Glob się rozgrzewa. Zarówno ląd, jak i oceany są teraz cieplejsze niż wtedy, gdy rozpoczęto prowadzenie rejestrów w 1880 r., A temperatury wciąż spadają w górę. Ten wzrost ciepła to globalne ocieplenie, w skrócie.
Oto same liczby, według National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): W latach 1880-1980 globalna roczna temperatura wzrastała średnio o 0,13 stopnia Fahrenheita (0,07 stopnia Celsjusza) na dekadę. Od 1981 r. Tempo wzrostu przyspieszyło do 0,32 stopnia F (0,18 stopnia C) na dekadę. Doprowadziło to dziś do wzrostu średniej globalnej temperatury o 3,6 stopnia F (2 stopnie C) w porównaniu z epoką przedindustrialną. W 2019 r. Średnia globalna temperatura nad lądem i oceanem wynosiła 1,75 stopnia F (0,95 stopnia C) powyżej średniej XX wieku. To sprawiło, że 2019 był drugim najgorętszym rokiem w historii, kończącym się dopiero w 2016 roku.
Ten wzrost ciepła jest spowodowany przez ludzi. Spalanie paliw kopalnych uwolniło gazy cieplarniane do atmosfery, które wychwytują ciepło ze słońca i podnoszą temperaturę powierzchni i powietrza.
Jak odgrywa rolę efekt cieplarniany
Głównym motorem dzisiejszego ocieplenia jest spalanie paliw kopalnych. Węglowodory te ogrzewają planetę poprzez efekt cieplarniany, który jest spowodowany interakcją między ziemską atmosferą a przychodzącym promieniowaniem słonecznym.
„Podstawową fizykę efektu cieplarnianego odkrył ponad sto lat temu inteligentny facet używający wyłącznie ołówka i papieru” - powiedział Live Science Josef Werne, profesor geologii i nauk o środowisku na University of Pittsburgh.
Tym „inteligentnym facetem” był Svante Arrhenius, szwedzki naukowiec i ostatecznie zdobywca Nagrody Nobla. Mówiąc najprościej, promieniowanie słoneczne uderza w powierzchnię Ziemi, a następnie odbija się w kierunku atmosfery w postaci ciepła. Gazy w atmosferze wychwytują to ciepło, zapobiegając jego ucieczce w pustkę kosmiczną (dobra wiadomość dla życia na planecie). W artykule zaprezentowanym w 1895 r. Arrhenius stwierdził, że gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla, mogą uwięzić ciepło blisko powierzchni Ziemi, a niewielkie zmiany w ilości tych gazów mogą mieć duży wpływ na ilość zatrzymywanego ciepła.
Skąd pochodzą gazy cieplarniane
Od początku rewolucji przemysłowej ludzie szybko zmieniają bilans gazów w atmosferze. Spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel i ropa, uwalnia parę wodną, dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), ozon i podtlenek azotu (N2O), podstawowe gazy cieplarniane. Dwutlenek węgla jest najczęstszym gazem cieplarnianym. Między około 800 000 lat temu a początkiem rewolucji przemysłowej obecność CO2 w atmosferze wynosiła około 280 części na milion (ppm, co oznacza, że w powietrzu znajdowało się około 208 cząsteczek CO2 na każdy milion cząsteczek powietrza). Według danych krajowych centrów informacji o środowisku na 2018 r. (Ostatni rok, w którym dostępne są pełne dane), średni poziom CO2 w atmosferze wynosił 407,4 ppm.
To może nie zabrzmieć dużo, ale według Scripps Institution of Oceanography poziomy CO2 nie były tak wysokie od epoki pliocenu, która miała miejsce między 3 milionami a 5 milionami lat temu. W tym czasie Arktyka była wolna od lodu przez co najmniej część roku i była znacznie cieplejsza niż obecnie, według badań z 2013 r. Opublikowanych w czasopiśmie Science.
Według analizy Agencji Ochrony Środowiska (EPA) w 2016 r. CO2 stanowił 81,6% wszystkich emisji gazów cieplarnianych w USA.
„Wiemy za pomocą bardzo dokładnych pomiarów instrumentalnych, że występuje niespotykany wzrost CO2 w atmosferze. Wiemy, że CO2 pochłania promieniowanie podczerwone, a globalna średnia temperatura rośnie”, Keith Peterman, profesor chemii w York College of Pennsylvania, a jego partner badawczy, Gregory Foy, profesor chemii w York College of Pennsylvania, powiedział Live Science we wspólnej wiadomości e-mail.
