡 앤드 트레이드 계획에 참여하는 것을 특징으로 합니다. 또한 덜 보수적인 450ppm 시나리오는 음의 배출을 광범위하게 배치할 것을 요구합니다. 즉, 대기에서 CO를2 제거할 것을 요구합니다. 국제에너지기구(IEA)와 OECD는 "더 낮은 농도 목표(450ppm) 달성은 BECCS 사용에 크게 좌우된다"고 밝혔습니다.[19]

550ppm

이것은 Stern Review에서 (상한선으로) 옹호된 대상입니다. 기존의 기후 민감도 추정에 따르면 산업화 이전에 비해 CO2 수준이 약 2배 증가함에 따라 약 3도의 온도 상승을 의미합니다. Pacala와 Socolow는 15개의 "웨지"를 나열하고 있으며, 그 중 7개를 조합하면 CO2 수준을 550ppm 이하로 유지하기에 충분해야 합니다.[20]

국제 에너지 기구의 2008년 세계 에너지 전망 보고서는 "2008년 중반까지 이미 채택된 정책 이외에는 새로운 정부 정책이 채택되지 않는다고 가정하는" 세계 에너지 미래에 대한 "참조 시나리오"를 설명하고, 그 다음에는 "캡 앤 트레이드 시스템"이 혼합된 "550 정책 시나리오"를 설명합니다. 부문별 협정과 국가적 조치"라고 말했다. 참조 시나리오에서는 2006년에서 2030년 사이에 전 세계가 에너지 공급 인프라에 26.3조 달러를 투자하고 550개 정책 시나리오에서는 이 기간에 4.1조 달러를 추가로 지출하며, 대부분 7조 달러 이상의 연료 비용 절감 효과를 제공합니다.[21]

일반적으로 사용되는 경로 설명

기후 변화 시나리오와 밀접한 관련이 있는 경로는 보다 구체적이고 행동 지향적입니다.

IPCC 평가 보고서에서는 다음과 같은 유형의 경로에 대해 설명합니다.[1]: 1810

  • 1.5°C 경로
  • 적응경로
  • 기후 탄력성 경로
  • 개발경로
  • 배출경로
  • 완화 경로
  • 오버슈트가 아닌 경로
  • 오버슈트 경로
  • 대표 농도 경로(RCPs)
  • 사회경제적 경로 공유(SSP)
  • 변환 경로

대표 농도 경로

RCP(Representative Concentration Pathway) 기후변화 시나리오의[22] 2000-2019년 평균 대비 지구 평균 근표면 대기온도 및 서모세릭 해수면 상승 이상현상
이 섹션은 대표 농도 경로에서 발췌한 것입니다.[편집]
RCP 시나리오에 따라 대기 중 온실가스 농도(2000~2100년)가 다르게 예측됩니다. RCP8.5는 가장 높은 온실가스 농도(CO-당량으로2 측정)를 초래할 것입니다.

RCP(Representative Concentration Pathway)는 IPCC가 채택한 온실가스 농도(배출량이 아닌) 궤적입니다. 2014년 IPCC 제5차 평가 보고서(AR5)를 위해 기후 모델링 및 연구에 네 가지 경로가 사용되었습니다. 경로는 다양한 기후 변화 시나리오를 설명하며, 이 모든 시나리오는 향후 몇 년 동안 배출되는 온실 가스(GHG)의 양에 따라 가능한 것으로 간주됩니다. RCP(원래 RCP2.6, RCP4.5, RCP6 및 RCP8.5)는 2100년에 가능한 범위의 복사 강제력 값(각각 2.6, 4.5, 6 및 8.5 W/m2)을 기준으로 레이블이 지정됩니다.[23][24][25] 높은 값은 온실 가스 배출량이 더 많다는 것을 의미하며, 따라서 지구 온도가 더 높고 기후 변화의 영향이 더 뚜렷하다는 것을 의미합니다. 반면에 낮은 RCP 값은 인간에게 더 바람직하지만 이를 달성하기 위해서는 더 엄격한 기후 변화 완화 노력이 필요합니다.

4개 RCP에 대한 간략한 설명은 다음과 같습니다. RCP 1.9는 지구온난화를 파리협정의 열망적인 목표인 1.5°C 이하로 제한하는 경로입니다.[26] RCP 2.6은 "매우 엄격한" 경로입니다.[26] RCP 3.4는 RCP4.5와 관련된 "매우 엄격한" RCP2.6과 덜 엄격한 완화 노력 사이의 중간 경로를 나타냅니다.[27] RCP 4.5는 IPCC에 의해 중간 시나리오로 설명됩니다.[28] RCP 6에서 배출량은 2080년경에 정점을 찍은 후 감소합니다.[29] RCP7은 완화 목표가 아닌 기준 결과입니다.[26] RCP 8.5에서는 21세기 내내 배출량이 계속 증가하고 있습니다.[30]: Figure 2, p. 223

IPCC의 제5차 평가 보고서 이후 원래 경로는 RCP1.9, RCP3.4 및 RCP7과 같은 새로운 RCP와 마찬가지로 공유된 사회경제적 경로와 함께 고려되고 있습니다.[26]

공유된 사회경제적 경로

이 섹션은 공유된 사회경제적 경로에서 발췌한 것입니다.[편집]
21세기 전반에 걸친 다양한 공유 사회경제적 경로(SSP)에 대한 대기 CO ₂ 농도 예측(단순/감소 복잡성 기후 모델인 MAGICC7에 의해 예측됨). 각 데이터 포인트는 5개의 통합 평가 모델에서 생성된 모의 값의 평균을 나타냅니다.[31]

