Causas do aquecimento global

Causas do aquecimento global é o esforço para cientificamente determinar mecanismos responsáveis pelas alterações relativamente recentes observadas na Terra 's clima . O esforço tem incidido sobre as alterações observadas durante o período de registro de temperatura instrumental, quando os registros são mais confiável; particularmente nos últimos 50 anos, quando a atividade humana tem crescido mais rápido e observações da atmosfera superior se tornaram disponíveis. Os mecanismos dominantes aos quais recente mudança climática tem sido atribuída toda resultado da atividade humana. Eles são:

• aumentar as concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa
• alterações globais para a superfície da terra, tais como desmatamento
• aumentando as concentrações atmosféricas de aerossóis.

Relatórios recentes da Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) concluíram que:

• "A maior parte do aumento observado nas temperaturas médias globais desde meados do século 20 é provavelmente devido ao aumento observado em antropogénicas de gases com efeito de estufa concentrações ".
• "A partir de novas estimativas do antropogênica combinada forçando devido a gases de efeito estufa, aerossóis, e mudanças na superfície da terra, é extremamente provável que as atividades humanas têm exercido uma influência aquecimento líquidas substanciais no clima desde 1750. "
• "É praticamente certo que os aerossóis antropogénicos produzir um líquido negativo forçamento radiativo (influência de arrefecimento) com uma maior magnitude no Hemisfério Norte do que no Hemisfério Sul.

O painel, o que representa consenso na comunidade científica, define "muito provável", "extremamente provável", e "praticamente certo" como indicando probabilidades superior a 90%, 95%, e 99%, respectivamente.

Principais atribuições

Gases de efeito estufa

O consenso científico identificou de dióxido de carbono das emissões de gases de efeito estufa como o dominante forçando; metano e óxido nitroso também são grandes contribuintes para o efeito estufa . O Protocolo de Kyoto estas serão listadas em conjunto com Hidrofluorocarbonetos (HFC), Perfluorcarbonos (PFCs) e Hexafluoreto de enxofre (SF6), que contribuem para as alterações climáticas, principalmente por interferir com atmosféricos ozono concentrações. O gráfico à direita atributos de gás com efeito de estufa emissões para oito principais sectores económicos, dos quais os maiores contribuintes são centrais eléctricas (muitos dos quais queimam carvão ou outros combustíveis fósseis ), industriais processos (entre os quais produção de cimento é um contribuinte dominante), transporte combustíveis (geralmente combustíveis fósseis ) e agrícolas (principalmente subprodutos de metano a partir de fermentação entérica e óxido nitroso de fertilizantes uso).

Uso da terra

A mudança climática é atribuída a uso da terra por duas razões principais. Enquanto 66% dos antropogénica CO ₂ emissões ao longo dos últimos 250 anos ter resultado da queima de combustíveis fósseis, 33% resultaram de mudanças no uso da terra, principalmente desmatamento. Desmatamento tanto reduz a quantidade de dióxido de carbono absorvido pelas regiões desmatadas e libera gases de efeito estufa diretamente, junto com aerossóis, através de queima de biomassa que freqüentemente acompanha. A segunda razão que a mudança climática tem sido atribuída ao uso da terra é que o albedo terrestre é frequentemente alterado pelo uso, o que leva a forçamento radiativo. Este efeito é mais significativo do que localmente globalmente.

Pecuária e uso da terra

No mundo todo, a produção animal ocupa 70% de toda a terra utilizada para a agricultura, ou 30% da superfície terrestre sem gelo da Terra. Os cientistas atribuem mais de 18% das emissões de gases com efeito de estufa antropogênicas para gado e atividades relacionadas com a pecuária como o desmatamento e cada vez mais as práticas agrícolas intensivas em combustíveis. Atribuições específicas para o sector da pecuária incluem:

• 9% do mundial de dióxido de carbono das emissões
• 35-40% das globais de metano emissões (principalmente devido a fermentação entérica e estrume)
• 64% do mundial emissões de óxido nitroso, principalmente como resultado de fertilizantes uso.

Aerossóis

Com certeza virtual, consenso científico atribuiu várias formas de mudança do clima, principalmente, aos efeitos de arrefecimento aerossóis, que são pequenas partículas ou gotículas suspensas na atmosfera. Principais fontes a que os aerossóis antropogênicos são atribuídos incluem:

• queima de biomassa, tais como corte e queima desmatamento. Os aerossóis são produzidos principalmente carbono preto.
• industrial a poluição do ar, o que produz fuligem no ar e sulfatos , nitratos , e amônio
• pó produzido pela efeitos de uso da terra, tais como desertificação

Atribuição das alterações climáticas do século 20

Um modelo climático global reconstrução "s de mudança de temperatura durante o século 20 como o resultado de cinco fatores estudados ea quantidade de mudança de temperatura atribuído a cada forçando.