CO2 przedostaje się do atmosfery różnymi drogami. Spalanie paliw kopalnych uwalnia CO2 i jest zdecydowanie największym wkładem USA w emisje, które ogrzewają glob. Według raportu EPA z 2018 r. Spalanie paliw kopalnych w USA, w tym wytwarzanie energii elektrycznej, uwolniło nieco ponad 5,8 mld ton (5,3 mld ton metrycznych) CO2 do atmosfery w 2016 r. Inne procesy - takie jak nieenergetyczne wykorzystanie paliw, produkcja żelaza i stali , produkcja cementu i spalanie odpadów - zwiększ całkowite roczne uwalnianie CO2 w USA do 7 miliardów ton (6,5 miliarda ton metrycznych).
Wylesianie ma również duży wpływ na nadmiar CO2 w atmosferze. Według badań opublikowanych przez Uniwersytet Duke'a wylesianie jest drugim co do wielkości antropogenicznym (wytworzonym przez człowieka) źródłem dwutlenku węgla. Po śmierci drzew uwalniają węgiel zgromadzony podczas fotosyntezy. Według globalnej oceny zasobów leśnych z 2010 r. Wylesianie uwalnia prawie miliard ton węgla rocznie do atmosfery.
Globalnie metan jest drugim najczęściej występującym gazem cieplarnianym, ale jest najbardziej skuteczny w zatrzymywaniu ciepła. EPA informuje, że metan jest 25 razy bardziej skuteczny w zatrzymywaniu ciepła niż dwutlenek węgla. Według EPA w 2016 r. Gaz stanowił około 10% wszystkich emisji gazów cieplarnianych w USA.
Metan może pochodzić z wielu źródeł naturalnych, ale ludzie powodują znaczną część emisji metanu poprzez wydobycie, wykorzystanie gazu ziemnego, masową hodowlę zwierząt i wykorzystanie składowisk odpadów. Według EPA bydło stanowi największe pojedyncze źródło metanu w USA, a zwierzęta wytwarzają prawie 26% całkowitej emisji metanu.
Istnieją pewne obiecujące trendy w liczbach emisji gazów cieplarnianych w USA. Według raportu EPA z 2018 r. Emisje te wzrosły o 2,4% między 1990 a 2016 r., Ale spadły o 1,9% między 2015 a 2016 r.
Część tego spadku była spowodowana ciepłą zimą w 2016 r., Która wymagała mniej paliwa do ogrzewania niż zwykle. Jednak według Centrum Center for Climate and Energy Solutions kolejnym znaczącym powodem tego niedawnego spadku jest zastąpienie węgla gazem ziemnym. Stany Zjednoczone przechodzą również z gospodarki opartej na produkcji na gospodarkę usługową o mniejszym zużyciu węgla. Zgodnie z EPA, pojazdy energooszczędne i normy efektywności energetycznej budynków również poprawiły emisję.
Skutki globalnego ocieplenia
Globalne ocieplenie to nie tylko ocieplenie, dlatego też „zmiana klimatu” stała się ulubionym terminem wśród badaczy i decydentów. Podczas gdy glob staje się coraz cieplejszy, ten wzrost temperatury może mieć paradoksalne skutki, takie jak częstsze i silniejsze burze śnieżne. Zmiany klimatu mogą i będą oddziaływać na glob na kilka dużych sposobów: przez topienie lodu, suszenie już suchych obszarów, powodowanie ekstremalnych warunków pogodowych i zaburzanie delikatnej równowagi oceanów.
Topniejący lód
Być może najbardziej widocznym jak dotąd skutkiem zmian klimatu jest topnienie lodowców i lodu morskiego. Lodowce cofają się od końca ostatniej epoki lodowcowej, około 11700 lat temu, ale ocieplenie w ostatnim stuleciu przyspieszyło ich śmierć. Badanie z 2016 r. Wykazało, że istnieje 99% szans, że globalne ocieplenie spowodowało ostatnie cofnięcie się lodowców; w rzeczywistości badania wykazały, że te lodowe rzeki cofnęły się 10 do 15 razy w odległości, którą mieliby, gdyby klimat pozostał stabilny. Park Narodowy Glacier w Montanie miał pod koniec XIX wieku 150 lodowców. Dziś ma 26. Utrata lodowców może spowodować utratę życia ludzkiego, gdy lodowate tamy powstrzymujące jeziora lodowcowe destabilizują się i pękają, lub gdy lawiny spowodowane przez niestabilne wioski zakopane lodem.
