10. KLIMATICKÉ SCÉNÁŘE 10.1 KLIMATICKÝ SCÉNÁŘ • pravděpodobné vyjádření budoucího klimatu, konstruované pro explicitní použití při studiu potenciálních dopadů antropogenní klimatické změny • musí zahrnovat antropogenně podmíněnou změnu klimatu a jeho přirozenou variabilitu • je obvykle kombinací scénáře klimatické změny s popisem stávajícího klimatu (vyjádřeného pozorováním) • nejde o předpověď budoucího klimatu, spíše o popis alternativ pravděpodobné budoucnosti se zřetelem na podmínky, za nichž se mohou vyskytnout • objasnění nejistot při určení možných omezení klimatické změny s ohledem na různé vývojové cesty. 10.2 POŽADAVKY NA KLIMATICKÉ SCÉNÁŘE • kolísají podle geografické oblasti, typu dopadů a účelu impaktních studií: a) klíčové proměnné: maximální a minimální teploty, srážky, sluneční záření, relativní vlhkost, rychlost větru (dále: koncentrace CO2, mořský led, tlak, hladina moře, frekvence bouřlivých přílivů) b) musí postihnout míru nejistoty – emise skleníkových plynů v budoucnosti, jejich konverze na koncentrace v atmosféře, odezva různých modelů na radiační působení, rozlišení modelů c) konzistence mezi jednotlivými komponentami scénářů d) vícenásobné scénáře k reflektování více zdrojů nejistot e) scénáře pro impaktní studie - kombinace odhadu klimatické změny s „baseline“ klimatologií f) prostorové a časové rozlišení. Základní období (baseline period) • jde o referenční období, od něhož se počítají odhadované budoucí změny klimatu (1961- 1990 a jiné; ideální by bylo nějaké období v 19. století, kdy antropogenní efekt na klima byl zanedbatelný) • modelové odhady budoucí změny se aplikují na klima základního období (diference, poměry) • definuje současné klima, se kterým se obvykle kombinuje scénář klimatické změny. 10.3 KRITÉRIA VHODNOSTI SCÉNÁŘŮ PRO IMPAKTNÍ STUDIE 1. Konzistence na regionální úrovni s globálními projekcemi • Scénáře změny regionálního klimatu mohou být mimo meze globálních změn, ale musí být konzistentní s teorií a modelovými výsledky. 2. Fyzikální věrohodnost a reálnost • Změny klimatu musí být fyzikálně věrohodné, takže změny různých klimatických proměnných jsou vzájemně konzistentní a věrohodné. 3. Vhodnost informací pro odhady impaktů • Scénáře musí prezentovat klimatické změny ve vhodném časovém a prostorovém měřítku pro dostatečný počet proměnných a zahrnovat vhodný časový horizont použitelný pro odhady impaktů. 4. Reprezentativnost • Reprezentativnost potenciálního rozmezí budoucí regionální klimatické změny. 5. Dostupnost • Informace pro vývoj klimatických scénářů musí být snadno dostupné pro použití v impaktních studiích. 10.4 TYPY SCÉNÁŘŮ 10.4.1 Přírůstkové (inkrementální) scénáře • jednotlivé klimatické prvky se mění přírůstkově o předpokládané libovolné množství • studium citlivosti exponované jednotky (systému) na široké spektrum kolísání klimatu před použitím scénářů založených na modelování • některé uvažují konstantní změnu během roku, jiné sezónní a prostorové kolísání změn nebo změny v průměru i variabilitě • nevyjadřují reálně obraz změn, které jsou fyzikálně pravděpodobné. 10.4.2 Analogové scénáře 10.4.2.1 Prostorové analogony • oblasti, mající dnes klima, které je analogické předpokládanému klimatu ve studované oblasti • často chybí shoda mezi klimatickými a neklimatickými rysy studované oblasti a prostorového analogonu. 10.4.2.2 Časové analogony • Klimatické informace z minulosti jsou využity jako analogon možného budoucího klimatu. a) Paleoklimatické analogony – odlišné příčiny změn klimatu v minulosti v porovnání se současností (regionální a sezónní změny klimatu mohou být odlišné) – nejistoty v paleoklimatických rekonstrukcích – citlivost na náhlé (abrupt) klimatické změny a minulé extrémy ENSO. b) Analogony založené na přístrojových pozorováních – diference mezi vybranými teplými a studenými obdobími – výhoda: tyto podmínky byly již pozorovány, jsou vnitřně konzistentní a fyzikálně věrohodné, citlivost a adaptace na dopady v minulosti – nevýhody: malá změna, pozorované výkyvy souvisely s přirozenou variabilitou klimatu, nikoli s růstem koncentrací skleníkových plynů. 10.4.3 Scénáře založené na výstupech klimatických modelů • klimatické modely různých měřítek a úrovní komplexity A) Scénáře založené na GCMs – GCMs - nejrozvinutější prostředky simulace odezvy globálního klimatického systému k měnícím se atmosférickým podmínkám – přechodové studie počítající s kontinuálním růstem koncentrací skleníkových plynů s použitím AOGCM – omezení výstupů z AOGCM: a) velké zdroje nutné pro provádění experimentů a uchovávání výsledků, omezující rozsah experimentů b) hrubé prostorové rozlišení s ohledem na měřítko impaktů c) těžkosti s odlišením antropogenního signálu od šumu souvisejícího s přirozenou vnitřní variabilitou modelu d) odlišná citlivost různých modelů. B) Scénáře založené na jednoduchých modelech – jednoduché klimatické modely - zjednodušené modely, které umožňují reprodukovat velkoměřítkové chování AOGCM – výhoda: mnohonásobné simulace mohou být provedeny velmi rychle, což dovoluje studovat klimatické efekty alternativních scénářů radiačního působení, citlivosti klimatu a jiné parametrizační nejistoty. 10.4.4 Jiné typy scénářů a) extrapolace stávajících klimatických trendů pozorovaných v určitých oblastech, které se zdají být konzistentní s modelovými odhady klimatické změny (problém trendů) b) expertní odhad, kdy odhady budoucího klimatu se požadují od klimatologů a výsledky se zpracují do funkce hustoty pravděpodobnosti budoucí změny (subjektivita, výběr expertů) 10.5 SCÉNÁŘE S VĚTŠÍM ČASOVÝM A PROSTOROVÝM ROZLIŠENÍM • nesoulad mezi rozlišením GCMs (stovky km) a měřítkem regionálních impaktů • tři hlavní techniky sestavení klimatických scénářů s větším rozlišením: a) AOGCM časové řezy (AOGCM time-slice) – jde o vysoké nebo proměnlivé rozlišení, používány méně b) regionální klimatické modelování – výstupy z GCM představují počáteční a okrajové podmínky pro spuštění regionálního klimatického modelu s rozlišením řádově desítek km, zatímco rozlišení GCM je o řád větší c) statistický „downscalling“ – jsou stanovovány statistické závislosti mezi velkoprostorovými proměnnými pozorovaného klimatu (prediktory - prostorově průměrované výšky hladiny 500 hPa, regionálně průměrované teploty) a lokálními proměnnými jako teplota a srážky (prediktanty); předpokládá se, že tyto vztahy zůstávají konstantní i během klimatické změny – rozdíly ve scénářích aplikujících GCM výstupy a statistický „downscalling“ mohou být dosti značné Pattern scaling: regionální změny získané z určitého AOGCM se vydělí změnou průměrné globální teploty udávané tímto modelem a tyto standardizované změny se pak vynásobí změnou globálního průměru klimatických proměnných vypočítanou pomocí jednoduchých klimatických modelů pro široké spektrum scénářů emisí.