Kliimamuutused on keskmiste ilmastikuolude pikaajalised muutused kas globaalselt või piirkondlikult. Nagu see lai määratlus viitab, on kliimamuutusi Maa ajaloos mitu korda toimunud ja seda paljudel põhjustel. Tänapäeval ilmnenud globaalse temperatuuri ja ilmastiku muutuste põhjused on aga inimtegevus. Ja need toimuvad palju kiiremini kui mineviku looduslikud kliimamuutused.
Teadlastel on kliima jälgimiseks aja jooksul palju võimalusi, mis kõik annavad mõista, et tänapäeva kliimamuutused on seotud kasvuhoonegaaside, näiteks süsinikdioksiidi ja metaani heitkogustega. Need gaasid on efektiivsed päikesekiirte soojuse püüdmisel Maa pinna lähedale, sarnaselt kasvuhoone klaasseintega, mis hoiab soojust sees. Väikesed kasvuhoonegaaside sisalduse muutused õhus võivad põhjustada suuri muutusi kogu maailmas.
Keskmiselt suurendab kasvuhoonegaaside temperatuur globaalset temperatuuri. Seetõttu nimetatakse kliimamuutusi mõnikord globaalseks soojenemiseks. Kuid enamik teadlasi eelistab tänapäeval mõistet kliimamuutus ilmastiku ja kliima varieeruvuse tõttu kogu maailmas. Näiteks võib globaalsete keskmiste temperatuuride soojenemine muuta reaktiivjoa voogu, mis on Põhja-Ameerika ilmastikku mõjutav peamine õhuvool, mis võib omakorda viia mõnes piirkonnas hooajaliste äärmuslike külmaperioodideni.
"Inimeste jaoks on oluline mõista, et temperatuuri osas on Maa kohta väga palju varieeruvust," ütles Ohio osariigi ülikooli Byrd Polari ja kliimauuringute keskuse paleoklimatoloog Ellen Mosley-Thompson. "Kui räägime globaalsest kliimamuutusest, siis räägime temperatuurimuutustest suurtes piirkondades."
See, kuidas teadlased teavad kliimamuutustest, on tõeline
Mineviku kliimat registreeritakse jääs, setetes, koopakoosseisudes, korallriffides ja isegi puurõngastes. Teadlased saavad varasemate atmosfääritingimuste kindlakstegemiseks uurida keemilisi signaale - näiteks jääjää sees olevatesse mullidesse kinni jäänud süsinikdioksiidi. Nad saavad uurida mikroskoopilisi kivistunud õietolmu, et teada saada, milline taimestik sellel alal õitses, mis omakorda võib selgitada, milline oli kliima. Nad saavad mõõta puurõngaid, et saada temperatuuri ja niiskuse hooajaline rekord. Korallide, stalaktiitide ja stalagmiitide hapniku keemiliste variantide suhted võivad paljastada varasemad sademete mustrid.
Erinevat tüüpi loodusrekorditel on erinev tugevus. Ookeani setete detailsusaste ei ole hooajaliselt ega isegi aasta-aastalt, kuid need võivad anda miljonite aastate taguse kliima hägusemaid pilte, rääkis Mosley-Thompson Live Science'ile. (The Smithsonian Institution andmetel pärinevad vanimad ookeanisetetest puuritud südamikud 65 miljonist aastast.) Puude andmed on suhteliselt lühikesed, kuid uskumatult detailsed. Ja jää võib olla täis teavet: mitte ainult liustikud ei hõiva atmosfääri gaase õhumullide kujul, vaid nad püüavad kinni tolmu ja muid setteid, õietolmu teravilja, vulkaanilist tuhka ja palju muud. Kui jää vananeb ja kokkusurutumaks muutub, võib rekord muutuda häguseks, ütles Mosley-Thompson, kuid uuem jää võib anda aasta-aastalt ülevaate kliima toimimisest.
Viimaseid kliimamuutusi - alates tööstusrevolutsiooni algusest - saab samuti otse jälgida. Arvestuse pidamine selliste asjade üle nagu maa temperatuur hakkas 1800. aastate lõpus paremaks muutuma ja laevakaptenid hakkasid oma logides pidama rohkesti ookeanipõhiseid ilmateateid. Satelliittehnoloogia tulek 1970. aastatel on andnud plahvatusliku teabe, hõlmates kõike alates jää ulatusest poolustel kuni merepinna temperatuurini kuni pilvekaetuseni.
Kuidas kliima muutub
Need kokkuvõtlikult on need andmed näidanud, et tänapäevane kliima on mineviku mustritest kiiresti eemaldumas.
Enne tööstuslikku revolutsiooni oli atmosfääris iga miljoni molekuli kohta umbes 280 süsinikdioksiidi molekuli, mida tuntakse miljoniosa kohta (ppm). Riikliku ookeani- ja atmosfäärivalitsuse (NOAA) andmetel oli kogu maailmas keskmine CO2 tase 407,4 ppm, mis on üle 100 ppm kõrgem kui see on olnud viimase 800 000 aasta jooksul. Viimati jõudis atmosfääri süsinik tänapäeva tasemele NOAA andmetel 3 miljonit aastat tagasi.
NOAA andmetel on ka tänapäeva atmosfääri süsiniku muutuse kiirus varasemast kiirem. Kasvumäär oli viimase 60 aastakümne jooksul 100 korda kiirem kui kunagi varem viimase umbes miljoni aasta jooksul - perioodil, kus ilmnes kaheksa suuremat kliimavööndit jääaja tsüklite vahel, mille jooksul jää laienes poolustest keskmistele laiuskraadidele, ja liustikevahelised tsüklid, mille jooksul jää taganes sinna, kus ta täna on. Ja määr kasvab jätkuvalt. 1960. aastatel tõusis atmosfääri süsinik keskmiselt 0,6 ppm aastas. 2010. aastatel tõusis see keskmiselt 2,3 ppm aastas.
Kogu selle täiendava süsiniku kuumakogumisvõime on kaasa toonud globaalsete keskmiste temperatuuride tõusu. NASA Goddardi kosmoseuuringute instituudi (GISS) andmetel on Maa keskmine temperatuur tõusnud alates 1880. aastast pisut üle 2 kraadi Fahrenheiti (1 kraadi Celsiuse järgi), mis on täpsus Fahrenheiti kraadist kümnendiku täpsusega. Nagu atmosfääri süsiniku suurenemise kiirus, kiireneb ka NASA Maa seirekeskuse andmetel globaalse temperatuuri tõus: kaks kolmandikku sellest soojenemisest on toimunud alates 1975. aastast.
Millised on kliimamuutuste mõjud?
See soojenemine on toonud kaasa muutusi Maa ökosüsteemides ja keskkonnas. Kõige dramaatilisemaid muutusi on toimunud Arktikas, kus merejää on languses. NASA andmetel on jää ulatus ja rekordiline madalaim tase olnud alates 2002. aastast uus normaalne näitaja. Uuringute kohaselt ka kõige vanem mitmeaastane merejää hõreneb kiiresti. Teadlased ootavad nüüd esimest jäävaba Arktika suve millalgi vahemikus 2040–2060.
Mosley-Thompson ütles, et liustikud taanduvad kogu maailmas, eriti keskmistel laiuskraadidel. Montana liustiku rahvuspargis elas 1850. aastal 150 liustikku. Praegu on neid vaid 25. Mosley-Thompsoni ja tema meeskonna hinnangul kaovad viimased troopilised liustikud järgmise kümnendi jooksul.
Jää sulamine ja soojuse tõttu ookeanivete laienemine on juba kaasa aidanud merepinna tõusule. NOAA andmetel on ülemaailmne keskmine meretase tõusnud alates 1880. aastast 8–9 tolli (21–24 sentimeetrit). Tõusemäär tõuseb 20. sajandil 0,06 tolli (1,4 millimeetrit) aastas 0,14 tolli (3,6 mm). aastas ajavahemikul 2006-2015. NOAA andmetel on selle merepinna tõusu tagajärjel tõusulaine üleujutused tõusnud 300–900% Ameerika Ühendriikide rannikualadel.
Ookeanivesi imab atmosfäärist süsihappegaasi, mis tekitab keemilise reaktsiooni, mis põhjustab ookeani hapestumist. NOAA Vaikse ookeani merekeskkonna laboratooriumi andmetel on ookeani pinnavee keskmine globaalne pH langenud pärast tööstusrevolutsiooni algust 0,11 võrra - happesuse kasv 30%. Ookeani happesuse suurenemine muudab korallide jaoks raskemaks karbonaadist luustiku ehitamise ja kooritud loomade, näiteks karbikute ja teatud tüüpi planktoni ellujäämise.
Kliimamuutused mõjutavad isegi kevadise ilma ilmumist. Varaseim kevad (nagu taimekasv ja temperatuur) on USA-s rekordiliselt registreeritud 2012. aasta märtsis. Kliimamudelid viitavad nüüd, et sellised varajased allikad võivad olla normiks aastaks 2015. Kuid hiline külmumine toimub tõenäoliselt endiselt, luues tingimused, kus taimed võivad varakult välja minna ja külma temperatuur võib neid kahjustada. Kliimamudelid ennustavad ka põua ja metsatulekahjude murettekitavate suundumuste süvenemist tänu soojemale temperatuurile.
