İklim değişikliği araştırma geçmişi

İklim değişikliğinin araştırma geçmişi keşfini ve soruşturmasını anlatmaktadır iklim değişikliği dahil jeolojik ve tarihsel dönemlere üzerinde olaylar küresel ısınma 20. yüzyıldan beri oluştu . Doğal iklim değişiklikleri ile ilgili sistematik araştırmalar, 19. yüzyılın ilk yarısında, Buz Devri döngülerinin ve diğer iklimsel çevre değişikliklerinin paleoklimatoloji ve Kuvaterner araştırmaları çerçevesinde kademeli olarak yeniden yapılandırılmasıyla başladı . 19. yüzyılın sonlarına doğru, sera gazları yoluyla dünyanın iklim sistemi üzerindeki insan etkisinden şüpheleniliyordu, ancak buna karşılık gelen hesaplamalar 1960'lara kadar büyük ölçüde şüpheliydi. Ayrıntılı açıklamaları iklim değişikliği araştırmaları tarihinin , özellikle insan kaynaklı iklim değişikliği , 20. yüzyılın sırasında tespit , Bölüm 1'de, örneğin, bulunabilir IPCC'nin Dördüncü Değerlendirme Raporu ABD fizikçi tarafından ve daha ayrıntılı olarak ve bilim tarihçisi Spencer R. Weart . Spencer Wear'ın çalışmasına dayanan bir Almanca detaylandırma, Skeptical Science ana sayfasında bulunabilir .

Sera etkisi 1824 gibi erken bir tarihte keşfedilmiş olsa da , dünya atmosferindeki sürekli artan karbondioksit konsantrasyonunun iklimi ısıtma etkisi, geliştirilmiş ölçüm yöntemleri ve daha geniş bir veri tabanı sayesinde ancak 1950'lerin sonuna doğru ölçülebildi. Bazı bilim adamları, insan kaynaklı hava kirliliğinin iklimi de soğutabileceğini bulmasına rağmen , iklim araştırmaları 1970'lerin ortalarından itibaren ısınma varsayımını giderek daha fazla destekledi. 1990'larda, daha da geliştirilen bilgisayar modelleri ve soğuk çağların daha derinden anlaşılması, aşağıdaki fikir birliğine yol açtı : Sera gazları iklim değişikliğinde önemli bir rol oynuyor ve insanların neden olduğu emisyonlar, devam eden küresel ısınmadan birincil olarak sorumludur.

İki yüz yıllık iklim değişikliği araştırması

Temelleri keşfetmek

İlk buzul çağı teorileri

Tarih öncesi düşüncenin en eski öncülerinden biri olan İngiliz bilge Robert Hooke , 17. yüzyılın sonlarında Jura'dan ( ammonitler ve deniz kaplumbağaları gibi) elde edilen fosillere dayanarak güney İngiliz ikliminin daha sıcak olması gerektiğinden şüpheleniyordu . erken jeolojik zamanlar. Buna dayanarak , fosillerin yardımıyla ilkel habitatların iklimlerini belirlemeyi önerdi . İncil'deki yaratılış mitine karşı o zamanlar yaygın olan inanca karşı, tarihsel olarak belgelenmiş insanlık tarihinden çok daha uzun dönemleri kapsayan ilkel bir çağ varsayımı, bir yüzyıl sonrasına kadar hüküm sürmeyi başaramadı. Sırasında Aydınlanma geliştirilmesi ve birlikte jeoloji 1750 den modern bilimin içine, tarih öncesi zamanlarda fikri giderek güç kazandı. Yine de, bazalt anlaşmazlığının gösterdiği gibi, birçok bilim adamı düşüncelerinde hala dini fikirlerden etkileniyordu . Mühendis ve coğrafyacı Pierre Martel , 1742'de Buz Devri teorisinin kurulmasına ilk katkıyı yaptı . Ona göre, Chamonix buzulları bir zamanlar çok daha genişti ve geçmişte daha soğuk bir iklime işaret ediyordu . İsviçreli yurttaşı Gottlieb Sigmund Gruner de benzer bir görüşe sahipti ve 1778'de Journeys with the Strangest Regions of Helvetia adlı kitabında , eski terminal morenleri yığınını daha önceki buzul stantlarıyla ilişkilendirdi. ^{S. 69} Bu bilgiyle Martel ve Gruner, zamanlarının on yıllar ötesindeydiler. Buz Devri'nin şekillendirdiği bir iklimin sonucu olarak geniş buzullaşma olasılığı, 18. yüzyılın sonunda bilim tarafından kabul edilemeyecek kadar devrimci bir fikirdi.

