Kortlivede drivhusgasser forårsager århundreders stigning i havets overflade

Selvom der kommer en dag, hvor verden helt holder op med at udlede drivhusgasser til atmosfæren, kystregioner og ø-nationer vil fortsætte med at opleve stigende havniveauer i århundreder bagefter, ifølge en ny undersøgelse foretaget af forskere ved MIT og Simon Fraser University.

I et papir offentliggjort i denne uge i Procedurer fra National Academy of Sciences , forskerne rapporterer, at opvarmning fra kortlivede forbindelser-drivhusgasser som metan, chlorfluorcarboner, eller hydrofluorcarboner, der bliver hængende i atmosfæren i blot et år til et par årtier - kan få havniveauet til at stige i hundreder af år, efter at forureningerne er blevet fjernet fra atmosfæren.

"Hvis du tænker på lande som Tuvalu, som knap er over havets overflade, spørgsmålet, der truer, er, hvor meget vi kan udsende, før de er dødsdømt. Er de allerede planlagt til at gå under, selvom vi holdt op med at udsende alt i morgen?" siger medforfatter Susan Solomon, Ellen Swallow Richards professor i atmosfærisk kemi og klimavidenskab ved MIT. "Det er desto mere grund til, at det er vigtigt at forstå, hvor længe klimaændringer vil vare, og hvor meget mere havstigning er allerede låst inde. "

Solomons medforfattere er hovedforfatter Kirsten Zickfeld fra Simon Fraser University og Daniel Gilford, en kandidatstuderende i MIT's Department of Earth, Atmosfæriske og planetariske videnskaber.

Kort ophold, lang stigning

Nylige undersøgelser foretaget af mange grupper, herunder Salomons egen, har vist, at selv hvis menneskeskabte emissioner af kuldioxid helt stopper, deres tilhørende atmosfæriske opvarmning og havniveaustigning vil fortsætte i mere end 1, 000 år. Disse effekter - i det væsentlige irreversible på menneskelige tidsskalaer - skyldes til dels kuldioxidens opholdstid:Drivhusgassen kan forblive i atmosfæren i århundreder, efter at den er blevet udsendt fra skorstene og udstødningsrør.

I modsætning til kuldioxid, andre drivhusgasser såsom metan og chlorfluorcarboner har meget kortere levetid. Imidlertid, tidligere undersøgelser har ikke specificeret, hvad deres langsigtede virkninger kan have på havstigning. For at besvare dette spørgsmål, Solomon og hendes kolleger udforskede en række klimascenarier ved hjælp af en Earth Systems Model of Intermediate Complexity, eller EMIC, en beregningsmæssigt effektiv klimamodel, der simulerer hav- og atmosfærisk cirkulation til at projektere klimaændringer over årtier, århundreder, og årtusinder.

Med modellen, holdet beregnede både den gennemsnitlige globale temperatur og stigning i havniveauet, som reaktion på menneskeskabte emissioner af kuldioxid, metan, chlorfluorcarboner, og hydrofluorcarboner.

Forskernes estimater for kuldioxid var i overensstemmelse med andres forudsigelser og viste, at selv hvis verden skulle holde op med at udlede kuldioxid fra og med 2050, op til 50 procent af gassen ville forblive i atmosfæren mere end 750 år efter. Selv efter kuldioxidemissioner ophører, stigningen i havniveauet bør fortsætte med at stige, måler det dobbelte af niveauet for 2050-estimaterne i 100 år, og fire gange den værdi i yderligere 500 år.

Grunden, Salomon siger, skyldes "havinerti":Når verden opvarmes på grund af drivhusgasser - kuldioxid inkluderet - opvarmes vandet og udvider sig, får havstanden til at stige. Fjernelse af den ekstra havvarme forårsaget af selv kortvarige gasser, og dermed sænke havniveauet, er en meget langsom proces.

"Når varmen går ind i havet, det går dybere og dybere, giver dig fortsat termisk ekspansion, " Solomon forklarer. "Så skal det overføres tilbage til atmosfæren og sendes tilbage til rummet for at køle af, og det er en meget langsom proces på hundreder af år."

Stammende tidevand

I et bestemt klimamodelleringsscenarie, holdet evaluerede havniveauets reaktion på forskellige metan-emissionsscenarier, hvor verden ville fortsætte med at udsende gassen med de nuværende hastigheder, indtil emissionerne slutter helt om tre forskellige år:2050, 2100, og 2150.

I alle tre scenarier, metangas forsvandt hurtigt fra atmosfæren, og dens tilhørende atmosfæriske opvarmning faldt med en lignende hastighed. Imidlertid, metan fortsatte med at bidrage til stigning i havoverfladen i århundreder senere. Hvad mere er, de fandt ud af, at jo længere verden venter på at reducere metanemissioner, jo længere hav vil forblive højt.

"Overraskende, en gas med en 10-årig levetid kan faktisk forårsage vedvarende havniveauændringer, " siger Solomon. "Så du skal ikke bare stoppe med at udsende og få alt til at gå tilbage til en præindustriel tilstand. Du kommer til at leve med det her i meget lang tid."

Forskerne fandt en guldkant i deres analyser:Nysgerrig på, om tidligere regler om forurenende stoffer har haft en signifikant effekt på havniveaustigningen, teamet fokuserede på den måske mest succesrige globale saneringsindsats til dato - Montreal -protokollen, en international traktat ratificeret af 197 lande i 1989, som effektivt bremsede emissioner af ozonnedbrydende forbindelser på verdensplan.

Opmuntrende, forskerne fandt, at Montreal-protokollen, mens designet til at beskytte ozonlaget ved at udfase forurenende stoffer som chlorfluorcarboner - har det også hjulpet med at dæmme op for stigende hav. Hvis Montreal -protokollen ikke var blevet ratificeret, og lande var fortsat med at udsende chlorfluorcarboner til atmosfæren, forskerne fandt, at i 2050, verden ville have oplevet op til yderligere 6 tommer havstigning.

"En halv fod er temmelig betydningsfuld, "Solomon siger." Det er endnu en enorm grund til, at Montreal -protokollen har været en ganske god ting for planeten. "

I deres papirs konklusion, forskerne påpeger, at bestræbelser på at dæmme op for den globale opvarmning ikke må forventes at vende åbent hav hurtigt, og at langsigtede virkninger fra havniveaustigninger bør overvejes seriøst:"Den primære politiske konklusion af denne undersøgelse er, at den langvarige natur af havniveaustigning øger betydningen af ​​tidligere afbødende foranstaltninger."