Denmark under IPCC scenarios – a view from the Eemian and Miocene past warm periods (EeMi)
The ‘most likely’ climate scenario according to the sixth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, AR6) predicts a CO2 concentration in the atmosphere of around 550 ppm by 2100 that will result in 2 to 3°C global warming. How this will play out in the climate system is widely discussed. In particular, the response of the Atlantic Meridional Ocean Circulation (AMOC) to warming, which has great implications for Danish mitigation and adaption strategies, is uncertain. Today, the AMOC is one of the key components of the global oceanic circulation and climate. The AMOC brings heat and moisture to Europe, and due to the upper limb of the AMOC (the Gulf Stream), Denmark is currently experiencing a mild and moist climate. Some studies propose, that a more-intense-than-present AMOC could increase both precipitation and temperature in Europe, while under a weaker AMOC, Europe would experience less rain and lower temperatures. The consequences of a decline will potentially induce a cascade of abrupt events related to the crossing of thresholds from different tipping points, not only locally, but globally.
The IPCC AR6 report has identified the Eemian and Miocene periods as “intervals of interest” due to their striking analogy with near future climate scenarios, the SSP1 “Sustainability/low CO2 emission” and SSP2 ”Middle of the road/intermediate CO2 emission”, respectively (SSP – Shared Socioeconomic Pathways). During the Eemian (130,000 to 115,000 years ago) the global temperature was 1-1.5°C higher than the preindustrial level due to high solar insolation. Similarly, during the Miocene Climatic Optimum (c. 17-15 million years ago), the atmospheric CO2 level was as high as today and the global temperature was 3-8°C higher than the preindustrial level. These two time periods can therefore help us to understand warmer-than-present climate states.
The objective of EeMi is to evaluate the climate state and variability in the northern middle latitudes (Danish North Sea) during the Eemian and the Miocene Climatic Optimum with a specific focus on reconstructing and assessing the state of the northern limb of the AMOC. We will utilize thick marine deposits and employ state-of-the-art paleoclimate proxy methods (biomarkers, such as: alkenones, membrane lipids, and leaf waxes) to reconstruct climate variability of sea surface temperature and precipitation during these two warmer-than-present climate states. We aim to generate the first high-resolution records from these time periods in the Danish North Sea and provide crucial data to validate model-based projections of future AMOC intensity, as well as temperature and precipitation patterns over Scandinavia.
Projekttitel: Danmark i IPCC scenarier – et perspektiv fra de varme periode Eem og Miocæn (EeMi)
I det ’mest sandsynlige’ klimatiske scenarie iflg. FN’s klimapanel (eng. IPCC, AR6) forudsiges en atmosfærisk CO2-koncentration på omkring 550 ppm i 2100, hvilket vil resultere i en global opvarmning på 2 to 3°C. Hvordan dette vil påvirke klodens klimasystemer er genstand for massiv debat. Der er særlig usikkerhed omkring hvordan opvarmingen vil påvirke den såkaldte ’Atlantic Meridional Ocean Circulation’ (AMOC), der har stor betydning for planlægningen af den danske klimatilpasning. I dag er AMOC en af hovedkomponenterne i de globale havstrømme og det globale klima. AMOC bringer varme og fugt til Europa, og på grund af den øvre gren af AMOC (Golfstrømmen), er klimaet i Danmark mildt og fugtigt. Nogle studier indikerer, at en mere intens AMOC vil øge både temperatur og nedbør i Europa, mens en svagere AMOC ville medføre mindre regn og lavere temperaturer. Konsekvenserne af denne svækkelse, kunne potentielt være en kaskade af pludselige klimaændringer relateret til selvforstærkende ’tipping points’, ikke kun lokalt, men globalt.
IPCC-rapporten identificerer tidsperioderne Eem og Miocæn som ’intervals of interest’ på grund af de markante ligheder mellem disse perioder og to potentielle fremtidige klimascenarier, hhv. SSP1 “Sustainability/low CO2 emission” and SSP2 ”Middle of the road/intermediate CO2 emission” (SSP – eng. Shared Socioeconomic Pathways). Under Eem-tiden (fra 130,000 til 115,000 år siden) var den globale temperatur 1-1,5°C højere end det præindustrielle niveau på grund af høj solindstråling. På tilsvarende vis var den atmosfæriske CO2-koncentration i Miocæn på niveau med den nuværende, og den globale temperatur var 3-8°C højere end før den industrielle periode. Disse to perioder kan derfor hjælpe os med at forstå klimatilstande der er varmere end i dag.
Formålet med EeMi er at rekonstruere klimatilstanden og -variationen i de nordlige mellemhøje breddegrader (Den danske Nordsø) under Eem og under det Miocæne klimatiske optimum, med specifikt fokus på den nordlige gren af AMOC. Vi vil analysere exceptionelt mægtige marine aflejringer afsat i fortidens Nordsø og benytte avancerede palæoklima-proxymetoder (biomarkører såsom: alkenoner, membranlipider og bladvoks) til at rekonstruere variation i havets overfladetemperatur og mængden af nedbør i disse to varmere klimatilstande. Målet er at at generere de første klimadata i høj tidsopløsning fra disse tidsperioder i den danske Nordsø, som kan være med til at kortlægge temperatur- og nedbørsmønstre i Skandinavien samtbidrage til at validere modeller, der simulaerer for AMOC’s fremtidige intensitet.
