Зміна клімату - це будь-яка довгострокова зміна середніх погодних ситуацій - глобально чи регіонально. Як свідчить це широке визначення, зміни клімату відбувалися багато разів в історії Землі, і це з багатьох причин. Однак зміни глобальних температурних та погодних особливостей, які спостерігаються сьогодні, викликані діяльністю людини. І вони відбуваються набагато швидше, ніж природні зміни клімату минулого.
Вчені мають багато способів відстежувати клімат у часі, і все це дає зрозуміти, що сьогоднішні зміни клімату пов'язані з викидом парникових газів, таких як вуглекислий газ та метан. Ці гази ефективні для утримування тепла від сонячних променів поблизу поверхні Землі, подібно до того, як скляні стінки теплиці зберігають тепло всередині. Невеликі зміни пропорцій парникових газів у повітрі можуть призвести до серйозних змін у глобальному масштабі.
В середньому, ефект парникових газів полягає у підвищенні глобальних температур. Ось чому кліматичні зміни іноді називають глобальним потеплінням. Але сьогодні більшість дослідників вважають за краще термін «зміна клімату» через мінливість погоди та клімату по всьому світу. Наприклад, потепління середніх глобальних температур може змінити потік струменя, головного повітряного потоку, що впливає на північноамериканську погоду, що, в свою чергу, може призвести до сезонних періодів сильних холодів у деяких районах.
"Людям важливо усвідомити, що на Землі існує велика кількість варіацій з точки зору температури", - сказала Еллен Мослі-Томпсон, палеокліматолог Центру досліджень полярних та кліматичних досліджень Бірда Огайо. "Коли ми говоримо про глобальні зміни клімату, ми говоримо про зміни температури на великих територіях".
Наскільки вчені знають, що зміни клімату реальні
Клімат минулого зафіксований у льоду, відкладах, печерних утвореннях, коралових рифах і навіть кільцях дерев. Дослідники можуть подивитися на хімічні сигнали - наприклад, вуглекислий газ, захоплений бульбашками всередині льодовикового льоду - для визначення атмосферних умов у минулому. Вони можуть вивчити мікроскопічний скам’янілий пилок, щоб дізнатися, яка рослинність використовувалась для процвітання в будь-якій даній місцевості, що, в свою чергу, може виявити, яким був клімат. Вони можуть виміряти кільця дерев, щоб отримати сезонні записи температури та вологості. Співвідношення хімічних варіантів кисню в коралах і сталактитах та сталагмітах можуть виявити закономірності опадів минулого.
Різні типи природних записів мають різну силу. Океанські відкладення не несуть сезонних або навіть річних рівнів деталізації, але вони можуть дати розмиті картини клімату, що сягають мільйонів років, заявив Мослі-Томпсон Live Science. (За даними Смітсонівської установи, найдавніші ядра, вибурені з океанських опадів, датуються 65 мільйонами років.) Записи на деревах порівняно короткі, але неймовірно деталізовані. І лід може бути заповнений інформацією: льодовики не тільки захоплюють атмосферні гази у вигляді повітряних бульбашок, вони захоплюють пил та інші відкладення, пилкове зерно, вулканічний зола тощо. Коли лід старіє і стискається, запис може стати нечітким, заявив Мослі-Томпсон, але новіший лід може забезпечити щорічний погляд на те, що робить клімат.
Останні зміни клімату - з початку промислової революції - також можна відстежити безпосередньо. Ведення обліку таких речей, як температура суші, почала покращуватися в кінці 1800-х років, і капітани суден почали зберігати в своїх журналах безліч даних про погоду на основі океану. Поява супутникових технологій у 1970-х роках призвела до вибуху даних, що охоплює все - від ступеня льоду на полюсах до температури поверхні моря до хмарного покриття.
Як змінюється клімат
У сукупності ці записи показали, що сучасний клімат переживає швидкий відхід від закономірностей минулого.
