到目前为止,很少有人质疑人类的现实正在改变地球的气候。 真正的问题是:我们能多快阻止甚至扭转损害?
这个问题的部分答案在于“承诺变暖,也称为“管道变暖”。
它指的是由已经排放的温室气体引起的未来全球气温升高。 换句话说,如果清洁能源转型在一夜之间发生,还会导致多少变暖?
地球的能源收支失衡
人类的活动排放温室气体,导致全球变暖,这些气体将热量困在低层大气中,阻止其逃逸到太空。
在人们开始燃烧化石燃料为工厂和车辆提供动力以及在几乎每个耕地地区饲养排放甲烷的牛之前,地球的能源预算大致保持平衡。 来自太阳的能量与离开太阳的能量大致相同。
如今,大气中二氧化碳浓度不断上升高出 50% 以上比工业时代初期的情况要好,而且他们捕获更多能量。
这些二氧化碳排放量与甲烷等其他温室气体一起,并被气溶胶空气污染的某些方面所抵消,正在捕获相当于爆炸的能量。每秒五枚广岛式原子弹。
由于流入的能量多于流出的能量,地球的热能增加,导致陆地、海洋和空气的温度升高,冰层融化。
管道升温
破坏地球能量平衡的影响需要时间才能显现出来。 想象一下,当您在寒冷的冬日将热水水龙头开到最大时会发生什么:管道中充满了冷水,因此温水需要一段时间才能到达您身边? 因此出现了“管道变暖”一词。 目前还没有感觉到变暖,但它正在酝酿之中。
排放停止后,地球气候预计将继续变暖,主要有三个原因。
首先,主要贡献者全球变暖? 二氧化碳和甲烷? 在大气中停留的时间很长:甲烷的平均停留时间约为 10 年,二氧化碳的停留时间长达 400 年,其中一些分子的停留时间长达数千年。 因此,关闭排放并不意味着大气中这些吸热气体的数量立即减少。
(对话/CC-BY-ND)
其次,这种变暖在一定程度上被人为排放的另一种形式的污染所抵消:硫酸盐气溶胶,化石燃料燃烧时排放的微小颗粒,将阳光反射到太空。
近一个世纪以来,这全局调光已经掩盖变暖效应温室气体排放。 但这些和其他人造气溶胶也会危害人类健康和生物圈。
消除这些和短期温室气体意味着零点几度在达到新的平衡之前,大约十年内会进一步变暖。
最后,地球气候需要时间来适应能量平衡的任何变化。 地球表面大约三分之二是由水组成的,有时是很深的水,它吸收多余的碳和热量的速度很慢。
对话/CC-BY-ND
迄今为止,超过 91% 的热量由人类活动增加, 和大约四分之一的过剩碳,已经进入海洋。
虽然陆地居民可能会感谢这种缓冲,但额外的热量会导致海平面上升热膨胀并且海洋热浪,而额外的碳使海洋对许多带壳生物更具腐蚀性,这可能会破坏海洋食物链。
地球表面温度受到大气层顶部辐射能不平衡的驱动,并受到海洋巨大热惯性的调节,仍然在追赶它的步伐。最大的控制旋钮:二氧化碳浓度。
升温多少?
那么,我们将面临多少持续的变暖呢? 没有明确的答案。
世界上有与工业化前水平相比已经升温超过1.1摄氏度。 世界各国于 2015 年同意努力防止全球平均气温上升超过 1.5°C 以限制损害,但世界反应迟缓。
确定未来变暖的程度是很复杂的。 一些最近的研究使用气候模型来估计未来的变暖。 A18个地球系统模型的研究研究发现,当排放被切断时,一些地区的气候持续变暖数十年至数百年,而另一些地区则开始迅速降温。
2022 年 6 月发表的另一项研究发现全球有 42% 的可能性已经承诺将气温控制在 1.5 度。
变暖的程度很重要,因为全球变暖的危险后果并不仅仅与全球温度成正比。 它们通常呈指数增长,特别是对于食品生产面临高温、干旱和风暴的风险。
此外,地球还有临界点这可能会引发地球系统脆弱部分(如冰川或生态系统)发生不可逆转的变化。 我们不一定会立即知道地球何时通过了临界点,因为这些变化通常很难显现出来。 该系统和其他气候敏感系统是将升温限制在 2°C(最好是 1.5°C)以下的预防原则的基础。
气候问题的核心在于,人类行为的变化与气候的变化之间存在着长期的延迟,而这种持续变暖的想法就蕴含其中。
虽然持续变暖的确切程度仍然存在一些争议,但有证据表明,最安全的前进道路是紧急过渡到无碳、更公平温室气体排放量少得多的经济体。
朱利安·埃米尔·吉伊,地球科学副教授,南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院。