Ilmastomuutos on keskimääräisten sääkuvioiden pitkäaikainen muutos joko globaalisti tai alueellisesti. Kuten tämä laaja määritelmä viittaa, ilmastonmuutos on tapahtunut useita kertoja maapallon historiassa ja monista syistä. Maapallon lämpötilan ja sääkuvien muutokset, jotka nykyisin havaitaan, johtuvat kuitenkin ihmisen toiminnasta. Ja ne tapahtuvat paljon nopeammin kuin menneisyyden luonnolliset ilmastomuutokset.
Tutkijoilla on monia tapoja seurata ilmastoa ajan myötä, jotka kaikki tekevät selväksi, että nykypäivän ilmastomuutos liittyy kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, päästöihin. Nämä kaasut ovat tehokkaita sieppaamaan lämpöä auringonsäteiltä lähellä Maan pintaa, aivan kuten kasvihuoneen lasiseinät pitävät lämpöä sisällä. Pienet muutokset kasvihuonekaasujen osuuksissa ilmassa voivat lisätä merkittäviä muutoksia maailmanlaajuisesti.
Kasvihuonekaasujen vaikutuksena on keskimäärin nousta maapallon lämpötiloihin. Siksi ilmastonmuutosta kutsutaan joskus ilmaston lämpenemiseksi. Mutta suurin osa tutkijoista suosii nykyään termiä ilmastonmuutos, koska sää ja ilmasto vaihtelevat ympäri maailmaa. Esimerkiksi globaalien keskilämpötilojen lämpeneminen voi muuttaa suihkumoottorin virtausta, joka on Pohjois-Amerikan sääilmiön suurin ilmavirta, mikä puolestaan voi johtaa eräillä alueilla kausittaisen äärimmäisen kylmän ajanjaksoon.
"Ihmisille on tärkeää ymmärtää, että lämpötilan suhteen maapallolla on paljon vaihtelua paikasta toiseen", sanoi Ohio State Universityn Byrd Polar- ja ilmastotutkimuskeskuksen paleoklimatologi Ellen Mosley-Thompson. "Kun puhumme globaalista ilmastonmuutoksesta, puhumme lämpötilan muutoksista laajoilla alueilla."
Se, miten tutkijat tietävät ilmastomuutoksen, on totta
Menneisyyden ilmasto kirjataan jään, sedimenttien, luolamuodostelmien, koralliriuttojen ja jopa puirenkaiden muodossa. Tutkijat voivat tarkastella kemiallisia signaaleja - kuten hiilidioksidia, joka jää loukkuun jäätikön sisällä olevissa kuploissa - määrittääkseen ilmakehän olosuhteet aiemmin. He voivat tutkia mikroskooppisia kivettyneitä siitepölyjä saadakseen tietää mitä kasvillisuus menestyi tietyllä alueella, mikä puolestaan voi paljastaa millainen oli ilmasto. He voivat mitata puirenkaita saadakseen vuodenaikojen ennätyksen lämpötilasta ja kosteudesta. Korallien, stalaktiittien ja stalagmiittien hapen kemiallisten varianttien suhteet voivat paljastaa aiemmat sademallit.
Erityyppisillä luonnollisilla tietueilla on erilaiset vahvuudet. Valtameren sedimenteissä ei ole kausittain tai jopa vuosi vuodelta yksityiskohtaisuutta, mutta ne voivat tuottaa hämärtävämpiä kuvia ilmastosta, joka juontaa miljoonia vuosia, Mosley-Thompson kertoi Live Science: lle. (Smithsonian Institutionin mukaan vanhimmat valtameren sedimenteistä poratut ytimet ovat peräisin 65 miljoonasta vuodesta.) Puutietueet ovat suhteellisen lyhyitä, mutta uskomattoman yksityiskohtaisia. Ja jää voi olla täynnä tietoa: Jäätiköt eivät vain vangitse ilmakehän kaasuja ilmakuplien muodossa, vaan myös sieppaavat pölyn ja muut sedimentit, siitepölyjyvän, vulkaanisen tuhkan ja muut. Kun jään vanhenee ja tiivistyy, ennätys voi tulla sumea, Mosley-Thompson sanoi, mutta uudempi jää voi tarjota vuosi vuodelta katsauksen siihen, mitä ilmasto teki.
Viimeisimmät ilmastomuutokset - teollisen vallankumouksen alusta lähtien - voidaan myös seurata suoraan. Tallennuksen pitäminen asioista, kuten maan lämpötila, alkoi parantaa 1800-luvun lopulla, ja alusten päälliköt alkoivat pitää runsaasti valtameriperäisiä säätietoja lokissaan. Satelliittitekniikan tulo 1970-luvulle on tuottanut räjähdysmäisen datan, joka kattaa kaiken jääpaikasta napoilla meripinnan lämpötilaan pilvien peittoon.
Kuinka ilmasto muuttuu
Yhdessä nämä tiedot ovat osoittaneet, että nykyaikainen ilmasto on siirtymässä nopeaan menneisyyden malliin.
