Hvor meget vil vores have blive varmet op og få havniveauet til at stige i dette århundrede?

At vide, hvor meget havniveauet sandsynligvis vil stige i løbet af dette århundrede, er afgørende for vores forståelse af fremtidige klimaændringer, men tidligere estimater har skabt en bred vifte af usikkerhed. I vores forskning, offentliggjort i dag i Natur klimaændringer , vi giver et forbedret skøn over, hvor meget vores have kommer til at blive varmet op, og dets bidrag til havniveaustigningen, ved hjælp af 15 års målinger indsamlet af en global række af autonome undervandsprøveudtagningsflåder.

Vores analyse viser, at uden dramatiske reduktioner i drivhusgasemissioner, i slutningen af ​​dette århundrede de øverste 2, 000 meter af havet vil sandsynligvis opvarmes med 11-15 gange mængden af ​​opvarmning observeret i 2005-19. Vand udvider sig, når det bliver varmere, så denne opvarmning vil få havniveauet til at stige med 17-26 centimeter. Det er omkring en tredjedel af den samlede forventede stigning, sideløbende med bidrag fra dybhavsopvarmning, og smeltning af gletschere og polare iskapper.

Havets opvarmning er en direkte konsekvens af stigende drivhusgaskoncentrationer i atmosfæren som følge af vores afbrænding af fossile brændstoffer. Dette resulterer i en ubalance mellem den energi, der kommer fra Solen, og energien strålede ud i rummet. Omkring 90 % af den overskydende varmeenergi i klimasystemet gennem de sidste 50 år er lagret i havet, og kun omkring 1 % i den varmende atmosfære.

Opvarmning af havene får havniveauet til at stige, både direkte via varmeudvidelse, og indirekte gennem smeltning af ishylder. Opvarmning af havene påvirker også marine økosystemer, for eksempel gennem koralblegning, og spiller en rolle i vejrbegivenheder såsom dannelsen af ​​tropiske cykloner.

Systematiske observationer af havtemperaturer begyndte i det 19. århundrede, men det var først i anden halvdel af det 20. århundrede, at der blev foretaget nok observationer til at måle havets varmeindhold konsekvent rundt om på kloden.

Siden 1970'erne indikerer disse observationer en stigning i havets varmeindhold. Men disse målinger har betydelige usikkerheder, fordi observationerne har været relativt sparsomme, især på den sydlige halvkugle og på dybder under 700m.

For at forbedre denne situation, Argo-projektet har indsat en flåde af autonome profileringsflydere til at indsamle data fra hele verden. Siden begyndelsen af ​​2000'erne, de har målt temperaturer i de øverste 2, 000 m af oceanerne, og sendte dataene via satellit til analysecentre rundt om i verden.

Disse data er af ensartet høj kvalitet og dækker langt størstedelen af ​​de åbne oceaner. Som resultat, vi har været i stand til at beregne et meget bedre skøn over mængden af ​​varme, der ophobes i verdenshavene.

Det globale havvarmeindhold fortsatte med at stige uformindsket under den midlertidige afmatning af den globale overfladeopvarmning i begyndelsen af ​​dette århundrede. Dette skyldes, at havopvarmningen er mindre påvirket end overfladeopvarmning af naturlige årlige udsving i klimaet.

Aktuelle observationer, fremtidig opvarmning

For at vurdere fremtidens havopvarmning, vi skal tage Argo-observationerne som grundlag og derefter bruge klimamodeller til at projicere dem ind i fremtiden. Men for at gøre det, vi skal vide, hvilke modeller der er tættest i overensstemmelse med nye, mere nøjagtige direkte målinger af havvarme leveret af Argo-dataene.

De nyeste klimamodeller, brugt i sidste måneds skelsættende rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer, alle viser havopvarmning i perioden med tilgængelige Argo-observationer, og de forventer, at opvarmningen vil fortsætte i fremtiden, dog med en lang række usikkerheder.

Ved at sammenligne Argo-temperaturdata for 2005-19 med simuleringerne genereret af modeller for den periode, vi brugte en statistisk tilgang kaldet "emergent constraint" for at reducere usikkerheden i fremtidige modelfremskrivninger, baseret på oplysninger om den havopvarmning, vi ved allerede har fundet sted. Disse begrænsede fremskrivninger gav derefter et forbedret estimat af, hvor meget varmeenergi, der vil akkumulere i havene ved udgangen af ​​århundredet.

I 2081-2100, under et scenarie, hvor de globale drivhusemissioner fortsætter på deres nuværende høje bane, vi fandt de øverste 2, 000 m af havet vil sandsynligvis opvarmes med 11-15 gange mængden af ​​opvarmning observeret i 2005-19. Dette svarer til 17-26 cm havniveaustigning fra havets termiske ekspansion.

Klimamodeller kan også lave forudsigelser baseret på en række forskellige fremtidige drivhusgasemissioner. Stærke emissionsreduktioner, i overensstemmelse med at bringe den globale opvarmning inden for omkring 2 ℃ af førindustrielle temperaturer, ville reducere den forventede opvarmning i de øverste 2, 000 m af havet med omkring halvdelen - dvs. mellem fem og ni gange den havopvarmning, der allerede er set i 2005-19.

Dette ville svare til 8-14 cm havniveaustigning på grund af termisk ekspansion. Selvfølgelig, at reducere emissionerne for at nå det mere ambitiøse Paris-mål på 1,5 ℃ overfladeopvarmning ville reducere disse påvirkninger endnu mere.

Andre faktorer forbundet med havniveauet

Der er flere andre faktorer, der også vil drive havniveauet op, foruden varmetilstrømningen til de øvre oceaner, der er undersøgt af vores forskning. Der er også opvarmning af det dybe hav under 2, 000m, som stadig er under-samplet i det nuværende observationssystem, samt virkningerne af smeltning fra gletsjere og polare iskapper.

Dette indikerer, at selv med en stærk politisk indsats for at reducere drivhusgasemissioner, havene vil fortsætte med at varme op, og havniveauet vil fortsætte med at stige godt efter overfladeopvarmningen er stabiliseret, men til en meget reduceret sats, gør det lettere at tilpasse sig de resterende ændringer. Reduktion af drivhusgasemissioner tidligere end senere vil være mere effektivt til at bremse havopvarmningen og havniveaustigningen.

Vores forbedrede projektion er baseret på et netværk af havobservationer, der er langt mere omfattende og pålidelige end noget tidligere tilgængeligt. At opretholde havobservationssystemet ind i fremtiden, og udvide det til det dybe hav og til områder, der ikke er omfattet af det nuværende Argo-program, vil give os mulighed for at lave mere pålidelige klimafremskrivninger i fremtiden.

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