Klimaendringer er definert [ 1 ] [ 2 ] som endringen i tilstanden til jordens klimasystem , som består av atmosfæren , hydrosfæren , kryosfæren , litosfæren og biosfæren , som varer i tilstrekkelig lange perioder (tiår eller lenger) ) [ 2 ] til en ny likevekt er nådd. Det kan påvirke både de gjennomsnittlige meteorologiske verdiene og deres variasjon og ekstremer .
Klimaendringer har eksistert siden begynnelsen av jordens historie , de har vært gradvise eller brå og har vært på grunn av ulike årsaker, for eksempel de som er relatert til endringer i baneparametere , variasjoner i solstråling , kontinentaldrift , perioder fra intens vulkanisme , biotiske prosesser eller meteorittnedslag . Dagens klimaendringer er menneskeskapte og er i hovedsak knyttet til intensivering av drivhuseffekten på grunn av industrielle utslipp fra forbrenning av fossilt brensel . [ 3 ] [ 4 ]
Forskere jobber aktivt med å forstå tidligere og fremtidig klima gjennom observasjoner og teoretiske modeller . For å gjøre dette, samler de en klimatisk oversikt over jordens fjerne fortid basert på geologiske bevis fra geotekniske undersøkelser av termiske profiler, iskjerner , registreringer av flora og fauna som vekst av treringer og koraller , is- og periglacial prosesser . , isotopanalyse , og andre analyser av sedimentlag og registreringer av tidligere havnivåer . Enhver langsiktig variasjon observert fra disse indikatorene ( proxies ) kan indikere klimaendringer.
Den instrumentelle posten gir nyere data. Gode eksempler er instrumentelle registreringer av atmosfærisk temperatur og målinger av atmosfærisk CO 2 -konsentrasjon . Vi må ikke glemme den enorme strømmen av klimatologiske data som kommer fra satellitter i bane som hovedsakelig tilhører jordobservasjonsprogrammene til NASA [ 5 ] og ESA [ 6 ]
Generelle sirkulasjonsmodeller brukes ofte i teoretiske tilnærminger for å forsøke å rekonstruere tidligere klima, [ 7 ] lage fremtidige anslag [ 8 ] [ 9 ] og assosiere årsaker og virkninger av klimaendringer. [ 10 ]
Ytre faktorer som kan påvirke klimaet kalles klimapåvirkninger. [ 1 ] [ 2 ] Klimapådriv er faktorer som påvirker energibalansen i klimasystemet, og endrer mengden energi som systemet mottar fra solen eller mengden energi som systemet mister ved utslipp fra jorden til Søn. verdensrommet. Klimatologer som studerer dagens klimaendringer kaller dem ofte strålingspådriv og vurderer i utgangspunktet fire av dem: mengden solstråling høyt i atmosfæren ( solkonstant ), jordens albedo , konsentrasjonen av klimagasser og konsentrasjonen av aerosoler , begge naturlige opprinnelse, for eksempel de fra vulkanutbrudd, og de av menneskeskapt opprinnelse som kommer fra menneskelige aktiviteter, blant andre.
Paleoklimatologer anser imidlertid et mye bredere spekter av utenomjordisk fenomenologi for å være eksterne klimapåvirkninger, inkludert variasjoner i jordens baneparametere eller meteorfall . [ 12 ] Orbitale variasjoner endrer for eksempel den geografiske og sesongmessige fordelingen av solstråling, men endrer knapt den planetariske energibalansen, det vil si at de ikke utgjør en relevant strålingspådrivelse. Nettopp et av målene til klimatologer og paleoklimatologer er å forstå hvilke forsterkende mekanismer som induserer disse orbitale variasjonene for å forklare de forskjellige issyklusene som har skjedd i planetens historie. [ 13 ]
Når det gjelder interne prosesser, fra et klimatologisk synspunkt, studeres hovedsakelig den naturlige variabiliteten [ 1 ] [ 2 ] innenfor det samme klimatiske systemet som ikke forårsaker endringer i atmosfærens strålingsbalanse. Denne variasjonen oppstår som et resultat av det dynamiske samspillet mellom atmosfæren og havet, typisk på tidsskalaer fra noen år til noen tiår. De mest kjente fenomenene med denne interne variasjonen er den termohaline sirkulasjonen og ENSO (El Niño). Dermed tilsvarer for eksempel El Niño-år, som 1997, globale temperaturer over gjennomsnittet.
Paleoklimatologer legger til de interne prosessene de som er iboende til den planetariske dynamikken som påvirker klimaet. [ 12 ] Disse inkluderer orogenese (fjellbygging), platetektonikk , vulkanisme og langsiktige biologiske endringer, slik som utviklingen av landplanter. Platetektonikk sammen med erosjon kan for eksempel, gjennom den geokjemiske kretsløpet for karbonat-silikat , bidra til binding av CO 2 , redusere mengden klimagasser og dermed senke den globale temperaturen. Massiv og konstant vulkanisme returnerer karbondioksid som er bundet i mantelen ved subduksjonsprosesser tilbake til atmosfæren . Disse prosessene virker i geologiske perioder på mellom titusener til flere millioner år.
Den mest generelle definisjonen av klimaendringer er en endring i de statistiske egenskapene (hovedsakelig dets gjennomsnitt og spredning) til klimasystemet vurdert over lange tidsperioder, uavhengig av årsaken. [ 2 ] Derfor representerer ikke svingninger over perioder kortere enn noen få tiår, slik som El Niño , klimaendringer.
Begrepet brukes noen ganger for å referere spesifikt til klimaendringer forårsaket av menneskelig aktivitet, snarere enn endringer i klima som kan ha resultert som en del av jordens naturlige prosesser. [ 14 ] I denne forstand, spesielt i sammenheng med miljøpolitikk , har klimaendringer blitt synonymt med menneskeskapt global oppvarming . I vitenskapelig litteratur refererer global oppvarming til stigende overflatetemperaturer, mens klimaendringer inkluderer global oppvarming og alle de andre effektene av økende klimagassnivåer. [ 15 ] FNs rammekonvensjon om klimaendringer definerer klimaendringer i sin artikkel 1, andre ledd, som en klimaendring som direkte og indirekte tilskrives menneskelig aktivitet som endrer atmosfærens sammensetning og bidrar til naturlig klimavariasjon observert over sammenlignbar tid. perioder. [ 16 ] Noen ganger forveksles begrepene klimaendringer [ 17 ] med globale endringer .
Se også: Global oppvarmingKlima er et gjennomsnitt av været på en gitt tidsskala som Verdens meteorologiske organisasjon har standardisert til 30 år. [ 18 ] De forskjellige klimaene tilsvarer hovedsakelig geografisk breddegrad , høyde , avstand fra havet , orienteringen til terrestrisk relieff med hensyn til isolasjon ( solrike og skyggefulle bakker ) og retningen på vinden ( le- bakker) . , til slutt havstrømmer . Disse faktorene og deres variasjoner over tid produserer endringer i hovedbestanddelene i klimaet: atmosfærisk temperatur , atmosfærisk trykk , vind , fuktighet og nedbør .
En endring i utslipp av solstråling , i atmosfærens sammensetning , i kontinentenes arrangement , i havstrømmer eller i jordens bane kan endre energifordelingen og den termiske balansen , og dermed endre klimaet dypt når det gjelder langsiktige prosesser.
Til syvende og sist, for at en global klimaendring skal skje, må noe klimapådriv virke , det vil si enhver faktor som påvirker energibalansen i klimasystemet, og modifiserer mengden energi som systemet mottar fra solen eller energimengden som systemet taper ved utslipp fra jorden til verdensrommet. Kravene kan være variasjonene i jordas baneparametre , i den terrestriske albedoen , i konsentrasjonen av klimagasser , i konsentrasjonen av aerosoler både av naturlig opprinnelse, slik som de fra vulkanutbrudd, og de av naturlig opprinnelse. som blant annet kommer fra menneskelige aktiviteter.