Ennen teollista vallankumousta ilmakehässä oli noin 280 hiilidioksidimolekyyliä jokaisesta miljoonasta molekyylistä, mitta tunnetaan miljoonasosina (ppm). Vuodesta 2018 lähtien globaali keskimääräinen hiilidioksiditaso oli 407,4 ppm, yli 100 ppm korkeampi kuin tämä taso on ollut viimeisen 800 000 vuoden ajan, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) mukaan. Viimeksi ilmakehän hiili saavutti nykypäivän tasot NOAA: n mukaan 3 miljoonaa vuotta sitten.
NOAA: n mukaan myös nykypäivän ilmakehän hiilen muutosnopeus on nopeampaa kuin aiemmin. Kasvuvauhti oli 100 kertaa nopeampi viimeisen 60 vuosikymmenen aikana kuin milloin tahansa viimeksi kuluneiden miljoonien vuosien aikana - ajanjaksona, jolloin jäätiköiden välillä oli kahdeksan suurta ilmastonmuutosta, joissa jää laajeni napoilta keskipituusasteille, ja lasien väliset syklit, joissa jään palasi nykyiseen kohtaan. Ja korko jatkaa nousuaan. 1960-luvulla ilmakehän hiili nousi keskimäärin 0,6 ppm vuodessa. 2010-luvulla se nousi keskimäärin 2,3 ppm vuodessa.
Kaiken ylimääräisen hiilen lämmönsiirtokyky on kääntynyt nouseviin maailman keskilämpötiloihin. NASA: n Goddard-avaruustutkimusinstituutin (GISS) mukaan maapallon keskilämpötila on noussut hiukan yli 2 Fahrenheit-astetta (1 celsiusaste) vuodesta 1880, mittaus on tarkka kymmenesosan Fahrenheit-asteen tarkkuudella. Kuten ilmakehän hiilen nousunopeudessa, myös NASA: n Earth Observatoryn mukaan maailmanlaajuinen lämpötilan nousu on nopeutumassa: kaksi kolmasosaa ilmaston lämpenemisestä on tapahtunut vuodesta 1975 lähtien.
Mitkä ovat ilmastomuutoksen vaikutukset?
Tämä lämpeneminen on muuttunut maan ekosysteemien ja ympäristöjen muutoksiin. Dramaattisimpia muutoksia on tapahtunut arktisella alueella, jossa merijää on laskussa. Jäämäärät ja ennätyksellisen alhaiset ovat olleet uusi normaali vuodesta 2002 lähtien, NASA: n mukaan, ja tutkimuksissa on havaittu, että jopa vanhin, monivuotinen merijää ohenee nopeasti. Tutkijat odottavat nyt ensimmäistä jäättömää arktista kesää joskus välillä 2040 - 2060.
Jäätiköt vetäytyvät maailmanlaajuisesti, etenkin keskimmäisillä leveysasteilla, Mosley-Thompson sanoi. Montanan jäätikön kansallispuistossa asui 150 jäätikköä vuonna 1850. Nykyään niitä on vain 25. Mosley-Thompson ja hänen ryhmänsä arvioivat, että viimeiset trooppiset jäätiköt katoavat seuraavan vuosikymmenen aikana.
Jää sulava vesi ja valtameren vesien laajentuminen lämmön vaikutuksesta ovat jo vaikuttaneet merenpinnan nousuun. NOAA: n mukaan maailman keskimääräinen merenpinta on noussut 8–9 tuumaa (21–24 senttimetriä) vuodesta 1880. Nousunopeus kasvaa, 206-luvun 0,06 tuumasta (1,4 millimetriä) vuodessa 0,14 tuumaan (3,6 mm). vuodessa vuosina 2006-2015. NOAA: n mukaan tämä merenpinnan nousu on johtanut nousuvesien tulvien lisääntymiseen 300–900% Yhdysvaltain rannikkoalueilla.
Merivesi imee ilmakehästä hiilidioksidia, mikä luo kemiallisen reaktion, joka aiheuttaa valtamerten happamoitumisen. NOAA: n Tyynenmeren meren ympäristön laboratorio arvioi, että valtameren pintavesien keskimääräinen keskimääräinen pH on laskenut 0,11 teollisen vallankumouksen alkamisen jälkeen. Lisääntyvä valtameren happamuus vaikeuttaa korallien rakentamista karbonaattiluuransa ja kuorittujen eläinten, kuten simpukoiden ja eräiden planktonien selviytymistä.
Ilmastonmuutos vaikuttaa jopa kevätmaisen sää ajoitukseen. Aikaisin ennätyskevät (määritelty kasvikasvun ja lämpötilojen mukaan) oli Yhdysvalloissa maaliskuussa 2012. Ilmastomallit viittaavat nyt siihen, että tällaiset varhaiset lähteet voisivat olla normi vuoteen 2015 mennessä. Myöhäinen jäätyminen tapahtuu kuitenkin todennäköisesti, mikä luo olosuhteet, joissa kasvit saattavat lähteä varhain pois, ja kylmät lämpötilat voivat sitten vaurioitua niistä. Ilmastomallit ennustavat myös kuivuuden ja metsäpalojen hälyttävien suuntausten pahenemisen lämpimämpien lämpötilojen ansiosta.