Fennoscan Buz Levhası tarafından Rügen adasında biriken düzensiz blok .

1780 ve 1830 yılları arasında Neptünistler ve Plütonistler (bazalt tartışması ) arasında temelde dini güdümlü bir tartışma yaşandı . Neptunists merkezindeki konu oldu Sel genellikle gerçek jeolojik olayı olarak veya 19. yüzyılın ilk yarısına kadar birçok küresel sel afetler ile eşanlamlı olarak kabul edildi. Neptunists ve Plutonists arasındaki çelişki, oldu belirgin Kalkış ve düzensiz blok (arasında "geçiş" ile ilgili tartışmada kayalar Scandinavia Kuzey Alman alçak ve in Alpine bölgesinde buz yaş buzullarla tevdi edilmiştir) ve bunun karakteristik buzlu manzaralar. Geniş çapta dağılmış kayalar bilmecesi 1760'tan itibaren giderek daha yoğun bir şekilde tartışıldı, bu sayede tercih edilen sürüklenme teorisine ek olarak, her şeyden önce su, çamur ve moloz taşkınları ve ayrıca volkanik patlamalar düzensiz blokların taşınması için açıklamalar olarak kullanıldı. ^{S. 108 ff} Bu zamanda , buzul dinamikleri ve buzul morfolojisi hakkında daha derin bir anlayışa ulaşmak için hala uzun bir yol vardı ve sadece Louis Agassiz , Johann von Charpentier , Karl Friedrich Schimper ve Ignaz Venetz'in çalışmaları ve araştırmaları başladı. 1830'dan itibaren Buz Devri ikliminin ve ilgili süreçlerin giderek farklılaşan bir resmini çizmek.

Bununla birlikte, araştırmanın bu erken aşamasında, varsayılan iklim değişiklikleri ne zamanla sınırlandırılabilir ne de ilkel olarak tarihlendirilemezdi ve olası nedenler hakkında çok az netlik vardı.

İklim değişikliğinin nedeni olarak güneş mi?

1801'de astronom Wilhelm Herschel , daha sonra Küçük Buz Çağı olarak bilinen bir dönem olan 1650 ile 1800 arasında , az sayıda güneş lekesinin zayıf buğday hasadı ile ilişkili göründüğünü ve alışılmadık derecede düşük sıcaklıkların olduğu sonucuna vardı. Bununla birlikte, güneş aktivitesindeki döngüsel değişiklikler ile doğal iklim dalgalanmaları arasında öne sürdüğü bağlantı, o zamanlar zaten tartışmalıydı ve daha sonra 20. yüzyılın sonuna kadar bilimde tekrar tekrar tartışıldı.

Araştırma Kuvaterner Buz Çağı'na odaklanıyor

1820 ve 1930 yılları arasında iklim değişikliği bilimine yönelik araştırmalarda kilometre taşları

19. yüzyılın ortalarına gelindiğinde, Buz Devri teorisinin artık daha çok sayıda savunucusu, daha önceki bir Buz Devri'nin varlığına dair o kadar çok kanıt ve " iklim tanığı " topladı ki , ileri sürülen argümanları görmezden gelmek giderek zorlaşıyordu. Kuzey Amerika'nın jeolojik araştırmaları sırasında , Avrupa'da gözlemlenen soğuk fazın bölgesel bir fenomen olmadığı, görünüşe göre tüm kuzey yarım küreyi etkilediği de ortaya çıktı . Buzul çağı modeli, mevcut bilgilere göre yaklaşık 300 milyon yıl önce permokarbon buzullaşmasına atanan Afrika, Avustralya ve Hindistan'daki çok eski buzul izlerinin keşfiyle daha da doğrulandı .