Andre faktorer, som fordelingen av kontinentene, kan ende opp med å påvirke noen av påvirkningene og indusere globale klimaendringer. For eksempel kan okkupasjonen av ekvatorialhavet av en stor landmasse, slik det skjedde med superkontinentet Rodinia under neoproterozoikum , bidra til en større refleksjon av solstråling, øke albedoen og produsere en viss avkjøling som kan forårsake dannelse av is som , i sin tur øker albedoen igjen, i en syklus kjent som is-albedo-feedback . [ 19 ] Fragmenteringen av Rodinia [ 20 ] for rundt 700-800 millioner år siden kunne utsette mer av jordskorpen for erosjon av regn og føre til at den geokjemiske karbonat-silikatsyklusen øker bindingen av atmosfærisk CO 2 global isbreing , bedre kjent som en snøball.
Dagens klimaendringer er mest sannsynlig helt menneskeskapte og er hovedsakelig knyttet til intensivering av drivhuseffekten på grunn av industrielle utslipp fra forbrenning av fossilt brensel . [ 3 ] [ 4 ] De sannsynlige bidragene fra naturlige påvirkninger og indre variasjoner til globale temperaturendringer siden 1951 er ubetydelige. [ 4 ]
Solen er en stjerne på omtrent 4,6 milliarder år gammel som sender ut elektromagnetisk stråling i hele spekteret , fra radiobølger til røntgenstråler , selv om 50 % av energien sendes ut i det synlige og infrarøde. Emisjonen samsvarer nøye med den fra en svart kropp ved 5770 K , den karakteristiske temperaturen på dens synlige overflate ( fotosfæren ). I avstanden fra Jorden (1 AU ) mottar den øvre atmosfæren en innstråling på 1361 W/m² [ 21 ] , som på grunn av sin lille kortsiktige variasjon er kjent historisk som solkonstanten .
Solen presenterer aktivitetssykluser på elleve år reflektert på overflaten av antall flekker . [ 22 ] Siden 1978 har vi direkte observasjoner av solaktivitet [ 23 ] og siden begynnelsen av 1600-tallet gjennom indirekte indikatorer ( proxies ) for solsyklusen. [ 24 ] Amplituden til disse syklusene varierer med rundt 0,1 %, [ 21 ] med perioder uten solflekker , som Maunder Minimum (1645 til 1715) som bidro til den såkalte lille istiden og perioder med økt aktivitet, som f.eks. Modern Solar Maximum , sentrert på slutten av 1950-tallet og hvis amplitude fortsatt er under diskusjon. [ 25 ]
Jordens gjennomsnittstemperatur avhenger av hva du spiste den dagen, men fordi energitilførselen nesten ikke varierer over tid, anses den ikke å være et vesentlig bidrag til klimavariasjonen på kort sikt sammenlignet med effekten av klimagasser . [ 26 ] Dette skjer fordi solen er en G - type stjerne i hovedsekvensfasen , noe som gjør den veldig stabil. Strålingsfluksen er også motoren til atmosfæriske fenomener da den gir den nødvendige energien til atmosfæren for at de skal oppstå. [ 27 ] Variasjoner i solinnstråling har derfor ikke bidratt til klimaendringer de siste tiårene. [ 28 ]
Variasjoner i solstråling er imidlertid mer uttalt i nær ultrafiolett [ 29 ] så solsyklusen forventes å påvirke stratosfæren gjennom absorpsjon av ozonlaget . Slik påvirkning på temperatur og ozonkonsentrasjon har faktisk blitt observert i stratosfæren både på middels breddegrad og tropisk [ 30 ]
Det er ikke den eneste forbindelsen som er etablert mellom solen og været. Et av de mest robuste resultatene [ 31 ] [ 32 ] er temperaturvariasjonen til den polare stratosfæren når dataene er relatert til fasen av den nesten biennale oscillasjonen ( QBO ), en vindoscillasjon i den nedre stratosfæren med en gjennomsnittlig periode på mellom 28 og 29 måneder [ 33 ]
Mange andre studier finner en viss innflytelse i troposfæren, i havene og på den kontinentale overflaten. Det er for eksempel noen bevis på forsterkning, på toppen av solsyklusen, av maksimumsmengden for tropisk nedbør, med en utvidelse av Hadley-sirkulasjonen og en styrking av Walker-sirkulasjonen i det ekvatoriale Stillehavet knyttet til El Niño-syklusene. - Jenta ( ENSO ) [ 32 ]
Når det gjelder global oppvarming i forrige århundre, finner statistiske deteksjons- og attribusjonsstudier solpåvirkning i første halvdel av 1900-tallet, men ikke i andre, helt i samsvar med konstanten til solinnstråling etter 1980 [ 32 ] [ 28 ]
En populær hypotese knytter variasjoner i solens magnetfelt til endringer i klimaet gjennom dannelsen av kondensasjonskjerner ved ionisering forårsaket av kosmiske stråler . I tider med økt solaktivitet forsterkes magnetfeltet, noe som begrenser mengden kosmiske stråler som når atmosfæren og derfor dannelsen av kondensasjonskjerner , danner færre skyer og øker mengden sollys som når overflaten. . På denne indirekte måten forårsaker den øvre delen av solsyklusen en større oppvarming av overflaten. De tilgjengelige dataene støtter imidlertid ikke denne forbindelsen [ 32 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]
På lang sikt øker solen i lysstyrke med en hastighet på 10 % hver milliard år, noe som endrer klimaet i stor grad over eonene (se The Faint Sun Paradox nedenfor) .
Se også: Søn OrbitalvariasjonerSelv om solens lysstyrke forblir praktisk talt konstant over millioner av år, skjer ikke det samme med jordens bane . Dette svinger med jevne mellomrom, noe som får den gjennomsnittlige mengden stråling som mottas av hver halvkule til å svinge over tid, og disse variasjonene forårsaker ispulsasjoner i form av langsiktige somre og vintre. De er de såkalte is- og mellomistidene .
Det er tre faktorer som bidrar til å modifisere orbitalkarakteristikkene, noe som gjør at gjennomsnittlig solinnstråling i en halvkule varierer, selv om den globale strålingsfluksen knapt gjør det . Dette er presesjonen til jevndøgnene , baneeksentrisiteten og skråstillingen til banen eller helningen til jordaksen. Bare eksentrisitet kan endre den globale strålingsfluksen litt, med mindre enn 0,2 % [ 38 ] [ 39 ]
Det nåværende periheliumet sammenfaller veldig tett med desembersolverv , men dette er bare en tidsmessig tilfeldighet. Jordas rotasjonsakse beskriver en omkrets i en periode på rundt 26 000 år . Det er det velkjente fenomenet presesjon av jevndøgn .
