science >> Wetenschap >  >> Natuur

De wetenschap van koolstofdioxide en klimaat

Temperatuur versus CO2, 1880-2013. Krediet:Amerikaanse nationale klimaatbeoordeling, via Climate Central

De overgrote meerderheid van wetenschappers over de hele wereld is het erover eens dat ons klimaat sneller verandert dan ooit in de menselijke geschiedenis is opgetekend vanwege ons gebruik van brandstoffen zoals steenkool en olie, zogenaamde fossiele brandstoffen.

De conclusie berust op basisfysica die sinds de 19e eeuw bekend is, toen natuurwetenschappers voor het eerst erkenden dat kooldioxide, dan een recent ontdekt gas, zou kunnen fungeren als een soort broeikas, voorkomen dat door de zon geïntroduceerde warmte als warmtestraling terug de ruimte in ontsnapt - het 'broeikaseffect'. De warmte die wordt vastgehouden door koolstofdioxide verwarmt onze oceanen en atmosfeer. Dit effect maakt het leven op deze planeet mogelijk, om de aarde op een leefbare mondiale temperatuur te houden. Maar veranderingen in de concentraties van deze gassen veranderen de hoeveelheid warmte die hier achterblijft.

De concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer – gemeten in delen per miljoen koolstofdioxide – is sinds het begin van de industriële revolutie drastisch toegenomen, in de 18e eeuw. Wanneer fossiele brandstoffen worden verbrand om elektriciteit te produceren, of om gebouwen te verwarmen en te koelen, of om machines aan te drijven, kooldioxide vrijkomt. Menselijke emissies door de verbranding van fossiele brandstoffen en andere activiteiten zorgen voor enorme hoeveelheden koolstofdioxide in de atmosfeer - onlangs ongeveer 2,4 miljoen pond per seconde. De veranderingen in ons klimaat komen grotendeels overeen met de verwachte effecten van de toename van de uitstoot van broeikasgassen.

Wetenschappers hebben de resultaten waargenomen:de gemiddelde temperatuur op aarde is sinds 1900 met ongeveer 1,4 graden Fahrenheit gestegen, met de trend versnellend sinds 1950. Specifieke plaatsen warmen veel sneller op. De tekenen van de vroege lente zijn overal om ons heen, en niet alleen dit jaar. De temperatuur op aarde in 2016 was de warmste sinds 1880, toen een dergelijke registratie begon. We hebben drie jaar op rij records gevestigd voor de hoogste wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperatuur.

Dat dit fenomeen van de opwarming van de aarde grotendeels wordt veroorzaakt door het wereldwijde gebruik van fossiele brandstoffen, werd gedocumenteerd door het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering, die de wetenschappers van bijna alle aardse naties vertegenwoordigt, en waarvan de bevindingen officieel zijn goedgekeurd door vrijwel alle nationale regeringen van de wereld. De conclusie komt ook van andere internationale instanties zoals de Wereld Meteorologische Organisatie, en binnen de Verenigde Staten, van onze universiteiten, particuliere onderzoeksinstellingen, en alle relevante overheidsinstanties en adviesorganen, inclusief NASA, de National Oceanic and Atmospheric Administration, het Amerikaanse ministerie van landbouw, de U.S. Geological Survey, de Nationale Academie van Wetenschappen, en het Amerikaanse Environmental Protection Agency. De EPA bestempelde kooldioxide als een gevaarlijke verontreinigende stof, en de Amerikaanse rechterlijke macht bevestigde de aanwijzing.

Hoewel natuurlijke cycli al lange tijd leiden tot klimaatverschuivingen op schalen van tientallen, honderden, duizenden, en miljoenen jaren, de snelheid van verandering die we vandaag zien, overtreft alles wat historisch is waargenomen. Eeuwen geleden, krokodilachtige wezens bewoonden wat nu het noordpoolgebied is. slechts 15, 000 jaar geleden, een mijl ijs lag over wat nu de New Jersey Turnpike is. Hittegolven en droogte hebben oude beschavingen verwoest. We weten dit allemaal omdat wetenschappers al tientallen jaren oude tekenen van deze gebeurtenissen analyseren, opgesloten in ijskernen, boomringen, grot formaties, koralen, bodems van het meer, oceaansedimenten, en andere natuurlijke records. Dit zijn dezelfde wetenschappers die ons vertellen dat de veranderingen die we nu zien voornamelijk te wijten zijn aan menselijke emissies - niet aan natuurlijke oorzaken.

Hier zijn enkele feiten over natuurlijke verandering. De krachtigste aanjagers van langdurige schommelingen, van ijstijden tot warme periodes, zijn variaties in de baan van de aarde, maar orbitale veranderingen vinden plaats over tien- of honderdduizenden jaren; ze verklaren niet de veranderingen die wetenschappers de afgelopen eeuw hebben waargenomen. De energie-output van de zon zelf varieert ook, maar zoals gemeten in de afgelopen eeuw, het is weinig veranderd, dus dat proces verklaart ook niets. Deeltjes die door vulkanen worden uitgespuwd, kunnen ook het klimaat beïnvloeden, maar vooral om het tijdelijk af te koelen, zoals we zagen na de uitbarsting in 1991 van de Pinatubo op de Filipijnen.

De stijging van de mondiale temperatuur heeft meerdere gevolgen voor de hele aarde:zeespiegelstijging, veranderende neerslagpatronen, opwarmende oceanen, smeltende gletsjers, ecosysteemveranderingen – en nog veel meer.

Enkele sleutelelementen van de moderne wetenschap, inclusief het begrijpen van natuurlijke klimaatcycli en hoe menselijke invloeden daarvan verschillen, zijn gedaan in ons Lamont-Doherty Earth Observatory, beginnend in de jaren vijftig.

IJskernen vertellen ons dat het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer de afgelopen 800 tussen de 170 en 300 delen per miljoen is gebleven. 000 jaar, en eventuele verschuivingen duurden millennia. Maar sinds ongeveer 1750, het begin van het industriële tijdperk, het niveau is gestegen van 280 naar meer dan 400 delen per miljoen. De stijging van kooldioxide komt goed overeen met de curve van de bekende menselijke emissies. En deze twee curven passen heel goed bij de temperatuurstijging. Het overweldigende bewijs toont aan dat de uitstoot van kooldioxide de dominante factor is die klimaatverandering veroorzaakt.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Universiteit van Columbia (blogs.ei.columbia.edu)