Klimaendringer er enhver langsiktig endring i gjennomsnittlige værmønstre, enten globalt eller regionalt. Som denne brede definisjonen antyder, har klimaendringer skjedd mange ganger i jordas historie, og av mange grunner. Endringene i globale temperatur- og værmønstre som sees i dag, skyldes imidlertid menneskelig aktivitet. Og de skjer mye raskere enn de naturlige klimavariasjonene fra fortiden.
Forskere har mange måter å spore klima over tid, som alle gjør det klart at dagens klimaendringer er knyttet til utslipp av klimagasser som karbondioksid og metan. Disse gassene er effektive når det gjelder å fange varme fra solstrålene nær jordoverflaten, omtrent som glassveggene i et drivhus holder varmen inne. Små endringer i proporsjonene av klimagasser i luften kan legge opp til store endringer på global skala.
I gjennomsnitt er effekten av klimagasser å øke de globale temperaturene. Dette er grunnen til at klimaendringer noen ganger kalles global oppvarming. Men de fleste forskere i dag foretrekker begrepet klimaendring på grunn av variasjonen i vær og klima over hele kloden. For eksempel kan oppvarming av globale gjennomsnittstemperaturer endre strømmen av jetstrømmen, den største luftstrømmen som påvirker det nordamerikanske været, noe som igjen kan føre til sesongmessige perioder med ekstrem kulde i noen områder.
"Det er viktig for folk å innse at det er mye variasjon fra sted til sted på jorden når det gjelder temperaturen," sa Ellen Mosley-Thompson, en paleoklimatolog ved Byrd Polar and Climate Research Center ved Ohio State University. "Når vi snakker om globale klimaendringer, snakker vi om temperaturendringer over store områder."
Hvordan forskere vet klimaendringer er reelt
Fortidens klima registreres i is, sedimenter, huleformasjoner, korallrev og til og med treringer. Forskere kan se på kjemiske signaler - for eksempel karbondioksid fanget i bobler inne i is - for å bestemme atmosfæriske forhold i fortiden. De kan studere mikroskopisk fossilisert pollen for å lære hvordan vegetasjonen pleide å trives i et gitt område, som igjen kan avsløre hvordan klimaet var. De kan måle treringer for å få en sesong-for-sesong-registrering av temperatur og fuktighet. Forhold mellom kjemiske varianter av oksygen i koraller og stalaktitter og stalagmitter kan avsløre nedbørsmønster fra fortiden.
Ulike typer naturlige poster har forskjellige styrker. Havsedimenter har ikke detaljnivå sesong for sesong eller til og med år for år, men de kan gi uskarpe bilder av klima som strekker seg tilbake millioner av år, sa Mosley-Thompson til Live Science. (De eldste kjernene som er boret fra havsedimenter dateres 65 millioner år tilbake i følge The Smithsonian Institution.) Trejournaler er relativt korte, men utrolig detaljerte. Og is kan være full av informasjon: Ikke bare fanger isbreer atmosfæriske gasser i form av luftbobler, de feller støv og andre sedimenter, pollenkorn, vulkansk aske og mer. Etter hvert som isen blir eldre og mer komprimert, kan rekorden bli uklar, sa Mosley-Thompson, men nyere is kan gi et år for år se på hva klimaet gjorde.
De nyeste klimaendringene - siden begynnelsen av den industrielle revolusjonen - kan også spores direkte. Registrering av ting som landstemperatur begynte å bli bedre på slutten av 1800-tallet, og skipskapteiner begynte å holde et hav av havbaserte værdata i loggene. Ankomsten av satellitteknologi på 1970-tallet har gitt en eksplosjon av data som dekker alt fra isomfang ved polene til havoverflatetemperatur til skydekning.
Hvordan klimaet endrer seg
Samlet har disse registreringene vist at det moderne klimaet gjennomgår et raskt avvik fra fortidens mønstre.