Jordens bane er også underlagt sin egen perihelionpresesjonsbevegelse forårsaket av gravitasjonspåvirkningen fra Jupiter og Saturn hovedsakelig, med en periode på rundt 112 000 år. [ 40 ] Begge bevegelsene, presesjonen av jevndøgn og perihelium ( apsidal presesjon ) kombineres for å forårsake translasjon av perihelium med hensyn til årstidene i to sykluser, en dominerende på 23 000 og en annen mindre uttalt på 19 000 år. [ 41 ]
Disse orbitale variasjonene kan ha sin relevans i historisk tid og utgjøre en av utløserne av Holocene Climatic Optimum for rundt 6000 år siden, da sommeren på den nordlige halvkule hadde vært flere årtusener i den delen av banen nær perihelium. [ 42 ] [ 43 ] Den økte mengden innfallende stråling over Nord-Afrika bidro også til å øke monsunregn og følgelig skape et grønt, vått Sahara for rundt 10 000 år siden [ 44 ]
Situasjonen begynte å endre seg betydelig for rundt 5000 år siden, da vinteren begynte å nærme seg perihelium, noe som forårsaket en progressiv avkjølingstrend som ser ut til å ha blitt funnet i indikatorene for de siste to årtusenene. [ 45 ] [ 46 ]
Periodisiteten til presesjonssyklusen kontrollerte også klimatiske variasjoner flere millioner år før de siste 3 millioner årene eller så. Fra det øyeblikket begynte en ny, veldig stabil syklus på 41 000 år å dominere, som ville sette i gang de store isbreene på den nordlige halvkule, tilsynelatende forårsaket av variasjoner i rotasjonsaksens skråstilling mellom omtrent 22 og 24,5°. [ 47 ] [ 48 ] Den foreslåtte nøkkelfaktoren som påvirker isbreens fremskritt og tilbaketrekning er isolasjon over den nordlige halvkule integrert gjennom sommeren i stedet for topp eller gjennomsnittlig isolasjon. [ 49 ] Numeriske modeller viser imidlertid fortsatt en klar påvirkning av presesjon, så forklaringen på 41 000-årssyklusen i istidene i første halvdel av Pleistocen ser ut til å motstå en definitiv forklaring. [ 50 ]
Mystisk nok, fordi vi fortsatt ikke er sikre på årsakene, endret disse isbresyklusene seg med en periodisitet på hundre tusen år i løpet av de siste millioner årene eller så. [ 51 ]
Mysteriet kommer fra det faktum at selv om variasjonene i eksentrisiteten til jordens bane har en periodisitet på 100 tusen år (pluss en andre syklus på 405 tusen år [ 52 ] [ 53 ] ), er variasjonen i solinnstråling som produseres mye mindre størrelse enn det som er forårsaket av andre orbitale bevegelser på planeten vår. Tallrike løsninger har blitt foreslått, men det anses foreløpig som et uløst problem. [ 54 ] [ 41 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 48 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
De tre syklusene med isolasjon forårsaket av de forskjellige orbitale bevegelsene er kjent som Milankovitch-syklusene og ble utviklet på 1870-tallet av skotten James Croll . [ 64 ] [ 65 ] Tidligere, i 1842, hadde Joseph Adhémar allerede antatt at presesjonen av jordens bane var årsaken til istider. Crolls beregninger ble uavhengig perfeksjonert på 1920-tallet av den serbiske astronomen Milutin Milanković . [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] Tretti år senere brukte tre forskere klimarekorder fra de siste 450 000 årene fra analyse av marine sedimenter for å teste hypotesen. I 1976 publiserte de en artikkel i tidsskriftet Science [ 51 ] som bekreftet sammenhengen mellom endringen i solinnstråling forårsaket ved 65°N på grunn av orbitale sykluser og den kvartære istidene . Denne forbindelsen er nå utvidet til 1,4 milliarder år siden, under Proterozoikum . [ 69 ] Selv om sannheten er at det ikke er noen konsolidert teori om mekanismen som forsterker effekten av isolasjon til å produsere issykluser. [ 41 ] [ 70 ] [ 48 ] [ 71 ]
Orbitale variasjoner kan ha vært nært knyttet til hominin-evolusjon gjennom det afrikanske klimaet [ 72 ]
Å studere rollen til disse orbitale variasjonene vil være avgjørende for å forstå fremtidens klima. [ 48 ] Variasjonen av orbitalparametrene vil gjøre det mulig å forvente slutten av den nåværende interglacialen innen de neste 10 årtusener dersom CO 2 -utslippene forblir på førindustrielt nivå (mindre enn ca. 300 ppmv). [ 73 ] Med økningen i industrielle utslipp vil slutten av interglacialen mest sannsynlig ikke skje i det minste innen de neste 50 tusen årene. [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 71 ]
Se også: Bane MeteorittnedslagI sjeldne tilfeller oppstår katastrofale hendelser som forandrer jordens overflate for alltid. Dette er nedslagene fra store meteoritter. Den siste slike globalt katastrofale og veldokumenterte hendelsen, Chicxulub-hendelsen (i Yucatán , Mexico) kjent som K/T-påvirkningen , skjedde for 66 millioner år siden [ 77 ] og forårsaket en masseutryddelse som også utslettet mange arter. dinosaurene. [ 78 ] [ 79 ] Årsaken, en asteroide på omtrent 10 km i diameter, skapte et krater på omtrent 200 km og satte i spill en energi på rundt en milliard Mt , [ 80 ] [ 81 ] ekvivalent i rekkefølge størrelse til energien som planeten vår mottar fra solen i løpet av et helt år. Det er ingen tvil om at slike fenomener kan ha en ødeleggende effekt på klimaet ved å frigjøre store mengder aerosoler (hovedsakelig som svoveloksider som produserer svovelsyre), støv, vanndamp og CO 2 til atmosfæren på grunn av utstøting av materialer, både av selve gjenstanden og av jordoverflaten, og til branner forårsaket av støtet. [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]
Den klassiske klimamodellen som ble foreslått etter K/T-påvirkningen involverer den første utslipp av støv og svoveldioksid, noe som skaper en reduksjon i sollys på opptil 20 % i løpet av det første tiåret og global avkjøling i ytterligere et tiår til temperaturer over de kan være under frysepunktet, [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] et scenario ofte referert til som atomvinter . Deretter vil forsterkningen av drivhuseffekten forårsaket av CO 2 fra karbonatbergarten pulverisert ved påvirkning dominere. Størrelsen på disse utslippene har blitt estimert til omtrent et tiår med nåværende industrielle utslipp, [ 87 ] som induserer først svak global oppvarming og senere betydelig langsiktig oppvarming (omtrent hundre tusen år), noe det er nyere bevis for. [ 88 ] [ 89 ] Men det kan være andre mekanismer som forårsaker oppvarmingen [ 90 ] og skillet mellom effekten av ildkuler og massiv vulkansk aktivitet er vanskelig å skille uten nøyaktig datering av hendelsene. [ 91 ]
Minst to betydelige værhendelser har blitt forsøkt koblet til fallet av en asteroide. En av dem kan tilsvare masseutryddelsen perm-trias som skjedde for 252 millioner år siden. [ 92 ] Flere kandidatkratere har blitt foreslått [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] selv om Araguainha-krateret (Brasil) med en diameter på 40 km (Brasil) ser ut til å være den beste kandidaten, tatt i betraktning at dets datering, i en gammel alder mellom 250 og 256 millioner år, overlapper med datoen for masseutryddelse. [ 96 ] Denne kraterstørrelsen skal ikke forårsake varige konvensjonelle effekter, [ 81 ] men en alternativ mekanisme har blitt foreslått som består av produksjon av store jordskjelv (9-10 på Richters skala ) som virker på kontinental skala og påvirker forekomster av tjære . sand og bergarter rike på organiske materialer, noe som vil forårsake betydelige metanutslipp og følgelig brå klimaendringer . [ 97 ]
De andre klimaendringene assosiert med en mulig bolidpåvirkning kunne ha skjedd mye mer nylig, kort tid før starten av holocen . Den nylige oppdagelsen av et krater på 31 km i diameter under Grønlandsisen, tilsvarende en 1,5 km diameter bolide, har gjenåpnet saken for nedslagshypotesen i klimahendelsen Younger Dryas , [ 98 ] En plutselig avkjøling skjedde for omtrent 12 800 år siden, tilsynelatende. støttet av en opphopning av nye fysiske bevis. [ 99 ] Krateret har imidlertid ikke blitt datert, selv om det anslås å ha skjedd i løpet av de siste 100 000 årene, [ 98 ] så debatten er fortsatt åpen.
