-Analyse: Warum Wissenschaftler glauben, dass 100% der globalen Erwärmung auf den Menschen zurückzuführen ist
Das Ausmaß des menschlichen Beitrags zur modernen globalen Erwärmung ist in politischen Kreisen, insbesondere in den USA, ein heiß diskutiertes Thema.
Während einer Anhörung im Kongress bemerkte Rick Perry, der US-Energieminister, dass „es einfach nicht vertretbar ist, aufzustehen und zu sagen, dass 100% der globalen Erwärmung auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist ”.
Die Wissenschaft über den Beitrag des Menschen zur modernen Erwärmung ist jedoch ziemlich klar. Laut dem Zwischenstaatlichen Gremium für Klimawandel (IPCC) haben die Emissionen und Aktivitäten des Menschen rund 100% der seit 1950 beobachteten Erwärmung verursacht ) Fünfter Bewertungsbericht.
Hier untersucht Carbon Brief, wie jeder der Hauptfaktoren, die das Erdklima beeinflussen, die Temperaturen isoliert beeinflussen würde – und wie ihre kombinierten Auswirkungen langfristige Änderungen der globalen Temperatur nahezu perfekt vorhersagen.
Die Analyse von Carbon Brief ergibt th at:
- Seit 1850 kann fast die gesamte langfristige Erwärmung durch Treibhausgasemissionen und andere menschliche Aktivitäten erklärt werden.
- Wenn Treibhausgasemissionen allein den Planeten erwärmen würden Wir würden erwarten, dass sich etwa ein Drittel mehr erwärmt als tatsächlich. Sie werden durch die Abkühlung durch vom Menschen erzeugte atmosphärische Aerosole ausgeglichen.
- Aerosole werden voraussichtlich bis 2100 erheblich abnehmen, wodurch die Erwärmung aller Faktoren der Erwärmung allein durch Treibhausgase näher kommt.
- Natürlich Es ist unwahrscheinlich, dass die Variabilität des Erdklimas eine wichtige Rolle bei der langfristigen Erwärmung spielt.
Animation von Rosamund Pearce für Carbon Brief. Bilder über Alamy Stock Photo.
Wie viel Erwärmung wird vom Menschen verursacht?
In seinem fünften Bewertungsbericht 2013 stellte das IPCC in seiner Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger fest, dass dies „äußerst wahrscheinlich“ ist Mehr als die Hälfte des beobachteten Anstiegs der globalen durchschnittlichen Oberflächentemperatur von 1951 bis 2010 wurde durch menschliche Aktivitäten verursacht. Mit „äußerst wahrscheinlich“ bedeutete dies, dass zwischen 95% und 100% der Wahrscheinlichkeit bestand, dass mehr als die Hälfte der modernen Erwärmung auftrat aufgrund von Menschen.
Diese etwas verschlungene Aussage wurde oft falsch interpretiert, um zu implizieren, dass die menschliche Verantwortung für die moderne Erwärmung irgendwo zwischen 50% und 100% liegt. Wie Dr. Gavin Schmidt von der NASA hervorgehoben hat, war die implizite Vermutung des IPCC, dass Menschen für etwa 110% der beobachteten Erwärmung verantwortlich waren (zwischen 72% und 146%), wobei natürliche Faktoren für sich genommen zu einer leichten Abkühlung führten in den letzten 50 Jahren.
In ähnlicher Weise ergab die jüngste vierte nationale Klimabewertung der USA, dass zwischen 93% und 123% der beobachteten Erwärmung von 1951 bis 2010 auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sind.
Diese Schlussfolgerungen haben zu Verwirrung darüber geführt, wie mehr als 100% der beobachteten Erwärmung auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sein könnten. Ein menschlicher Beitrag von mehr als 100% ist möglich, da der natürliche Klimawandel im Zusammenhang mit Vulkanen und Sonnenaktivität höchstwahrscheinlich in den letzten 50 Jahren zu einer leichten Abkühlung geführt hätte, wodurch ein Teil der mit menschlichen Aktivitäten verbundenen Erwärmung ausgeglichen worden wäre.
‚Kräfte‘, die das Klima verändern
Wissenschaftler messen die verschiedenen Faktoren, die die Energiemenge beeinflussen, die das Erdklima erreicht und im Erdklima verbleibt. Sie werden als „Strahlungskräfte“ bezeichnet.