Ao longo dos últimos 150 anos, as atividades humanas têm lançado quantidades crescentes de gases de efeito estufa na atmosfera . Isto levou a aumentos na temperatura média global, ou o aquecimento global . Outros efeitos humanos são relevantes, por exemplo, sulfato aerossóis são acreditados para levar a refrigeração e fatores naturais também contribuem. De acordo com registro histórico da temperatura do último século, a temperatura do ar perto da superfície da Terra aumentou em torno de 0,74 ± 0,18 ° Celsius (1,3 ± 0,32 ° Fahrenheit).

A questão historicamente importante na pesquisa de mudanças climáticas tem considerado a importância relativa da atividade humana e não- causas antrópicas durante o período de registro instrumental. No relatório de 1995, segundo avaliação (SAR), o IPCC fez a declaração amplamente citado que "O balanço das evidências sugere uma discernível influência humana no clima global". A frase "equilíbrio de provas", sugeriu o (Inglês) padrão da lei comum de prova exigido em matéria civil ao invés de tribunais penais: não tão alta como "além de qualquer dúvida razoável". Em 2001, o terceiro relatório de avaliação (TAR) refinou isso, dizendo "Há evidências novas e mais fortes que a maior parte do aquecimento observado nos últimos 50 anos é atribuível a atividades humanas". O quarto relatório de avaliação de 2007 (GT1 AR4) reforçou esta conclusão:

• "O aquecimento antropogênico do sistema climático é generalizada e pode ser detectada em observações de temperatura tomadas na superfície, na atmosfera livre e nos oceanos. A evidência do efeito de influências externas, tanto antropogénicas e naturais, sobre o sistema climático tem continuado a acumular desde o TAR ".

Nos últimos cinco décadas, tem havido um aquecimento global de aproximadamente 0,65 ° C (1,17 ° F) na superfície da Terra (ver registro de temperatura histórico). Entre os possíveis fatores que poderiam produzir mudanças na temperatura média global são variabilidade interna do sistema climático, uma força externa, um aumento da concentração de gases de efeito estufa, ou qualquer combinação destes. Os estudos atuais indicam que o aumento do efeito estufa, principalmente CO _2, é em grande parte responsável pelo aquecimento observado. A evidência para esta conclusão inclui:

• As estimativas de variabilidade interna de modelos climáticos, e reconstruções de temperaturas do passado, indicam que o aquecimento é improvável que seja inteiramente natural.
• Os modelos climáticos forçados por fatores naturais e aumento gases de efeito estufa e aerossóis reproduzir as alterações da temperatura global observadas; aqueles que são forçados por fatores naturais por si só não fazer .
• Métodos de "impressão digital" indicam que o padrão de mudança é mais perto que o esperado com a mudança forçada de gás com efeito de estufa do que de mudança natural.
• O platô no aquecimento a partir de 1940 para 1960 pode ser atribuído em grande parte ao arrefecimento do aerossol de sulfato.

Em 2001, os EUA National Academy of Sciences publicou um relatório que apoia as conclusões do IPCC sobre as causas das alterações climáticas recente. Ele declarou: "Gases de efeito estufa estão se acumulando na atmosfera da Terra como resultado das atividades humanas, fazendo com que a temperatura do ar da superfície e temperaturas subsuperfície do oceano a aumentar. As temperaturas são, de facto, a aumentar. As mudanças observadas ao longo das últimas décadas são prováveis principalmente devido a atividades humanas, mas não podemos descartar que alguma parte significativa dessas mudanças também são um reflexo da variabilidade natural. "

Detecção vs. atribuição

As emissões per capita de gases com efeito de estufa por país, incluindo mudanças no uso da terra

Detecção e atribuição de sinais climáticos, bem como o seu significado de senso comum, tem uma definição mais precisa na literatura as alterações climáticas, tal como expressa pelo IPCC .

A detecção de um sinal requer demonstrando que uma mudança observada é estatisticamente significativamente diferente do que o que pode ser explicado pela variabilidade natural interna.

Atribuição requer demonstrando que um sinal é:

• pouco provável que seja devido exclusivamente à variabilidade interna;
• consistente com as respostas estimados para a combinação dada de força antropogênica e natural
• não é coerente com explicações alternativas, fisicamente plausíveis de mudança climática recente que excluem elementos importantes da combinação dada de forcings.

Detecção não implicam a atribuição, e é mais fácil do que a atribuição. Atribuição inequívoca exigiria experimentos controlados com várias cópias do sistema climático, o que não é possível. Atribuição, como descrito acima, pelo que só pode ser feito dentro de uma certa margem de erro. Por exemplo, o IPCC de Quarto Relatório de Avaliação diz que "é muito provável que as atividades humanas têm exercido uma influência aquecimento líquidas substanciais no clima desde 1750", onde "extremamente provável" indica uma probabilidade superior a 95%.