До промислової революції в атмосфері існувало близько 280 молекул вуглекислого газу на кожен мільйон молекул, міра, відома як частини на мільйон (проміле). Станом на 2018 рік, середній показник рівня СО2 в світі становив 407,4 проміле, що перевищує цей рівень протягом 100 000 мільйонів за останні 800 000 років, повідомляє Національне управління океанічної та атмосферної атмосфери (NOAA). В останній раз атмосферний вуглець досяг сьогоднішніх рівнів 3 мільйони років тому, повідомляє NOAA.
Швидкість зміни атмосферного вуглецю сьогодні також швидша, ніж у минулому, повідомляє NOAA. Темпи приросту були в 100 разів швидшими за останні 60 десятиліть, ніж будь-який час за останні мільйон років або близько того - період, коли між льодовиковими циклами спостерігалися вісім основних кліматичних перекидів, коли лід розширювався від полюсів до середніх широт, і міжледовикові цикли, в яких лід відступив туди, де він є сьогодні. І ставка продовжує зростати. У 1960-х роках атмосферний вуглець в середньому подорожчав на 0,6 проміле на рік. У 2010-х роках вона зростала в середньому на 2,3 проміле на рік.
Здатність теплозахоплення всього цього зайвого вуглецю призвела до зростання середніх глобальних температур. За даними NASA Інституту космічних досліджень Годдарда (GISS), середня температура Землі зросла трохи більше ніж на 2 градуси Фаренгейта (1 градус Цельсія) з 1880 року, вимірювання точне до десятої градуси Фаренгейта. Як і у зв'язку зі збільшенням атмосферного вуглецю, швидкість глобального підвищення температури також прискорюється, згідно з даними НАСА "Обсерваторія Землі": дві третини цього потепління відбувалися з 1975 року.
Які наслідки зміни клімату?
Це потепління призвело до змін у екосистемах Землі та навколишньому середовищі. Серед найбільш драматичних змін відбулися Арктика, де морський лід занепадає. Згідно з даними NASA, льодовики та лісові мінімуми були найновішими нормами з 2002 року, і дослідження виявляють, що навіть найстаріший багаторічний морський лід швидко стоншується. Зараз вчені очікують, що перше лідне арктичне літо десь між 2040 та 2060 роками.
Льодовики відступають у всьому світі, особливо в середніх широтах, заявив Мослі-Томпсон. Національний парк льодовиків у штаті Монтана в 1850 році проживав 150 льодовиків. Сьогодні їх всього 25. Мослі-Томпсон та її команда підрахували, що останні тропічні льодовики зникнуть протягом наступного десятиліття.
Танення льоду та розширення океанських вод через спеку вже сприяли підвищенню рівня моря. За даними NOAA, з 1880 р. Середній рівень моря в світі зростав на 8-9 дюймів (21-24 сантиметри). Темп зростання збільшується, з 0,06 дюйма (1,4 міліметра) на рік у 20 столітті, до 3,6 мм (0,1 мм) на рік з 2006-2015 років. За даними NOAA, це підвищення рівня моря призвело до збільшення на 300% до 900% збільшення повеней у прибережних районах Сполучених Штатів.
Вода в океані поглинає вуглекислий газ з атмосфери, що створює хімічну реакцію, яка викликає підкислення океану. Середня загальна величина pH поверхневих вод океану знизилася на 0,11 від початку індустріальної революції - підвищення кислотності на 30%, повідомляє Тихоокеанська екологічна лабораторія NOAA. Підвищення кислотності океану ускладнює коралам складання карбонатних скелетів, а для обрізних тварин, таких як молюски та деякі види планктону, вижити.
Зміна клімату навіть впливає на терміни весняної погоди. Найбільш ранньою весною (як це визначено ростом рослин та температурою) у США було записано у березні 2012 року. Кліматичні моделі тепер припускають, що такі ранні джерела можуть бути нормою до 2015 року. Але пізні заморозки, швидше за все, відбудуться, створюючи умови, в яких рослини можуть рано вилітати, а потім бути пошкоджені холодними температурами. Кліматичні моделі також передбачають загострення тривожних тенденцій посух та пожеж завдяки теплішим температурам.
