Die Wissenschaft ist eindeutig. Wir sind weit davon entfernt, wichtige Klimaziele zu erreichen. Die Auswirkungen des Klimawandels und gefährlicher Wetterbedingungen machen Entwicklungserfolge zunichte und bedrohen das Wohlergehen der Menschen und des Planeten, heißt es in einem neuen Bericht mehrerer Organisationen, der von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) koordiniert wurde.
Die Treibhausgaskonzentrationen haben Rekordniveaus erreicht und heizen den Temperaturanstieg in der Zukunft an. Die Emissionslücke zwischen Anspruch und Realität ist nach wie vor groß. Unter den gegenwärtigen politischen Maßnahmen besteht eine Wahrscheinlichkeit von zwei Dritteln einer globalen Erwärmung von 3 °C in diesem Jahrhundert, sagt die In der Wissenschaft vereint berichten.
United in Science bietet dringend benötigten Anlass zur Hoffnung. Es untersucht, wie Fortschritte in den Natur- und Sozialwissenschaften, neue Technologien und Innovationen unser Verständnis des Erdsystems verbessern und bahnbrechende Veränderungen für die Anpassung an den Klimawandel, die Katastrophenvorsorge und die nachhaltige Entwicklung mit sich bringen könnten.
„Wir müssen jetzt dringend und ehrgeizig handeln, um nachhaltige Entwicklung, Klimaschutz und Katastrophenvorsorge zu unterstützen. Die Entscheidungen, die wir heute treffen, könnten den Unterschied zwischen einem zukünftigen Zusammenbruch oder einem Durchbruch hin zu einer besseren Welt ausmachen.
Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen haben sich als potenziell transformative Technologien erwiesen, die die Wettervorhersage revolutionieren und sie schneller, billiger und zugänglicher machen können. Hochmoderne Satellitentechnologien und virtuelle Realitäten, die die physische und die digitale Welt verbinden, eröffnen neue Möglichkeiten, beispielsweise in der Land- und Wasserwirtschaft.
Wissenschaft und Technologie allein reichen jedoch nicht aus, um globale Herausforderungen wie den Klimawandel und die nachhaltige Entwicklung zu bewältigen. In einer zunehmend komplexen Welt müssen wir unterschiedliche Kenntnisse, Erfahrungen und Perspektiven nutzen, um gemeinsam Lösungen zu schaffen.“
WMO-Generalsekretärin Celeste Saulo
Motoko Kotani, Vizepräsidentin des ISC für Wissenschaft und Gesellschaft und Mitwirkende am Bericht, sagte:
„Um die dringendsten globalen Herausforderungen von heute anzugehen, müssen wir uns auf eine transdisziplinäre Zusammenarbeit einlassen, bei der unterschiedliche Kenntnisse, Perspektiven und Erfahrungen zusammenkommen, um gemeinsam Lösungen zu entwickeln, die sowohl integrativ als auch nachhaltig sind. Die internationale Wissenschaftsgemeinschaft spielt eine entscheidende Rolle dabei, Wege zu ebnen, die diese vielfältigen Kooperationen fördern.“
Motoko Kotani, ISC-Vizepräsidentin für Wissenschaft und Gesellschaft
Die Zukunftsgipfel der Vereinten Nationen bietet eine einmalige Gelegenheit, unser gemeinsames Engagement für die globalen Ziele neu zu beleben und neu zu starten, heißt es in dem Bericht, der von einem Konsortium aus UN-Agenturen, Wetterorganisationen sowie Wissenschafts- und Forschungseinrichtungen erstellt wurde. Er enthält auch Beiträge von jungen Menschen und Nachwuchswissenschaftlern, die als Impulsgeber für den Wandel der Zukunft fungieren.
United in Science 2024 – Kernbotschaften
Der vom Menschen verursachte Klimawandel hat zu weitreichenden und raschen Veränderungen in der Atmosphäre, den Ozeanen, der Kryosphäre und der Biosphäre geführt. Das Jahr 2023 war mit großem Abstand das wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen, mit weit verbreiteten Wetterextremen. Dieser Trend setzte sich in der ersten Hälfte des Jahres 2024 fort.
Die weltweiten Treibhausgasemissionen stiegen von 1.2 bis 2021 um 2022 % und erreichten 57.4 Milliarden Tonnen Kohlendioxidäquivalent (CO2). Auch die global gemittelten Oberflächenkonzentrationen von CO2, Methan (CH4) und Lachgas (N2O) erreichten neue Höchststände.
