Vilka miljöförhållanden måste finnas för att jordens klimatsystem ska stabiliseras?  CO2.earth presenterar några grundläggande begrepp för att förstå klimatstabilisering i ett jordsystemssammanhang. Tänk på länkarna här i steg 3 som en möjlig startplats. Det är långt ifrån heltäckande eller färdigt.

Vilka miljöförhållanden måste finnas för att jordens klimatsystem ska stabiliseras?  CO2.earth presenterar några grundläggande begrepp för att förstå klimatstabilisering i ett jordsystemssammanhang. Tänk på länkarna här i steg 3 som en möjlig startplats. Det är långt ifrån heltäckande eller färdigt.

 

GB4L

Globalt Innan Lokal

 

"Vi har en tydligare bild av framtida klimatförändringar i global skala än av de lokala konsekvenserna i samband med en global uppvärmning. Och vi vet varför."

~ Rasmus E. Benestad 2015 [info]

 

Lokala data är mer varierande och potentiellt i strid med övergripande globala trender. Det kan berätta mycket för oss, men globala data kan signalera en planettrend som kan vara tydligare och mer tillförlitlig än lokala signaler.

 

RealClimate 2015  Klimatförändringen kommer till en plats nära dig

 

 

Stabilisering

CO₂ Stabilisering Förutsättningar

 

intro

 

IPCC publicerade en "Vanliga frågor och svar" i 2007 som kvantifierar förändringarna i atmosfärisk stabilisering för olika växthusgaser baserat på andelen nedskärningar av globala utsläpp från mänskliga källor. Baserat till stor del på den resursen är förhållandet mellan förändringar i CO2 utsläpp och förändringar i atmosfären CO2 sammanfattas nedan.

 

Utsläpps Förändringar jämfört med atmosfäriska förändringar

 

En minskning med 10% på global nivå CO2 utsläpp kommer att resultera i cirka 10% minskning av tillväxttakten för atmosfäriska CO2 koncentrationer. För att stabilisera atmosfären CO2 på antingen på kort eller lång sikt behövs mycket djupare nedskärningar.

 

"En reduktion på 50% skulle stabilisera atmosfären CO2, men bara under mindre än ett decennium. Efter det, atmosfärisk CO2 skulle förväntas stiga igen när land- och havssänkarna sjunker på grund av välkända kemiska och biologiska justeringar. Fullständig eliminering av CO2 utsläppen beräknas leda till en långsam minskning av atmosfären CO2 av ca 40 ppm under 21st-talet. "

~ IPCC (2007, s. 824)

 

Short Term Stabilisering

 

För att förstå varför utsläppen måste minskas i halva för att uppnå atmosfärstabilisering kommer du att lära dig om den luftburna fraktionen för CO2 utsläpp från mänskliga källor. Se nästa flik för en introduktion till detta koncept. 

 

Långsiktig stabilisering

 

Hänvisningen ovan till "fullständig eliminering av CO2 utsläpp "är inte bara ett idealiserat scenario. Det är en förutsättning för långsiktig stabilisering av CO2 koncentrationer i atmosfären.

"Endast vid väsentligen fullständig eliminering av utsläpp kan den atmosfäriska koncentrationen av CO2 slutligen stabiliseras på en konstant nivå. Alla andra fall av måttligt CO2 utsläppsminskningar visar ökande koncentrationer på grund av de karakteristiska utbytesprocesserna förknippade med cykling av kol i klimatsystemet. "

~ IPCC (2007, s. 824)

 

Denna information är avgörande för att förstå nivån på utsläppsminskningar som krävs för att stabilisera atmosfären CO2 och praktiskt taget global temperatur och globalt klimat också.

 

Konsekvenser av Delay

 

I den femte utvärderingsrapporten anges också den kumulativa CO2 utsläpp över tid ökar skador och möjligheter till irreversibla effekter. 