Diese Kräfte umfassen Treibhausgase, die abgehende Wärme einfangen, Aerosole – sowohl durch menschliche Aktivitäten als auch durch Vulkanausbrüche -, die das einfallende Sonnenlicht reflektieren und die Wolkenbildung sowie Änderungen der Sonnenleistung beeinflussen , Änderungen des Reflexionsvermögens der Erdoberfläche im Zusammenhang mit der Landnutzung und viele andere Faktoren.
Um die Rolle jedes unterschiedlichen Antriebs bei beobachteten Temperaturänderungen zu bewerten, hat Carbon Brief ein einfaches statistisches Klimamodell angepasst, das von Dr. Karsten Haustein und seine Kollegen an der University of Oxford und der University of Leeds. Dieses Modell ermittelt die Beziehung zwischen menschlichen und natürlichen Klimaeinflüssen und der Temperatur, die den beobachteten Temperaturen sowohl global als auch über Land am besten entspricht.
Die folgende Abbildung zeigt die geschätzte Rolle jedes einzelnen Klimaantriebs bei der Veränderung der globalen Oberflächentemperaturen seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1850 – einschließlich Treibhausgasen (rote Linie) und Aerosolen (dunkelblau) e) Landnutzung (hellblau), Ozon (rosa), Sonne (gelb) und Vulkane (orange).
Die schwarzen Punkte zeigen die beobachteten Temperaturen des Berkeley Earth-Oberflächentemperaturprojekts, während die graue Linie zeigt die geschätzte Erwärmung aus der Kombination aller verschiedenen Arten von Antrieben
Globale mittlere Oberflächentemperaturen von Berkeley Earth (schwarze Punkte) und den modellierten Einfluss verschiedener Strahlungskräfte (farbige Linien) sowie die Kombination aller Kräfte (graue Linie) für den Zeitraum von 1850 bis 2017. Einzelheiten finden Sie in den Methoden am Ende des Artikels.Diagramm von Carbon Brief unter Verwendung von Highcharts.
Die Kombination aller Strahlungskräfte entspricht im Allgemeinen recht gut den längerfristigen Änderungen der beobachteten Temperaturen. Es gibt einige Schwankungen von Jahr zu Jahr, hauptsächlich aufgrund von El Niño-Ereignissen, die nicht durch Änderungen der Kräfte verursacht werden. Es gibt auch Zeiträume von 1900-1920 und 1930-1950, in denen einige größere Meinungsverschiedenheiten zwischen der projizierten und der beobachteten Erwärmung sowohl in diesem einfachen Modell als auch in komplexeren Klimamodellen erkennbar sind.
Die Grafik hebt dies von allen hervor Die analysierten Strahlungskräfte führen nur zu einem Anstieg der Treibhausgasemissionen in den letzten 150 Jahren.
Wenn die Treibhausgasemissionen allein den Planeten erwärmen würden, würden wir ein Drittel mehr Erwärmung erwarten
Welche Rolle spielen all die anderen Faktoren?
Die zusätzliche Erwärmung durch Treibhausgase wird durch Schwefeldioxid und andere Produkte der Verbrennung fossiler Brennstoffe ausgeglichen bilden atmosphärische Aerosole. Aerosole in der Atmosphäre reflektieren sowohl die einfallende Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum als auch die Bildung hoher, reflektierender Wolken, wodurch die Erde gekühlt wird.
Ozon ist ein kurzlebiges Treibhausgas, das abgehende Wärme einfängt und die Erde erwärmt. Ozon wird nicht direkt emittiert, sondern entsteht, wenn Methan, Kohlenmonoxid, Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen in der Atmosphäre abgebaut werden. Ozonanstiege sind direkt auf die menschlichen Emissionen dieser Gase zurückzuführen.
In der oberen Atmosphäre hatten Ozonreduzierungen, die mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) und anderen Halogenkohlenwasserstoffen, die die Ozonschicht abbauen, verbunden sind, einen geringen Kühleffekt. Die Nettoeffekte kombinierter Ozonveränderungen in der unteren und oberen Atmosphäre haben die Erde geringfügig um einige Zehntel Grad erwärmt.