Kontinentaldrift og klima er relaterte prosesser siden posisjonen til kontinentene er en avgjørende faktor for utformingen av det globale klimaet . Jorden har gjennomgått mange endringer siden dens opprinnelse for 4,6 milliarder år siden. For 225 millioner år siden ble alle kontinentene forent, og dannet det som er kjent som Pangea , og det var et universelt hav kalt Panthalassa . Platetektonikk har skilt kontinentene og satt dem i dagens situasjon . Atlanterhavet har dannet seg i 200 millioner år . Kontinentaldrift er en ekstremt langsom prosess, så posisjonen til kontinentene bestemmer klimaets oppførsel i millioner av år . Det er to aspekter å ta hensyn til. På den ene siden breddegradene som den kontinentale massen er konsentrert i: Hvis kontinentalmassene ligger på lave breddegrader, vil det være få kontinentale isbreer og generelt mindre ekstreme gjennomsnittstemperaturer. På samme måte, hvis kontinentene er svært fragmenterte, vil det være mindre kontinentitet. Disse aspektene kan bidra på flere motstridende måter i utviklingen av klimaet.
En prosess som viser den langsiktige innflytelsen av kontinentaldrift på klimaet er eksistensen av kullforekomster på Svaldbard- eller Spitbergen- øyene , på en breddegrad der det nå ikke er trær på grunn av det for kalde klimaet: ideen som forklarer disse avsetningene. er at bevegelsen til platen der disse øyene finnes var nordover fra et mer sørlig sted med varmere klima. Atmosfærisk sammensetningDen primitive atmosfæren, hvis sammensetning var lik den opprinnelige tåken , mistet sine letteste komponenter, diatomisk hydrogen (H 2 ) og helium (He), for å bli erstattet av gasser fra planetens vulkanske utslipp eller deres derivater, spesielt karbondioksid (CO 2 ), som gir opphav til en andregenerasjons atmosfære. I denne atmosfæren er effekten av klimagasser som slippes ut naturlig i vulkaner viktig . På den annen side bidrar mengden svoveloksider ( SO , SO 2 og SO 3 ) og andre aerosoler som slippes ut av vulkaner til det motsatte, for å avkjøle jorden. Balansen mellom begge effektene resulterer i en bestemt strålingsbalanse .
Med tilsynekomsten av liv på jorden ble det totale antallet levende organismer, biosfæren, lagt til som et hendelsesmiddel. Til å begynne med fanget autotrofe organismer ved fotosyntese eller kjemosyntese mye av den rikelige CO 2 fra den primitive atmosfæren, mens oksygen begynte å samle seg (fra den abiotiske prosessen med fotolyse av vann ). Fremkomsten av oksygenisk fotosyntese , utført av cyanobakterier og deres etterkommere, plastidene , ga opphav til en massiv tilstedeværelse av oksygen ( O 2 ) som den som kjennetegner den nåværende atmosfæren, og enda større. Denne endringen i atmosfærens sammensetning førte til oppkomsten av nye, aerobe livsformer som utnyttet den nye sammensetningen av luften . Dermed økte forbruket av oksygen og nettoforbruket av CO 2 gikk ned, og nådde likevekt eller klimaks, og dannet dermed den nåværende tredjegenerasjons atmosfæren. Denne delikate balansen mellom det som slippes ut og det som absorberes er tydelig i CO 2 - syklusen , hvis tilstedeværelse svinger gjennom året i henhold til plantenes vekstsesong .
HavstrømmerHav- eller havstrømmer er klimaregulerende faktorer som fungerer som en moderator, og demper temperaturene i regioner som Europa og de vestlige kystene av Canada og Alaska. Klimatologi har klart etablert de termiske grensene for de forskjellige klimatypene som har blitt opprettholdt gjennom hele den tiden. Det er ikke mye snakk om nedbørsgrensene for nevnte klima fordi tradisjonelle middelhavsavlinger blir hjulpet av vanning, og når det gjelder regnfôrede avlinger, presenteres de i mer eller mindre flate tomter (terrassedyrking) for å gjøre regnet mer effektiv. infiltrasjonen i jorda. I tillegg er de typiske avlingene til middelhavskrattet tilpasset mye mer intense meteorologiske endringer enn de som er registrert i nyere tid: hvis dette ikke var tilfelle, ville kartene over de forskjellige klimatiske typene måttet gjøres om: en økning på omtrent 2 grader Celsius i Middelhavsbassenget ville bety muligheten for å øke breddegraden til mange avlinger rundt 200 km lenger nord (som den oransje avlingen som allerede er nevnt). Selvfølgelig ville denne ideen ikke vært gjennomførbar fra et økonomisk synspunkt, siden appelsinproduksjonen har vært i overskudd i ganske lang tid, ikke på grunn av økningen i dyrking på en høyere breddegrad (som til en viss grad vil bekrefte ideen om global oppvarming). global), men ved utviklingen av denne avlingen i områder gjenvunnet fra ørkenen (Marokko og andre land) takket være dryppvanning og andre dyrkingsteknikker.
Se også: Golfstrømmen Jordens magnetfeltPå samme måte som solvinden kan påvirke klimaet direkte, kan variasjoner i jordas magnetfelt påvirke det indirekte siden den, avhengig av tilstanden, stopper eller ikke stopper partiklene som sendes ut av solen.Det er bevist at i tidligere tider var det inversjoner av polaritet og store variasjoner i dens intensitet, og nådde nesten annullering i noen øyeblikk. Det er også kjent at de magnetiske polene , selv om de har en tendens til å være nær de geografiske polene , noen ganger har nærmet seg ekvator . Disse hendelsene måtte påvirke måten solvinden nådde jordens atmosfære på.
Se også: Paleomagnetisme Menneskelig aktivitet Denne delen er et utdrag fra Miljøpåvirkning . Miljøpåvirkningen , [ 100 ] også kjent som antropisk påvirkning eller antropogen påvirkning , er endringen eller modifikasjonen som en menneskelig handling forårsaker på miljøet . [ 101 ] [ 102 ] Fordi alle menneskelige handlinger har en innvirkning på miljøet på en eller annen måte, skilles en miljøpåvirkning fra en enkel påvirkning på miljøet gjennom en vurdering som gjør det mulig å avgjøre om handlingen er utført (for eksempel et prosjekt ) er i stand til å endre miljøkvaliteten og dermed rettferdiggjøre betegnelsen på miljøpåvirkning. Tilbakemelding Denne delen er et utdrag fra tilbakemeldinger om klimaendringer .Tilbakemeldinger om klimaendringer er tilbakemeldingsprosessen der en endring i klima kan gjøre eller bryte ytterligere endringer.
Klimasystemet inkluderer en serie tilbakemeldinger som endrer systemets respons på endringer i ytre påvirkninger . [ 103 ] Positive tilbakemeldinger øker klimasystemets respons på en initial forsering, mens negative tilbakemeldinger reduserer den. [ 104 ] De to fenomenene kan oppstå samtidig og en slags mer eller mindre brå og uforutsigbar langsiktig endring vil dukke opp fra den generelle balansen, siden klimasystemet er et kaotisk og komplekst system .
