Podnebne spremembe so vsaka dolgoročna sprememba povprečnih vremenskih vzorcev, bodisi globalno ali regionalno. Kot kaže ta široka definicija, so se podnebne spremembe v zgodovini Zemlje dogajale že večkrat in iz več razlogov. Spremembe svetovnih temperaturnih in vremenskih vzorcev, ki jih danes vidimo, povzročajo človeške dejavnosti. In dogajajo se veliko hitreje od naravnih podnebnih sprememb v preteklosti.
Znanstveniki imajo veliko načinov za sledenje podnebju skozi čas, kar vse jasno kaže, da so današnje podnebne spremembe povezane z emisijo toplogrednih plinov, kot sta ogljikov dioksid in metan. Ti plini so učinkoviti pri ujemanju toplote sončnih žarkov v bližini Zemljine površine, podobno kot steklene stene rastlinjaka ohranjajo toploto v notranjosti. Majhne spremembe deležev toplogrednih plinov v zraku lahko prinesejo velike spremembe v svetovnem merilu.
Učinek toplogrednih plinov v povprečju pomeni povečanje globalnih temperatur. Zato podnebne spremembe včasih imenujemo globalno segrevanje. Toda večina raziskovalcev danes rabi izraz podnebne spremembe zaradi spremenljivosti vremena in podnebja po vsem svetu. Na primer, segrevanje globalnih povprečnih temperatur lahko spremeni tok curka curka, glavnega zračnega toka, ki vpliva na severnoameriške vremenske razmere, kar lahko posledično privede do sezonskih obdobij izjemnega mraza na nekaterih območjih.
"Za ljudi je pomembno, da se zavedajo, da je na Zemlji veliko različnih spremenljivosti glede na temperaturo," je dejala Ellen Mosley-Thompson, paleoklimatologinja iz centra za raziskave podnebja Byrd Polar in klimatske raziskave Državne univerze Ohio. "Ko govorimo o globalnih podnebnih spremembah, govorimo o temperaturnih spremembah na velikih območjih."
Kako znanstveniki vedo, da so podnebne spremembe resnične
Podnebje preteklosti beležijo led, sedimenti, jamske tvorbe, koralni grebeni in celo drevesni obroči. Raziskovalci si lahko ogledajo kemične signale - na primer ogljikov dioksid, ujet v mehurčke znotraj ledeniškega ledu -, da določijo atmosferske razmere v preteklosti. Lahko preučijo mikroskopsko fosilizirano cvetni prah in se naučijo, kakšna vegetacija je uspevala na katerem koli območju, kar lahko razkrije, kakšno je bilo podnebje. Lahko merijo drevesne obroče, da dobijo sezonski rekord temperature in vlage. Razmerje med kemijskimi različicami kisika v koralah in stalaktitih in stalagmitih lahko razkrije pretekle vzorce padavin.
Različne vrste naravnih zapisov imajo različne jakosti. Morski sedimenti ne prenašajo podrobnosti iz sezone v sezono ali celo iz leta v leto, vendar lahko ustvarijo zamegljene slike podnebja, ki so stare milijone let, je Mosley-Thompson povedal Live Science. (Najstarejša jedra, izkopana iz oceanskih sedimentov, segajo po 65 milijonov let, poroča The Smithsonian Institution.) Zapisi o drevesih so razmeroma kratki, vendar neverjetno podrobni. In led je lahko poln informacij: ledeniki ne zajemajo samo atmosferskih plinov v obliki zračnih mehurčkov, lovijo prah in druge usedline, cvetni prah, vulkanski pepel in drugo. Ko je led starejši in bolj stisnjen, lahko plošča postane mehka, je dejal Mosley-Thompson, vendar novejši led lahko vsako leto zagotovi pogled na to, kaj počne podnebje.
Najnovejše podnebne spremembe - od začetka industrijske revolucije - je mogoče spremljati tudi neposredno. Vodenje evidenc o stvareh, kot je temperatura na kopnem, se je začelo izboljševati v poznih 1800-ih, ladijski kapitani pa so v svojih dnevnikih začeli hraniti številne vremenske podatke na oceanu. Pojav satelitske tehnologije v 70. letih prejšnjega stoletja je povzročil eksplozijo podatkov, ki zajema vse od obsega ledu na polovicah do temperature morske površine do pokritosti oblakov.
Kako se podnebje spreminja
Skupaj ti zapisi kažejo, da se sodobna klima hitro odmika od vzorcev preteklosti.