Änderungen in der Art und Weise, wie Land genutzt wird, verändern das Reflexionsvermögen der Erdoberfläche. Wenn Sie beispielsweise einen Wald durch ein Feld ersetzen, erhöht sich im Allgemeinen die Menge des in den Weltraum reflektierten Sonnenlichts, insbesondere in schneebedeckten Regionen. Der Nettoklimaeffekt von Landnutzungsänderungen seit 1850 ist eine bescheidene Abkühlung.
Vulkane wirken sich kurzfristig kühlend auf das Klima aus, da sie Sulfat-Aerosole hoch in die Stratosphäre injizieren, wo sie verbleiben können für ein paar Jahre in der Luft und reflektiert das einfallende Sonnenlicht zurück in den Weltraum. Sobald die Sulfate jedoch wieder an die Oberfläche abdriften, verschwindet die Kühlwirkung der Vulkane. Die orange Linie zeigt die geschätzten Auswirkungen von Vulkanen auf das Klima mit starken Abwärtsspitzen bei Temperaturen von bis zu 0,4 ° C, die mit größeren Eruptionen verbunden sind.
3. Januar 2009 – Ausbruch von Santiaguito, Guatemala. Bildnachweis: Stocktrek Images, Inc. / Alamy Stockfoto.
Schließlich wird die Sonnenaktivität in den letzten Jahrzehnten von Satelliten gemessen und anhand der Anzahl der Sonnenflecken in der fernen Vergangenheit geschätzt. Die Energiemenge, die von der Sonne auf die Erde gelangt, schwankt in einem Zyklus von etwa 11 Jahren geringfügig. Seit den 1850er Jahren hat die gesamte Sonnenaktivität leicht zugenommen, aber die Menge an zusätzlicher Sonnenenergie, die die Erde erreicht, ist im Vergleich zu anderen untersuchten Strahlungskräften gering.
In den letzten 50 Jahren erreichte die Sonnenenergie die Die Erde ist tatsächlich leicht zurückgegangen, während die Temperaturen dramatisch gestiegen sind.
Menschliche Kräfte entsprechen der beobachteten Erwärmung
Die Genauigkeit dieses Modells hängt von der Genauigkeit der Schätzungen des Strahlungsantriebs ab. Einige Arten von Strahlungsantrieben wie die aus atmosphärischen CO2-Konzentrationen können direkt gemessen werden und weisen relativ geringe Unsicherheiten auf. Andere, wie Aerosole, unterliegen aufgrund der Schwierigkeit, ihre Auswirkungen auf die Wolkenbildung genau zu messen, viel größeren Unsicherheiten.
Diese sind in der folgenden Abbildung dargestellt, die kombinierte natürliche Kräfte zeigt (blaue Linie). und menschliche Kräfte (rote Linie) und die Unsicherheiten, die das statistische Modell mit jedem assoziiert. Diese schattierten Bereiche basieren auf 200 verschiedenen Schätzungen der Strahlungskräfte, einschließlich der Forschung, die versucht, einen Wertebereich für jede zu schätzen. Die Unsicherheiten in Bezug auf menschliche Faktoren nehmen nach 1960 zu, was hauptsächlich auf die Zunahme der Aerosolemissionen nach diesem Zeitpunkt zurückzuführen ist.
Globale mittlere Oberflächentemperaturen von Berkeley Earth (schwarze Punkte) und modellierter Einfluss aller kombinierten natürlichen (blaue Linie) ) und menschliche (rote Linie) Strahlungskräfte mit ihren jeweiligen Unsicherheiten (schattierte Bereiche) für den Zeitraum von 1850 bis 2017. Die Kombination aller natürlichen und menschlichen Kräfte (graue Linie) wird ebenfalls gezeigt. Weitere Informationen finden Sie unter Methoden am Ende des Artikels. Diagramm von Carbon Brief unter Verwendung von Highcharts.
Insgesamt stimmt die mit allen menschlichen Kräften verbundene Erwärmung ziemlich gut mit der beobachteten Erwärmung überein, was zeigt, dass etwa 104% der Gesamtmenge seit Beginn der „modernen“ Periode 1950 stammt aus menschlichen Aktivitäten (und 103% seit 1850), was dem vom IPCC gemeldeten Wert ähnlich ist.Kombinierte natürliche Kräfte zeigen eine bescheidene Abkühlung, die hauptsächlich durch Vulkanausbrüche verursacht wird.