Før den industrielle revolusjonen var det omtrent 280 karbondioksidmolekyler for hver million molekyler i atmosfæren, et mål kjent som deler per million (ppm). Fra 2018 var det globale gjennomsnittlige CO2-nivået 407,4 ppm, mer enn 100 ppm høyere enn det nivået har vært de siste 800 000 årene, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Forrige gang atmosfærisk karbon nådde dagens nivåer var for 3 millioner år siden, ifølge NOAA.
Forandringshastigheten i dagens atmosfæriske karbon er også raskere enn tidligere, ifølge NOAA. Økningen var 100 ganger raskere i løpet av de siste 60 tiår enn noen gang de siste million årene - en periode der åtte store klimavipper mellom iskretssykluser, der is utvidet seg fra polene til mellomrom, og interglacial sykluser, der isen trakk seg tilbake til den er i dag. Og satsen fortsetter å øke. På 1960-tallet økte den atmosfæriske karbon i gjennomsnitt 0,6 ppm i året. På 2010-tallet økte den i gjennomsnitt 2,3 ppm per år.
Varmefangstevnen til alt det ekstra karbonet har oversatt til stigende globale gjennomsnittstemperaturer. I følge NASAs Goddard Institute for Space Studies (GISS) har jordas gjennomsnittstemperatur steget med drøyt 2 grader Fahrenheit (1 grad Celsius) siden 1880, en måling nøyaktig til innen en tidel av en grad av Fahrenheit. I likhet med tempoet i atmosfærisk karbonøkning, øker også hastigheten på den globale temperaturøkningen, ifølge NASAs jordobservatorium: To tredjedeler av den oppvarmingen har skjedd siden 1975.
Hva er virkningene av klimaendringene?
Denne oppvarmingen har oversatt til endringer i jordens økosystemer og miljøer. Blant de mest dramatiske endringene har skjedd i Arktis, der havis er på vei ned. I omfanget av is og rekordlave har vært det nye normalt siden 2002, ifølge NASA, og studier viser at selv den eldste, flerårige havisen tynnes raskt. Forskere forventer nå den første isfrie arktiske sommeren en gang mellom 2040 og 2060.
Isbreer trekker seg tilbake globalt, spesielt på mellomvidde breddegrader, sa Mosley-Thompson. Montanas Glacier National Park var hjemsted for 150 breer i 1850. I dag er det bare 25. Mosley-Thompson og teamet hennes anslår at de siste tropiske breene vil forsvinne i løpet av det neste tiåret.
Smeltende is og utvidelsen av havvannet på grunn av varme har allerede bidratt til økning i havnivået. I følge NOAA har den globale gjennomsnittlige havnivået steget 8-9 inches (21-24 centimeter) siden 1880. Stigningen øker, fra 0,06 inches (1,4 millimeter) per år i det 20. århundre til 0,14 inches (3,6 mm) per år fra 2006-2015. I følge NOAA har denne havnivåøkningen oversatt til 300% til 900% økning i høyvannsflom i kystområdene i USA.
Havvann tar opp karbondioksid fra atmosfæren, noe som skaper en kjemisk reaksjon som forårsaker forsuring av havet. Den globale gjennomsnittlige pH-verdien for havoverflatevannet har sunket med 0,11 siden den industrielle revolusjonen startet, en økning i surhet på 30%, ifølge NOAAs Pacific Marine Environmental Laboratory. Økende havets surhet gjør det vanskeligere for koraller å bygge karbonatskjelettene sine og for skjellede dyr som muslinger og noen typer plankton å overleve.
Klimaendringene påvirker til og med timingen av vårlignende vær. Den første våren (som definert av plantevekst og temperaturer) på rekord i USA var i mars 2012. Klimamodeller antyder nå at slike tidlige kilder kan være normen innen 2015. Men sent frysing vil trolig fortsatt forekomme, og skaper forhold der planter kan bla ut tidlig og deretter bli skadet av kalde temperaturer. Klimamodeller spår også en forverring av alarmerende trender i tørke og branner takket være varmere temperaturer.