Pred industrijsko revolucijo je bilo v ozračju približno 280 molekul ogljikovega dioksida na milijon molekul, ukrep, znan kot deleži na milijon (ppm). Od leta 2018 je bila svetovna povprečna raven CO2 407,4 ppm, kar je več kot 100 ppm višje od te ravni v zadnjih 800.000 letih, poroča Nacionalna uprava za oceano in atmosfero (NOAA). Zadnjič, ko je atmosferski ogljik dosegel današnje ravni, je bil pred tremi milijoni let, poroča NOAA.
Tudi hitrost sprememb današnjega atmosferskega ogljika je hitrejša kot v preteklosti, poroča NOAA. Stopnja porasta je bila v zadnjih 60 desetletjih 100-krat hitrejša kot kadar koli v zadnjih milijon letih ali približno tako - obdobje, v katerem je med ledeniškimi cikli prišlo osem glavnih podnebnih preletov, v katerih se je led širil s polov v srednjo širino, in med ledene cikle, v katerih se je led umaknil tja, kjer je danes. In stopnja se še naprej povečuje. V šestdesetih letih se je atmosferski ogljik v povprečju povečal za 0,6 ppm na leto. V letu 2010 se je povprečno povečal za 2,3 ppm na leto.
Sposobnost toplotnega lova vsega tega dodatnega ogljika je prevedla na naraščajoče globalne povprečne temperature. Po podatkih Nasinega inštituta Goddard za vesoljske študije (GISS) se je od leta 1880 povprečna temperatura Zemlje dvignila za nekaj več kot 2 stopinji Fahrenheita (1 stopinjo Celzija), kar je natančno za desetino stopinje Fahrenheita. Po podatkih Nasinega opazovalnega urada za zemljo se je, tako kot pri stopnji povečanja atmosferskega ogljika, tudi hitrost globalnega povečevanja temperature pospešila, tako da se je od leta 1975 zgodilo dve tretjini tega segrevanja.
Kakšni so vplivi podnebnih sprememb?
To segrevanje se je spremenilo v spremembe ekosistemov in okolij Zemlje. Med najbolj dramatičnimi spremembami je prišlo na Arktiki, kjer se morski led zmanjšuje. Po podatkih NASE so ledene meje in rekordne meje po letu 2002 nova norma, od leta 2002 pa študije ugotavljajo, da se tudi najstarejši večletni morski led hitro redči. Znanstveniki zdaj pričakujejo prvo arktično poletje brez ledu nekje med leti 2040 in 2060.
Ledeniki se umikajo po vsem svetu, zlasti na srednjih širinah, je dejal Mosley-Thompson. V ledeniškem nacionalnem parku Montana je bilo leta 1850 150 ledenikov. Danes jih je le 25. Mosley-Thompson in njena ekipa ocenjujejo, da bodo zadnji tropski ledeniki izginili v naslednjem desetletju.
Taljenje ledu in širjenje oceanskih voda zaradi vročine sta že prispevala k dvigu morske gladine. Po podatkih NOAA se je svetovna povprečna morska gladina od leta 1880 dvignila za 8–9 palcev (21–24 centimetrov). Stopnja naraščanja narašča, z 0,06 palca (1,4 milimetra) na leto v 20. stoletju na 3,6 mm (0,1 mm) na leto na leto od 2006–2015. Po NOAA se je ta dvig morske gladine povzročil za 300 do 900% povečanje poplav ob plimi v obalnih območjih v ZDA.
V oceanski vodi absorbira ogljikov dioksid iz ozračja, kar ustvarja kemično reakcijo, ki povzroča zakisanje oceanov. Globalni povprečni pH oceanskih površinskih voda se je od začetka industrijske revolucije zmanjšal za 0,11, kar je 30-odstotno povečanje kislosti, poroča Tihi oceanski morski okoljski laboratorij NOAA. Povečanje kislosti oceanov otežuje koralom, da sestavijo svoje karbonatne okostje, živali iz školjk, kot so školjke in nekatere vrste planktona, pa lahko preživijo.
Podnebne spremembe celo vplivajo na čas spomladanskega vremena. Najzgodnejša pomlad (kot je določeno z rastjo rastlin in temperaturami) v ZDA je bila marca 2012. Podnebni modeli zdaj kažejo, da bi takšni zgodnji izviri lahko bili norma do leta 2015. Toda pozne zmrzovanja bodo verjetno še vedno nastale, kar bo ustvarilo pogoje, v katerih rastline se lahko prezgodaj odlepijo in nato poškodujejo hladne temperature. Podnebni modeli tudi zaradi toplejših temperatur napovedujejo poslabšanje zaskrbljujočih trendov na suši in divjih požarih.