공유 사회경제 경로(SSP)는 2021년 IPCC 제6차 기후변화 평가 보고서에 정의된 바와 같이 최대 2100년까지 예상되는 사회경제적 글로벌 변화에 대한 기후변화 시나리오입니다.[32] 다양한 기후 정책으로 온실 가스 배출 시나리오를 도출하는 데 사용됩니다.[33][34][35] SSP는 대안적인 사회 경제적 발전을 설명하는 내러티브를 제공합니다. 이 이야기는 이야기의 논리적 요소를 서로 관련시키는 정성적인 설명입니다.[33] 양적 요소 측면에서 국가 인구, 도시화 및 GDP(1인당)에 대한 시나리오와 함께 데이터를 제공합니다.[36] SSP는 다양한 통합 평가 모델(IAM)로 정량화하여 사회 경제 및 기후 경로와 관련하여 가능한 미래 경로를 탐색할 수 있습니다.[34][35][36]

5가지 시나리오는 다음과 같습니다.

  • SSP1: 지속 가능성("녹색 길로 가기")
  • SSP2: "Middle of the Road"
  • SSP3: 지역 라이벌전 ("A Rocky Road")
  • SSP4: 불평등("분할된 도로")
  • SSP5: 화석연료 개발("Taking the Highway")

국가 기후(변화) 예측

추가 정보: 기후 변화의 영향
참고 항목: 기후변화 적응

국가 기후(변화) 예측("국가 기후 시나리오" 또는 "국가 기후 평가"라고도 함)은 일반적으로 개별 국가를 위해 생산되는 전문 지역 기후 예측입니다. 국가 기후 예측이 다른 기후 예측과 구별되는 점은 국가 정부에 의해 공식적으로 승인되어 적응 계획을 위한 관련 국가 기반이 된다는 것입니다. 기후 예측은 일반적으로 기후 변화에 대해 작업하는 국가 기상 서비스 또는 학술 기관에서 수년에 걸쳐 생성됩니다.

일반적으로 단일 제품으로 배포되는 기후 예측은 여러 온실 가스 배출 경로(예: 대표 집중 경로)를 사용하여 여러 기후 모델의 정보를 압축하여 서로 다르지만 일관된 기후 미래를 특성화합니다. 이러한 제품은 내러티브, 그래프, 지도 및 아마도 원시 데이터를 사용하여 그럴듯한 기후 변화를 강조합니다. 기후 예측은 종종 정책 입안자, 공공 및 민간 의사 결정자 및 연구원이 추가 기후 영향 연구, 위험 평가 및 기후 변화 적응 연구를 수행하기 위해 공개적으로 사용할 수 있습니다. 예측은 새로운 과학적 통찰력과 개선된 기후 모델을 통합하기 위해 몇 년마다 업데이트됩니다.

국가 기후 예측은 국가 기후 적응 및 기후 회복력 계획의 기초를 형성하며, 이는 UNFCCC에 보고되고 IPCC 평가에 사용됩니다.

설계.

광범위하고 그럴듯한 기후 결과를 탐색하고 예측에 대한 신뢰를 높이기 위해 국가 기후 변화 예측은 종종 여러 일반 순환 모델(GCM)에서 생성됩니다. 이러한 기후 앙상블은 교란된 물리 앙상블(PPE), 다중 모델 앙상블(MME) 또는 초기 조건 앙상블(ICE)의 형태를 취할 수 있습니다.[38] 기본 GCM의 공간 해상도가 일반적으로 상당히 거칠기 때문에 지역 기후 모델(RCM)을 동적으로 사용하거나 통계적으로 예측이 축소되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 월경성 하천의 집수 구역을 보다 완벽하게 평가하기 위해 국가 경계보다 더 큰 지역의 데이터를 포함하는 예측도 있습니다. 또한 일부 국가에서는 미국의 주, 독일의 렌더와 같이 소규모 행정 구역에 대해 보다 현지화된 예측치를 작성했습니다.

다양한 국가들은 이해관계자들과의 피드백 및/또는 상호작용을 통해 국가 기후 예측을 산출해 왔습니다.[39] 이러한 참여 노력은 기온 상승일과 같은 부문별 기후 지표 제공을 포함하여 기후 정보를 이해 관계자의 요구에 맞게 조정하는 데 도움이 되었습니다.

작업 예측 모델

30개 이상의 국가들이 유엔 기후 변화 협약에 가장 최근 제출한 국가 기후 예측/시나리오를 보고했습니다. 많은 유럽 정부들은 또한 기후 변화에 대한 국가 정보 포털에 자금을 지원했습니다.[40]

자체 기후 변화 예측을 개발하기에 충분한 자원이 부족한 국가들을 위해 UNDP 또는 FAO와 같은 기관들은 예측 및 국가 적응 프로그램(NAPA)의 개발을 후원했습니다.[48][49]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ a b c IPCC, 2022: Annex I: 용어집 [van Diemen, R., J.B.R. Matthews, V. Möller, J.S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. 멘데스, A. 라이징거, S. Semenov(eds)]. IPCC에서 2022: 기후변화 2022: 기후변화의 완화 기후변화에 관한 정부간 패널의 제6차 평가 보고서에 대한 작업 그룹 III의 기여[P.R. Shukla, J. Skea, R. Slade, A. 알 쿠르다지에, R. 반 디멘, D. 맥컬럼, M. 파탁, S. 썸, P. Vyas, R. Fradera, M. Belkacemi, A. Hasija, G. Lisboa, S. Luz, J. Malley, (eds.)]. 캠브리지 대학교 출판부, 영국 캠브리지와 뉴욕, 미국 뉴욕 도이: 10.1017/9781009157926.020
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외부 링크