Das einfache statistische Modell, das für diese Analyse von Carbon Brief verwendet wird, unterscheidet sich von viel komplexeren Klimamodellen, die Wissenschaftler im Allgemeinen zur Beurteilung des menschlichen Fingerabdrucks bei der Erwärmung verwenden . Klimamodelle „passen“ Kräfte nicht einfach an beobachtete Temperaturen an. Klimamodelle berücksichtigen auch Temperaturschwankungen über Raum und Zeit und können unterschiedliche Wirkungsgrade von Strahlungskräften in verschiedenen Regionen der Erde berücksichtigen.
Allerdings Bei der Analyse der Auswirkungen verschiedener Kräfte auf die globalen Temperaturen finden komplexe Klimamodelle im Allgemeinen ähnliche Ergebnisse wie einfache statistische Modelle. Die folgende Abbildung aus dem Fünften Bewertungsbericht des IPCC zeigt den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Temperatur für den Zeitraum von 1950 bis 2010. Die beobachteten Temperaturen sind schwarz dargestellt, während die Summe der menschlichen Kräfte orange dargestellt ist.
Abbildung TS10 aus dem fünften IPCC-Bewertungsbericht. Die beobachteten Temperaturen stammen aus HadCRUT4. Die Treibhausgase sind alle gut gemischte Gewächshäuser Gase, ANT ist die gesamte menschliche Kraft, OA ist die menschliche Kraft, abgesehen von Treibhausgasen (meistens Aerosole), NAT ist die natürliche Kraft (Sonne und Vulkane) und die interne Variabilität ist eine Schätzung der möglichen Auswirkungen von multidekadale Ozeanzyklen und ähnliche Faktoren. Fehlerbalken zeigen jeweils eine Sigma-Unsicherheit. Quelle: IPCC.
Dies deutet darauf hin, dass menschliche Kräfte allein zu ungefähr 110% der beobachteten Erwärmung geführt hätten. Das IPCC bezog auch das geschätzte Ausmaß der internen Variabilität über diesen Zeitraum in die Modelle ein, von denen sie vermuten, dass sie relativ klein und mit denen natürlicher Kräfte vergleichbar sind.
Wie Prof. Gabi Hegerl von der Universität Edinburgh gegenüber Carbon Brief erklärt : „Der IPCC-Bericht enthält eine Schätzung, die besagt, dass die beste Vermutung kein Beitrag mit nicht so viel Unsicherheit ist.“
Landgebiete erwärmen sich schneller
Die Landtemperaturen haben sich erheblich schneller erwärmt als Durchschnittliche globale Temperaturen im letzten Jahrhundert mit Temperaturen, die in den letzten Jahren etwa 1,7 ° C über dem vorindustriellen Niveau lagen. Der Landtemperaturrekord reicht auch zeitlich weiter zurück als der globale Temperaturrekord, obwohl der Zeitraum vor 1850 viel höher ist Unsicherheiten.
Mit dem statistischen Modell können sowohl menschliche als auch natürliche Strahlungskräfte an Landtemperaturen angepasst werden. Die Größe menschlicher und natürlicher Kräfte unterscheidet sich geringfügig zwischen Land- und globaler Temperatur s. Zum Beispiel scheinen Vulkanausbrüche einen größeren Einfluss auf das Land zu haben, da die Landtemperaturen wahrscheinlich schneller auf schnelle Änderungen der Kräfte reagieren.
Die folgende Abbildung zeigt den relativen Beitrag jedes unterschiedlichen Strahlungsantriebs zu den Landtemperaturen seit 1750.
Mittlere Landoberflächentemperaturen von Berkeley Earth (schwarze Punkte) und modellierter Einfluss verschiedener Strahlungskräfte (farbige Linien) sowie die Kombination aller Kräfte (graue Linie) für die Zeitraum von 1750 bis 2017. Diagramm von Carbon Brief unter Verwendung von Highcharts.
Die Kombination aller Kräfte entspricht im Allgemeinen recht gut den beobachteten Temperaturen, wobei die kurzfristige Variabilität um die graue Linie hauptsächlich von El Niño bestimmt wird und La Niña Ereignisse. Es gibt eine größere Variation der Temperaturen vor 1850, was die viel größeren Unsicherheiten in den Beobachtungsaufzeichnungen widerspiegelt, die weit zurückliegen.