Modeli so ključno orodje za podnebne znanstvenike, je povedala Kathie Dello, državna klimatologinja v Severni Karolini. Delo ni primerjalnega planeta za Zemljo, vendar modeli omogočajo znanstvenikom, da ustvarijo virtualne različice planeta za testiranje različnih scenarijev. Čeprav je sistem Zemlje zapleten, so se ti računalniški modeli izkazali za sposobne napovedati prihodnost. Časopis iz leta 2020 v reviji Geophysical Research Letters je ugotovil, da so napovedi podnebnega modela, objavljene med 70. in 2010, natančne v primerjavi z dejanskim segrevanjem, ki je nastopilo po objavi.
Ali lahko spremenimo podnebne spremembe?
Vse več poslovnih voditeljev, vladnih uradnikov in zasebnih državljanov je zaskrbljenih zaradi podnebnih sprememb in njihovih posledic ter predlagajo ukrepe, da se trend obrne.
"Medtem ko nekateri trdijo, da se bo" Zemlja sama zacelila ", naravni procesi odstranjevanja CO2, ki ga povzroča človek, iz ozračja delujejo v časovnem razponu od sto tisoč do milijonov let," Josef Werne, geokemik in paleoklimatolog na univerzi iz Pittsburga, je dejal. "Torej, da, Zemlja se bo ozdravila, vendar ne pravočasno, da se naše kulturne ustanove ohranijo takšne, kot so. Zato moramo v svojih lastnih interesih na tak ali drugačen način ukrepati, da se spopadamo s spremembami podnebja povzročamo. "
Če bi se vse človeške emisije toplogrednih plinov takoj ustavile, bi Zemlja verjetno še vedno doživela več segrevanja, kažejo nekatere raziskave, saj ogljikov dioksid ostane v ozračju sto let. Obstajajo predlogi, ki bi teoretično lahko obrnili del tega "zaklenjenega" segrevanja z odstranjevanjem ogljikovega dioksida iz ozračja, na primer zajemanje in shranjevanje ogljika, ki vključuje vbrizgavanje ogljika v podzemne rezervoarje. Zagovorniki trdijo, da je zajem in shranjevanje ogljika tehnološko izvedljivo, vendar so tržne sile preprečile široko uporabo.
Ne glede na to, ali je odstranjevanje že izpuščenega ogljika iz ozračja mogoče ali ne, preprečevanje prihodnjega segrevanja zahteva zaustavitev emisij toplogrednih plinov. Pariški sporazum je doslej najbolj ambiciozno prizadeval preprečiti segrevanje. Ta nezavezujoča mednarodna pogodba, ki je začela veljati novembra 2016, želi ohraniti segrevanje "precej pod 2 stopinji Celzija nad predindustrijsko raven in nadaljevati prizadevanja za omejitev povišanja temperature še na 1,5 stopinje Celzija", poročajo Združeni narodi. Vsaka podpisnica pogodbe se je strinjala, da bo določila svoje lastne meje prostovoljnih emisij in jih sčasoma poostrila. Podnebni znanstveniki so povedali, da omejitve emisij, določene s sporazumom, ne bodo ohranile nizkih 1,5 ali celo 2 stopinj C, ampak da bi to pomenilo izboljšanje glede na "običajno kot običajno".
V okviru Obamove administracije so se ZDA zavezale, da bodo do leta 2025 omejile emisije toplogrednih plinov na manj kot 28% iz leta 2005. Vendar je predsednik Donald Trump kmalu po izvolitvi napovedal, da njegova administracija ne bo spoštovala pariškega sporazuma. Trumpova administracija je leta 2019 začela formalni postopek odstopanja od sporazuma.
Več državnih in lokalnih vlad je začelo svoja prizadevanja za boj proti podnebnim spremembam. Na primer, 24 držav in Portoriko sta se pridružili ameriškemu podnebnemu zavezništvu in se zavezali, da bosta dosegli cilje iz Pariškega sporazuma.
"Zvezna vlada, tudi ko deluje dobro, ni najbolj okretna institucija," je dejal Dello. "Toda države in mesta so nekoliko bolj prilagodljivi."