Na sequência da publicação do Terceiro Relatório de Avaliação (TAR), em 2001, "detecção e atribuição" da mudança climática continua sendo uma área ativa de pesquisa. Alguns resultados importantes incluem:

• Uma revisão de estudos de detecção e atribuição pela International Ad Hoc Detecção e Atribuição Group descobriu que "condutores naturais, como a variabilidade solar e atividade vulcânica são, no máximo, parcialmente responsável pelas mudanças de temperatura em grande escala observadas ao longo do século passado, e que uma grande fração do aquecimento nos últimos 50 anos pode ser atribuído ao aumento de gases de efeito estufa. Assim, a pesquisa recente apóia e reforça o Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC conclusão de que "a maior parte do aquecimento global nos últimos 50 anos é provavelmente devido ao aumento dos gases de efeito estufa."
• Várias reconstruções independentes do registro de temperatura dos últimos 1.000 anos confirmam que o final do século 20 é provavelmente o período mais quente em que o tempo
• Dois estudos publicados na Science em agosto de 2005 resolver o problema, evidente no momento da TAR, de tendências de temperatura na troposfera. A versão UAH do registro continha erros, e há evidências de tendências de refrigeração espúrias no registro radiossonda, particularmente nos trópicos. Veja as medições de temperatura via satélite para detalhes; e do relatório de US CCSP de 2006.
• Barnett e seus colegas dizem que o aquecimento observado dos oceanos "não pode ser explicado pela variabilidade climática natural interna ou forçar solar e vulcânica, mas é bem simulada por dois antropogénicos forçado modelos climáticos ", concluindo que" é de origem humana, uma conclusão sólida a diferenças de amostragem e de modelo de observação "
• Bratcher e Giese observado condições que "poderia ser uma indicação de uma mudança de regime climático para condições pré-1976." Bratcher e Giese concluem: "Os resultados aqui apresentados não exclui a possibilidade de fontes antropogênicas de gases de efeito estufa têm contribuído para o aquecimento global No entanto, os resultados não indicam que a parte forçada humana do aquecimento global pode ser menor do que o descrito anteriormente.".

A literatura científica e opinião

Alguns exemplos de apoio publicados e informal para a visão de consenso:

• A atribuição das mudanças climáticas é amplamente discutido, com referências à investigação analisados pelos pares, em capítulo 12 do IPCC TAR, que discute O significado de Detecção e Atribuição, Comparação quantitativa de observados e Modelado Alterações Climáticas, Métodos padrão de correlação e Optimal Métodos de impressão digital.
• Uma dissertação em Ciência pesquisados 928 resumos relacionados com as alterações climáticas, e concluiu que a maioria dos relatórios de diário aceitou o consenso. Isso é discutido mais em parecer científico sobre as alterações climáticas.
• Um artigo recente (Estimativa das contribuições naturais e antropogénicas XX mudança de temperatura século, Tett SFB et al., JGR 2002), diz que "Nossa análise sugere que o aquecimento início do século XX pode ser melhor explicado por uma combinação de aquecimento devido ao aumento de gases de efeito estufa e forçando naturais, alguns de refrigeração devido a outros forcings antropogênicas, e uma substancial, mas não implausível, a contribuição da variabilidade interna. Na segunda metade do século, descobrimos que o aquecimento é em grande parte causada por mudanças no gases de efeito estufa, com mudanças em sulfatos e, talvez, aerossol vulcânico compensando cerca de um terço do aquecimento . "
• Em 1996, em um artigo na Nature intitulado "A busca por influências humanas sobre a estrutura térmica da atmosfera", Benjamin Santer D. et al. escreveu: "Os padrões espaciais observados de mudança de temperatura na atmosfera livre 1963-1987 são similares àqueles previsto por modelos climáticos state-of-the-art que incorporam várias combinações de mudanças no dióxido de carbono, antropogénica aerossol de sulfato e concentrações de ozono estratosférico. O grau de semelhança entre os modelos padrão e observações aumenta durante este período. É provável que esta tendência é parcialmente devido às atividades humanas, embora muitas incertezas permanecem, nomeadamente em matéria de estimativas de variabilidade natural ".
• Alguns cientistas destacam por sua visão um tanto cético do aquecimento global aceitar que a mudança climática recente é principalmente antropogénica. John Christy disse que ele apoia a American Geophysical Union (AGU) declaração, e está convencido de que as atividades humanas são a principal causa do aquecimento global que foi medido.

Alguns cientistas discordam com o consenso: ver lista de cientistas opostos consenso aquecimento global. Por exemplo Willie Soon e Richard Lindzen diz que não há provas suficientes para atribuição antropogênica. Geralmente esta posição requer novos mecanismos físicos para explicar o aquecimento observado; por exemplo "hipersensibilidade Clima para energia solar forçando?", Soon W et al., 2000, Annales Geophysicae-Atmospheres Hydrospheres e Ciências Espaciais 18 (5).

Achados que complicam atribuição ao CO ₂

O aquecimento leva, por vezes, CO ₂ aumenta

Outros do que o aumento das concentrações de CO ₂ pode iniciar episódios de aquecimento ou de arrefecimento (ver, por exemplo, fatores forçando orbital). O registro de núcleo de gelo mostra que em algumas ocasiões temperatura começa a subir centenas de anos antes de CO ₂ aumenta. Esses resultados confirmam que a relação entre CO ₂ e do clima pode ir nas duas direções: mudanças no concentrações de CO ₂ afetar o clima, enquanto as mudanças no clima podem afetar concentrações de CO _2. Um mecanismo proposto para este efeito é maior liberação de CO ₂ seqüestrado dos oceanos como padrões de circulação mudar, talvez de forma abrupta, em resposta à mudança climática.

A inferência mais especulativo e às vezes polêmico tirada é que a relação causal entre a temperatura sobe e concentrações de CO ₂ global é apenas um caminho, de modo que os aumentos históricos no CO ₂ ter sido nada mais do que o produto do aumento das temperaturas de forma independente. No entanto, uma visão estritamente "one-way" da relação entre CO ₂ e temperatura contradiz resultados básicos em física, especificamente o fato de que a absorção e emissão de radiação infravermelha por CO ₂ aumenta à medida que aumenta a sua concentração na atmosfera.

Primeiros princípios, bem como a observação empírica sugere que os feedbacks positivos a partir de concentrações de CO ₂ amplificam o aquecimento inicialmente causada por outros fatores:

Fechar análise da relação entre as duas curvas [isto é, temperatura e CO _2] mostra que, dentro das incertezas de que corresponda às suas escalas de tempo, a temperatura liderada por alguns séculos. Isso é esperado, já que era alterações nos parâmetros orbitais da Terra (incluindo a forma de sua órbita em torno do Sol, e a inclinação do eixo da Terra) que causou o pequeno aumento da temperatura inicial. Isso, então, elevou os níveis de CO2 na atmosfera, em parte, pela liberação de gases dos oceanos, fazendo com que a temperatura subir ainda mais. Amplificando a resposta do outro, este "feedback positivo" pode transformar uma pequena perturbação inicial em uma grande mudança climática. Há, portanto, nenhuma surpresa que a temperatura e CO2 aumentou em paralelo, com a temperatura inicialmente com antecedência. No caso atual, a situação é diferente, porque as ações humanas estão elevando o nível de CO2, e estamos começando a observar a resposta da temperatura.

Presente níveis de CO ₂ exceder em muito a faixa encontrada nos dados do núcleo do gelo. A análise isotópica de CO ₂ atmosférico confirma que a queima de combustíveis fósseis é a fonte da maior parte do aumento de CO _2, ao contrário durante os períodos interglaciais anteriores. Como mencionado acima, os modelos que incluem um aumento níveis de CO ₂ na simulação do clima recente jogo dos dados observados muito melhor do que aqueles que não o fazem.

O aquecimento em outros planetas?

Ao longo da última duas décadas evidências de proxy do aquecimento local ou planetária tem sido observada em Marte , Plutão , Júpiter e Netuno maior lua 's Triton. Ele por vezes tem sido afirmado na imprensa popular que isso aponta para uma explicação solar para o aquecimento recente na Terra. Físico Khabibullo Abdusamatov afirma que variação solar tem causado o aquecimento global na Terra, e que os aquecimentos coincidentes "só pode ser uma consequência da linha reta do efeito de um mesmo fator: uma mudança de longa data na radiação solar." Essa visão não é aceita por outros cientistas. Físico planetário Colin Wilson respondeu: "Suas opiniões são completamente em desacordo com a opinião científica dominante", e cientista do clima Amato Evan afirmou, "a idéia simplesmente não é suportado pela teoria ou pelas observações." Charles longo de Pacific Northwest National Laboratory, que estuda a transferência radiativa, diz: "Isso é loucura ... Não faz sentido físico que esse é o caso." Jay Pasachoff, professor de astronomia na Williams College, disse que o aquecimento global de Plutão foi "provavelmente não conectado com o da Terra. A principal maneira que poderia ser conectado é se o aquecimento foi causado por um grande aumento na luz solar. Mas a energia solar constante a quantidade de luz solar recebida cada segunda é cuidadosamente monitorado por aparelhos espaciais, e sabemos que a atividade do Sol é demasiado firme para ser modificar a temperatura de Plutão ". Em vez disso, a opinião científica é que essas mudanças são causadas por outros fatores, tais como irregularidades orbitais ou (no caso de Marte) muda no albedo como resultado de tempestades de poeira.