Es gibt immer noch einen Zeitraum um 1930 und 1940, in dem die Beobachtungen die vom Modell vorhergesagten Werte überschreiten Die Unterschiede sind weniger ausgeprägt als bei den globalen Temperaturen, und die Divergenz zwischen 1900 und 1920 ist in den Grundbucheinträgen größtenteils nicht vorhanden.
Vulkanausbrüche in den späten 1700er und frühen 1800er Jahren sind in den Grundbucheinträgen stark hervorzuheben. Der Ausbruch des Mount Tambora in Indonesien im Jahr 1815 hat die Landtemperatur möglicherweise um massive 1,5 ° C abgekühlt, obwohl die Aufzeichnungen zu dieser Zeit auf Teile der nördlichen Hemisphäre beschränkt waren und es daher schwierig ist, eine eindeutige Schlussfolgerung über die globalen Auswirkungen zu ziehen. Im Allgemeinen scheinen Vulkane die Landtemperaturen fast doppelt so stark zu kühlen wie die globalen Temperaturen.
Was kann in Zukunft passieren?
Carbon Brief verwendete dasselbe Modell, um zukünftige Temperaturänderungen zu projizieren mit jedem Forcierungsfaktor verbunden. Die folgende Abbildung zeigt Beobachtungen bis 2017 sowie zukünftige Strahlungskräfte nach 2017 aus RCP6.0, einem Szenario mit mittlerer bis hoher zukünftiger Erwärmung.
Globale mittlere Oberflächentemperaturen von Berkeley Earth ( schwarze Punkte) und modellierter Einfluss verschiedener Strahlungskräfte (farbige Linien) für den Zeitraum von 1850 bis 2100. Kräfte nach 2017 aus RCP6.0. Diagramm von Carbon Brief unter Verwendung von Highcharts.
Bei Bereitstellung der Strahlungskräfte für das RCP6.0-Szenario zeigt das einfache statistische Modell eine Erwärmung von etwa 3 ° C bis 2100, die nahezu identisch mit der durchschnittlichen Erwärmung ist Klimamodelle finden.
Der zukünftige Strahlungsantrieb durch CO2 wird voraussichtlich weiter zunehmen, wenn die Emissionen steigen.Aerosole hingegen werden voraussichtlich auf dem heutigen Niveau ihren Höhepunkt erreichen und bis 2100 erheblich zurückgehen, was zum großen Teil auf Bedenken hinsichtlich der Luftqualität zurückzuführen ist. Diese Verringerung der Aerosole erhöht die Gesamterwärmung und bringt die Erwärmung durch alle Strahlungskräfte näher an die Erwärmung durch Treibhausgase heran. Die RCP-Szenarien gehen von keinen spezifischen zukünftigen Vulkanausbrüchen aus, da der Zeitpunkt dieser nicht bekannt ist, während die Sonnenleistung ihren 11-Jahres-Zyklus fortsetzt.
Dieser Ansatz kann auch auf Landtemperaturen angewendet werden, wie in der Abbildung gezeigt unten. Hier werden die Landtemperaturen zwischen 1750 und 2100 angezeigt, wobei die Kräfte nach 2017 ebenfalls aus RCP6.0 stammen.
Mittlere Landoberflächentemperaturen von Berkeley Earth (schwarze Punkte) und modellierter Einfluss verschiedener Strahlungskräfte (farbige Linien) für den Zeitraum von 1750 bis 2100. Kräfte nach 2017 aus RCP6.0. Diagramm von Carbon Brief mit Highcharts.
Es wird erwartet, dass sich das Land etwa 30% schneller erwärmt als der Globus insgesamt, da die Erwärmungsrate über den Ozeanen durch die Wärmeaufnahme des Ozeans gepuffert wird. Dies geht aus den Modellergebnissen hervor, bei denen sich das Land bis 2100 um etwa 4 ° C erwärmt, verglichen mit 3 ° C weltweit im RCP6.0-Szenario.
Aus verschiedenen RCP-Szenarien und unterschiedlichen Werten ist ein breites Spektrum zukünftiger Erwärmung möglich für die Empfindlichkeit des Klimasystems, aber alle zeigen ein ähnliches Muster sinkender zukünftiger Aerosolemissionen und eine größere Rolle für den Treibhausgasantrieb bei zukünftigen Temperaturen.