Na biegunie północnym ocieplenie przebiega dwa razy szybciej niż na średnich szerokościach geograficznych, a lód morski wykazuje obciążenie. Jesienią i zimą lód w Arktyce odnotował rekordowe spadki zarówno w 2015, jak i 2016 r., Co oznacza, że obszar lodu nie obejmował tyle otwartego morza, jak wcześniej zaobserwowano. Według NASA 13 najmniejszych wartości maksymalnego zasięgu lodu morskiego w Arktyce mierzono w ciągu ostatnich 13 lat. Lód tworzy się również w późniejszym okresie sezonu i łatwiej topnieje na wiosnę. Według National Data and Snow and Ice Data Center, w styczniu zasięg lodu morskiego spadał o 3,15% na dekadę w ciągu ostatnich 40 lat. Niektórzy naukowcy sądzą, że Ocean Arktyczny zobaczy lata bez lodu w ciągu 20 lub 30 lat.
Na Antarktydzie obraz był nieco mniej wyraźny. Zachodni Półwysep Antarktyczny ogrzewa się szybciej niż gdziekolwiek indziej poza niektórymi częściami Arktyki, według Koalicji Antarktycznej i Oceanu Południowego. Półwysep to miejsce, w którym szelf lodowy Larsen C właśnie pękł w lipcu 2017 r., Odradzając górę lodową wielkości Delaware. Teraz naukowcy twierdzą, że jedna czwarta lodu zachodniej Antarktydy grozi zawaleniem, a ogromne lodowce Thwaites i Pine Island płyną pięć razy szybciej niż w 1992 roku.
Lód morski na Antarktydzie jest jednak niezwykle zmienny, a niektóre obszary osiągnęły rekordowe poziomy w ostatnich latach. Jednak zapisy te mogą zawierać odciski palców zmian klimatu, ponieważ mogą one wynikać z przemieszczania się lodu lądowego do morza w miarę topnienia lodowców lub zmian związanych z ociepleniem wiatru. Jednak w 2017 r. Ten wzorzec rekordowo wysokiego lodu nagle się odwrócił, z występowaniem rekordowo niskiego poziomu. W dniu 3 marca 2017 r. Lód morski na Antarktydzie został zmierzony w odległości 71 000 mil kwadratowych (184 000 kilometrów kwadratowych) mniej niż poprzednie minimum z 1997 r.
Podgrzewać
Globalne ocieplenie zmieni również rzeczy między biegunami. Oczekuje się, że wiele już suchych obszarów będzie jeszcze bardziej suchych w miarę ocieplania się świata. Na przykład południowo-zachodnie i środkowe równiny Stanów Zjednoczonych mają doświadczyć dziesięcioleci „megadiwert” trudniejszych niż cokolwiek innego w ludzkiej pamięci.
„Przyszłość suszy w zachodniej Ameryce Północnej prawdopodobnie będzie gorsza niż ktokolwiek doświadczył w historii Stanów Zjednoczonych”, Benjamin Cook, klimatolog z NASA Goddard Institute for Space Studies w Nowym Jorku, który opublikował wyniki badań w 2015 roku te susze, powiedział Live Science. „Są to susze, które są tak daleko poza naszym współczesnym doświadczeniem, że prawie niemożliwe jest nawet o nich myśleć”.
Badanie przewidywało 85% szans na suszę trwającą co najmniej 35 lat w regionie do 2100 r. Naukowcy odkryli, że głównym czynnikiem napędzającym jest rosnące parowanie wody z cieplejszej i cieplejszej gleby. Znaczna część opadów opadających w tych suchych regionach zostanie utracona.
Tymczasem badania z 2014 r. Wykazały, że wiele obszarów prawdopodobnie zobaczy mniej opadów w miarę ocieplania się klimatu. Badania wykazały, że regiony subtropikalne, w tym Morze Śródziemne, Amazonka, Ameryka Środkowa i Indonezja, będą najbardziej dotknięte, podczas gdy Republika Południowej Afryki, Meksyk, zachodnia Australia i Kalifornia również wyschną.
