Изменението на климата е всяка дългосрочна промяна в средните климатични модели, в глобален или регионален план. Както подсказва тази широка дефиниция, климатичните промени са се случвали многократно в историята на Земята и по много причини. Промените в глобалните температурни и метеорологични модели, наблюдавани днес обаче, са причинени от човешката дейност. И те се случват много по-бързо от естествените изменения на климата от миналото.
Учените имат много начини да проследяват климата с течение на времето, като всички от тях правят ясно, че днешните климатични промени са свързани с емисиите на парникови газове, като въглероден диоксид и метан. Тези газове са ефективни при улавяне на топлина от слънчевите лъчи в близост до земната повърхност, подобно на стъклените стени на оранжерия, задържат топлина вътре. Малки промени в пропорциите на парниковите газове във въздуха могат да доведат до големи промени в глобален мащаб.
Средно ефектът на парниковите газове е да се повишат глобалните температури. Ето защо изменението на климата понякога се нарича глобално затопляне. Но повечето изследователи днес предпочитат термина климатични промени поради променливостта на времето и климата в целия свят. Например затоплянето на средните глобални температури може да промени потока на струйния поток, основният въздушен поток, влияещ на северноамериканското време, което от своя страна би могло да доведе до сезонни периоди на силна студ в някои райони.
„За хората е важно да осъзнаят, че има много променливост от мястото на мястото на Земята по отношение на температурата“, казва Елън Мосли-Томпсън, палеоклиматолог в Центъра за изследване на полярните изследвания на климата на Бърд в Охайо. "Когато говорим за глобални климатични промени, говорим за температурни промени в големи площи."
Как учените знаят, че промените в климата са реални
Климатът от миналото е регистриран в лед, утайки, пещерни образувания, коралови рифове и дори дървесни пръстени. Изследователите могат да разгледат химичните сигнали - като въглеродния диоксид, хванат в мехурчета вътре в ледниковия лед, за да определят атмосферните условия в миналото. Те могат да изучават микроскопичен фосилизиран прашец, за да научат каква растителност е използвала за процъфтяване във всеки даден район, което от своя страна може да разкрие какъв е климатът. Те могат да измерват дървесни пръстени, за да получат сезонен запис на температура и влага. Съотношенията на химичните варианти на кислород в коралите и сталактитите и сталагмитите могат да разкрият минали модели на валежи.
Различните видове естествени записи имат различна сила. Океанските седименти не носят нива на детайли от сезон на сезон или дори от година на година, но те могат да предоставят замъглени снимки на климата, датиращи милиони години, каза Мосли-Томпсън пред Live Science. (Най-старите ядра, пробити от океанските утайки, датират 65 милиона години, според The Smithsonian Institution.) Записите на дърветата са сравнително кратки, но невероятно подробни. И ледът може да бъде пълен с информация: ледниците улавят атмосферните газове под формата на въздушни мехурчета, те улавят прах и други утайки, цветен прашец, вулканична пепел и други. Тъй като ледът остарява и се компресира, записът може да стане размит, каза Мосли-Томпсън, но по-новият лед може да осигури годишен поглед върху това, което прави климатът.
Най-новите промени в климата - от началото на индустриалната революция - също могат да бъдат проследени пряко. Воденето на записи на неща като температурата на земята започна да се подобрява в края на 1800 г., а капитаните на кораби започнаха да съхраняват в дневниците си богат брой данни, базирани на океана. Появата на сателитната технология през 70-те години на миналия век предостави експлозия от данни, обхващаща всичко - от обхвата на лед на полюсите до температурата на морската повърхност до облачното покритие.
Как се променя климатът
Взети заедно, тези записи показват, че съвременният климат претърпява бързо отклонение от моделите на миналото.
Преди индустриалната революция е имало около 280 молекули въглероден диоксид на всеки милион молекули в атмосферата, мярка, известна като части на милион (ppm). Към 2018 г. средното световно ниво на CO2 е било 407,4 ppm, над 100 ppm по-високо от това ниво за последните 800 000 години, според Националната администрация за океански и атмосферни влияния (NOAA). Последният път, когато атмосферният въглерод достигна днешните нива, беше преди 3 милиона години, според NOAA.
Скоростта на промяна в днешния атмосферен въглерод също е по-бърза, отколкото в миналото, според NOAA. Скоростта на нарастване е била 100 пъти по-бърза през последните 60 десетилетия, отколкото по всяко време през последните милиони години - период, при който се наблюдават осем основни климатични джапанки между ледниковите цикли, в които ледът се разширява от полюсите в средните ширини, т.е. и междуледникови цикли, при които ледът се оттегля до мястото, където е днес. И процентът продължава да се увеличава. През 60-те години атмосферният въглерод се повишава средно с 0,6 ppm годишно. През 2010 г. тя нарасна средно с 2,3 ppm годишно.
Способността за задържане на топлина на целия този допълнителен въглерод е довела до повишаване на средните световни температури. Според Института за космически изследвания на Госдард на НАСА (GISS), средната температура на Земята се е повишила с малко над 2 градуса по Фаренхайт (1 градус по Целзий) от 1880 г., измерване точно до десета от градуса по Фаренхайт. Както при степента на повишаване на атмосферния въглерод, така и скоростта на глобалното повишаване на температурата също се ускорява, според НАСА Земната обсерватория: Две трети от това затопляне се е случило от 1975 г. насам.
Какви са въздействията от изменението на климата?
