全球变暖:今天的气候如何与历史和未来相比?

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更新于 Wed Mar 03 2021

气温在过去有什么变化?

下图显示了地球温度在过去6500万年中的变化,以及对未来温度变化的预测。请注意,当你越来越接近今天时,该图会缩短到更短的时间段。

全球气温历史

从这个角度来看,你会认为目前的气候变化与过去的温度上升没有什么区别。然而,你能否从图中看到如果未来不采取什么气候行动(橙色线),那么至2100年地球的平均温度将会比工业化之前高出约4.5℃

地球上最近一次变暖是什么时候?


那时候的人类甚至是猛犸象都还没有进化呢!

历史上相同的温度

下图显示温度最近的变化:

冰期之间的振荡

在过去的100万年里,地球在冰期和温暖期之间发生了振荡。这不是由人类造成的,而是由太阳辐射的能量、地球围绕太阳的轨道以及地球自转的角度的变化造成的

这些温度的变化是渐进的,在过去的一万年中,全球平均温度的变化不超过1℃。这种稳定性促进了人类文明的发展。

温度现在如何变化?

直到最近,地球还处于自然的降温阶段,大约在5千年前开始。这种冷却正朝着新的冰河时代的方向发展,大约在1.5千年后就会出现。然而,大约在1850年之后,全球气温开始急剧上升

异常暖化

在过去的250年里,人类一直在向大气 中释放 温室气体,导致地球 本应该 降温 却升温了大约1.1℃!

今天我们为什么要担心气候变化?

地球正在异常快速地变暖。在过去的 一个世纪中,它的升温速度大约是每次冰河期后平均温度上升速度的10倍

尽管在遥远的过去也有过类似的温度快速和大幅度的变化,但当今的全球变暖是危险的,因为人类以前没有经历过这种规模和速度的变化,所以对我们来说,这将是一个需要适应的挑战

适应方面的困难

未来的气温上升

你认为影响下个世纪气温变化的主要因素是什么


我们释放的温室气体越多,气温就会越高。随着地球的变暖,冰层融化,永久冻土层解冻 ,以及地球本身的其他反应将让温度上升得更快

正回馈

我们释放多少温室气体主要取决于我们使用多少能源,以及能源是如何产生的。这些因素由政治、经济、人口增长和人均能源使用量决定。

气候建模者 使用几种不同的经过深思熟虑的人类行为情景来预测未来温度的不同可能变化。这些预测, 以及一系列可能的结果如下图所示

未来温度预测

该图中浅绿色的线条代表对当前气候政策不做改变或补充会发生的情况。据估计,这种情况会导致至2100年全球气温增长4.5℃

如果我们实施气候政策,使二氧化碳排放量在2040年左右达到每年约40Gt的峰值,并在2080年后将其稳定在每年月15Gt,那么浅蓝色的线更可能出现。这相当于到2100年升温2.5℃

深蓝色线代表在20世纪20年代的十年间开始实行极度严格的气候政策可能会发生的情况。这仍会导致到2100年全球升温1.6℃

不平衡的暖化

通过观察地球的平均升温,我们忽略了一个事实,即地球表面的升温并不均匀

海水比陆地凉爽,主要是因为太阳的热量有较大比例被用来蒸发水,而不是被吸收来提高海面温度

海洋比陆地温度低

这种蒸发 不仅意味着海洋的温度比陆地低,而且还导致更多的热量从海洋流向陆地,而不是从陆地流向海洋,所以温差进一步加大! 有证据表明,陆地上80-90%的变暖是由海洋变暖的热量间接引起的[jjb]。

海洋陆地热传导

因此,许多内陆地区的增温高于全球平均水平。举例来说,全球变暖的平均水平高于前工业化水平的温度在全球范围内是1.5℃或4℃时,部分内陆地区对应的将会是2.25℃或7.5℃

陆地温度高于平均值

您认为与全球平均水平相比,哪个地区将经历最严重的变暖


北极地区的升温速度是全球平均水平的2-3倍,从而对世界其他地区产生连锁气候反应。这是因为当冰层融化时,会露出较暗的表面,反射的阳光较少

在现行政策下,气温会如何变化?

作为巴黎协定的一部分,每个国家都承诺将全球气温增长幅度限制在比工业化前水平高出2℃以内,最好是1.5℃以内。绝大多数国家已经确定了如何根据\italick{自主国家贡献(NDCs)}努力实现这一目标

然而,如果我们看一下这些自主国家贡献中关于减少温室气体排放的承诺,就会发现目前有70%的国家将无法成功实现它们在巴黎协定上的承诺!事实上,平均而言,减排承诺必须在未来十年内提高5倍的效力,才能将气温控制在1.5℃以下

需要5倍增加

结论

许多科学家认为,我们几乎没有希望将全球变暖限制在1.5°C甚至2°C。如果全球变暖以目前的速度继续下去,在2030年到2052年之间达到1.5℃的升温有66%的可能性

但全球变暖的速度实际上越来越快,所以现在必须采取强有力的行动来减少排放以限制温度的上升。你将在以后的课程中学习更多关于这个问题的解决方案,但现在让我们继续看看气温上升将如何影响海平面。

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