Proyecto H2020 4C: Interacciones clima-carbono en el siglo actual
- Tipo Proyecto
- Status Completado
- Ejecución 2019 -2023
- Presupuesto asignado 7.784.750,00 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación Horizonte 2020
- Sitio web del proyecto Proyecto 4C
La retroalimentación del cambio climático es importante para comprender el calentamiento global, ya que los procesos de retroalimentación pueden amplificar o atenuar el efecto del forzamiento climático. Por lo tanto, desempeña un papel fundamental en la determinación de la sensibilidad climática y el estado futuro del clima. El proyecto CCiCC, financiado por la UE, busca reducir la incertidumbre en la comprensión cuantitativa de las interacciones y retroalimentaciones entre el carbono y el clima. Los científicos cuantificarán los procesos clave que regulan el sistema acoplado carbono-clima y utilizarán restricciones observacionales para generar proyecciones a largo plazo del clima en respuesta a las emisiones antropogénicas. El proyecto también elaborará recomendaciones políticas sobre las trayectorias de las emisiones de dióxido de carbono. Los análisis y datos de CCiCC ayudarán a los expertos a evaluar mejor cómo las emisiones de dióxido de carbono afectan al cambio climático.
Desarrollamos nuevas restricciones observacionales sobre los flujos combinados globales y regionales de CO2 terrestre y oceánico para respaldar la comprensión cuantitativa del presupuesto global de carbono. Además del presupuesto global de carbono, hemos desarrollado presupuestos globales de oxígeno e isótopos de carbono (13C), generando un conjunto de datos ampliado de CO2 atmosférico (xCO2) basado en satélites. Paralelamente, desarrollamos nuevos productos de datos basados ??en observaciones sobre pCO2 superficial oceánico, carbono inorgánico en el interior del océano, contenido de agua en el suelo terrestre y productividad neta de los ecosistemas forestales. Estas nuevas observaciones se utilizan para restringir simulaciones históricas del ciclo global del carbono y reducir las incertidumbres en la cuantificación de los sumideros históricos de carbono terrestre y oceánico. Desarrollamos nuevos marcos de Modelos del Sistema Terrestre (MES) para predecir la evolución a corto plazo del ciclo del carbono. Primero, utilizamos estos MES para comprender y cuantificar la predictibilidad potencial de los sumideros de carbono terrestre y oceánico. A continuación, validamos nuestros sistemas de modelado cuantificando su capacidad para predecir el pasado reciente una vez que el estado observado del clima se asimila a las condiciones iniciales. Finalmente, utilizamos estos modelos para realizar predicciones reales del futuro cercano del ciclo global del carbono. Desarrollamos nuevas restricciones emergentes para el ciclo del carbono terrestre, basándonos en la observación de la humedad del suelo y en el tiempo de renovación del suelo observado, para limitar los cambios futuros en dicho ciclo. También desarrollamos nuevas restricciones emergentes para el ciclo del carbono oceánico, utilizando la salinidad superficial del mar observada o la densidad de las aguas superficiales del Océano Ártico, para limitar las proyecciones del ciclo del carbono oceánico. Desarrollamos nuevos escenarios adaptativos para los Modelos de Análisis Ambientales (MES), lo que permite diagnosticar el rango de futuras emisiones globales de CO2 (y no CO2) que serían consistentes con un calentamiento global de 1,5 °C o 2 °C. Difundimos nuestros resultados mediante la interacción directa con los responsables políticos y el IPCC, el desarrollo de una nueva plataforma científica para usuarios (ScienceBrief), informes de políticas y perspectivas del carbono específicos, vídeos cortos, comunicados de prensa y actividad continua en redes sociales.
Las retroalimentaciones del ciclo del carbono climático pueden potencialmente amplificar el cambio climático durante el siglo XXI. Por lo tanto, estos procesos desempeñan un papel importante en la determinación de la respuesta climática a las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO2). El proyecto 4C, financiado por la UE, abordó la crucial brecha de conocimiento en la sensibilidad del sistema climático a las emisiones de CO2 y se propuso mejorar nuestra comprensión cuantitativa de las interacciones y retroalimentaciones carbono-clima. Esto se logró mediante la integración innovadora de modelos y observaciones, proporcionando nuevas restricciones sobre las interacciones carbono-clima y las proyecciones climáticas, y apoyando las evaluaciones y los objetivos de política del IPCC. 4C logró cuatro objetivos generales. 1) 4C logró una mejora significativa en nuestra comprensión del ciclo global del carbono durante el pasado reciente, generando nuevas restricciones observacionales atmosféricas, oceánicas y terrestres del ciclo del carbono para evaluar y mejorar las simulaciones de los modelos del ciclo del carbono de los sumideros de carbono terrestres y oceánicos actuales. 2) 4C desarrolló una nueva capacidad de Modelos del Sistema Tierra para predecir la evolución de la variabilidad del ciclo global del carbono durante la próxima década, prediciendo la tasa de crecimiento anual del CO2 atmosférico y la fuerza de los sumideros de carbono terrestres y oceánicos, dando cuenta de la variabilidad natural del clima, en el contexto del Acuerdo de París. 3) 4C desarrolló nuevas restricciones emergentes en los flujos de carbono terrestres y oceánicos para mejorar nuestra comprensión de las retroalimentaciones del clima y el carbono durante el siglo XXI. 4C también desarrolló nuevos escenarios adaptativos que permiten diagnosticar futuras emisiones de gases de efecto invernadero compatibles con un objetivo climático dado, como el límite de 1,5 °C establecido en el Acuerdo de París. 4) 4C aseguró la usabilidad del conocimiento generado por la investigación científica y participó en interacciones bilaterales entre científicos y formuladores de políticas, al tiempo que fomentaba la comprensión de los hallazgos para la sociedad en general.