 

"Betydande nedskärningar av växthusgasutsläpp under de kommande decennierna kan avsevärt minska riskerna för klimatförändringar genom att begränsa uppvärmningen under andra hälften av 21st-talet och därefter. Kumulativa utsläpp av CO2 bestämmer till stor del den globala genomsnittliga ytvärmningen i slutet av 21st-talet och därefter. Begränsning av risker över RFC: er skulle innebära en gräns för kumulativa utsläpp av CO2. En sådan gräns kräver att globala nettoutsläpp av CO2 så småningom minska till noll och skulle begränsa årliga utsläpp under de kommande decennierna. "

~ IPCC (2014, s. 19)

 

Andra växthusgaser

 

För att identifiera förutsättningar utsläpps för stabilisering av andra växthusgaser, se IPCC: s 2007 FAQ 10.3.

 

Ta bort

 

Vetenskaplig information om stabilisering av CO2 koncentrationer pekar på global noll CO2 utsläpp från mänskliga källor som en förutsättning för att uppnå och upprätthålla stabiliserad atmosfär CO2 nivåer på lång sikt. 

 

Diskussion

 

Mänskligheten har några val att göra.

En är om den vill uppnå stabilisering eller inte. Underskrifterna från 195 länder som antog FN: s ramkonvention om klimatförändringar, särskilt artikel 2, visar att mänskligheten gjorde det valet på 1990-talet. Våra institutioner valde att uppnå stabilisering.

De kommande valen är följande:

1. Vid vilket datum eller atmosfäriska nivåer kommer mänskligheten att uppnå initial stabilisering av CO2 och andra växthusgaser (inklusive en snabb global minskning av människan CO2 utsläpp på cirka 50%)?
   
   
2. Vid vilket datum eller atmosfäriska nivåer kommer mänskligheten att uppnå långsiktig stabilisering av CO2 och andra växthusgaser (via eliminering av människa CO2 utsläpp).

 

vänster

 

IPCC 2007  FAQ 10.3: Om utsläppen av växthusgaser minskar, hur snabbt gör atmosfäriska nivåer minskar?

Science Daily  Stabilisera klimatet kräver nära noll koldioxidutsläpp

Kol Tracker  Fossila bränslen är döda. Resten är bara detaljer.

 

Relaterade länkar

 

GRL 2008  Matthews & Caldeira | Stabilisering av klimatet kräver nästan utsläpp [.pdf]

 

Relaterade Concept

 

Se nästa flik för en introduktion till "luftburna fraktion."

 

Referensprojekt

 

IPCC. (2014). Klimatförändringen 2014: sammanfattande rapport. Bidrag arbetsgrupper I, II och III till den femte utvärderingsrapporten från FN: s klimatpanel. (Core Writing Team, RK Pachauri, & LA Meyer Eds.). Genève, Schweiz: IPCC. [webb + .pdf + Kinesiska + koreanska]

Meehl, GA, Stocker, TF, Collins, WD, Friedlingstein, P., Gaye, AT, Gregory, JM,. . . Zhao, Z.-C. (2007). Globala klimatprognoser. Vanlig fråga 10.3: Om utsläppen av växthusgaser minskar, hur snabbt minskar deras koncentrationer i atmosfären?   I S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor och HL Miller (red.), Klimatförändring 2007: Physical Science Basis. Bidrag från arbetsgrupp I till den fjärde utvärderingsrapporten från mellanstatliga panelen om klimatförändringar (s. 824-825). Cambridge, Storbritannien och New York, USA: Cambridge University Press.

 

CO2 AF

CO2 Luftburen fraktion

 

vänster

 

GCP  2015 globala koldioxidbudgethöjdpunkter (compact)

Science Daily '09  Är den luftburna delen av antropogena CO₂ ökande?

Sks   CO₂ nivåer och luftburen fraktion

ACS  Växthusgaser källor och sänkor

Sks  Kommentarspår med John Cook

CO₂.jord  Globala koldioxidutsläpp

 

Papper

 

ESSD '15  Le Quéré et al., | Globala koldioxidbudgeten 2015 [.pdf]

Biogeosciences '15 Sitch et al. | Nya trender, regionala CO2 källor och sänkor [.pdf]

GRL  Är den luftburna delen av antropogena CO₂ utsläpp ökar?