Die Rolle der natürlichen Variabilität
Während natürliche Kräfte von Sonnen- und Vulkanen bei der langfristigen Erwärmung keine große Rolle zu spielen scheinen, gibt es auch natürliche Schwankungen, die mit Ozeanzyklen und Schwankungen der Wärmeaufnahme des Ozeans verbunden sind.
Wie die überwiegende Mehrheit von Von Treibhausgasen eingeschlossene Energie wird eher von den Ozeanen als von der Atmosphäre absorbiert. Änderungen der Geschwindigkeit der Ozeanwärmeaufnahme können möglicherweise große Auswirkungen auf die Oberflächentemperatur haben. Einige Forscher haben argumentiert, dass multidekadale Zyklen wie die Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) und die Pacific Decadal Oscillation (PDO) eine Rolle bei der Erwärmung auf dekadischer Ebene spielen können.
Während menschliche Faktoren die ganze Zeit erklären -term Erwärmung gibt es einige bestimmte Perioden, die sich anscheinend schneller erwärmt oder abgekühlt haben, als dies anhand unserer besten Schätzungen des Strahlungsantriebs erklärt werden kann. Zum Beispiel könnte die bescheidene Nichtübereinstimmung zwischen der auf Strahlungsantrieb basierenden Schätzung und den Beobachtungen Mitte des 20. Jahrhunderts ein Hinweis auf eine Rolle für die natürliche Variabilität während dieses Zeitraums sein.
Eine Reihe von Forschern hat das Potenzial für natürliche untersucht Variabilität, um langfristige Erwärmungstrends zu beeinflussen. Sie haben festgestellt, dass es im Allgemeinen eine begrenzte Rolle spielt. Zum Beispiel fanden Dr. Markus Huber und Dr. Reto Knutti vom Institut für Atmosphären- und Klimawissenschaft (IAC) in Zürich einen maximal möglichen Beitrag der natürlichen Variabilität von rund 26% (+/- 12%) in den letzten 100 Jahren und 18%. (+/- 9%) in den letzten 50 Jahren.
Knutti erzählt Carbon Brief:
„Wir können niemals vollständig regieren heraus, dass die natürliche Variabilität größer ist als wir derzeit denken. Aber das ist ein schwaches Argument: Sie können das unbekannte Unbekannte natürlich niemals ausschließen. Die Frage ist, ob es starke oder sogar Beweise dafür gibt. Und die Antwort lautet Nein, meiner Ansicht nach.
Modelle erhalten die kurzfristige Temperaturvariabilität ungefähr richtig. In vielen Fälle haben sie sogar zu viel. Und auf lange Sicht können wir nicht sicher sein, weil die Beobachtungen begrenzt sind. Aber die erzwungene Reaktion erklärt die Beobachtungen ziemlich genau, so dass es keine Beweise aus dem 20. Jahrhundert gibt, dass wir etwas vermissen ething…
Selbst wenn Modelle die interne Variabilität um den Faktor drei unterschätzen, ist dies der Fall Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass die interne Variabilität zu einem so großen Trend wie beobachtet führen kann. “
In ähnlicher Weise haben Dr. Martin Stolpe und Kollegen, ebenfalls am IAC, kürzlich die Rolle analysiert der multidekadalen natürlichen Variabilität sowohl im atlantischen als auch im pazifischen Ozean. Sie fanden heraus, dass „weniger als 10% der beobachteten globalen Erwärmung in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts durch interne Variabilität in diesen beiden Ozeanbecken verursacht werden, was die Zuschreibung des größten Teils der beobachteten Erwärmung auf anthropogene Kräfte verstärkt“.
Interne Variabilität spielt wahrscheinlich eine viel größere Rolle bei regionalen Temperaturen. Zum Beispiel bei der Erzeugung ungewöhnlich warmer Perioden in der Arktis und in den USA in den 1930er Jahren. Ihre Rolle bei der Beeinflussung langfristiger Änderungen der globalen Oberflächentemperaturen scheint jedoch begrenzt werden.
Schlussfolgerung
Während es natürliche Faktoren gibt, die das Erdklima beeinflussen, hätte der kombinierte Einfluss von Vulkanen und Änderungen der Sonnenaktivität eher zu einer Abkühlung als zu einer Erwärmung über dem Klima geführt letzten 50 Jahre.