Det er en rekke tilbakemeldinger i klimasystemet, inkludert vanndamp, endringer i is og dens albedoeffekt (snø og isdekke påvirker hvor mye innkommende sollys som absorberes eller reflekteres av jordoverflaten), skyer og endringer i jordens karbonkretsløp (for eksempel frigjøring av karbon i jord ). [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] Den viktigste negative tilbakemeldingen er energien som jordoverflaten stråler ut i verdensrommet i form av infrarød stråling . [ 108 ] I følge Stefan–Boltzmann-loven , hvis den absolutte temperaturen (målt i kelvin ) dobles, [ 109 ] øker strålingsenergien med en faktor 16 (2 til fjerde potens). [ 110 ]
Tilbakemeldinger er en viktig faktor for å bestemme klimasystemets følsomhet for en økning i atmosfæriske klimagasskonsentrasjoner. Alt annet likt betyr en høyere klimafølsomhet mer oppvarming vil skje for samme økning i drivhusgasspådriv. [ 111 ] Usikkerhet rundt effekten av tilbakemeldinger er en viktig årsak til at ulike klimamodeller projiserer ulike størrelser på oppvarmingen for et gitt påtvingingsscenario. Mer forskning er nødvendig for å forstå rollen til tilbakemeldinger fra skyer [ 104 ] og karbonkretsløpet i klimaprognoser. [ 112 ]
De nevnte IPCC-projeksjonene er i området «sannsynlig» (større enn 66 % sannsynlighet, basert på ekspertuttalelse) [ 113 ] for de utvalgte utslippsscenariene. Imidlertid gjenspeiler ikke IPCCs anslag hele spekteret av usikkerhet. [ 114 ] Den nedre enden av det "sannsynlige" området ser ut til å være bedre begrenset enn den øvre enden. [ 114 ]Eksistensen av usikkerhet (feil) i prediksjonen av modellene bør fremheves. Begrunnelsen for de fleste av disse feilene er at mange viktige småskalaprosesser ikke kan representeres eksplisitt i modeller, men må grovt sett inkluderes når de samhandler i større skalaer. Dette skyldes delvis begrensninger i prosessorkraft, men det er også et resultat av begrensninger i vitenskapelig kunnskap eller tilgjengeligheten av detaljerte observasjoner av enkelte fysiske prosesser. [ 115 ] [ 116 ] Spesielt er det betydelige nivåer av usikkerhet knyttet til representasjonen av skyer og med de tilsvarende responsene til skyer på klimaendringer. [ 117 ]
Edward N. Lorenz, en klimaforsker, har funnet en revolusjonerende teori om kaos [ 118 ] som brukes i dag innen områdene økonomi, biologi og finans (og andre komplekse systemer). I den numeriske modellen beregnes fremtidens tilstand med input fra meteorologiske observasjoner (temperatur, nedbør, vind, trykk) i dag og ved hjelp av systemet med differensialligninger. I følge Lorenz, hvis det er små toleranser i værobservasjonen (inndata), vokser toleransen drastisk i prosessen med prognoseberegningen. Forutsigbarhet (pålitelig prediksjonsvarighet) sies å være maksimalt syv dager å kvantitativt diskutere in situ (i lokal skala). Jo mer lengden på integrasjonene øker (7 dager, 1 år, 30 år, 100 år) så har resultatet av prediksjonen større usikkerhet. Imidlertid reduserer "monterings"-teknikken (beregning av gjennomsnittet av ulike modellutganger med ulike input) usikkerheten, og ifølge det vitenskapelige miljøet kan statusen til det månedlige gjennomsnittet diskuteres kvalitativt gjennom denne teknikken. Når man diskuterer nedbørsmengde, temperatur og annet, må man ha ideen om eksistensen av usikkerhet og den kaotiske egenskapen til klimaet. Samtidig, for politisk beslutningstaking knyttet til klimaendringer, er det viktig å vurdere et flermodellkriterium.
Paleoklimatologi studerer de klimatiske egenskapene til jorden gjennom historien og kan inkluderes som en del av paleogeografien . Den studerer de store klimatiske variasjonene, deres årsaker, og gir en så nøyaktig beskrivelse som mulig av egenskapene til klimaet som tjener oss i et visst øyeblikk i jordens historie . Variasjonen på en geologisk skala av faktorene som bestemmer det nåværende klimaet, slik som energien til solstråling , astronomisk situasjon og kosmisk stråling , lettelse og distribusjon av kontinenter og hav , og atmosfærens sammensetning og dynamikk , utgjør de mest brukte faktorer i deduksjon og forklaring av paleoklimater.
Studier av tidligere klima (paleoklima) gjøres ved å studere fossilregistrene, sedimentansamlinger på havbunnen , luftbobler fanget i isbreer , erosjonsmerker på steiner og trevekstmerker . Basert på alle disse dataene har det vært mulig å sammenstille en relativt presis nyere klimahistorie, og en forhistorisk klimahistorie med ikke så god presisjon. Når vi går tilbake i tid, reduseres dataene, og på et visst tidspunkt bruker klimatologien bare fremtidige og tidligere prediksjonsmodeller.Fra stjerneevolusjonsmodeller kan den langsiktige variasjonen i solens lysstyrke beregnes med relativ presisjon , og det er derfor det er kjent at i de første øyeblikkene av jordens eksistens , sendte solen ut 70 % av energistrømmen og likevektstemperaturen var -41 °C. Imidlertid er det bevis på eksistensen av hav og liv i 3800 millioner år, så paradokset med den svake solen kan bare forklares med en atmosfære med mye høyere konsentrasjon av CO 2 enn i dag og med en større drivhuseffekt .
Atmosfæren påvirker klimaet fundamentalt; hvis den ikke eksisterte, ville temperaturen på jorden vært –20°C, men atmosfæren oppfører seg annerledes avhengig av bølgelengden til strålingen . Solen, på grunn av sin høye temperatur , sender ut stråling på maksimalt 0,48 mikrometer ( Wiens lov ) og atmosfæren lar strålingen passere. Jorden er mye kjøligere, og sender ut den absorberte strålingen på nytt ved en mye lengre infrarød bølgelengde på omtrent 10 til 15 mikrometer , der atmosfæren ikke lenger er gjennomsiktig. CO 2 , som i mars 2017 oversteg 405 ppm i atmosfæren , absorberer denne strålingen. [ 119 ] Det gjør også, og i større grad, vanndamp . Resultatet er at atmosfæren varmes opp og returnerer deler av den energien til jorden, så overflatetemperaturen er omtrent 15 °C, som er langt fra likevektsverdien uten atmosfære. Dette fenomenet kalles drivhuseffekten .
Se også: Jordens termiske likevektKonsentrasjonen av CO 2 og andre viktige klimagasser , som metan , har tidligere blitt målt fra bobler fanget i is og i prøver av marine sedimenter, og har blitt observert å svinge over tid. De eksakte årsakene til disse reduksjonene og økningene er ukjente, selv om det er flere hypoteser som studeres. Balansen er kompleks siden, selv om fenomenene som fanger CO 2 og de som slipper ut den er kjent, er samspillet mellom disse og den endelige balansen vanskelig å beregne.
Det er kjent en del tilfeller der CO 2 har spilt en viktig rolle i klimahistorien. For eksempel førte et betydelig fall i atmosfæriske CO 2 -nivåer i proterozoikum til de såkalte Snowball Earth -episodene . På samme måte førte betydelige økninger i CO 2 i Perm-Trias masseutryddelsesperioden til overdreven oppvarming av sjøvann, noe som førte til utslipp av metan fanget i metanhydratavsetninger funnet i havene. dette fenomenet akselererte oppvarmingsprosessen til det ytterste og førte jorden til den verste masseutryddelsen den noen gang har lidd.
Se også: DrivhuseffektI løpet av de siste tiårene indikerer målingene i de forskjellige meteorologiske stasjonene at planeten har varmet opp. De siste 10 årene har vært de varmeste som er registrert, og noen forskere spår at fremtiden vil bli enda varmere. De aller fleste eksperter er enige om at denne prosessen har en menneskeskapt opprinnelse, vanligvis kjent som drivhuseffekten . Når planeten varmes opp, avtar isen i fjell og polare områder globalt; for eksempel den arktiske havisen eller Grønlandsisen . Paradoksalt nok øker omfanget av den antarktiske isen, slik modellene forutsier, litt.
Siden snø har en høy albedo , returnerer den mesteparten av strålingen som faller på den til verdensrommet. Nedgangen i disse hettene vil derfor også påvirke jordens albedo, noe som vil føre til at jorden varmes opp enda mer. Dette produserer det som kalles «forsterkningseffekten». På samme måte vil en økning i uklarhet på grunn av økt fordampning bidra til en økning i albedo. Smeltingen av isen kan også kutte havstrømmene i Nord-Atlanteren og forårsake et lokalt fall i gjennomsnittstemperaturen i den regionen. Problemet er vanskelig å forutsi siden det, som man kan se, er positive og negative tilbakemeldinger.