Ekstremalna pogoda
Kolejny wpływ globalnego ocieplenia: ekstremalna pogoda. Oczekuje się, że huragany i tajfuny staną się bardziej intensywne w miarę ocieplania się planety. Cieplejsze oceany parują więcej wilgoci, która jest silnikiem napędzającym te burze. Międzyrządowy Zespół ONZ ds. Zmian Klimatu (IPCC) przewiduje, że nawet jeśli świat zdywersyfikuje źródła energii i przejdzie do gospodarki o mniejszym zużyciu paliw kopalnych (znanej jako scenariusz A1B), cyklony tropikalne będą prawdopodobnie nawet o 11% większe średnio intensywny. Oznacza to więcej szkód spowodowanych przez wiatr i wodę na wrażliwych wybrzeżach.
Paradoksalnie zmiany klimatu mogą również powodować częstsze ekstremalne burze śnieżne. Według National Centers for Environmental Information, ekstremalne burze śnieżne we wschodnich Stanach Zjednoczonych stały się dwa razy częstsze niż na początku XX wieku. Tutaj znowu ta zmiana następuje, ponieważ ocieplenie temperatur oceanu prowadzi do zwiększonego parowania wilgoci do atmosfery. Ta wilgoć napędza burze, które nawiedzają kontynentalne Stany Zjednoczone.
Zakłócenia oceanów
Niektóre z najbardziej bezpośrednich skutków globalnego ocieplenia są pod falami. Oceany działają jak pochłaniacze węgla, co oznacza, że pochłaniają rozpuszczony dwutlenek węgla. To nie jest złe dla atmosfery, ale nie jest dobre dla ekosystemu morskiego. Kiedy dwutlenek węgla reaguje z wodą morską, pH wody spada (to znaczy staje się bardziej kwaśne), proces znany jako zakwaszenie oceanu. Ta zwiększona kwasowość zjada skorupy i szkielety węglanu wapnia, od których przetrwania zależy wiele organizmów oceanicznych. Te stworzenia obejmują skorupiaki, pteropods i koralowce, zgodnie z NOAA.
W szczególności koralowce są kanarkami w kopalni węgla w celu zmiany klimatu w oceanach. Morscy naukowcy zaobserwowali alarmujący poziom bielenia koralowców, wydarzenia, w których koral wydala symbiotyczne glony, które dostarczają koralowcom składników odżywczych i nadają im ich żywe kolory. Wybielanie występuje, gdy koralowce są poddawane stresowi, a stresory mogą obejmować wysokie temperatury. W 2016 i 2017 r. W australijskiej Wielkiej Rafie Koralowej doszło do wydarzeń bielących. Koral może przetrwać wybielanie, ale powtarzające się przypadki bielenia sprawiają, że przeżycie jest coraz mniej prawdopodobne.
Nie było przerwy klimatycznej
Pomimo przytłaczającego naukowego konsensusu w sprawie przyczyn i rzeczywistości globalnego ocieplenia, kwestia ta jest kontrowersyjna politycznie. Na przykład zaprzeczający zmianom klimatycznym argumentowali, że ocieplenie spowolniło w latach 1998–2012, zjawisko znane jako „przerwa w zmianie klimatu”.
Niestety dla planety przerwa nigdy się nie wydarzyła. W dwóch badaniach, jednym opublikowanym w czasopiśmie Science w 2015 r. I jednym opublikowanym w 2017 r. W czasopiśmie Science Advances, ponownie przeanalizowano dane dotyczące temperatury oceanu, które wykazały spowolnienie ocieplenia i stwierdzono, że był to jedynie błąd pomiaru. W latach 1950. i 90. większość pomiarów temperatury oceanów wykonywano na pokładzie łodzi badawczych. Woda byłaby pompowana do rur przez maszynownię, co ostatecznie spowodowało lekkie podgrzanie wody. Po latach 90. naukowcy zaczęli stosować systemy oparte na boi oceanicznej, które były dokładniejsze, do pomiaru temperatur oceanicznych. Problem pojawił się, ponieważ nikt nie poprawił zmiany wymiarów między łodziami a bojami. Dokonanie tych korekt wykazało, że oceany ocieplały średnio 0,22 stopnia F (0,12 stopnia C) średnio na dekadę od 2000 r., Prawie dwa razy szybciej niż wcześniejsze szacunki 0,12 stopnia F (0,07 stopnia C) na dekadę.
Szybkie fakty o globalnym ociepleniu
Według NASA:
