Klimata pārmaiņas ir jebkādas ilgtermiņa izmaiņas vidējos laikapstākļos globālā vai reģionālā mērogā. Kā liecina šī plašā definīcija, klimata pārmaiņas Zemes vēsturē ir notikušas daudzas reizes un daudzu iemeslu dēļ. Globālās temperatūras un laika apstākļu izmaiņas, kas vērojamas mūsdienās, tomēr izraisa cilvēka darbība. Un tie notiek daudz ātrāk nekā pagātnes dabiskās klimata izmaiņas.
Zinātniekiem ir daudz veidu, kā laika gaitā izsekot klimatam, un tas viss skaidri parāda, ka mūsdienu klimata izmaiņas ir saistītas ar siltumnīcefekta gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda un metāna, emisiju. Šīs gāzes ir efektīvas siltuma uztveršanā no saules stariem netālu no Zemes virsmas, līdzīgi kā siltumnīcas stikla sienas uztur siltumu iekšpusē. Nelielas siltumnīcefekta gāzu proporciju izmaiņas gaisā var izraisīt būtiskas izmaiņas globālā mērogā.
Vidēji siltumnīcefekta gāzu ietekme ir globālās temperatūras paaugstināšanās. Tāpēc klimata pārmaiņas dažreiz sauc par globālo sasilšanu. Bet lielākā daļa pētnieku šodien dod priekšroku terminam klimata pārmaiņas laika apstākļu un klimata mainīguma dēļ visā pasaulē. Piemēram, globālās vidējās temperatūras sasilšana var mainīt strūklas plūsmu, kas ir galvenā gaisa strāva, kas ietekmē Ziemeļamerikas laika apstākļus, kas dažos apgabalos savukārt var izraisīt ārkārtēja aukstuma periodus.
"Cilvēkiem ir svarīgi saprast, ka temperatūras ziņā uz Zemes ir ļoti daudz mainību no vienas vietas uz otru," sacīja Elens Moslijs-Tompsons, Ohaio štata universitātes Biroda polāro un klimata pētījumu centra paleoklimatologs. "Kad mēs runājam par globālajām klimata izmaiņām, mēs runājam par temperatūras izmaiņām lielās teritorijās."
Tas, kā zinātnieki zina par klimata izmaiņām, ir patiess
Pagātnes klimatu reģistrē ledus, nogulumi, alu veidojumi, koraļļu rifi un pat koku gredzeni. Lai noteiktu pagātnes atmosfēras apstākļus, pētnieki var aplūkot ķīmiskos signālus - piemēram, oglekļa dioksīdu, kas iesprostots burbuļos ledāja ledus iekšpusē. Viņi var izpētīt mikroskopiskos pārakmeņojušos ziedputekšņus, lai uzzinātu, kāda veģetācija kādreiz plaukst noteiktā apgabalā, un tas savukārt var atklāt, kāds bija klimats. Viņi var izmērīt koku gredzenus, lai katru sezonu iegūtu temperatūras un mitruma rekordus. Skābekļa ķīmisko variantu attiecības koraļļos, stalaktītos un stalagmitos var atklāt iepriekšējos nokrišņu veidus.
Dažādu veidu dabas ierakstiem ir dažādas stiprās puses. Okeāna nogulumos nav dažādu sezonālo vai pat gadu detalizēto, taču tie var sniegt neskaidrākus klimata attēlus, kas datēti miljoniem gadu, Moslijs-Tompsons stāstīja Live Science. (Saskaņā ar The Smithsonian Institution datiem, vecākie kodoli, kas urbti no okeāna nogulumiem, datēti ar 65 miljoniem gadu.) Koku ieraksti ir salīdzinoši īsi, bet neticami detalizēti. Un ledus var būt pilns ar informāciju: ledāji ne tikai uztver atmosfēras gāzes gaisa burbuļu veidā, bet arī notver putekļus un citus nogulumus, ziedputekšņu graudus, vulkāniskos pelnus un daudz ko citu. Tā kā ledus kļūst vecāks un saspiestāks, ieraksts var kļūt izplūdušs, sacīja Moslijs-Tompsons, taču jaunāks ledus gadu no gada var sniegt ieskatu klimata ietekmē.
Arī pēdējās klimata izmaiņas kopš rūpnieciskās revolūcijas sākuma var tieši izsekot. Grāmatvedības uzskaite par tādām lietām kā zemes temperatūra sāka uzlaboties 1800. gadu beigās, un kuģu kapteiņi žurnālos sāka glabāt daudz okeāna laika apstākļu datu. Satelītu tehnoloģiju parādīšanās 70. gados ir nodrošinājusi datu eksploziju, aptverot visu, sākot no ledus apjoma polos un beidzot ar jūras virsmas temperatūru līdz mākoņu pārklājumam.
Kā mainās klimats
Kopumā šie ieraksti parādīja, ka mūsdienu klimats strauji atkāpjas no pagātnes modeļiem.
Pirms rūpnieciskās revolūcijas atmosfērā uz katriem miljoniem molekulu bija apmēram 280 oglekļa dioksīda molekulas, mēru sauc par miljons daļām (ppm). Sākot ar 2018. gadu, vidējais CO2 līmenis pasaulē bija 407,4 ppm, kas ir vairāk nekā 100 ppm augstāks nekā šis līmenis ir bijis pēdējos 800 000 gadus, saskaņā ar Nacionālās okeāna un atmosfēras pārvaldes (NOAA) datiem. Saskaņā ar NOAA datiem pēdējo reizi atmosfēras oglekļa līmenis sasniedza šodienas līmeni pirms 3 miljoniem gadu.
Saskaņā ar NOAA datiem mūsdienu atmosfēras oglekļa izmaiņu temps ir arī straujāks nekā iepriekš. Pieauguma temps pēdējās 60 desmitgadēs bija 100 reizes ātrāks nekā jebkad pēdējos aptuveni miljonos gados - laika posmā, kad starp ledus cikliem bija vērojami astoņi nozīmīgi klimata pārmaiņas, kuros ledus no poliem izpletās vidējos platuma grādos, un starpledus cikli, kuros ledus atkāpās tur, kur tas ir šodien. Un likme turpina pieaugt. Sešdesmitajos gados atmosfēras oglekļa daudzums palielinājās par vidēji 0,6 ppm gadā. 2010. gadā tas pieauga vidēji par 2,3 ppm gadā.
Visa šī oglekļa siltuma uztveršanas spēja ir palielinājusi vidējo globālo temperatūru. Saskaņā ar NASA Goddard kosmosa pētījumu institūta (GISS) datiem Zemes vidējā temperatūra kopš 1880. gada ir paaugstinājusies par nedaudz vairāk par 2 grādiem pēc Fārenheita (1 grāds pēc Celsija), un tas ir precīzs līdz desmitdaļai no Fārenheita grāda. Saskaņā ar NASA Zemes novērošanas centra datiem, tāpat kā atmosfēras oglekļa palielināšanās ātrumā, arī pasaules temperatūras paaugstināšanās temps palielinās: Divas trešdaļas no šīs sasilšanas ir notikušas kopš 1975. gada.
Kāda ir klimata pārmaiņu ietekme?
Šī sasilšana ir mainījusies Zemes ekosistēmās un vidē. Starp visdramatiskākajām izmaiņām ir notikušas Arktikā, kur jūras ledus samazinās. Pēc NASA ziņām, ledus līmeņa kritumi un rekordzemie rādītāji kopš 2002. gada ir bijis jauns normālais rādītājs, un pētījumos atklāts, ka pat visvecākajam, vairāku gadu jūras ledum strauji atšķīst. Tagad zinātnieki sagaida pirmo Arktikas vasaru bez ledus kādreiz no 2040. līdz 2060. gadam.
Ledāji visā pasaulē atkāpjas, īpaši vidējos platuma grādos, sacīja Moslijs-Tompsons. Montānas ledāju nacionālajā parkā 1850. gadā dzīvoja 150 ledāju. Mūsdienās ir tikai 25. Moslija-Tompsone un viņas komanda lēš, ka pēdējie tropiskie ledāji izzudīs nākamās desmitgades laikā.
Kūstošais ledus un okeāna ūdeņu izplešanās karstuma dēļ jau ir veicinājuši jūras līmeņa celšanos. Saskaņā ar NOAA datiem pasaules vidējais jūras līmenis kopš 1880. gada ir paaugstinājies par 8-9 collām (21–24 centimetriem). Celšanās ātrums pieaug no 0,06 collām (1,4 milimetriem) gadā 20. gadsimtā līdz 0,14 collām (3,6 mm). gadā no 2006. līdz 2015. gadam. Saskaņā ar NOAA teikto šī jūras līmeņa celšanās ir izraisījusi plūdmaiņu plūdmaiņu palielināšanos par 300% līdz 900% Amerikas Savienoto Valstu piekrastes zonās.
Okeāna ūdens no atmosfēras absorbē oglekļa dioksīdu, kas rada ķīmisku reakciju, kas izraisa okeāna paskābināšanos. Kopš industriālās revolūcijas sākuma vidējais okeāna virszemes ūdeņu pH līmenis ir samazinājies par 0,11 - par 30% paaugstināts skābums, norāda NOAA Klusā okeāna jūras vides laboratorija. Palielinoties okeāna skābumam, koraļļiem ir grūtāk veidot savus karbonātu skeletus, bet lobītiem dzīvniekiem, piemēram, gliemenēm un dažiem planktona veidiem, izdzīvot.
