Borealen Wälder speichern fast ein Drittel des weltweiten terrestrischen Kohlenstoffs in Biomasse und Böden. Die Stabilität dieser Kohlenstoffvorräte ist in der jüngsten Zeit intensiv diskutiert worden, denn es wird erwartet, dass Waldstörungen wie etwa Insektenausbrüche, Stürme oder Brände im Klimawandel zunehmen werden. Während für die nordamerikanischen und europäischen borealen Wälder eine solide Wissensbasis über sich verändernde Waldstörungen existiert, gibt es für die russischen borealen Wälder nur wenige Fallstudien. Diese wenigen Fallstudien decken jedoch nur einen sehr kleinen Teil der riesigen Ausdehnung des russischen borealen Waldes ab, was wiederum das Kohlenstoffbudget des russischen borealen Waldes höchst unsicher macht. Im Rahmen des BOFOR-Projekts schlagen wir daher vor, diese Wissenslücke zu schließen, indem wir unser Verständnis der sich veränderte Waldstörungen und deren Einfluss auf den Kohlenstoffhaushalt des russischen borealen Waldes verbessern. Das Projekt verfolgt dabei die folgenden sechs Ziele: (1) Entwicklung eines neuen räumlich expliziten Datensatzes für Waldstörungen für den gesamten russischen borealen Wald unter Verwendung von Erdbeobachtungsdaten. (2) Die Zuordnung von Waldstörungen zu ihren kausalen Verursachern wie Feuer, Wind, Insektenbefall und Holzernte. (3) Quantifizierung der Sensitivität von Störungen in borealen Wäldern gegenüber zunehmenden Klimaextremen im Zuge des Klimawandels. (4) Quantifizierung der Erholungsfunktion nach Störung, mit besonderem Blick auf die Biomasse. (5) Quantifizierung der Sensitivität der Erholungsfunktion gegenüber biotischen, bodenkundlichen und klimatischen Faktoren. (6) Erstellung eines vollständigen Kohlenstoffbudgets für den borealen Wald, einschließlich Störungen und Erholung. Das von uns vorgeschlagene Projekt wird eine wichtige Wissenslücke im globalen Kohlenstoffkreislauf schließen und damit unser Verständnis des Klimaschutzpotenzials der Wälder weltweit erheblich verbessern.
Der 5. Sachstandsbericht des Weltklimarates (IPCC) macht unmissverständlich klar: Inakzeptable Klimafolgen, die sich jenseits der 2°C-Leitplanke häufen dürften, können nur vermieden werden, wenn der weitere Anstieg der Treibhausgaskonzentration so bald wie möglich gestoppt wird. Der WBGU empfiehlt daher, die CO2-Emissionen aus fossilen Energieträgern bis spätestens 2070 auf Null zu senken. Dies ist ein ebenso ehrgeiziges wie prägnantes Politikziel, denn jedes Land, jede Kommune, jedes Unternehmen und jeder Bürger müssen die Null schaffen , wenn die Welt als Ganzes klimaneutral werden soll. Die 2°C-Linie kann allerdings nur gehalten werden, wenn zahlreiche Akteure - insbesondere die OECD-Staaten - schon deutlich früher ihre Emissionen herunterfahren. Der Weltgesellschaft als Ganzes steht ein eng begrenztes Kohlenstoffbudget zur Verfügung, so dass der Scheitelpunkt der Emissionen möglichst bis 2020, auf alle Fälle aber in der dritten Dekade erreicht werden sollte. Der WBGU umreißt in diesem Gutachten eine Doppelstrategie für den globalen Klimaschutz, die auf das Zusammenspiel von Multilateralismus und Zivilgesellschaft setzt. Dafür sollte zum einen das für Ende 2015 angestrebte Pariser Klimaabkommen bestimmte Merkmale aufweisen, die der Beirat benennt. Insbesondere sollte ein Prozess vereinbart werden, der die Einhaltung der 2°C-Leitplanke sicherstellt. Zum anderen sollten alle gesellschaftlichen Akteure ihre spezifischen Beiträge zur Dekarbonisierung leisten. So kann eine verschränkte Verantwortungsarchitektur für die Zukunft unseres Planeten entstehen, in der vertikales Delegieren und horizontales Engagieren keinen Gegensatz bilden, sondern sich wechselseitig verstärken.
The Southern Ocean regulates the global climate by controlling heat and carbon exchanges between the atmosphere and the ocean. It is responsible for about 60-90% of the excess heat (i.e. associated with anthropogenic climate change) absorbed by the World Oceans each year, and is also recognised to largely control decadal scale variability of Earth carbon budget, with key implications for decision makers and regular global stocktake agreed as part of the Paris agreement. Despite such pivotal climate importance, its representation in global climate model represents one of the main weaknesses of climate simulation and projection because too little is known about the underlying processes. Limitations come both from the lack of observations in this extreme environment and its inherent sensitivity to intermittent small-scale processes that are not captured in current Earth system models. The overall objective of SO-CHIC is to understand and quantify variability of heat and carbon budgets in the Southern Ocean through an investigation of the key processes controlling exchanges between the atmosphere, ocean and sea ice using a combination of observational and modelling approaches. SO-CHIC considers the Atlantic sector of the Southern Ocean as a natural laboratory both because of its worldwide importance in water-mass formation and because of the strong European presence in this sector already established at national levels, which allow to best leverage existing expertise, infrastructure, and observation network, around one single coordinated overall objective. SO-CHIC also takes the opportunity of the recent re-appearance of the Atlantic Sector Weddell Polynya to unveil its dynamics and global impact on heat and carbon cycles. A combination of dedicated observation, existing decades-long time-series, and state-of-the-art modelling will be used to address specific objectives on key processes, as well as their impact and feedback on the large-scale atmosphere-ocean system.
CCiCC addresses the crucial knowledge gap in the climate sensitivity to carbon dioxide emissions, by reducing uncertainty in our quantitative understanding of carbon-climate interactions and feedbacks. This will be achieved through innovative integration of models and observations, providing new constraints on modelled carbon-climate interactions and climate projections, and supporting IPCC assessments and policy objectives. To meet this objective, CCiCC will (a) provide a step change in our ability to quantify the key processes regulating the coupled carbon-climate system, (b) use observational constraints and improved processes understanding to provide multi-model near-term predictions and long-term projections of the climate in response to anthropogenic emissions, and (c) deliver policy-relevant carbon dioxide emission pathways consistent with the UNFCCC Paris Agreement (PA) goals.
To achieve its goals, CCiCC will develop and use: state-of-the-art Earth System Models (ESMs) including biogeochemical processes not included in previous IPCC reports; novel observations to constrain the contemporary carbon cycle and its natural variability; ESM-based decadal predictions including carbon-climate feedbacks and novel initialisation methods; novel emergent constraints and weighting methods to reduce uncertainty in carbon cycle and climate projections; and novel climate scenarios following adaptive CO2 emission pathways.
CCiCC will support two central elements of the PA. First, the PA global stocktakes, by providing policy-relevant predictions of atmospheric CO2 and climate in response to the national determined contributions. Second, the PA ambitions to keep global warming well below 2°C, by providing robust estimates of the remaining carbon budgets and available pathways. CCiCC will bring together leading European groups on climate modelling and on carbon cycle research, uniquely securing Europe's leadership in actionable science needed for the IPCC assessments.