Nature Geoscience '09  Le Quéré et al. | Trender i källorna och sänkorna till CO2 [.PDF via GCP]

 

Referensprojekt

 

Canadell JG et al. (2007) Bidrag till accelererande atmosfär CO2 tillväxt från
den ekonomiska aktiviteten, koldioxidintensitet, och effektiviteten av naturliga sänkor. PNAS 104:
18866-18870, http://www.pnas.org/content/104/47/18866.abstract

Friedlingstein P, Houghton RA, Marland G, Hackler J, Boden TA, Conway TJ,
Canadell JG, Raupach MR, Ciais P, Le Quéré C. Uppdatering den CO2 utsläpp. Natur
Geoscience, Online 21 November 2010.

Le Quéré, C, Moriarty, R., Andrew, RM, Canadell, JG, Sitch, S., Korsbakken, JI,. . . Zeng, N. (2015). Global budget kol 2015. Earth System Science Data, 7 (2), 349-396. doi: 10.5194 / ESSD-7-349-2015

Raupach MR et al. (2007) Globala och regionala drivkrafter för att accelerera CO2 utsläpp.
Proceedings of the National Academy of Sciences 14: 10288-10293.
http://www.pnas.org/content/104/24/10288

 

 

Inertia

Climate Change Inertia

 

Tröghet i klimatsystemet innebär att klimatförändringar och klimatförändringar kommer att fortsätta i årtionden till århundraden efter att källfaktorer som är ansvariga för förändringarna har tagits bort. Tre typer av tröghet som påverkar klimatsystemet introduceras nedan, tillsammans med maskeringseffekten av aerosoler.

Den här fliken anser följande: 

• engagerad CO2 utsläpp av befintlig infrastruktur
• engagerade temperatur och havsnivåhöjningar från Utsläppen av växthusgaser "redan i atmosfären"
• före uppvärmningen maskeras av kyleffekten av aerosoler som komma att minska

 

Infrastruktur Tröghet

 

Även om mänskligheten åtar sig att en nära eliminering av människors orsakade CO2 utsläpp, energi och transportinfrastruktur har långa livslängder som representerar betydande CO2 utsläppsåtaganden de närmaste 50 åren (Davis et al., 2010). Denna infrastrukturella tröghet "kan vara den främsta bidragsgivaren till det totala framtida uppvärmningsengagemanget" (s. 330).

 

Bekräftade Utsläpp

 

I ett hypotetiskt exempel där framtiden CO2 utsläpp är begränsade till CO2-emitterande enheter som existerar nu, uppskattar forskare att dessa utsläpp (från 2010 till 2060) skulle möjliggöra en stabilisering av atmosfäriska CO2 under 430 ppm och en genomsnittlig uppvärmning för att nå cirka 1.3 ° C över före industriella nivåer. För jämförelse, scenarier som tillåter CO2-emitterande infrastruktur för att expandera resulterade i uppvärmning av 2.4 ° C till 4.6 ° C med 2100 och atmosfärisk CO2 av mer än 600 ppm.

 

Warming inlåst

 

Globalt sett till uppvärmning av nära 1.5 ° C över förindustriell tid (upp från cirka 0.8 ° C i 2014) är redan låst i jordningssystemet genom tidigare och förutspådde växthusgaser (Världsbanken, 2014).

 

Behov av alternativ

 

Forskarna noterar det CO2-emitterande infrastruktur som fanns i 2010 räckte inte för att driva atmosfärisk CO2 och global uppvärmning bortom skyddsmålen för 450 ppm CO2 och 2 ° C. De varnar för att det är CO2-emitterande infrastruktur ännu inte byggd som utsätter världen för de mest hotande klimatpåverkningarna. Att undvika detta scenario kräver extraordinära ansträngningar för att utveckla alternativ (Davis et al., 2010).

 

Åtaganden beträffande klimatförändringar

 

Ett antal klimatstudier har använt modeller för att köra simuleringar som identifierar och kvantifierar försenade klimatförändringar och effekter i hypotetiska stabiliseringsscenarier. Dessa studier gör det möjligt för forskare att lära sig hur jorden kan förväntas svara på ett upphörande av växthusgasutsläpp som värmer klimatsystemet och av aerosoler som maskerar en del av växthusgasuppvärmningen. De visar att havets största tröghet (fördröjd respons) finns och att en viss tröghet finns globala temperaturnivåer. 