En yorulmak bilmeyen savunuculardan biri olan İsviçreli doğa bilimci Louis Agassiz (1807-1873), Buz Devri kavramının bilimsel kabulü için kampanya yürüttü. Akademik bir dinleyici kitlesinin önünde verdiği derslerle birlikte sayısız gezilerde ve birkaç kitap yayınlayarak, fikirlerinin popülerleşmesine belirleyici bir katkı yaptı. Bununla birlikte, 1850 civarında bu konuda henüz bilimsel bir fikir birliği yoktu. Bu, esas olarak aşağıdaki nedenlerle ertelendi: ^{s. 532 ff}

• Gibi araştırmacılar tarafından gibi bir "Kış Dünya" Karl Friedrich Schimper çağdaş bilimcilerin çoğunluğu tarafından içine nüks geliyordu öne sürülmüştür Georges Cuvier de kurulan felaketini ve ilgili Kataklysmentheorie . Bu görüş artık modası geçmiş ve çürütülmüş olarak kabul edildi ve yerini İngiliz jeolog Charles Lyell'in "modern" gerçekçi kavramı aldı .
• Bir buzul döneminin jeolojik bulguları ile aynı zamanda, karşılık gelen stratigrafik katmanlarda daha erken sıcak dönemlerin açık belirtileri bulundu . Bu bariz uyumsuzluk kronostratigrafi ve jeokronolojideki ilerlemelerle , özellikle de Kuvaterner Buz Çağı'nın Eem Sıcak Çağı gibi buzullar arası dönemler tarafından birkaç kez kesintiye uğradığının keşfiyle modası geçmiş oldu .
• Buzulların olası kapsamı ve akış davranışı hakkındaki fikirler, onlarca yıldır Alp buzulları örneğine dayanıyordu. Bu yerel perspektiften küresel sonuçlar çıkaran zamanın yerbilimcileri, kıtaların yarısını kaplayan buz alanlarının büyüklüğündeki artışı neredeyse oybirliğiyle reddettiler. Bu doktrin, Grönland Buz Tabakası'nın keşfi ve ölçümü 19. yüzyılın ikinci yarısında başladığında çarpıcı biçimde değişti .

Birkaç istisna dışında, Buz Devri teorisi en geç 1880'de genel olarak kabul edildi ve Kuvaterner araştırmaları şeklinde yer bilimlerinin önemli bir ayağı haline geldi. Bununla birlikte, uzun bir süredir, dünya tarihindeki çeşitli sıcak ve soğuk dönemlerin nedenlerini fiziksel olarak doğru bir şekilde tanımlayabilecek sağlam temelli bir teorik model yoktu. Bundan bağımsız olarak, günümüz klimatolojisinin temelleri kısmen Buz Devri teorisine paralel olarak ortaya çıkmış ve başlangıçları 19. yüzyıla kadar gitmektedir.

Sıcaklık, ısı ve termal radyasyon

Seralar da dahil olmak üzere termometrelerin yaygın kullanımı 18. yüzyılın ilk yarısında başladı ( sırasıyla 1724, 1730 ve 1742'de Fahrenheit , Réaumur ve Celsius'a göre sıcaklık ölçekleri ). 1767'de Horace-Bénédict de Saussure , vadilerdeki ve yükseklikteki güneş radyasyonunun yoğunluğunu, cam kasalardaki sıcaklık üst üste yerleştirildiğinde ölçtü. Geliştirilmiş bir versiyonda, ilk “ güneş pişirme kutusu ”, 100 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara ulaştı.

Sıcaklık değişiklikleri dinamiklerinin gözlem yol Joseph Siyah , keşfeden karbondioksit ayırt 18. yüzyılın ikinci yarısında, miktarı ve ısı ile ilgili sıcaklık . Gizli ısı ve ısı kapasitesi kavramlarını kurdu , ancak sıcaklık farklarını telafi eden ısı akışının tahrikiyle ilgili yanlış bir fikre sahipti , bkz. kalori teorisi . 1791'de Pierre Prévost , sıcak ve soğuk cisimleri termometrelerde metal içbükey aynalarla haritalayan Saussure ve Marc-Auguste Pictet'in deneylerinden , cisimler arasındaki termal dengenin yalnızca radyasyon yoluyla kurulabileceği sonucuna vardı (bkz. Prévost teoremi ).