4C aborda la crucial brecha de conocimiento sobre la sensibilidad climática a las emisiones de dióxido de carbono, al reducir la incertidumbre en nuestra comprensión cuantitativa de las interacciones y retroalimentaciones carbono-clima. Esto se logrará mediante una integración innovadora de modelos y observaciones, estableciendo nuevas limitaciones a las interacciones carbono-clima modeladas y a las proyecciones climáticas, y apoyando las evaluaciones y los objetivos de políticas del IPCC. Para cumplir con este objetivo, 4C (a) proporcionará un cambio radical en nuestra capacidad para cuantificar los procesos clave que regulan el sistema acoplado carbono-clima, (b) utilizará limitaciones de observación y una mejor comprensión de los procesos para proporcionar predicciones multimodelo a corto plazo y proyecciones a largo plazo del clima en respuesta a las emisiones antropogénicas, y (c) ofrecerá vías de emisión de dióxido de carbono relevantes para las políticas consistentes con los objetivos del Acuerdo de París (PA) de la CMNUCC. Para lograr sus objetivos, 4C desarrollará y utilizará: modelos del sistema terrestre (ESM) de última generación, incluidos procesos biogeoquímicos no incluidos en informes anteriores del IPCC; observaciones novedosas para limitar el ciclo del carbono contemporáneo y su variabilidad natural; Predicciones decenales basadas en ESM que incluyen retroalimentaciones de carbono-clima y nuevos métodos de inicialización; nuevas limitaciones emergentes y métodos de ponderación para reducir la incertidumbre en el ciclo del carbono y las proyecciones climáticas; y nuevos escenarios climáticos que sigan rutas adaptativas de emisión de CO2. 4C apoyará dos elementos centrales de la AP. En primer lugar, el balance global de la AP, proporcionando predicciones relevantes para las políticas sobre el CO2 atmosférico y el clima en respuesta a las contribuciones determinadas a nivel nacional. En segundo lugar, la AP aspira a mantener el calentamiento global muy por debajo de los 2°C, proporcionando estimaciones sólidas de los presupuestos de carbono restantes y las rutas disponibles. 4C reunirá a los principales grupos europeos en modelización climática y en investigación del ciclo del carbono, asegurando de manera única el liderazgo de Europa en ciencia práctica necesaria para las evaluaciones del IPCC.
4C desarrolló modelos del Sistema Terrestre (MES) de vanguardia y sus componentes terrestres y oceánicos individuales, incluyendo los procesos biogeoquímicos importantes para la retroalimentación climática y del carbono. El proyecto aprovechó nuevas observaciones para delimitar mejor el ciclo del carbono contemporáneo y su variabilidad en escalas temporales que van desde estacionales hasta multidecenales. Estos incluyen mediciones combinadas de isótopos de CO?, oxígeno y carbono que, en conjunto, permiten identificar los procesos subyacentes y los impulsores de la variabilidad interanual a decenal. Paralelamente, 4C desarrolla productos nuevos y mejorados basados ??en datos de flujos de carbono terrestres y oceánicos para evaluar los modelos del ciclo del carbono del MES, mejorar la representación de los procesos y reducir el desequilibrio del presupuesto de carbono. Estos nuevos productos incluyen flujos de agua y almacenamiento en tierra, escalamiento basado en redes neuronales de mediciones de pCO? en la superficie oceánica, cambios en las reservas de carbono en el interior del océano, nuevos datos atmosféricos de COS, observaciones satelitales de SIF y productividad neta de los ecosistemas forestales. Estos datos proporcionan nueva información sobre la absorción de carbono oceánico y su exportación vertical, así como sobre la fotosíntesis terrestre y los sumideros de carbono relacionados. 4C desarrolló predicciones decenales de Modelos de Sistemas Terrestres (ESM) de última generación para la próxima década, donde los modelos están impulsados ??por trayectorias actuales y futuras a corto plazo de emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero, y también representan la variabilidad natural del ciclo global del carbono impulsada por la variabilidad del sistema climático. 4C desarrolló nuevas restricciones emergentes y métodos de ponderación para reducir la incertidumbre en futuras proyecciones de la respuesta climática transitoria a las emisiones de CO2, las retroalimentaciones del ciclo del carbono y el clima. 4C produjo escenarios adaptativos originales y un marco de modelado para impulsar los Modelos de Sistemas Terrestres (ESM) en una configuración donde las emisiones futuras se refinan para mantener el calentamiento alineado con un objetivo predefinido (p. ej., 1,5 °C), lo que proporciona nuestras mejores estimaciones de los presupuestos de carbono restantes en consonancia con las ambiciones del Acuerdo de París, representando las principales retroalimentaciones del sistema terrestre. En resumen, 4C logró avances importantes en nuestra comprensión de los procesos clave que regulan las interacciones y retroalimentaciones entre el ciclo del carbono y el sistema climático físico, utilizando restricciones observacionales y una mejor comprensión de los procesos para proporcionar, por primera vez, predicciones a corto plazo y proyecciones a largo plazo del sistema acoplado clima-carbono bajo escenarios de mitigación ambiciosos. 4C apoyó dos elementos centrales del Acuerdo de París de la CMNUCC: el inventario mundial para rastrear el progreso hacia el objetivo a largo plazo y el esfuerzo de mitigación para lograr un objetivo a largo plazo de mantener el aumento de la temperatura promedio global muy por debajo de los 2 °C.
- THE UNIVERSITY OF EXETER (UNEXE)
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