Mudelid on kliimateadlaste peamine tööriist, ütles Põhja-Carolina osariigi klimatoloog Kathie Dello. Maa peal pole võrdlusplaneeti, ütles Dello, kuid mudelid võimaldavad teadlastel luua erinevate stsenaariumide testimiseks planeedi virtuaalseid versioone. Ehkki Maa süsteem on keeruline, on need arvutimudelid osutunud tuleviku ennustamiseks võimeliseks. Ajakirjas Geophysical Research Letters avaldatud 2020. aasta dokumendis leiti, et 1970. ja 2010. aasta vahel avaldatud kliimamudelite prognoosid olid täpsed võrreldes pärast avaldamist ilmnenud ilmse soojenemisega.
Kas me saame kliimamuutused tagasi pöörata?
Üha suurem arv ärijuhte, riigiametnikke ja eraisikuid on kliimamuutuste ja nende mõjude pärast mures ning teevad ettepanekuid sammude muutmiseks.
"Kuigi mõned väidavad, et" Maa ravib ennast ise ", toimivad selle inimese põhjustatud süsinikdioksiidi atmosfääri eemaldamiseks looduslikud protsessid sadade tuhandete või miljonite aastate jooksul," ütles ülikooli geokeemik ja paleoklimatoloog Josef Werne. ütles Pittsburghis. "Niisiis, jah, Maa ravib ennast, kuid mitte õigel ajal, et meie kultuuriasutused säiliksid sellised, nagu nad on. Seetõttu peame omaenda enda huvides tegutsema ühel või teisel viisil kliimamuutustega toime tulemiseks. põhjustame. "
Mõnede uuringute kohaselt võib kõigi inimeste kasvuhoonegaaside heitkoguste kohene peatamine tõenäoliselt Maa veel soojenemist, kuna süsinikdioksiid püsib atmosfääris sadu aastaid. On ettepanekuid, mis võiksid teoreetiliselt osa sellest "lukustatud" soojenemisest ümber pöörata, eemaldades atmosfäärist süsinikdioksiidi, näiteks süsiniku kogumine ja säilitamine, mis hõlmab süsiniku süstimist maa-alustesse reservuaaridesse. Propageerijad väidavad, et süsiniku kogumine ja säilitamine on tehnoloogiliselt teostatav, kuid turujõud on takistanud laialdast kasutuselevõttu.
Olenemata sellest, kas atmosfäärist on juba eraldatud süsinikku või mitte, on edaspidise soojenemise vältimiseks vaja kasvuhoonegaaside heitkogused peatada. Seni kõige ambitsioonikam jõupingutus soojenemise takistamiseks on Pariisi kokkulepe. Selle mittesiduva rahvusvahelise lepingu, mis jõustus 2016. aasta novembris, eesmärk on hoida soojenemist "tunduvalt alla 2 kraadi Celsiuse järgi võrreldes industriaalühiskonnaelse ajajärguga ja jätkata jõupingutusi, et piirata temperatuuri tõusu veelgi 1,5 kraadini Celsiuse järgi", teatas ÜRO. Iga lepingule allakirjutanu nõustus kehtestama oma vabatahtlikud heitkoguste piirmäärad ja muutma neid aja jooksul rangemaks. Kliimateadlased ütlesid, et kokkuleppe kohaselt püstitatud heitkoguste piirmäärad ei hoia soojenemist nii madalal kui 1,5 või isegi 2 kraadi C, vaid et see on edasiminek tavapärase äritegevuse stsenaariumi ees.
Obama administratsiooni juhtimisel lubasid USA 2025. aastaks piirata kasvuhoonegaaside heitkoguseid vähem kui 28% -ni 2005. aasta tasemest. President Donald Trump teatas aga varsti pärast valimisi, et tema administratsioon ei pea Pariisi lepingut kinni. Trumpi administratsioon alustas ametlikku lepingust taganemise protsessi 2019. aastal.
Mitmed osariikide ja kohalikud omavalitsused on võtnud oma jõupingutused kliimamuutuste vastu võitlemiseks. Näiteks 24 osariiki ja Puerto Rico on ühinenud USA kliimaliiduga, lubades täita Pariisi kokkuleppega seatud eesmärke.
"Föderaalvalitsus, isegi kui see hästi töötab, ei ole kõige krapsakam institutsioon," ütles Dello. "Kuid osariigid ja linnad on pisut paindlikumad."
