Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Med klimaforandringer, tilsyneladende små skift har store konsekvenser

Udgående stråling er faldende, på grund af stigende drivhusgasser i atmosfæren, og fører til Jordens energibalance på 460 terawatts. Procentdelen, der går ind på hvert domæne, er angivet. Kredit:Kevin Trenberth, CC BY-ND

Klimaændringer har akkumuleret langsomt, men ubarmhjertigt i årtier. Ændringerne lyder måske små, når du hører om dem - endnu en tiendedel grad varmere, endnu en centimeter havstigning - men tilsyneladende små ændringer kan have store virkninger på verden omkring os, især regionalt.

Problemet er, at selvom effekterne til enhver tid er små, de akkumuleres. Disse effekter er nu akkumuleret til det punkt, hvor deres indflydelse bidrager til at beskadige hedebølger, ekstreme tørke og nedbør, der ikke kan ignoreres.

Den seneste rapport fra FN's mellemstatslige panel om klimaændringer er mere eftertrykkelig end nogensinde:Klimaændringer, forårsaget af menneskelige aktiviteter som forbrænding af fossile brændstoffer, har skadelige virkninger på klimaet, som vi kender det, og disse effekter bliver hurtigt værre.

Jordens energibalance

Et glimrende eksempel på, hvordan klimaændringer akkumuleres, er Jordens energibalance. Jeg er klimaforsker og har en ny bog om dette, der er ved at blive udgivet af Cambridge University Press.

Solen bombarderer Jorden med en konstant strøm på omkring 173, 600 terawatts (det vil sige 12 nuller) energi i form af solstråling. Omkring 30% af den energi reflekteres tilbage i rummet af skyer og reflekterende overflader, som is og sne, forlader 122, 100 terawatts til at drive alle vejr- og klimasystemer omkring os, inklusive vandcyklussen. Næsten al den energi cykler tilbage til rummet - bortset fra omkring 460 TW.

De resterende 460 TW er det problem, vi står over for. Den overskydende energi, fanget af drivhusgasser i atmosfæren, opvarmer planeten. Det er Jordens energibalance, eller med andre ord, global opvarmning.

I sammenligning med den naturlige energistrøm gennem klimasystemet, 460 TW virker lille - det er kun en brøkdel af 1 procent. Følgelig, vi kan ikke gå udenfor og mærke den ekstra energi. Men varmen ophobes, og det får nu konsekvenser.

For at sætte det i perspektiv, den samlede mængde elektricitet produceret på verdensplan i 2018 var omkring 2,6 TW. Hvis du ser på al den energi, der bruges rundt om i verden, herunder til varme, industri og køretøjer, det er cirka 19,5 TW. Jordens energibalance er enorm i sammenligning.

Forstyrrelse af den naturlige strøm af energi gennem klimasystemet er, hvor mennesker sætter deres præg. Ved at forbrænde fossile brændstoffer, fældning af skove og frigivelse af drivhusgasser på andre måder, mennesker sender gasser som kuldioxid og metan i atmosfæren, der fanger mere af den indgående energi frem for at lade den stråle tilbage.

Den gennemsnitlige globale temperaturændring på forskellige havdybder, i zetajoules, fra 1958 til 2020. Det øverste diagram viser de øverste 2, 000 meter (6, 561 fod) sammenlignet med gennemsnittet 1981-2010. Bunden viser stigningen på forskellige dybder. De røde er varmere end gennemsnittet, blues er køligere. Kredit:Cheng et al, 2021, CC BY-ND

Inden de første industrier begyndte at forbrænde store mængder fossile brændstoffer i 1800 -tallet, mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren blev anslået til omkring 280 dele pr. million volumen. I 1958, da Dave Keeling begyndte at måle atmosfæriske koncentrationer på Mauna Loa på Hawaii, det niveau var 310 dele pr. million. I dag, disse værdier er steget til omkring 415 dele pr. million, en stigning på 48%.

Kuldioxid er en drivhusgas, og øgede mængder forårsager opvarmning. I dette tilfælde, den menneskelige stigning er ikke lille.

Hvor bliver den ekstra energi af?

Målinger over tid viser, at over 90% af denne ekstra energi går til havene, hvor det får vandet til at ekspandere og havniveauet stige.

