Η αύξηση της θερμοκρασίας βρίσκεται στα σκαριά: Αποκωδικοποίηση της δέσμευσής μας για το κλίμα.
Κατανόηση του νέου εγγράφου του Jim Hansen σχετικά με τη δέσμευση για το κλίμα
Andrew Dessler & Zeke Hausfather . Δύο κορυφαίοι κλιματολόγοι στο climate brink με επεξηγηματικές αναφορές σε συνδέσμους του συντάξαντος στο blog του(Dr. rer. pol. Nicolas Theodosakis).
Ο πλανήτης μας θερμαίνεται και αυτό είναι αποτέλεσμα των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου που σημειώθηκαν τους τελευταίους δύο αιώνες. Ο λόγος για τον οποίο οι εκπομπές έχουν μακροχρόνιες επιπτώσεις είναι επειδή το διοξείδιο του άνθρακα, μόλις βρεθεί στην ατμόσφαιρα, δεν εξαφανίζεται γρήγορα. Αντ' αυτού, 'κρέμεται' για πολύ καιρό(Ο άνθρακας μένει για πάντα), συνεχίζοντας να θερμαίνει τη Γη (Μη αναστρέψιμη κλιματική αλλαγή λόγω εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα) καθ 'όλη τη διάρκεια της παραμονής του.
Αυτό οδηγεί σε ένα από τα πιο συναφή με την πολιτική επιστημονικά ερωτήματα: εάν οι εκπομπές σταματήσουν σήμερα, πόση μελλοντική αύξηση της θερμοκρασίας θα συμβεί λόγω των προηγούμενων εκπομπών. Αυτό μερικές φορές αναφέρεται ως «δέσμευση μηδενικών εκπομπών» (συντομογραφία ZEC) ή, πιο κοινώς, ως «θέρμανση σε εξέλιξη».
Τα τελευταία χρόνια, έχει γίνει κοινή σοφία ότι η δεσμευμένη αύξηση της θερμοκρασίας είναι μηδενική, πράγμα που σημαίνει ότι μόλις οι εκπομπές μηδενιστούν, η θερμοκρασία θα σταματήσει να αυξάνεται. Αυτό είναι αναμενόμενο επειδή, μετά τη διακοπή των εκπομπών, το διοξείδιο του άνθρακα απορροφάται από τον ωκεανό και τη χερσαία βιόσφαιρα, γεγονός που μειώνει την αυξητική τάση θέρμανσης. Αλλά η απορρόφηση θερμότητας από τον ωκεανό μειώνεται επίσης, και αυτοί οι δύο παράγοντες ουσιαστικά ακυρώνουν ο ένας τον άλλον.
Αποτελέσματα πειραμάτων ZEC με 15 διαφορετικά κλιματικά μοντέλα. Πάνω μέρος: Μεταβολή της ροής ενέργειας[1] από την υπερθέρμανση των ωκεανών (θετική) και την πρόσληψη CO2 από τους ωκεανούς και την ξηρά (αρνητική) μετά από καθαρές μηδενικές εκπομπές. Κάτω: η ποσότητα της υπερθέρμανσης της παγκόσμιας μέσης επιφανειακής θερμοκρασίας σε κάθε μοντέλο μετά από 50 χρόνια. Σχήμα από το Carbon Brief, προσαρμοσμένο από προσαρμοσμένο από το σχήμα 7 στο MacDougall et al (2020).
Τα παγκόσμια κλιματικά μοντέλα προσομοιώνουν αυτό, λίγο πολύ, με προσομοιώσεις μοντέλων που δείχνουν ότι οι θερμοκρασίες μπορεί να αυξηθούν ή να μειωθούν κατά περίπου 0,3 βαθμούς Κελσίου κατά τη διάρκεια των 50 ετών μετά την παύση των εκπομπών.
Πρόσφατα, ο Jim Hansen κυκλοφόρησε μια προδημοσίευση ενός εγγράφου που έλεγε:
Δεδομένου ότι έχουμε ήδη βιώσει περίπου 1C θέρμανσης, ο Hansen λέει ότι υπάρχει 7-9C θέρμανσης στα σκαριά.
Αποδεικνύεται ότι η διαφορά μεταξύ του κανονικού "δεν υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας στα σκαριά" και της αύξησης της θερμοκρασίας του Hansen κατά 7-9C στα σκαριά είναι οι διαφορετικές παραδοχές που υπεισέρχονται σε διερεύνηση.
Διαφορά # 1: Όταν οι άνθρωποι λένε ότι δεν υπάρχει θέρμανση στα σκαριά, υποθέτουν ότι οι εκπομπές πηγαίνουν στο μηδέν. Ωστόσο, ο κύκλος του άνθρακα συνεχίζει να κινείται(να αναδεύεται), και αυτό προκαλεί μείωση του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα κατά τις επόμενες δεκαετίες.