Mallit ovat tärkeä väline ilmastotieteilijöille, Pohjois-Carolinan osavaltion klimatologi Kathie Dello sanoi. Maalle ei ole vertailuplaneettaa, Dello sanoi, mutta mallien avulla tutkijat voivat luoda planeetan virtuaaliversioita testaamaan erilaisia skenaarioita. Vaikka maajärjestelmä on monimutkainen, nämä tietokonemallit ovat osoittautuneet kykeneviksi ennustamaan tulevaisuutta. Geophysical Research Letters -lehdessä vuonna 2020 julkaistussa lehdessä todettiin, että vuosien 1970 ja 2010 välisenä aikana julkaistut ilmastomallimäärät olivat tarkkoja verrattuna julkaisun jälkeen tapahtuneeseen todelliseen lämpenemiseen.
Voimmeko kääntää ilmastonmuutoksen?
Yhä useammat yritysjohtajat, valtion virkamiehet ja yksityiset kansalaiset ovat huolestuneita ilmastomuutosta ja sen vaikutuksista, ja ehdottavat toimia suuntauksen kääntämiseksi.
"Vaikka jotkut väittävät, että" maa paranee itsensä ", luonnolliset prosessit tämän ihmisen aiheuttaman hiilidioksidin poistamiseksi ilmakehästä toimivat satojen tuhansien tai miljoonien vuosien ajanjaksolla", yliopiston geokemialainen ja paleoklimatologi Josef Werne Pittsburghista, sanoi. "Joten kyllä, maa paranee itsensä, mutta ei ajoissa, jotta kulttuurilaitoksemme säilyisivät sellaisina kuin ne ovat. Siksi meidän on omien etujemme mukaan toimittava tavalla tai toisella käsitelläksemme ilmastomuutoksia. me aiheutamme. "
Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että jos kaikki ihmisten kasvihuonekaasupäästöt lakkaavat heti, maapallon lämpeneminen jatkuu edelleen, koska hiilidioksidi pysyy ilmakehässä satojen vuosien ajan. On ehdotuksia, jotka voisivat teoreettisesti kääntää osan tästä "lukittuun" lämpenemiseen poistamalla hiilidioksidia ilmakehästä, kuten hiilen talteenotto ja varastointi, joka tarkoittaa hiilen injektointia maanalaisiin säiliöihin. Edustajat väittävät, että hiilen talteenotto ja varastointi on teknisesti mahdollista, mutta markkinavoimat ovat estäneet laajan käyttöönoton.
Se, onko jo päästetty hiili poistettu ilmakehästä vai ei, tulevaisuuden lämpenemisen estäminen edellyttää kasvihuonekaasupäästöjen lopettamista. Toistaiseksi kunnianhimoisin yritys lämpenemisen estämiseksi on Pariisin sopimus. Tämän sitovan kansainvälisen sopimuksen, joka tuli voimaan marraskuussa 2016, tarkoituksena on pitää lämpeneminen "selvästi alle 2 celsiusastetta esiteollisuuden tasoa korkeammalla tasolla ja jatkaa pyrkimyksiä rajoittaa lämpötilan nousua vielä 1,5 celsiusasteeseen", YK: n mukaan. Jokainen sopimuksen allekirjoittaja suostui asettamaan omat vapaaehtoiset päästörajansa ja tiukentamaan niitä ajan myötä. Ilmastotieteilijöiden mukaan sopimuksen nojalla sitoutuneet päästörajat eivät pitäisi lämpenemistä niin alhaisena kuin 1,5 tai jopa 2 astetta C, mutta että se olisi parannus "tavalliseen tapaan" -skenaarioon verrattuna.
Obaman hallinnon alaisena Yhdysvallat sitoutui rajoittamaan kasvihuonekaasupäästöt alle 28 prosenttiin vuoden 2005 tasosta vuoteen 2025 mennessä. Presidentti Donald Trump ilmoitti kuitenkin pian vaaliensa jälkeen, että hänen hallintonsa ei noudata Pariisin sopimusta. Trumpin hallinto aloitti muodollisen peruuttamisprosessin sopimuksesta vuonna 2019.
Useat osavaltioiden ja paikallishallinnot ovat käynnistäneet omat ponnistelunsa ilmastomuutoksen torjumiseksi. Esimerkiksi 24 osavaltiota ja Puerto Rico ovat liittyneet Yhdysvaltain ilmastoyhdistykseen, lupatensa saavuttaa Pariisin sopimuksessa asetetut tavoitteet.
"Liittohallitus, vaikka se toimii hyvin, ei ole ketterin instituutio", Dello sanoi. "Mutta valtiot ja kaupungit ovat hiukan joustavampia."
