Am 12.04.2024 um 11:44 schrieb ingo mack über PhilWeb
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European Journal of Physics, Volume 45, Number 2
Citation M Vollmer and W Eberhardt 2024 Eur. J. Phys. 45 025803
A simple model for the prediction of CO2 concentrations in the atmosphere, depending on
global CO2 emissions
Hi IM,
das einfache Modell kannte ich noch nicht: „We present a very simple model for estimating
time dependent atmospheric CO2 concentrations c(t) from global carbon emission scenarios,
serving as single input data. We derive a single linear differential equation of 1st
order, based on parameters which are estimated from quantitative data of the global carbon
project and Mauna Loa data for CO2 concentrations. The model is tested first by comparing
it to the 1960–2021 period with reasonably good quantitative agreement and, second to two
of the typical current IPCC sce- narios with good qualitative agreement. Finally, some new
emission scenarios are modelled.“
Für die Konzentrationsänderung an CO2 in der Atmosphäre wird angesetzt: dc / dt = beta
S_atm, wobei S_atm = (Q_tot - (S_ocean + S_land)) aus der Differenz der Quellen und Senken
bestimmt wird. Der Parameter beta wird aus der über die Jahre gemessenen CO2-Konzentration
in der Atmosphäre ermittelt. Mit der Abschätzung (S_ocean + S_land) = k c(t) + b ergibt
sich: dc / dt = beta (Q_tot - k c(t) - b), wobei die Konstanten der Gleichung aus
Abschätzungen der Erdparameter ermittelt werden können, so dass „the CO2 concentration in
the atmosphere will ultimately reach an equilibrium value of 524 ppm“. Damit ist mir der
fragliche Wert im Prinzip nachvollziehbar geworden.
Ein derart übervereinfachtes Modell kann durch Variation der Konstanten natürlich über
einen erheblichen Spielraum hinweg passend gemacht werden. Für grobe Bilanzierungen und
einen ersten Überblick ist das Modell gleichwohl einsetzbar. Aber wie weitreichend können
lineare Näherungen an grundsätzlich nichtlineare Zusammenhänge sein? Und wie schon in dem
Phytoplankonmodell (aus meiner letzten Mail) fehlen zudem empirisch ermittelte
Reaktionsweisen auf der mikroskopischen Ebene.
IT