Ο Hansen, ωστόσο, υποθέτει σταθερή ατμοσφαιρική συγκέντρωση - η αναλογία ανάμιξης του διοξειδίου του άνθρακα παραμένει σταθερή στην ατμόσφαιρα στα σημερινά επίπεδα, περίπου 420 ppm. Αυτό θα απαιτούσε οι παγκόσμιες εκπομπές CO2 να παραμείνουν πάνω από το μηδέν για τις επόμενες χιλιετίες, ώστε να αντισταθμιστεί ο άνθρακας που αφαιρεί ο κύκλος του άνθρακα.
 |
| Ο κύκλος του άνθρακα |
Διαφορά # 2 Όταν οι άνθρωποι λένε ότι δεν υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας, συνήθως εξετάζουν χρονικές περιόδους μικρότερες από μερικούς αιώνες. Σε αυτές τις χρονικές κλίμακες, η πιο σημαντική φυσική εξέλιξη είναι οι διεργασίες που συχνά αναφέρονται ως "γρήγορες ανατροφοδοτήσεις". Πρόκειται για διεργασίες που ρυθμίζουν τους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς, τον ατμοσφαιρικό ρυθμό υστέρησης, τα σύννεφα και τα τμήματα της κρυόσφαιρας που αντιδρούν σχετικά γρήγορα στη θερμοκρασία του κλίματος, όπως οι θαλάσσιοι πάγοι.
Σε μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες, άλλες διαδικασίες γίνονται σημαντικότερες. Αυτές οι «αργές ανατροφοδοτήσεις» περιλαμβάνουν φαινόμενα όπως οι ανατροφοδοτήσεις του κύκλου του άνθρακα (αλλαγές στις καταβόθρες άνθρακα[2] και τις πηγές καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται) και η ανάδραση πάγου-Albedo [3]που σχετίζεται με τα μεγάλα στρώματα πάγου, τη Γροιλανδία και την Ανταρκτική, τα οποία (νομίζουμε) ότι θα λιώσουν σε χιλιετίες χρονικές κλίμακες.
 |
| Η επίδραση του Albedo στο κλίμα(bildungsserver.de) |
Έτσι, όταν ο Hansen λέει ότι η δεσμευμένη αύξηση της θερμοκρασίας είναι 7-9C, εξετάζει πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους, χιλιετίες ή και περισσότερο. Η εκτίμησή του, ωστόσο, είναι υψηλότερη από τις περισσότερες άλλες μακροπρόθεσμες τιμές «ευαισθησίας του γήινου συστήματος» που βρίσκονται στη βιβλιογραφία.
Δεδομένων αυτών των διαφορετικών παραδοχών, και οι δύο πλευρές έχουν δίκιο - αν οι εκπομπές σταματήσουν σήμερα, θα έχουμε μικρή αύξηση της θερμοκρασίας κατά τις επόμενες δεκαετίες, αλλά μπορεί να έχουμε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας για χιλιάδες χρόνια, καθώς οι αργές ανατροφοδοτήσεις ξεκινούν να λειτουργούν. Μπορείτε να διαφωνήσετε σχετικά με το πόση αύξηση της θερμοκρασίας θα έχουμε τελικά (μπορεί να υποστηριχθεί ότι είναι μικρότερη από την τιμή των 7-9 C που αναφέρει ο Hansen), αλλά το βασικό του σημείο ότι θα είχαμε σημαντικά μεγαλύτερη αύξηση της θερμοκρασίας μακροπρόθεσμα με τις συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα στα σημερινά επίπεδα είναι σωστό.
Τούτου λεχθέντος, οι υποθέσεις του Hansen δεν θα πραγματοποιηθούν. Δεν πρόκειται να διατηρήσουμε σταθερό το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια του θερμοκηπίου για χιλιάδες χρόνια. Σίγουρα θα σταματήσουμε να καίμε ορυκτά καύσιμα κάπου μεταξύ μερικών δεκαετιών και μερικών αιώνων και η συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρά μας θα μειωθεί μετά από αυτό.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι προβλέψεις του Jim Hansen έχουν συχνά αποδειχθεί σωστές, είναι σημαντικό να δώσουμε ιδιαίτερη προσοχή σε αυτά που λέει. Σε αυτή την περίπτωση, η προοπτική του Hansen θα πρέπει να θεωρηθεί ως μια πολύτιμη προσθήκη στη συνήθη κατανόηση της «υπερθέρμανσης που βρίσκεται σε εξέλιξη». Μας ενθαρρύνει να σκεφτούμε τις μακροπρόθεσμες συνέπειες που συχνά παραβλέπονται στις συζητήσεις σχετικά με τις πολιτικές για το κλίμα, οι οποίες πολύ συχνά αγνοούν οτιδήποτε συμβαίνει μετά το 2100.