Моделі є ключовим інструментом для вчених-кліматологів, - сказала Кеті Делло, державний кліматолог штату Північна Кароліна. Делло заявив, що планета порівняння не має, але моделі дозволяють вченим створювати віртуальні версії планети для тестування різних сценаріїв. Хоча система Землі є складною, ці комп'ютерні моделі виявилися здатними передбачити майбутнє. Документ 2020 року в журналі Geophysical Research Letters встановив, що прогнози кліматичної моделі, опубліковані між 1970-х та 2010 роками, були точними в порівнянні з фактичним потеплінням, яке відбулося після публікації.
Чи можемо ми змінити кліматичні зміни?
Все більша кількість лідерів бізнесу, державних чиновників та приватних громадян стурбовані зміною клімату та його наслідками, і пропонують кроки, щоб повернути тенденцію.
"Хоча деякі запевняють, що" Земля сама зцілиться ", природні процеси видалення цього спричиненого людиною CO2 з атмосфери працюють на шкалі часу сотень тисяч і мільйонів років", Йозеф Верн, геохімік і палеокліматолог з університету Пітсбурга, сказав. "Так, так, Земля сама зцілиться, але не вчасно, щоб наші культурні установи збереглися такими, якими вони є. Тому, у власних власних інтересах, ми повинні так чи інакше діяти, щоб боротися зі змінами клімату ми викликаємо ».
Якщо всі викиди парникових газів людини негайно припиняться, Земля, швидше за все, відчує більше потепління, вважають деякі дослідження, оскільки вуглекислий газ залишається в атмосфері протягом сотень років. Є пропозиції, які теоретично могли би змінити частину цього «зафіксованого» потепління шляхом видалення вуглекислого газу з атмосфери, наприклад захоплення та зберігання вуглецю, що передбачає введення вуглецю в підземні резервуари. Прихильники стверджують, що захоплення та зберігання вуглецю є технологічно здійсненним, але ринкові сили завадили широкому застосуванню.
Незалежно від того, чи можна видаляти з атмосфери вже виділений вуглець, запобігання майбутнього потепління потребує припинення викидів парникових газів. Найбільш амбітні зусилля для запобігання потепління на даний момент - це Паризька угода. Цей необмежувальний міжнародний договір, який набув чинності в листопаді 2016 року, має на меті зберегти потепління "значно нижче на 2 градуси Цельсія вище доіндустріального рівня та вжити зусиль, щоб ще більше обмежити підвищення температури до 1,5 градусів за Цельсієм", за даними ООН. Кожен, що підписав договір, погодився встановити власні добровільні обмеження викидів і з часом посилити їх. Вчені з питань клімату заявили, що обмеження викидів, допущені згідно з угодою, не забезпечать потепління на рівні 1,5 або навіть 2 градуси С, але це буде поліпшенням у порівнянні зі сценарієм "як звичайний бізнес".
За адміністрації Обами США зобов'язалися обмежити викиди парникових газів до менш ніж 28% від рівня 2005 року до 2025 року. Однак президент Дональд Трамп оголосив незабаром після обрання, що його адміністрація не буде шанувати Паризьку угоду. Адміністрація Трампа розпочала формальний процес виходу з угоди у 2019 році.
Кілька державних та місцевих органів влади розпочали власні зусилля для боротьби зі зміною клімату. Наприклад, 24 штати та Пуерто-Рико приєдналися до американського кліматичного альянсу, зобов'язавшись виконати цілі, встановлені Паризькою угодою.
"Федеральний уряд, навіть коли він працює добре, не є найбільш спритною установою", - сказав Делло. "Але штати та міста трохи гнучкіші".
