Что произойдет с климатом, если мы прекратим выбросы парниковых газов сегодня?

Ричард Б. Руд получает финансирование от правительства и исследовательских грантов фондов.

Партнеры

Мичиганский университет предоставляет финансирование в качестве партнера-основателя The Conversation US.

Климат Земли быстро меняется.Мы знаем это из миллиардов наблюдений, задокументированных в тысячах журнальных статей и текстов и обобщаемых каждые несколько лет Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата. Основной причиной этого изменения является выброс углекислого газа при сжигании угля, нефти и природного газа.

Международные переговоры по климату в Лиме на этой неделе закладывают основу для климатического саммита ООН в следующем году в Париже. В то время как переговоры о сокращении выбросов продолжаются, сколько потепления мы уже зафиксировали? Если завтра мы перестанем выбрасывать парниковые газы, почему температура будет продолжать расти?

Основы углерода и климата

Углекислый газ, который накапливается в атмосфере, изолирует поверхность Земли. Это как согревающее одеяло, которое удерживает тепло. Эта энергия повышает среднюю температуру поверхности Земли, нагревает океаны и тает полярные льды. Как следствие, повышается уровень моря и меняются погодные условия.

С 1880 года, после того как выбросы углекислого газа резко возросли во время промышленной революции, средняя глобальная температура увеличилась примерно на 1,5 F (0,85 C). Каждое из последних трех десятилетий было теплее, чем предыдущее десятилетие, а также теплее, чем все предыдущее столетие.

Арктика нагревается намного быстрее, чем средняя глобальная температура; лед в Северном Ледовитом океане тает, и вечная мерзлота тает. Ледяные щиты как в Арктике, так и в Антарктике тают. Экосистемы как на суше, так и в море меняются. Наблюдаемые изменения являются последовательными и согласуются с нашим теоретическим пониманием энергетического баланса Земли и моделированием на основе моделей, которые используются для понимания прошлой изменчивости и помогают нам думать о будущем.

Хлопни по климатическим тормозам

Что случилось бы с климатом, если бы мы прекратили выбрасывать углекислый газ сегодня, прямо сейчас? Вернемся ли мы к климату наших предков? Простой ответ — нет.Как только мы высвобождаем углекислый газ, хранящийся в ископаемом топливе, которое мы сжигаем, он накапливается и перемещается в атмосфере, океанах, земле, растениях и животных биосферы. Выделившийся углекислый газ останется в атмосфере на тысячи лет. Только через много тысячелетий он вернется в горные породы, например, путем образования карбоната кальция — известняка — по мере того, как раковины морских организмов оседают на дно океана. Но по промежуткам времени, имеющим отношение к человеку, однажды выпущенный углекислый газ остается в нашей среде практически навсегда. Оно не исчезнет, ​​если мы сами его не удалим.

Если мы прекратим выбросы сегодня, это не конец истории глобального потепления. Повышение температуры происходит с задержкой, поскольку климат поглощает весь углерод, содержащийся в атмосфере. Возможно, еще через 40 лет климат стабилизируется при температуре выше, чем была нормальной для предыдущих поколений.

Это десятилетнее отставание между причиной и следствием связано с тем, что для нагрева огромной массы океана требуется много времени. Энергия, удерживаемая на Земле повышенным содержанием углекислого газа, не только нагревает воздух. Он растапливает лед; нагревает океан. По сравнению с воздухом поднять температуру воды труднее – на это нужно время, десятилетия. Однако, как только температура океана повышается, это усиливает потепление поверхности Земли.

Таким образом, даже если выбросы углерода полностью прекратятся прямо сейчас, когда океаны догонят атмосферу, температура Земли поднимется еще примерно на 1,1 F (0,6 C). Ученые называют это постоянным потеплением. Лед, также реагирующий на повышение температуры в океане, будет продолжать таять. Уже есть убедительные доказательства того, что значительные ледники в ледяных щитах Западной Антарктики потеряны. Лед, вода и воздух — дополнительное тепло, удерживаемое на Земле углекислым газом, влияет на них всех. То, что расплавилось, останется расплавленным, и еще больше расплавится.

Экосистемы изменяются естественными и искусственными явлениями.Когда они выздоровеют, это будет в климате, отличном от того, в котором они эволюционировали. Климат, в котором они выздоравливают, не будет стабильным; будет продолжать нагреваться. Не будет новой нормальности, только больше изменений.

Потеря ледникового льда над Гренландией и Антарктидой с 2003 по 2010 год.

Лучший из худших сценариев

В любом случае, остановить выброс углекислого газа сегодня, прямо сейчас невозможно. Несмотря на значительный прогресс в области возобновляемых источников энергии, общий спрос на энергию увеличивается, а выбросы углекислого газа увеличиваются. Я учу своих студентов, что им нужно планировать потепление на 7F (4C). В отчете Международного энергетического агентства за 2011 год говорится, что если мы не сойдем с нынешнего пути, то увидим, что Земля потеплеет на 11F (6C). Наша нынешняя Земля чуть более чем на 1F теплее, и наблюдаемые изменения уже вызывают тревогу.

Есть много причин, по которым нам необходимо существенно сократить выбросы углекислого газа. Климат быстро меняется; если этот темп замедлится, природа и люди смогут адаптироваться с большей готовностью. Общее количество изменений, включая повышение уровня моря, может быть ограничено. Чем дальше мы удаляемся от известного нам климата, тем ненадежнее ориентиры наших моделей и тем меньше вероятность того, что мы сможем подготовиться. Чем теплее становится планета, тем больше вероятность того, что резервуары двуокиси углерода и метана, еще одного парникового газа, согревающего планету, будут высвобождаться из хранилищ в замерзшей арктической вечной мерзлоте, что еще больше усугубит проблему.

Если мы остановим наши выбросы сегодня, мы не вернемся в прошлое. Это не повод, однако, продолжать безудержные выбросы. Мы приспосабливаемые существа, обладающие достоверными знаниями о будущем нашего климата и о том, как мы можем создать это будущее. На данный момент мы уже застряли с некоторым гарантированным изменением климата. Вместо того, чтобы пытаться восстановить прошлое, нам нужно думать о наилучшем возможном будущем.

• Изменение климата
• Углекислый газ (CO2)
• Глобальное потепление
• Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК)
• Выбросы парниковых газов (ПГ)