Jean Baptiste Fourier

Jean Baptiste Joseph Fourier, Julien Léopold Boilly'nin Portresi (1796)

Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830), 1824'te atmosferik sera etkisini açıkladı. Dünyanın, atmosfer olmadan kaba bir tahminin izin vereceğinden çok daha sıcak olduğunu fark etti. Atmosferin görünür ışığa karşı çok " saydam " olduğunu, ancak ısıtılmış zemin tarafından yayılan kızılötesi radyasyona karşı olmadığını buldu . Bulutlar bu radyasyonu emerek geceleri daha ılıman hale getirirdi. Etkisini Saussure pişirme kutusununkiyle karşılaştırdı.

Fourier, pişirme kutusunun sonuçta ortaya çıkan ısınmasının çoğunun sera etkisinden değil, önlenen konveksiyondan kaynaklandığını doğru bir şekilde kabul etti . Kutunun ısınması, esas olarak güneş ışınımının bir ısı kaynağı görevi görmesi ve dış ve iç hava arasındaki dolaşımın engellenmesine dayanıyordu. 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkan türetilmiş sera etkisi (İngilizce sera etkisi ) terimi , iklimlendirme biliminde bu güne kadar yaygın olmasına rağmen, atmosferik sera etkisi , özellikle çeşitli sera gazlarının iklim etkisine dayanmaktadır. Fourier ayrıca hem doğal değişikliklerin hem de insan uygarlığının etkilerinin iklim üzerinde bir etkisi olabileceğini doğru bir şekilde belirtti. Bununla birlikte, bu tür değişiklikleri yalnızca yansıtıcılıkta, yani dünyanın albedosundaki değişiklikler yoluyla bekledi . Fourier kuşkusuz zamanının en iyi matematikçilerinden ve bilim adamlarından biri olmasına rağmen, sera etkisinin ısınma etkisini matematiksel olarak tanımlayamıyordu.

John Tyndall

John Tyndall

"Barajın yerel bir nehrin şişmesine neden olması gibi, dünyadan gelen radyasyona karşı bir bariyer görevi gören atmosferimiz de dünya yüzeyinde bir sıcaklık artışı yaratır."

1862 yılında , John Tyndall'ın (1820-1893) uygun olarak, doğal tarif sera etkisi . O sırada mümkün olan hassasiyetle gerçekleştirilen kapsamlı ölçümler sırasında, bundan sorumlu gazları belirledi. Sera etkisinin çoğundan su buharının sorumlu olduğunu buldu. Ayrıca karbon dioksit (CO ₂ ) veya ozon (O ₃ ) gibi diğer gazların katkısını önemli ölçüde daha zayıf, ancak ihmal edilemez olarak doğru bir şekilde tanımladı .

Erken 1856 olarak olarak, ABD-Amerikan Eunice Newton Foote etmişti bulunan hava nemli veya CO ile değiştirilir olsaydı, güneş radyasyon tarafından deneylerinde hava dolu cam silindir daha güçlü ısınma gözlenen ₂ . O, CO daha yüksek konsantrasyonlarda kaydetti ₂ atmosferde yeryüzünde yüksek sıcaklıklarda ile ilişkili olacaktır. Bununla birlikte, gazların diğer özellikleri, deney düzeneklerinde ölçülen sıcaklık farklarına hakim oldu.