Till exempel skapade Meehl och hans medutredare (2006) ett hypotetiskt scenario där växthusgaskoncentrationerna 2000 var oförändrade de närmaste 100 åren. De flera simuleringar de genomförde visade att "vi är redan engagerade i 0.4 ° C mer global uppvärmning till år 2100 jämfört med 0.6 ° C observerad uppvärmning som uppnåddes vid slutet av 2603-talet" (s. 100). Vidare visar temperaturen tecken på utjämning XNUMX år efter att atmosfäriska växthusgaser har stabiliserats.

Havsnivån visar större tröghet än global temperatur. Havsnivåökningarna ökade mer än dubbelt observerade ökningar under de föregående 100 åren (1901 till 2000). År 2100 visar 'Meehl-simuleringarna' en fortsatt uppåtgående trend. 

Om världen plötsligt slutade bränna fossila bränslen den första januari nästa år, atmosfärisk CO2 snabbt skulle stabiliseras. Men temperaturen och havsnivån skulle fortsätta öka långt efter. Forskare hänvisar till denna försenade stabilisering av temperatur och andra klimatpåverkan som "klimatåtagande."

 

Irreversibilitet

 

En stor del av klimatförändringarna är till stor del irreversibel på människans tidskala, såvida inte antropogent CO2 utsläpp
var starkt negativa under en ihållande period. Ser IPCC AR5 Ch 12, s. 1033.

 

Aerosoler

 

Matthews och Zickfeld (2012) uppskattade att full eliminering av aerosoler resulterar i uppvärmning mellan 0.25 ° C och 0.5 ° C i tio år efter deras avskaffande.

 

Ta bort

 

Försenade svar redan i systemet öka brådskan för att omedelbart vidta åtgärder för att bygga och implementera alternativ för CO2 och GHG-emittig infrastruktur som används nu.

 

vänster

 

IPCC '07  AR4 WGI | 10.7.1 | Åtaganden beträffande klimatförändringar till år 2300

IPCC '01  Mänsklig påverkan för att hålla ändra atmosfären under 21st Century

Nature "05  Oceans förlänga effekterna av klimatförändringarna

Världsbankens 14  Sänk värmen [2014 rapport]

 

Referensprojekt

Armor, KC, & Roe, GH (2011). Klimat engagemang i en osäker värld. Geophysical Research Letters, 38 (1). doi: 10.1029 / 2010GL045850 [GRL + .pdf]

Davis, SJ, Caldeira, K., & Matthews, HD (2010). Framtida CO2 utsläpp och klimatförändringar från befintlig energiinfrastruktur. Science, 329 (5997), 1330-1333. doi: 10.1126 / science.1188566

Friedlingstein, P., & Solomon, S. (2005). Bidrag från tidigare och nuvarande mänskliga generationer till engagerade uppvärmningen orsakas av koldioxid. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (31), 10832-10836.

Gillett, NP, Arora, VK, Zickfeld, K., Marshall, SJ, & Merryfield, WJ (2011). Pågående klimatförändringar efter ett fullständigt upphörande av koldioxidutsläpp. Nature Geoscience, 4 (2), 83-87. doi: 10.1038 / ngeo1047

Meehl, GA, Washington, WM, Santer, BD, Collins, WD, Arblaster, JM, Aixue, H.,. . . Strängen, WG (2006). Klimatförändrings prognoser för det tjugoförsta århundradet och åtaganden beträffande klimatförändringar i CCSM3. Journal of Climate, 19 (11), 2597-2616.

Matthews, HD, & Zickfeld, K. (2012). Klimat svar på nollställas utsläpp av växthusgaser och aerosoler. Nature Climate Change, 2 (5), 338-341. doi: 10.1038 / nclimate1424

Wigley, TML (2005). Den åtaganden beträffande klimatförändringar. Science, 307 (5716), 1766-1769.

 

C budget

Carbon Budget

 

Kumulativ kolbudget

IPCC budget

Länk till zickfeld i tid till budget.

Länk till GCP om budgeten används.

Politiskt val = hur mycket kvar att använda

 

Huffington Post '15 Mann | Hur nära är vi farliga uppvärmningen?