Med utseendet til cyanobakterier ble oksygenholdig fotosyntese satt i drift på jorden . Algene , og senere også plantene, absorberer og fikserer CO 2 , og avgir O 2 . Dens akkumulering i atmosfæren favoriserte utseendet til aerobe organismer som bruker den til å puste og returnere CO 2 . O 2 i en atmosfære er et resultat av en levende prosess og ikke omvendt. Det sies ofte at skog og jungel er "jordens lunger", selv om dette nylig har blitt stilt spørsmål ved siden flere studier hevder at de absorberer samme mengde gass som de slipper ut, så kanskje de bare ville vært vekslere av disse gassene ... Disse studiene tar imidlertid ikke hensyn til at absorpsjon av CO 2 ikke bare utføres i vekst og produksjon av plantebiomasse, men også i produksjon av energi som gjør plantens vitale funksjoner mulig, energi som går til atmosfæren eller havet i form av varme og som bidrar til prosessen i det hydrologiske kretsløpet . I alle fall, i prosessen med å skape disse store skogøkosystemene, skjer det rikelig karbonfiksering, noe som bidrar betydelig til reduksjonen av atmosfæriske nivåer av CO 2 .
For tiden okkuperer tropiske skoger planetens ekvatoriale region, og mellom ekvator og polen er det en termisk forskjell på 50 °C. For 65 millioner år siden var temperaturen mye høyere enn i dag og temperaturforskjellen mellom ekvator og polen var bare noen få grader. Hele planeten hadde et tropisk klima og egnet for de som dannet toppen av økosystemene på den tiden, dinosaurene . Geologer tror at jorden opplevde global oppvarming rundt denne tiden, under nedre jura med gjennomsnittlig temperaturøkning så høyt som 5 °C. Noe forskning [ 120 ] [ 121 ] indikerer at dette var årsaken til akselerert steinerosjon med opptil 400 %, en prosess der det tok 150 000 år å returnere karbondioksidverdiene til normale nivåer.
The Paleocene-Eocene Thermal Maximum ( MTPE ) , også kalt Early Eocene Thermal Maximum, eller Upper Paleocene Thermal Maximum, [ 122 ] var en brå klimaendring som markerte slutten på paleocen og begynnelsen av eocen , for 55,8 millioner år siden. Dette er en av de mest betydningsfulle periodene med klimatiske endringer i den kenozoiske epoken , som endret oseanisk og atmosfærisk sirkulasjon , forårsaket utryddelse av mange bentiske foraminifer- slekter , og forårsaket store endringer i landpattedyr som markerte utseendet til nåværende avstamninger .
På bare 20 000 år økte jordens gjennomsnittstemperatur med 6° C , med en tilsvarende økning i havnivået , samt oppvarming av havene . [ 123 ] Selv om oppvarmingen kan utløses av mange årsaker, antas det at de viktigste var den intense vulkanske aktiviteten og frigjøringen av metan som ble lagret i clathrates av havsedimentene, som slapp ut store mengder karbon til atmosfæren. utarmet i isotopen karbon-13 . I tillegg økte de atmosfæriske konsentrasjonene av CO 2 betydelig, og forstyrret syklusen og forårsaket økning av lysoclin . Nedgangen i oppløst oksygen i sjøvann forårsaket til slutt de fleste marine utryddelser.Det moderne mennesket dukket sannsynligvis opp for rundt tre millioner år siden. Siden om lag to millioner år siden har jorden lidd istider der store deler av Nord-Amerika , Europa og Nord -Asia var dekket av tykke isdekker i mange år. Så forsvant isen raskt og ga opphav til en mellomistid vi lever i. Prosessen gjentar seg omtrent hvert hundre tusen år. Den siste istiden tok slutt for omtrent femten tusen år siden og ga opphav til en grunnleggende endring i menneskets vaner, som utviklet den nødvendige kunnskapen for å tamme planter ( landbruk ) og dyr ( husdyr ) som hunden. Forbedringen av de termiske forholdene forenklet overgangen fra paleolitikum til yngre steinalder for rundt ti tusen år siden. Da var mennesket allerede i stand til å bygge små landsbyer innenfor en ganske kompleks sosial ramme.
Det var først i 1941 at den serbiske matematikeren og astronomen Milutin Milanković foreslo teorien om at jordens banevariasjoner forårsaket Pleistocene istider .
Han beregnet solinnstrålingen på høye breddegrader på den nordlige halvkule gjennom sesongene . Avhandlingen hans slår fast at kalde somre, snarere enn strenge vintre, er nødvendig for at en istid skal begynne. Teorien hans ble ikke akseptert på den tiden, det var først på begynnelsen av 1950-tallet at Cesare Emiliani , som jobbet i et laboratorium ved University of Chicago , presenterte den første komplette historien som viste frem og tilbaketrekning av isen under de siste istidene . . Han hentet det fra et uvanlig sted: havbunnen, ved å sammenligne innholdet av den tunge isotopen oksygen-18 (O- 18 ) og oksygen-16 (O- 16 ) i fossiliserte skjell .
Maunder Minimum er navnet gitt til perioden fra 1645 til 1715 , da solflekker praktisk talt forsvant fra solens overflate, som observert av astronomer på den tiden. Den er oppkalt etter solastronomen EW Maunder som oppdaget mangelen på solflekker i den perioden ved å studere opptegnelsene fra disse årene. I løpet av en 30-års periode innenfor Maunder Minimum, observerte astronomer omtrent 50 solflekker, mens typisk 40 000 til 50 000 flekker ville bli observert.
Siden Galileo populariserte teleskopet i 1610 , har solen og dens flekker blitt observert regelmessig. Det var først i 1851 at astronomen Heinrich Schwabe observerte at solaktiviteten varierte i henhold til en elleve års syklus, med maksimum og minimum. Solastronomen Edward Maunder la merke til at fra 1645 til 1715 avbryter solen den elleve-årige syklusen, og det er en tid da nesten ingen flekker vises, kalt "Maunder minimum". Solen og stjernene tilbringer vanligvis en tredjedel av livet i disse krisene og under dem er energien de avgir mindre og tilsvarer kalde perioder i jordens klima. Nordlys eller aurora australis forårsaket av solaktivitet forsvinner eller er sjeldne.
Det har vært seks Maunder-lignende solminima siden det egyptiske minimumet på 1300 f.Kr. C. til den siste, som er Maunders. Men utseendet er veldig uregelmessig, med forløp på bare 180 år, opptil 1100 år, mellom minimumsverdiene. I gjennomsnitt varer perioder med lav solaktivitet omtrent 115 år og gjentas omtrent hvert 600. Vi befinner oss for tiden i det moderne maksimum, som begynte i 1780 , da den 11-årige syklusen dukker opp igjen. Et solminimum må inntreffe senest i 2900 og en ny istid, hvis syklus er omtrent hundre tusen år, kan dukke opp rundt år 44 000.
Begrepet "Maunder minimum" ble introdusert av John A. Eddy som publiserte en landemerkeartikkel i tidsskriftet Science i 1976 . [ 124 ] Noen astronomer før Eddy hadde også oppkalt perioden etter solastronomene Annie og E. Walter Maunder (1851–1928) som hadde studert hvordan solflekkens breddegrader endres over tid. [ 125 ]I klimatologi er global oppvarming eller global oppvarming den langsiktige økningen i den gjennomsnittlige atmosfæriske temperaturen i jordens klimasystem på grunn av intensiveringen av drivhuseffekten . Det er et hovedaspekt ved nåværende klimaendringer, demonstrert ved direkte temperaturmåling, temperaturrekorden fra det siste årtusenet og ulike effekter av global oppvarming som allerede er synlige. [ 127 ] [ 128 ] Tidligere har det vært historiske variasjoner i jordens klima med bevis gitt av studier i paleoklimatologi , men de som for tiden forekommer gjør det i en enestående hastighet som ikke kan forklares av noen naturlig årsak, så, ifølge de vitenskapelige bevisene for global oppvarming , kan denne drastiske endringen bare skyldes den overdrevne menneskelige aktiviteten i nyere tid, som er en av hovedårsakene til global oppvarming . [ 129 ]
Begrepene global oppvarming og klimaendringer brukes ofte om hverandre, [ 130 ] men mer presist er global oppvarming den globale økningen i overflatetemperaturer og deres anslåtte økning forårsaket hovedsakelig av intense menneskelige (antropiske) aktiviteter, [ 131 ] mens klimaendringer inkluderer både globale oppvarming og dens virkninger på klimaet. [ 132 ] Mens det har vært forhistoriske perioder med global oppvarming, [ 133 ] har flere av endringene observert siden midten av det 20. århundre vært enestående i flere tiår til årtusener. [ 127 ] [ 134 ]
I 2013 konkluderte den femte vurderingsrapporten (AR5) fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) med at "det er ekstremt sannsynlig at menneskelig påvirkning har vært den dominerende årsaken til den observerte oppvarmingen siden midten av det 20. århundre ". [ 135 ] Den største menneskelige påvirkningen har vært utslipp av klimagasser som karbondioksid , metan og nitrogenoksider . Klimamodellfremskrivninger oppsummert i AR5 indikerte at den globale overflatetemperaturen sannsynligvis vil stige 0,3 til 1,7 °C for det laveste utslippsscenarioet ved bruk av strenge utslippsreduksjoner og 2,6 til 4,8 °C i løpet av dette århundret for de eldre. [ 136 ] Disse konklusjonene har blitt godkjent av de nasjonale vitenskapsakademiene i store industrialiserte land [ 137 ] [ 138 ] og er ikke bestridt av noen prestisjetunge nasjonale eller internasjonale vitenskapelige organisasjoner . [ 139 ]
Fremtidige klimaendringer og tilhørende konsekvenser vil variere fra region til region rundt om i verden. [ 140 ] [ 141 ] Forventede effekter inkluderer en økning i globale temperaturer, en økning i havnivået , en endring i nedbørsmønstre og en utvidelse av subtropiske ørkener . [ 142 ] Oppvarmingen forventes å være større på land enn i havene og forventes å være sterkest i Arktis , med fortsatt tilbaketrekking av isbreer , permafrost og havis . Andre sannsynlige effekter inkluderer hyppigere ekstremvær som hetebølger , tørke , voldsomt regn og kraftige snøfall ; [ 143 ] havforsuring og artsutryddelse på grunn av skiftende temperaturregimer. Dens betydelige menneskelige påvirkninger inkluderer trusselen mot matsikkerhet fra reduserte avlinger og tap av habitat fra flom . [ 144 ] [ 145 ] Fordi klimasystemet har høy treghet og klimagasser vil forbli i atmosfæren i lang tid, vil mange av disse effektene vedvare ikke bare i flere tiår eller århundrer, men i titusenvis av år. . [ 146 ]
Mulige svar på global oppvarming inkluderer demping ved å redusere utslipp, tilpasning til dens effekter, byggesystemer som er motstandsdyktige mot dens påvirkninger og mulig fremtidig klimateknikk . De fleste land er part i FNs rammekonvensjon om klimaendringer (UNFCCC), [ 147 ] hvis endelige mål er å forhindre farlige menneskeskapte klimaendringer. [ 148 ] UNFCCC har vedtatt en rekke retningslinjer som tar sikte på å redusere klimagassutslipp [ 149 ] [ 150 ] [ 151 ] [ 152 ] og hjelpe til med tilpasning til global oppvarming. [ 149 ] [ 152 ] [ 153 ] [ 154 ] Medlemmer av UNFCCC har blitt enige om at det kreves store reduksjoner i utslipp [ 155 ] og at fremtidig global oppvarming må begrenses til godt under 2,0 °C i forhold til førindustrielt nivå [ 156 ] med forsøk på å begrense det til 1,5 °C. [ 157 ] [ 158 ]
Offentlige reaksjoner på global oppvarming og bekymring for dens virkninger øker også. En global rapport fra 2015 fra Pew Research Center fant at gjennomsnittlig 54 % anser det som «et svært alvorlig problem». Det er betydelige regionale forskjeller, med amerikanerne og kineserne , hvis økonomier er ansvarlige for de største årlige CO2-utslippene , blant de minst bekymrede. [ 159 ]Klimaendringer og landbruk er to sammenhengende prosesser som skader og ødelegger verden. [ 160 ]
Klimaendringer påvirker landbruket på ulike måter; Konsekvensene er relatert til økningen i gjennomsnittstemperaturen, endringen av nedbørmønsteret , økningen i frekvensen og intensiteten av ekstreme klimatiske hendelser ( tørke , flom , tornadoer , sykloner , hetebølger ), økningen i konsentrasjonen av karbon. dioksid , smeltende is , og samspillet mellom disse elementene, som påvirker matproduksjonen og truer matsikkerheten . [ 161 ] [ 162 ]
Samtidig har landbruksvirksomhet bidratt til klimaendringer gjennom klimagassutslipp , hovedsakelig karbondioksid , metan og lystgass . [ 163 ] Overskudd av disse gassene i atmosfæren har forstyrret jordens evne til å regulere temperaturen, og er ansvarlig for å indusere global oppvarming og fremtvinge klimaendringer. [ 161 ]
Klimaendringene påvirker allerede landbruket, og virkningene forventes å forverres i de kommende årene med ulik grad av alvorlighetsgrad og kompleksitet, og kan variere i henhold til den geografiske regionen og de spesielle forholdene i den klimatiske og sosioøkonomiske konteksten til systemene. matproduksjon. [ 164 ]
Langvarige perioder med tørke, hetebølger, redusert vanntilgjengelighet og overdreven nedbør reduserer avlingene og påvirker helsen og velferden til husdyr, og dermed tilgjengeligheten av mat. [ 161 ] Klimaendringer er en trussel mot matsikkerhet ; spesielt vil de mest sårbare befolkningene bli hardest rammet. [ 165 ] [ 166 ]
På den annen side vil god forvaltning av kunnskapen som genereres av vitenskapen om klimaendringer kunne fremme anvendelsen av gunstige avbøtnings- og tilpasningsstrategier for å redusere utslipp, maksimere produksjonen og favorisere utviklingen av produksjonssystemer som er bedre tilpasset klimaendringer.Effektene av global oppvarming inkluderer miljømessige, sosiale, økonomiske og helsemessige effekter. Noen er allerede observert og andre forventes på kort, mellomlang eller lang sikt (med varierende grad av sikkerhet); noen er lokaliserte og andre globale; [ 169 ] [ 170 ] noen er gradvise og andre brå; noen er reversible og noen er ikke; noen kan ha positive konsekvenser, [ 171 ] men de fleste er ugunstige.
Miljøeffekter inkluderer økte havtemperaturer , havforsuring , isbreadgang , smelting av arktisk is , havnivåstigning , mulig stans av havsirkulasjonen , masseutryddelse , ørkenspredning , ekstreme værhendelser , brå klimatiske endringer og langsiktige effekter . [ 172 ] [ 173 ]
De økonomiske og sosiale effektene inkluderer endringer i jordbruksproduktiviteten, [ 173 ] spredning av sykdom , en mulig åpning av Nordvestpassasjen , flom , innvirkning på urfolk , miljømigrasjoner og klimakriger .
De fremtidige effektene av klimaendringer vil variere avhengig av klimaendringspolitikk [ 174 ] og sosial utvikling. [ 175 ] De to hovedpolitikkene for å møte klimaendringene er reduksjon av klimagassutslipp (redusering ) og tilpasning til effektene. [ 176 ] Klimateknikk er et annet alternativ. [ 176 ] Politikk på kort sikt vil kunne påvirke langsiktige effekter betydelig. [ 174 ] [ 177 ] Strenge avbøtningspolitikk kan begrense global oppvarming innen 2100 til omtrent 2 °C eller mindre, i forhold til førindustrielt nivå. [ 178 ] Uten demping vil en økning i energibehov og utstrakt bruk av fossilt brensel [ 179 ] kunne føre til global oppvarming på rundt 4 °C. [ 180 ] [ 181 ] Med høyere størrelser ville det være vanskeligere å tilpasse [ 182 ] og ville øke risikoen for negative påvirkninger. [ 183 ]Vitenskapelig mening om klimaendringer er den globale dommen blant forskere angående i hvilken grad global oppvarming skjer , årsakene og sannsynlige konsekvenser. Den vitenskapelige konsensus er at jordens klimasystem utvetydig varmes opp og at det er høyst sannsynlig (dvs. større enn 95 % sannsynlighet) at denne oppvarmingen hovedsakelig er forårsaket av mennesker. [ 192 ] [ 193 ] [ 194 ] Dette kommer sannsynligvis først og fremst fra økte konsentrasjoner av klimagasser i atmosfæren fra forbrenning av fossilt brensel og endringer i arealbruk , delvis oppveid av menneskeskapt økning i aerosoler ; naturlige endringer hadde liten effekt. [ 195 ]
Denne vitenskapelige oppfatningen kommer til uttrykk i sammendragsrapporter , av prestisjetunge nasjonale og internasjonale vitenskapelige organer, og av meningsmålinger blant klimaforskere. Forskere, universiteter og individuelle laboratorier bidrar til global vitenskapelig mening gjennom sine fagfellevurderte publikasjoner , og områdene tariffavtale og relativ sikkerhet er oppsummert i rapporter og undersøkelser. Siden 2004 har det blitt utført minst 9 undersøkelser av forskere og metastudier av vitenskapelige artikler om global oppvarming. Selv om så mange som 18 % av de spurte forskere kan avvike fra konsensussynet, når begrenset til forskere som publiserer på klimafeltet, er 97–100 % enige i konsensus: Nåværende oppvarming er først og fremst menneskeskapt (forårsaket av mennesker). I 2021 ble det publisert ny forskning på 88 125 fagfellevurderte vitenskapelige studier knyttet til klima, hvorav 99,9 % av artiklene er enige om at klimaendringer hovedsakelig er forårsaket av mennesker. [ 196 ]
Nasjonale og internasjonale vitenskapelige samfunn og akademier har evaluert dagens vitenskapelige mening om global oppvarming . Disse vurderingene er globalt i samsvar med konklusjonene fra det mellomstatlige panelet for klimaendringer . IPCCs fjerde vurderingsrapport bemerker at:
I 2018 publiserte IPCC en spesialrapport om global oppvarming på 1,5 °C som advarte om at hvis den nåværende hastigheten på klimagassutslipp ikke reduseres, vil global oppvarming sannsynligvis nå 1,5 °C (2,7 °F). ) mellom 2030 og 2052, risikerer store kriser. Rapporten sier at det å forhindre slike kriser vil kreve en rask transformasjon av den globale økonomien som er «uten dokumentert historisk presedens». [ 202 ]
Nasjonale vitenskapsakademier har bedt verdens ledere om å lage politikk som vil redusere globale utslipp. [ 203 ] Noen vitenskapelige organer har anbefalt spesifikke retningslinjer til regjeringer, og vitenskap kan spille en rolle i å informere om en effektiv respons på klimaendringer. Politiske beslutninger kan imidlertid kreve verdivurderinger, så de er ikke inkludert i vitenskapelige meninger.
Ingen prestisjetunge nasjonale eller internasjonale vitenskapelige organer har en formell oppfatning som tar avstand fra noen av disse hovedpunktene. [ 204 ] [ 205 ] Det siste nasjonale eller internasjonale vitenskapelige organet som trakk tilbake sin dissens var American Association of Petroleum Geologists, som i 2007 oppdaterte sin uttalelse til sin nåværende udefinerte posisjon. Noen andre organisasjoner, hovedsakelig de som fokuserer på geologi, har også vage posisjoner.Det er mange offentlige demonstrasjoner rundt om i verden angående klimaendringer, og en stor del av miljøbevegelsene anser dette problemet som det viktigste og mest alvorlige av miljøproblemene, og er et av hovedpunktene for forskning og innbyggermobilisering. [ 206 ]
Siden sommeren 2018 har Fridays for Future -bevegelsen , ledet av den unge Greta Thunberg , som startet sine protester med å demonstrere daglig foran det svenske parlamentet for politisk handling, spredt seg globalt. [ 207 ]
Bevegelsen har fremmet studentstreiker og mobiliseringer på internasjonalt nivå, blant annet streiken for klimaet, som ble holdt 15. mars 2019 og ble fulgt i 58 spanske byer, [ 208 ] den andre globale streiken for klimaet som ble holdt . 24. mai 2019 [ 209 ] og Global Climate Week som ble holdt mellom 20. og 27. september 2019. [ 210 ]
Klimaendringer og tap av biologisk mangfold har posisjonert seg som et av de viktigste spørsmålene for opinionen, som det fremgår av The World 2030- undersøkelsen utført av UNESCO i 2020, ifølge hvilken 67 % av de spurte i Nord-Amerika, Vest-Europa, Øst-Europa, Latin-Amerika, Asia, arabiske stater og Afrika sør for Sahara uttalte at dette er de største utfordringene i dag [ 211 ] . Overfor denne økende bekymringen fra verdens opinion, har regjeringer, selskaper og ikke-statlige organisasjoner kommet videre i implementeringen av løsninger for å dempe klimaendringer. En av disse innovative løsningene har blitt fremmet av den norske regjeringen i det storstilte prosjektet karbonfangst og -lagring (på engelsk: Carbon capture and storage eller CSS) og består av å pumpe millioner av tonn CO2 under havet nord [ 212 ] . Denne løsningen skal implementeres i Norge gjennom nordlysprosjektet utført av oljeselskapene Equinor, Total og Shell. I følge Det internasjonale energibyrået (IEA) vil nordlyset i 2024 være det første infrastrukturnettverket for CO2-transport og lagring. Det vil gi bedrifter over hele Europa muligheten til å lagre sin CO2 trygt og permanent dypt under norsk havbunn. Selskapet bygger to dedikerte CO2-skip og vil frakte den fanget CO2 til en landbasert terminal på Norges vestkyst og derfra røre den til et underjordisk lagringssted til havs i Nordsjøen. Første fase av prosjektet skal være ferdig i midten av 2024 med en kapasitet på opptil 1,5 millioner tonn CO2 per år. Ambisjonen er å utvide kapasiteten med ytterligere 3,5 millioner tonn til totalt 5 millioner tonn, avhengig av markedets etterspørsel. Begge fasene vil tilby fleksibilitet til å motta CO2 fra europeiske kilder [ 213 ]
Som det har blitt sagt, spiller karbondioksid en grunnleggende regulerende rolle på planeten vår. Imidlertid kan CO 2 ikke motvirke noen skjevhet og kan til og med noen ganger fremme en løpsk drivhuseffekt gjennom en tilbakemeldingsprosess.
I studiet av klimaendringer har det vært preget av et overveiende fokus på naturvitenskapene : Meteorologi , fysikk , kjemi , astronomi , geografi , geologi og biologi . Men siden klimaendringer er en omfordeling som endrer det naturlige og sosiale miljøet, har studien de siste årene blitt et tverrfaglig felt. Konsekvensene av å forstå eller ikke fullt ut forstå problemstillingene knyttet til klimaendringer har dyp innflytelse på overlevelsen til det menneskelige samfunn, og disse må adresseres fra ulike synspunkter som økonomisk , politisk , historisk , sosiologisk , antropologisk , blant andre. På denne måten har studien fra ulike disipliner en tendens til å generere flertallsstrategier for å dempe og tilpasse seg dette miljøfenomenet.