Als das Pariser Abkommen verabschiedet wurde, wurde prognostiziert, dass die Treibhausgasemissionen bis 16 im Vergleich zu 2030 um 2015 % steigen würden. Heute beträgt der prognostizierte Anstieg 3 %, was darauf hindeutet, dass Fortschritte erzielt wurden. Dennoch bleibt die Emissionslücke für 2030 groß. Um die globale Erwärmung auf unter 2 °C bzw. 1.5 °C (über dem vorindustriellen Zeitalter) zu begrenzen, müssen die globalen Treibhausgasemissionen bis 2030 um 28 % bzw. 42 % gegenüber den aufgrund der aktuellen Politik prognostizierten Werten gesenkt werden.
Mit den bestehenden politischen Maßnahmen und den national festgelegten Beiträgen (die nationale Anstrengungen darstellen, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 °C zu begrenzen) wird geschätzt, dass die globale Erwärmung im Laufe des Jahrhunderts auf maximal 3 °C begrenzt werden kann. Nur im optimistischsten Szenario, in dem alle bedingten NDCs und Netto-Null-Versprechen vollständig erfüllt werden, wird die globale Erwärmung auf 2 °C begrenzt, wobei die Chance, die globale Erwärmung auf 14 °C zu begrenzen, nur 1.5 % beträgt.
Es besteht eine Wahrscheinlichkeit von 80 %, dass die globale mittlere Oberflächentemperatur in mindestens einem der nächsten fünf Kalenderjahre 1.5 °C über dem vorindustriellen Niveau liegt, und eine Wahrscheinlichkeit von 47 %, dass der Fünfjahresdurchschnitt von 2024 bis 2028 diesen Schwellenwert überschreitet. Der im Pariser Abkommen festgelegte Schwellenwert von 1.5 °C bezieht sich auf eine langfristige Erwärmung im Durchschnitt von 20 Jahren.
Es bedarf dringender Maßnahmen zur Schadensbegrenzung und Anpassung an den Klimawandel.
Allerdings verfügt noch immer ein Sechstel der Länder nicht über ein nationales Instrument für die Anpassungsplanung. Zudem besteht weiterhin eine erhebliche Finanzierungslücke: Seit 2020 ist der Zufluss internationaler öffentlicher Anpassungsfinanzierung rückläufig.
Dank rascher Fortschritte können künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) die Erstellung qualifizierter Wettermodelle schneller, kostengünstiger und für Länder mit niedrigem Einkommen und begrenzten Rechenkapazitäten zugänglicher machen.
Traditionell basiert die Wettervorhersage auf physikbasierten Modellen in einem Verfahren, das als numerische Wettervorhersage bezeichnet wird. KI/ML-Modelle werden anhand von Reanalysen und Beobachtungsdatensätzen trainiert, wodurch die Wettervorhersage schneller und kostengünstiger wird. Einige Evaluierungen haben das Potenzial von KI/ML für die Vorhersage gefährlicher Ereignisse wie tropischer Wirbelstürme und längerfristiger Vorhersagen von El Niño und La Niña gezeigt.
Es gibt enorme Chancen, aber auch viele Herausforderungen, insbesondere die begrenzte Datenqualität und -verfügbarkeit. Aktuelle KI/ML-Modelle berücksichtigen keine schwieriger vorhersagbaren Variablen im Zusammenhang mit Ozean, Land, Kryosphäre und Kohlenstoffkreislauf.
Damit KI/ML dem Gemeinwohl dient, ist eine starke globale Governance erforderlich. Mehr Transparenz ist wichtig, um Vertrauen aufzubauen und Standards für einen verantwortungsvollen Einsatz zu entwickeln.
Die unglaublichen Fortschritte der letzten Jahrzehnte bei der weltraumgestützten Erdbeobachtung bieten enorme Möglichkeiten für die Zukunft.
Für eine effektive Wettervorhersage, Klimavorhersage und Umweltüberwachung sind hochauflösende und hochfrequente Beobachtungen des Erdsystems von entscheidender Bedeutung.
Durch den Einsatz öffentlich-privater Partnerschaften können Innovationen bei der weltraumgestützten Erdbeobachtung zur Verbesserung von Wetter, Klima, Wasser und damit verbundenen Umweltanwendungen eingesetzt werden.
Allerdings stehen der Ausschöpfung des vollen Potenzials der weltraumgestützten Erdbeobachtungen zur Unterstützung globaler Ziele große Herausforderungen im Weg. Es bestehen weiterhin Lücken bei der genauen Messung kritischer Ozean-, Klima-, Aerosol- und hydrologischer Variablen und bei der Abdeckung spärlich beobachteter Bereiche wie der Kryosphäre.
Darüber hinaus stellen insbesondere für Entwicklungsländer die Zugänglichkeit und Standardisierung von Daten ein Problem dar.
Um die weltraumgestützte Erdbeobachtung hinsichtlich Wetter, Klima, Wasser und damit verbundenen Umweltanwendungen zu unterstützen, bedarf es internationaler Zusammenarbeit, umfassender Governance-Rahmen für integrierte Beobachtungssysteme und innovativer Finanzierungsmodelle.