Die globale Erwärmung in den letzten 150 Jahren entspricht nahezu perfekt den Erwartungen an Treibhausgasemissionen und andere menschliche Aktivitäten, sowohl in dem hier untersuchten einfachen Modell als auch in komplexeren Klimamodellen. Die beste Schätzung des menschlichen Beitrags zur modernen Erwärmung liegt bei etwa 100%.
Aufgrund der Rolle der natürlichen Variabilität bleibt eine gewisse Unsicherheit bestehen, aber Forscher schlagen vor, dass Ozeanschwankungen und ähnliche Faktoren wahrscheinlich nicht die Ursache für mehr sind als ein kleiner Teil der modernen globalen Erwärmung.
Methodik
Das in diesem Artikel verwendete einfache statistische Modell wurde aus dem von Haustein et al. (2017) veröffentlichten Global Warming Index übernommen. Es basiert wiederum auf dem Modell von Otto et al. (2015).
Das Modell schätzt die Beiträge zum beobachteten Klimawandel und beseitigt die Auswirkungen natürlicher Schwankungen von Jahr zu Jahr durch eine mehrfache lineare Regression der beobachteten Temperaturen und geschätzte Reaktionen auf die vom Menschen verursachten und natürlichen Treiber des Klimawandels. Die erzwungenen Antworten werden durch das in Kapitel 8 des IPCC (2013) angegebene einfache Standardklimamodell bereitgestellt, aber die Größe dieser Antworten wird durch die Anpassung an die Beobachtungen geschätzt. Die Forcierungen basieren auf IPCC (2013) -Werten und wurden unter Verwendung von Daten von NOAA und ECLIPSE auf 2017 aktualisiert. 200 Variationen dieser Antriebe wurden von Dr. Piers Forster von der University of Leeds zur Verfügung gestellt, was die Unsicherheit bei der Erzwingung von Schätzungen widerspiegelt. Eine Excel-Tabelle mit ihrem Modell wird ebenfalls bereitgestellt.
Das Modell wurde angepasst, indem die Forcierungsantworten für jede der verschiedenen Hauptklimakräfte berechnet wurden und nicht nur die gesamten menschlichen und natürlichen Kräfte, wobei der Berkeley Earth-Datensatz für Beobachtungen verwendet wurde. Die Abklingzeit der thermischen Reaktion, die bei der Umwandlung von Forcierungen in Forcierungsreaktionen verwendet wurde, wurde für vulkanische Forcierungen auf ein Jahr anstatt auf vier Jahre eingestellt, um die in den Beobachtungen vorhandene schnelle Reaktionszeit besser widerzuspiegeln. Die Auswirkungen der Ereignisse von El Niño und La Niña (ENSO) wurden aus den Beobachtungen entfernt, wobei ein Ansatz verwendet wurde, der von Foster und Rahmstorf (2011) und dem Kaplan El Niño 3.4-Index bei der Berechnung der vulkanischen Temperaturantwort angepasst wurde, da sich die Vulkane und ENSO ansonsten überlappen kompliziert empirische Schätzungen.
Die Temperaturantwort für jeden einzelnen Antrieb wurde berechnet, indem ihre Antriebsantworten durch die gesamten menschlichen oder natürlichen Koeffizienten aus dem Regressionsmodell skaliert wurden. Das Regressionsmodell wurde auch separat für Landtemperaturen durchgeführt. Die Temperaturantworten für jeden Antrieb zwischen 2018 und 2100 wurden unter Verwendung von Antriebsdaten aus RCP6.0 geschätzt, die normalisiert wurden, um der Größe der beobachteten Antriebe Ende 2017 zu entsprechen.
Unsicherheiten hinsichtlich der gesamten menschlichen und der gesamten natürlichen Temperaturantwort waren geschätzt unter Verwendung einer Monte-Carlo-Analyse von 200 verschiedenen Forcierungsreihen sowie der Unsicherheiten in den geschätzten Regressionskoeffizienten. Der zum Ausführen des Modells verwendete Python-Code wird mit GitHub archiviert und steht zum Download zur Verfügung.
Die in den Abbildungen gezeigten Beobachtungsdaten aus dem Jahr 2017 basieren auf dem Durchschnitt der ersten 10 Monate des Jahres und sind wahrscheinlich ziemlich ähnlich dem endgültigen Jahreswert.
Dieser Beitrag wurde am 13. Dezember 2017 um 16:59 Uhr
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