Det øverste lag af oceanerne begyndte at varme op omkring 1970'erne. I begyndelsen af ​​1990'erne, varmen nåede 500 til 1, 000 meter (1, 640 til 3, 280 fod) dyb. I 2005, det opvarmede havet under 1, 500 meter (næsten 5, 000 fod).

Globalt havniveau, målt ved flyvninger og satellitter, steg med en hastighed på omkring 3 millimeter om året fra 1992 til 2012. Siden da har det er steget med omkring 4 millimeter om året. I 29 år, den er steget over 90 millimeter (3,5 tommer).

Hvis 3,5 tommer ikke lyder af meget, tale med de kystsamfund, der findes få meter over havets overflade. I nogle regioner, disse virkninger har ført til kronisk oversvømmelse af solskinsdage under højvande, som Miami, San Francisco og Venedig, Italien. Kyststormstød er højere og meget mere ødelæggende, især fra orkaner. Det er en eksistentiel trussel mod nogle lavtliggende ø-nationer og en stigende udgift for amerikanske kystbyer.

Noget af den ekstra energi, omkring 13 terawatts, går i smeltende is. Arktisk havis om sommeren er faldet med over 40% siden 1979. Noget overskydende energi smelter landis, såsom gletsjere og permafrost på Grønland, Antarktis, som sætter mere vand i havet og bidrager til stigning i havets overflade.

Noget energi trænger ind i land, omkring 14 TW. Men så længe jorden er våd, en masse energi kredser ind i fordampning - fordampning og transpiration i planter - som fugter atmosfæren og giver næring til vejrsystemer. Det er når der er tørke eller i tørperioden, at virkninger ophobes på land, gennem tørring og visning af planter, stigende temperaturer og stærkt stigende risiko for hedebølger og løbeild.

Cyklon Yasa tager til Fiji i december 2020. Det var den fjerde mest intense tropiske cyklon på rekord i det sydlige Stillehav. Kredit:NASA Earth Observatory

Konsekvenser af mere varme

Over oceaner, den ekstra varme giver en enorm fugtressource til atmosfæren. Det bliver latent varme i storme, der overgår orkaner og regnbyger, fører til oversvømmelser, som mennesker i mange dele af verden har oplevet i de seneste måneder.

Luft kan indeholde omkring 4% mere fugtighed for hver 1 grad Fahrenheit (0,55 Celsius) temperaturstigning, og luft over havene er omkring 5% til 15% fugtigere end før 1970. Derfor er omkring 10% stigning i kraftig regn resulterer, da storme samler den overskydende fugtighed.

Igen, det lyder måske ikke af meget, men den stigning gør liv i opløbene og stormene, og så varer stormen længere, så pludselig er der en stigning på 30% i nedbøren, som er blevet dokumenteret i flere tilfælde af større oversvømmelser.

I middelhavsklimaer, kendetegnet ved lang, tørre somre, som i Californien, det østlige Australien og omkring Middelhavet, risikoen for ild i naturen vokser, og brande kan let udløses af naturlige kilder, som tørt lyn, eller menneskelige årsager.

Ekstreme hændelser i vejret har altid forekommet, men menneskelig indflydelse presser dem nu uden for deres tidligere grænser.

Halmen, der bryder kamelens rygsyndrom

Så, mens alle vejrhændelser er drevet af naturlige påvirkninger, virkningerne forstærkes kraftigt af menneskeskabte klimaforandringer. Orkaner krydser tærskler, dæmninger går i stykker og oversvømmelser løber amok. Andre steder, brande brænder ud af kontrol, ting går i stykker, og folk dør.

Jeg kalder det "Halmen, der bryder kamels rygsyndrom." Dette er ekstrem ikke -linearitet, hvilket betyder, at risiciene ikke stiger i en lige linje - de stiger meget hurtigere, og det forvirrer økonomer, der i høj grad har undervurderet omkostningerne ved menneskeskabte klimaforandringer.

Resultatet har været alt for lidt handling både ved at bremse og stoppe problemerne, og i planlægningen af ​​konsekvenser og opbygning af modstandsdygtighed - på trods af mange års advarsler fra forskere. Manglen på tilstrækkelig planlægning betyder, at vi alle lider under konsekvenserne.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.




Varme artikler