[1] Τα στρώματα νεφών Stratocumulus[i] «Στρωματοσωρείτες» είναι οριζόντια εκτεταμένα στρώματα ρηχών νεφών ,σε ύψος 0-2,5 km, που καλύπτουν περίπου το 20% των ωκεανών χαμηλού γεωγραφικού πλάτους (Eastman et al., 2011) δηλαδή τροπικών περιοχών και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο. Αυτές οι ευρείες ζώνες νεφοκάλυψης αντανακλούν το 30%-60% της εισερχόμενης μικρού μήκους κύματος ηλιακής ακτινοβολίας (Wood, 2012), σε αντίθεση με την υψηλή απορροφητικότητα των εκτεθειμένων ανοικτών ωκεάνιων υδάτων. Η ακριβής αναπαράσταση της δυναμικής των νεφών έχει παραμείνει μια αδυναμία των κλιματικών μοντέλων μεγάλης κλίμακας, με αποτέλεσμα αβεβαιότητες που προκύπτουν από τις παραμετροποιήσεις των διεργασιών των νεφών (Lin et al., 2014; Nam et al., 2012). Οι προκλήσεις αυτές εξακολουθούν να υφίστανται παρά τη σημαντική σημασία των νεφών στο ισοζύγιο ακτινοβολίας της Γης. Η σχετικά γρήγορη απόκριση των νεφών στις επιδράσεις του CO2 και στην άνοδο της θερμοκρασίας θα μπορούσε δυνητικά να οδηγήσει σε μεγάλες αλλαγές στην ακτινοβολία (Caballero & Huber, 2013).
[2] Ευαισθησία της παγκόσμιας δεξαμενής άνθρακα των ωκεανών σε σύγκριση με την επιδερμίδα των ωκεανών σε ένα κλιματικό μοντέλο
Η επιδερμίδα του ωκεανού είναι ένα λεπτό στρώμα μικρότερο του ενός χιλιοστού που βρίσκεται σε επαφή με την ατμόσφαιρα αποτελείται από λεπτές μεσοεπιφανειακές μικροστιβάδες θερμοκρασίας και μάζας μικρότερης από 1 mm, όπου οι ανταλλαγές θερμότητας και χημικών ελέγχονται με μοριακή διάχυση. Χαρακτηρίζεται από ψύξη ∼−0,2 K και αύξηση της αλατότητας ∼ 0,1 g / kg (απόλυτη αλατότητα) σε σχέση με το νερό πιο κάτω. Η συνεκτίμηση αυτών των μεταβολών της θερμοκρασίας και της αλατότητας σε αυτό το λεπτό στρώμα μπορεί να αλλάξει σημαντικά τους υπολογισμούς της παγκόσμιας ωκεάνιας καταβόθρας άνθρακα.
Μια εκτίμηση της ροής του CO2 σε αέρα-θάλασσα με βάση την επιφανειακή παρατήρηση, λαμβάνοντας υπόψη τη διακύμανση της συγκέντρωσης CO2 σε αυτά τα μικροστρώματα, έχει αποδειχθεί ότι οδηγεί σε αύξηση της παγκόσμιας ωκεάνιας καταβόθρας του ανθρωπογενούς CO2 κατά +0,4 PgC(= 1 1 Τρισεκατομμύριο τόνους) άνθρακα ετησίως-1 (15% της παγκόσμιας καταβόθρας). Τα αποτελέσματα μιας μελέτης με δεδομένα από 200-2014, δείχνουν ότι αναφορικά με τα μικροστρωμάτα αυξάνει την προσομοιωμένη παγκόσμια δεξαμενή άνθρακα των ωκεανών κατά +0,26 έως +0,37 PgC yr−1 ανάλογα με τις υποθέσεις για τη χημική ισορροπία. Τα συζευγμένα μοντέλα υποτιμούν την καταβόθρα άνθρακα των ωκεανών κατά ∼5% εάν δεν συμπεριληφθεί η επίδραση του δέρματος των ωκεανών.
[3] Η ανατροφοδότηση πάγου-Albedo είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ της κρυόσφαιρας (της επιφάνειας της Γης που καλύπτεται από χιόνι και πάγο) και του παγκόσμιου κλίματος.
Το χιόνι και ο πάγος έχουν υψηλό albedo (ανακλαστικότητα του ηλιακού φωτός) έως και 90%. Η απορρόφηση της προσπίπτουσας ηλιακής ενέργειας είναι αντίστοιχα χαμηλή.
Η επίδραση της αλλαγής του albedo στο κλίμα: Το νερό και το έδαφος, από την άλλη πλευρά, απορροφούν 80-90% και ως εκ τούτου θερμαίνονται - γεγονός που θερμαίνει τα κατώτερα στρώματα του αέρα, προκαλώντας αργή αύξηση της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας και οδηγώντας στο παγκόσμιο λιώσιμο περισσότερου χιονιού και πάγου. Αντίθετα, μόλις αρχίσει η ψύξη, θα μπορούσε να οδηγήσει σε επέκταση του χιονιού και του πάγου, με αποτέλεσμα την αύξηση της επανακτινοβολίας και την περαιτέρω ψύξη. Ωστόσο, επί του παρόντος παρατηρείται μείωση των περιοχών που καλύπτονται μόνιμα από πάγο.