Klimata izmaiņas ietekmē pat pavasarim līdzīgu laika apstākļu iestāšanos. Agrākais pavasaris (ko nosaka augu augšana un temperatūra) Amerikas Savienotajās Valstīs bija reģistrēts 2012. gada martā. Klimata modeļi tagad liecina, ka šādi agri avoti varētu kļūt par normu līdz 2015. gadam. Bet vēla sasalšana, iespējams, joprojām notiks, radot apstākļus, kādos augi varētu agri izkrist, un tad aukstā temperatūra tos var sabojāt. Klimata modeļi arī paredz satraucošo tendenču saasināšanos sausumos un savvaļas ugunsgrēkos, pateicoties siltākai temperatūrai.
Modeļi ir galvenais klimata zinātnieku instruments, sacīja Kathie Dello, Ziemeļkarolīnas štata klimatoloģe. Zemes salīdzināšanas planētas nav, sacīja Dello, taču modeļi ļauj zinātniekiem izveidot planētas virtuālās versijas, lai pārbaudītu dažādus scenārijus. Lai arī Zemes sistēma ir sarežģīta, šie datoru modeļi ir izrādījušies spējīgi paredzēt nākotni. 2020. gada žurnālā Geophysical Research Letters tika atklāts, ka klimata modeļa prognozes, kas publicētas no 1970. līdz 2010. gadam, bija precīzas, salīdzinot ar faktisko sasilšanu, kas notika pēc publicēšanas.
Vai mēs varam mainīt klimata pārmaiņas?
Arvien vairāk uzņēmumu vadītāju, valdības ierēdņu un privātpersonu pauž bažas par klimata izmaiņām un to sekām un ierosina pasākumus, lai mainītu tendenci.
"Kaut arī daži apgalvo, ka" Zeme pati sadzīs ", dabiskie procesi šī cilvēka radītā CO2 noņemšanai no atmosfēras darbojas simtiem tūkstošu līdz miljonu gadu laikā," saka Josef Werne, universitātes ģeoķīmiķis un paleoklimatologs. no Pitsburgas, sacīja. "Tātad, jā, Zeme pati dziedināsies, bet ne laikā, lai mūsu kultūras institūcijas tiktu saglabātas tādas, kādas tās ir. Tāpēc mūsu pašu interesēs mums ir jārīkojas tā vai citādi, lai tiktu galā ar klimata izmaiņām. mēs izraisām. "
Ja visi cilvēku siltumnīcefekta gāzu izmeši nekavējoties apstātos, Zeme, iespējams, joprojām piedzīvos lielāku sasilšanu, liecina daži pētījumi, jo oglekļa dioksīds atmosfērā paliek simtiem gadu. Ir priekšlikumi, kas teorētiski varētu mainīt daļu no šīs "ieslēgtās" sasilšanas, noņemot oglekļa dioksīdu no atmosfēras, piemēram, oglekļa uztveršanu un uzglabāšanu, kas ietver oglekļa ievadīšanu pazemes rezervuāros. Advokāti apgalvo, ka oglekļa uztveršana un uzglabāšana ir tehnoloģiski iespējama, taču tirgus spēki ir kavējuši plašu ieviešanu.
Neatkarīgi no tā, vai ir iespējams noņemt no atmosfēras jau emitēto oglekli, lai nepieļautu sasilšanu nākotnē, ir jāpārtrauc siltumnīcefekta gāzu emisijas. Pagaidām vērienīgākie centieni novērst sasilšanu ir Parīzes nolīgums. Šī nesaistošā starptautiskā līguma, kas stājās spēkā 2016. gada novembrī, mērķis ir noturēt sasilšanu "krietni zem 2 grādiem pēc Celsija virs pirmsindustriālā līmeņa un turpināt centienus ierobežot temperatūras paaugstināšanos vēl līdz 1,5 grādiem pēc Celsija", norāda Apvienoto Nāciju Organizācija. Katrs līguma parakstītājs piekrita noteikt savus brīvprātīgos izmešu ierobežojumus un laika gaitā tos padarīt stingrākus. Klimata zinātnieki sacīja, ka saskaņā ar nolīgumu noteiktie emisiju ierobežojumi neļaus sasilt līdz 1,5 vai pat 2 grādiem pēc C, bet tas būs uzlabojums, salīdzinot ar scenāriju “parasti kā biznesam”.
Obamas administrācijas pakļautībā ASV apņēmās līdz 2025. gadam ierobežot siltumnīcefekta gāzu emisijas līdz mazāk nekā 28% no 2005. gada līmeņa. Tomēr drīz pēc vēlēšanām prezidents Donalds Trumps paziņoja, ka viņa administrācija neievēros Parīzes vienošanos. Trumpa administrācija oficiālu izstāšanās procesu no līguma sāka 2019. gadā.
Vairākas valsts un pašvaldības ir uzsākušas savus centienus cīņā pret klimata pārmaiņām. Piemēram, 24 valstis un Puertoriko ir pievienojušās ASV Klimata aliansei, apņemoties sasniegt Parīzes nolīgumā noteiktos mērķus.
"Federālā valdība, pat ja tā darbojas labi, nav izveicīgākā institūcija," sacīja Dello. "Bet štati un pilsētas ir nedaudz elastīgākas."
