Каковы доказательства того, что наш современный климат меняется?

Климат – это среднее значение погодных условий как минимум за 30 лет. 1,2 Ученые-геологи отслеживают современные климатические условия (с 1880 г. н.э. по настоящее время) путем прямых измерений данных о погоде (т. е. температуры воздуха, осадков и снегопадов, скорости ветра, облачности и т. д.) и усреднения этих данных за как минимум 30-летний период. . 1-3 Поскольку климатические условия влияют на другие части земной системы и находятся под их влиянием, для лучшего понимания того, как климат взаимодействует с геосферой. 3 Ученые-геологи также оценивают изменения климата в прошлом — до того, как стали возможны прямые измерения — по таким записям, как годичные кольца деревьев, керны льда, керны озерных и морских отложений и окаменелости. 4,5 Путем анализа многих независимых типов данных, сравнения с прошлыми климатическими данными и компьютерного моделирования климата ученые-геологи пришли к выводу, что в настоящее время климат во всем мире меняется в сторону более теплых условий.

Как осуществляется мониторинг климата?

Климат Земли можно рассматривать как большую взаимосвязанную систему, состоящую из трех основных частей — океана, суши и атмосферы, — которые влияют друг на друга даже издалека. Иными словами, изменение в одной части земной системы может оказать сильное влияние на один или несколько аспектов климата Земли; например, в более коротком временном масштабе очень высокие температуры океана в тропической части Тихого океана могут влиять на характер осадков во всем мире во время явлений Эль-Ниньо.Поскольку климатическая система Земли большая и сложная, ученые-геологи следят за состоянием земного океана, суши и атмосферы с помощью различных инструментов, включая метеостанции на суше, буи в океане, метеозонды в атмосфере и спутники. 3 Они измеряют многие прямые и косвенные параметры атмосферы, суши и океанов Земли, такие как температура, осадки, соленость океана, концентрация парниковых газов в атмосфере, продолжительность вегетационного периода, влажность почвы, снежный и ледяной покров, площадь морского льда и даже океанские течения. , среди многих других факторов. 3 Усредняя эту информацию за периоды в 30 и более лет, ученые могут увидеть, меняется ли климат и как различные части земных систем взаимодействуют с климатом Земли, влияют на него и находятся под его влиянием. 6

Ученые-геологи также могут оценить состояние климата Земли за время до того, как были записаны прямые измерения. 4,5 Ученые-геологи используют различные типы геологических «записей», такие как годичные кольца деревьев, химический состав ледяных кернов, размер ледника, наличие определенных растений и животных (определяется по окаменелостям и пыльце), химический состав океана, уровень озер, и другие — и знание современных взаимосвязей этих записей с температурой, количеством осадков и другими аспектами климата Земли, чтобы оценить климатические условия в прошлом. 4 Например, в более теплые и влажные годы кольца деревьев имеют тенденцию образовывать очень широкие кольца, а в более холодные и засушливые — более тонкие кольца. Используя современные измерения, ученые-геологи разработали математические отношения, которые связывают ширину годичных колец с температурой и осадками, и поэтому могут сделать вывод о том, каким был климат в прошлом, где росло каждое дерево. 7,8 Сравнивая многие типы прошлых климатических данных из разных областей друг с другом, ученые-геологи могут оценить прошлые изменения климата в конкретных регионах или даже на всей планете и лучше понять, как климатическая система Земли работает с течением времени. 4,5,7,8

Каковы последствия современного изменения климата?

Сочетая прямые наблюдения и реконструкции прошлых изменений климата, ученые-геологи смогли понять многие естественные влияния, которые играют роль в климате Земли, включая солнечную (солнечную) изменчивость, отражательную способность Земли, аспекты обращения Земли вокруг Солнца, вулканизм. , температуры и течения океана, концентрации парниковых газов и многое другое. 8-11 Записи из геологической истории Земли показывают, что климат менялся как постепенно, так и резко за последние три миллиона лет, поскольку Земля переживала чередование ледниковых периодов и более теплых периодов. 9-11 Геологические данные также показывают, что глобальные температуры и концентрации парниковых газов в атмосфере сильно коррелировали за последние 800 000 лет. 9,10 Температуры в целом повышались по мере увеличения концентрации парниковых газов, причем самый резкий рост как парниковых газов, так и температуры произошел за последние 150 лет. 9-13

Рисунок 1: Годовые отличия глобальной температуры от долгосрочного среднего значения за период с 1880 по 2016 год. Каждая полоса показывает разницу температур или аномалию за этот год. По состоянию на 7 апреля 2017 г. Изображение предоставлено: Национальные центры экологической информации NOAA.