Modeller er et sentralt verktøy for klimaforskere, sa Kathie Dello, Nord-Karolinas statlige klimatolog. Det er ingen sammenligningsplanet for jorden, sa Dello, men modeller lar forskere lage virtuelle versjoner av planeten for å teste forskjellige scenarier. Selv om Earth-systemet er komplisert, har disse datamaskinmodellene vist seg i stand til å forutsi fremtiden. En artikkel fra 2020 i tidsskriftet Geophysical Research Letters fant at spådommer om klimamodeller publisert mellom 1970- og 2010 var nøyaktige sammenlignet med den faktiske oppvarmingen som skjedde etter publisering.
Kan vi snu klimaendringer?
Et økende antall bedriftsledere, myndighetspersoner og private borgere er bekymret for klimaendringene og implikasjonene av dem, og foreslår skritt for å snu trenden.
"Mens noen hevder at 'Jorden vil helbrede seg selv', fungerer de naturlige prosessene for å fjerne denne menneskeskapte CO2 fra atmosfæren på tidsskalaen fra hundretusener til millioner av år," sier Josef Werne, en geokjemist og paleoklimatolog ved universitetet. av Pittsburgh, sa. "Så, ja, jorden vil helbrede seg selv, men ikke i tide til at kulturinstitusjonene våre blir bevart som de er. Derfor må vi i våre egne egeninteresser handle på en eller annen måte for å takle klimaendringene vi forårsaker. "
Hvis alle utslipp av menneskelige klimagasser stoppet umiddelbart, vil jorda sannsynligvis fortsatt oppleve mer oppvarming, antyder noen studier, fordi karbondioksid forblir i atmosfæren i flere hundre år. Det er forslag som teoretisk kan reversere noe av denne "innelåste" oppvarmingen ved å fjerne karbondioksid fra atmosfæren, for eksempel karbonfangst og lagring, som innebærer å injisere karbon i underjordiske reservoarer. Advokater hevder at karbonfangst og lagring er teknologisk mulig, men markedskreftene har forhindret utbredt adopsjon.
Hvorvidt det er mulig å fjerne allerede avgitt karbon fra atmosfæren, eller forhindre fremtidig oppvarming krever å stoppe utslippene av klimagasser. Paris-avtalen er den mest ambisiøse innsatsen for å forhindre oppvarming hittil. Denne uforpliktende internasjonale traktaten, som trådte i kraft i november 2016, tar sikte på å holde varmen "godt under 2 grader Celsius over preindustrielle nivåer og å arbeide for å begrense temperaturøkningen ytterligere til 1,5 grader Celsius," ifølge FN. Hver signatær til traktaten ble enige om å sette sine egne frivillige utslippsgrenser og å gjøre dem strengere over tid. Klimaforskere sa at utslippsgrensene forpliktet i henhold til avtalen ikke ville holde oppvarmingen så lav som 1,5 eller til og med 2 grader C, men at det ville være en forbedring i forhold til "forretnings-som-vanlig" -scenariet.
Under Obama-administrasjonen lovet USA å begrense drivhusutslipp til under 28% av nivåene i 2005 innen 2025. Imidlertid kunngjorde president Donald Trump like etter valget at hans administrasjon ikke ville overholde Paris-avtalen. Trump-administrasjonen begynte den formelle tilbaketrekningsprosessen fra avtalen i 2019.
Flere statlige og lokale myndigheter har satt i gang sin egen innsats for å bekjempe klimaendringer. For eksempel har 24 stater og Puerto Rico sluttet seg til den amerikanske klimaalliansen og forpliktet seg til å oppfylle mål satt under Paris-avtalen.
"Den føderale regjeringen, selv når den fungerer bra, er ikke den mest kvikke institusjonen," sa Dello. "Men stater og byer er litt mer fleksible."