WMO-Kalenderwettbewerb 2024 – Pramod Kanakath (Indonesien)
Sozioökonomische Auswirkungen und der Klimawandel belasten die Wasser- und Landressourcen und bedrohen die Nahrungsmittel- und Wassersicherheit. Immersive Technologien wie digitale Zwillinge, virtuelle Realität und das Metaverse können das integrierte Land- und Wassermanagement revolutionieren, indem sie interaktive und datengesteuerte Lösungen bieten, die die physische und die digitale Welt verbinden. Von der Simulation von Hochwasser- und Dürreereignissen bis hin zur Vorhersage von Wasserfluss und -ansammlung sowie Bodendegradation verbessern sie die Entscheidungsfindung und das Engagement verschiedener Akteure.
Digitale Zwillinge werden als virtuelle Darstellungen definiert, die ein physisches Objekt oder System genau widerspiegeln sollen. Das Metaverse ist ein integratives Ökosystem virtueller Welten, das immersive Erlebnisse bietet.
Zu den Herausforderungen zählen Einschränkungen bei der Datenverfügbarkeit und -qualität. Es gibt keinen ausreichenden Zugang zu nachhaltigen Finanzierungsmechanismen und effektiven Governance-Rahmenwerken sowie einen Mangel an Vertrauen und Verständnis in der Öffentlichkeit.
Für die Einführung dieser innovativen Lösungen sind internationale Zusammenarbeit, Wissensaustausch und robuste multilaterale Rahmenbedingungen von entscheidender Bedeutung.
Globale Herausforderungen wie Klimawandel, Katastrophenvorsorge und nachhaltige Entwicklung lassen sich nicht allein durch eine Wissensform bewältigen – sie erfordern einen transdisziplinären Ansatz, der Akteure aus unterschiedlichen ökologischen, sozialen und kulturellen Kontexten zusammenbringt, um gemeinsam Lösungen zu erarbeiten und umzusetzen.
Herkömmliche Ansätze konzentrieren sich häufig darauf, die Dimensionen von Naturwissenschaften und Sozialwissenschaften sowie von Politik und Gesellschaft getrennt zu verstehen.
Ein transdisziplinärer Ansatz bringt unterschiedliche Akteure wie Wissenschaftler, politische Entscheidungsträger, Praktiker und die Zivilgesellschaft, einschließlich lokaler und indigener Gemeinschaften, zusammen, um gemeinsam Wissen zu schaffen und Lösungen zu entwickeln, die für den lokalen Kontext relevant sind. Er unterscheidet sich von einem multidisziplinären Ansatz, bei dem Experten aus verschiedenen Disziplinen unabhängig voneinander an demselben Thema arbeiten.
Wenn man beispielsweise von Anfang an Wissenschaftler, politische Entscheidungsträger, Praktiker sowie lokale und indigene Gemeinschaften einbezieht, verbessert das das Verständnis für die Auswirkungen des Klimawandels vor Ort und bietet eine umfassendere Perspektive.
Darüber hinaus stärkt es das Vertrauen in Institutionen wie die National Meteorological and Hydrological Services (NMHSs).
Frühwarnsysteme für mehrere Gefahren (MHEWS) sind für den Schutz von Leben, Lebensunterhalt und Umwelt von entscheidender Bedeutung. Es gibt Belege dafür, dass die katastrophenbedingte Sterblichkeit in Ländern mit eingeschränkter bis mäßiger MHEWS-Abdeckung fast sechsmal höher ist als in Ländern mit umfassender bis umfassender Abdeckung.
Es wurden Fortschritte erzielt und Mehr als die Hälfte aller Länder weltweit berichten inzwischen von MHEWS. Es bleiben jedoch erhebliche Lücken.
Die Initiative „Frühwarnungen für alle“ (EW4All) Ziel ist es, bis Ende 2027 durch lebensrettende Frühwarnsysteme sicherzustellen, dass alle Menschen auf der Erde vor gefährlichen Wetter-, Wasser- und Klimaereignissen geschützt sind. Die Initiative betont, wie wichtig es ist, Natur- und Sozialwissenschaften, technologische Fortschritte und transdisziplinäre Ansätze einzubeziehen.
Um die Maßnahmen von EW4All bei allen Beteiligten zu verstärken, sind Innovationen in Wissenschaft, Technologie und Tools wie künstliche Intelligenz (KI), Multi-Channel- und digitale Kommunikationsplattformen und Citizen Science von entscheidender Bedeutung. Indem wir diese Fortschritte nutzen und sicherstellen, dass sie durch ausreichende Ressourcen unterstützt werden, können wir bahnbrechende Fortschritte erzielen, um sicherzustellen, dass Frühwarnungen für alle für Gemeinschaften auf der ganzen Welt Realität werden.
United in Science 2024 – Videozusammenfassung
Photo by Tim van der Kuip on Unsplash
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