Наблюдения за изменением климата

Наблюдения показали, что с 1880 года глобальная температура поверхности повысилась в среднем более чем на 1,5 ℉ (0,8 ℃), причем как на суше, так и на поверхности океана наблюдается повышение температуры, особенно с 1970-х годов (см. рис. 1 выше). 8,12-16 В Соединенных Штатах среднегодовая температура поверхности повысилась на 1,3℉ до 1,9℉ с 1895 года. 16 Более 80% наблюдаемого потепления с 1970-х годов произошло в океане, который имеет высокую способность как накапливать, так и высвобождать нагревать. 14,15 Увеличение средней глобальной температуры с 19 века отражается увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере за тот же период времени.8,11,15 Среднемесячные глобальные концентрации углекислого газа в атмосфере превысили 405 частей на миллион по состоянию на февраль 2017 года; 17, чтобы представить это в контексте, это значение примерно на 45% (более 100 частей на миллион) выше, чем в любой другой теплый период за последние 400 000 лет. 10

Другие наблюдения за недавним изменением климата включают повышение среднего глобального уровня моря на 8 дюймов за последнее столетие; уменьшение морского льда, ледяного щита и размера ледника; уменьшение снежного покрова и удлинение безморозного сезона; примерно на 30% более кислая поверхность океана; и более частые рекорды высоких температур, устанавливаемые в последние десятилетия. 8,11,13,15

Естественные процессы сильно влияют на климат Земли (отчасти поэтому тенденция на Рисунке 1 выше не является плавной), но есть свидетельства того, что выбросы парниковых газов от людей в сочетании с другими видами деятельности человека, такими как изменения в землепользовании, связаны с быстрое потепление, которое наблюдается с середины 20 века. 8,11-16,18-20 Десять самых теплых лет с момента начала ведения учета в 1880 году произошли с начала 2000-х годов, и ожидается, что средние глобальные температуры повысятся по крайней мере на 2℉, а возможно, и на целых 11℉ в течение следующем столетии, наряду со многими другими изменениями в земной системе. 8,14,21,22 Ученые-геологи внимательно следят за климатом, чтобы отслеживать тенденции во времени и прогнозировать будущие изменения.

Использованная литература:

1 В чем разница между погодой и климатом? Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
2 Климат против погоды Национальный центр данных по снегу и льду
3 Как мы наблюдаем сегодняшний климат? Климат.gov, Национальное управление океанографии и атмосферы
4 Учебник по прошлому климату Climate.gov, Национальное управление океанографии и атмосферы
5 Палеоклиматологические данные Национальные центры экологической информации
6 Как наблюдения за погодой становятся климатическими данными? Climate.gov, Национальное управление океанографии и атмосферы
7 годичных колец деревьев дают представление о климате Земли в прошлом Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
8 Четвертый оценочный отчет (2007 г.), Рабочая группа I: Физическая научная основа межправительственная комиссия по изменению климата
9 Что вызвало ледниковые периоды и другие важные изменения климата до индустриальной эры? (ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ) межправительственная комиссия по изменению климата
10 Изменение температуры и изменение содержания углекислого газа Национальные центры экологической информации
11 Национальная оценка климата 2014 г.: наблюдаемые изменения Программа исследования глобальных изменений США
12 фактов об изменении климата: причины Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
13 Изменение климата: откуда мы знаем? Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
14 Часто задаваемые вопросы: Сегодня земной шар все еще нагревается? Национальное управление океанических и атмосферных исследований
15 индикаторов глобального изменения климата Национальное управление океанических и атмосферных исследований
16 Национальная оценка климата 2014 г.: последние температурные тенденции в США Программа исследования глобальных изменений США
17 Тенденции содержания углекислого газа в атмосфере Лаборатория исследования системы Земля, Отдел глобального мониторинга, Национальное управление океанических и атмосферных исследований
18 Национальная оценка климата 2014 г.: Землепользование и изменение земного покрова Программа исследования глобальных изменений США
19 Часто задаваемые вопросы: Как связаны друг с другом изменения климата и землепользования? Геологическая служба США
20 аэрозолей: крошечные частицы, большой удар Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
21 2014 г. Национальная оценка климата: будущее изменение климата Программа исследования глобальных изменений США
22 Продвижение науки об изменении климата Национальная академия наук

Учить больше:

• Как наблюдения за погодой становятся климатическими данными? (Веб-страница) Climate.gov, Национальное управление океанографии и атмосферы
  Учебник, который объясняет, как данные о погоде собираются, преобразуются в климатическую информацию и используются для принятия решений.
• Часто задаваемые вопросы, Четвертый оценочный отчет: Изменение климата, 2007 г.: Рабочая группа I: Основы физических наук (веб-сайт) межправительственная комиссия по изменению климата
  Веб-сайт, содержащий ответы на несколько распространенных вопросов о климате Земли, парниковом эффекте и современных признаках изменения климата.
• Часто задаваемые вопросы о глобальном потеплении (веб-страница) Национальное управление океанических и атмосферных исследований
  Ответы на частые вопросы об изменениях климата Земли, причинах, воздействии и возможных мерах по смягчению последствий со ссылками на дополнительные ссылки
• Climate.gov (веб-сайт) Национальное управление океанических и атмосферных исследований
  Веб-сайт с легким доступом к климатическим данным, продуктам и услугам, а также экспертным информационным ресурсам для преподавателей, которые могут преподавать климат
• Национальная оценка климата (веб-сайт) Программа исследования глобальных изменений США
  Самый последний отчет о национальной оценке климата, в котором обобщаются данные о воздействии изменения климата в Соединенных Штатах и ​​​​прогнозы на будущее.
• Палеоклиматические исследования Геологической службы США (веб-сайт) Геологическая служба США
  Объяснения того, как оценивается климат прошлого (палеоклимат), какие виды палеоклиматических записей используются учеными-геологами, а также виды информации, полученной из палеоклиматических записей.