Това затопляне се е довело до промени в земните екосистеми и среди. Сред най-драматичните промени настъпиха в Арктика, където морският лед е в упадък. Според 2002 г. НАСА ледените ниски и рекордни нива са новият нормален резултат, като проучванията установяват, че дори най-старият многогодишен морски лед се изтънява бързо. Сега учените очакват първото лятно ледовито Арктическо лято някъде между 2040 и 2060 година.
Ледниците се оттеглят в световен мащаб, особено в средните ширини, каза Мосли-Томпсън. Националният парк на ледника в Монтана е бил дом на 150 ледници през 1850 г. Днес има само 25. Мосли-Томпсън и нейният екип изчисляват, че последните тропически ледници ще изчезнат през следващото десетилетие.
Топенето на лед и разрастването на океанските води поради горещината вече са допринесли за покачването на морското равнище. Според NOAA средното световно морско равнище се е повишило 8-9 инча (21-24 сантиметра) от 1880 г. Темпът на покачване се увеличава, от 0,06 инча (1,4 милиметра) годишно през 20 век на 0,14 инча (3,6 мм) годишно от 2006-2015г. Според NOAA, това повишаване на морското равнище се е довело до увеличение от 300% до 900% при наводнения с висока прилива в крайбрежните райони в Съединените щати.
Водата в океана абсорбира въглеродния диоксид от атмосферата, което създава химическа реакция, която причинява вкисляване на океана. Средната стойност на рН на океанските повърхностни води е намаляла с 0,11 от началото на индустриалната революция, увеличение на киселинността с 30%, според Тихоокеанската морска екологична лаборатория на NOAA. Увеличаването на киселинността на океана затруднява коралите да изграждат карбонатните си скелети, а за да оцелеят животни от миди, като миди и някои видове планктон.
Климатичните промени дори влияят на времето на пролетно време. Най-ранната пролет (както се определя от растежа на растенията и температурите) в Съединените щати беше през март 2012 г. Климатичните модели предполагат, че подобни ранни извори могат да бъдат норма до 2015 г. Но вероятно закъсненията все още ще се появят, създавайки условия, при които растенията могат да излязат рано и след това да бъдат повредени от студени температури. Климатичните модели предвиждат и изостряне на тревожните тенденции при засушаването и пожарите благодарение на по-топлите температури.
Моделите са ключов инструмент за климатолозите, каза Кати Дело, държавен климатолог на Северна Каролина. Няма планета за сравнение за Земята, каза Дело, но моделите позволяват на учените да създават виртуални версии на планетата, за да тестват различни сценарии. Въпреки че земната система е сложна, тези компютърни модели се оказаха способни да предсказват бъдещето. Доклад от 2020 г. в списанието Geophysical Research Letters установи, че прогнозите за климатичния модел, публикувани между 70-те и 2010 г., са точни в сравнение с действителното затопляне, настъпило след публикуването.
Можем ли да обърнем климатичните промени?
Нарастващ брой бизнес лидери, държавни служители и частни граждани са загрижени за изменението на климата и неговите последици и предлагат стъпки за обръщане на тенденцията.
„Докато някои твърдят, че„ Земята ще се самолекува “, естествените процеси за отстраняване на този причинен от човека CO2 от атмосферата действат на времевата скала от стотици до милиони години“, Йозеф Верн, геохимик и палеоклиматолог в университета от Питсбърг, каза. „Така че, да, Земята ще се излекува, но не навреме културните ни институции да се запазят такива, каквито са. Следователно, в собствените си лични интереси, ние трябва да действаме по един или друг начин, за да се справим с промените в климата причиняваме “.
Ако всички човешки емисии на парникови газове спрет незабавно, Земята вероятно все още ще изпита повече затопляне, предполагат някои проучвания, тъй като въглеродният диоксид остава в атмосферата в продължение на стотици години. Има предложения, които теоретично биха могли да обърнат част от това „заключено“ затопляне чрез отстраняване на въглеродния диоксид от атмосферата, като улавяне и съхранение на въглерод, което включва впръскване на въглерод в подземни резервоари. Защитниците твърдят, че улавянето и съхранението на въглерод е технологично осъществимо, но пазарните сили възпрепятстват широкото му приемане.
Независимо дали премахването на вече отделения въглерод от атмосферата е или не, предотвратяването на бъдещо затопляне изисква спиране на емисиите на парникови газове. Най-амбициозното усилие за предотвратяване на затоплянето досега е Парижкото споразумение. Този необвързващ международен договор, влязъл в сила през ноември 2016 г., има за цел да задържи затоплянето „доста под 2 градуса по Целзий над прединдустриалните нива и да продължи усилията за ограничаване на повишаването на температурата още повече до 1,5 градуса по Целзий“, според ООН. Всеки подписал договора се съгласи да определи собствените си доброволни граници на емисии и да ги направи по-строги във времето. Климатолозите казаха, че ограниченията на емисиите, ангажирани в споразумението, няма да задържат загряването до 1,5 или дори 2 градуса С, но че това ще бъде подобрение в сравнение със сценария „бизнес, както обикновено“.
При администрацията на Обама САЩ обещаха да ограничат парниковите емисии до по-малко от 28% от нивата от 2005 г. до 2025 г. Въпреки това президентът Доналд Тръмп обяви скоро след избирането си, че администрацията му няма да спази Парижкото споразумение. Администрацията на Тръмп започна официалния процес на отказ от споразумението през 2019 г.
Няколко държавни и местни правителства започнаха свои собствени усилия за борба с изменението на климата. Например 24 държави и Пуерто Рико се присъединиха към Съюза за климата на САЩ, обещавайки да изпълнят целите, определени в Парижкото споразумение.
"Федералното правителство, дори когато работи добре, не е най-пъргавата институция", каза Дело. "Но държавите и градовете са малко по-гъвкави."