Tyndall'ın ölçümleri, diğer şeylerin yanı sıra, bunun için gerekli ölçüm teknolojisine öncülük eden Macedonio Melloni'nin ön çalışmasına dayanıyordu . Tyndall'ın cihazında, uçları kaya tuzundan yapılmış pencerelerle kapladığı yaklaşık bir metre uzunluğunda bir tüp kullanıldı , çünkü bunlar, cam panellerin aksine, kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır. Bir ucuna, kaynama noktasında sıcaklığını sabit tutmak çok kolay olan kaynar su ve diğer ucuna hassas bir ampermetreye bağlı bir termokupl yerleştirdi . Ampermetrenin sapması, tüpten termokuple geçebilecek kızılötesi radyasyon miktarının bir ölçüsüydü. Dünya atmosferindeki gazların absorpsiyon spektrumunun araştırılması, ölçümlerinin konusu değildi; kızılötesi radyasyon için absorpsiyon kapasitesinin nicelleştirilmesine odaklandı.

O zamanlar tartışmalı Buz Devri teorisinin doğruluğuna ikna olmuş, 1850'lerin ortalarından (1856'da biyolog Thomas Henry Huxley ile birlikte) İsviçre'ye birkaç kez seyahat etti ve burada buzun plastisitesini ve buzulların yerinde akış davranışını inceledi. . Bu, sonraki yıllarda İngilizce, Almanca ve Fransızca dergilerde bu konuda çok sayıda makalenin yayınlanmasıyla sonuçlandı. Jeolojik ve jeofizik konulara dayanan Tyndall, bu süre zarfında kendini meteorolojiye ve sera gazlarının iklim üzerindeki etkisine adadı . ^{S. 495 ff} Dünya atmosferindeki karbon dioksit konsantrasyonundaki hafif bir düşüşün, küresel sıcaklıkta hafif bir düşüşe neden olacağını savundu . Ancak bu, çok daha etkili sera gazı su buharının konsantrasyonunu etkiler ve sonuçta güçlü bir soğuma ile sonuçlanır.

Bununla birlikte, daha önceki sıcak ve soğuk dönemlerin iklim mekanizmalarını ayrıntılı olarak anlamak için, esasen ancak 20. yüzyılda kazanılan daha fazla fiziksel bilgi gerekliydi. 19. yüzyılın sonları ve 20. yüzyılın başlarına doğru insanların yaptıkları çalışmalarla dünyanın iklimini değiştirebildiğine işaret eden bilim adamları, uzun süre çok az ilgi gördü. Genel tahminlere göre, ne önümüzdeki birkaç yüzyılda bir ısınma beklenebilirdi ne de dünyanın iklim sistemi üzerinde antropojenik bir etki metrolojik olarak doğrulanabilirdi. Ayrıca, sistematik ölçümlerin olmaması nedeniyle, 20. yüzyılın ortalarına kadar dünya atmosferindeki sera gazı konsantrasyonlarında bir değişiklik olduğuna dair önemli bir kanıt yoktu.

James Croll

Presesyon (presesyon) , ekliptiğin eğikliği (eğiklik) ,
eksantriklik ( dış merkezlilik ) , dünyadaki güneş radyasyonunun değişkenliği (güneş zorlaması) ve soğuk ve sıcak dönemlere (Buzullaşma Aşamaları ) genel bir bakış içeren Milankovitch döngülerinin diyagramı .

Zaten 19. yüzyılın başlarında, buzul çağlarının çeşitli astronomik nedenleri hakkında spekülasyonlar vardı. 1824'te Danimarkalı jeolog Jens Esmark , dünyanın güneş etrafındaki yörüngesinin tarihöncesi zamanlarda güçlü bir şekilde eksantrik olduğu ve periyodik olarak tekrar eden bir kuyruklu yıldızınkine benzediği hipotezini yayınladı . 1830'larda, Fransız matematikçi Siméon Denis Poisson , o zamanlar geçerli olan ether teorisi temelinde , evrenin güneş sisteminin uzun süreler boyunca hareket ettiği daha sıcak ve daha soğuk bölgelere ayrıldığını varsayıyordu . ^{S. 475 ff} İlk sağlam ^temelli ve sağlam temelli Buz Devri teorisi İskoç doğa bilimci James Croll (1821-1890) tarafından formüle edildi . Matematikçi Joseph-Alphonse Adhémar ve astronom Urbain Le Verrier'in hesaplamalarından yararlanarak, 1864'te Philosophical Magazine'de yayınlanan sansasyonel bir makalede , güçlü buz-albedo geri bildirimiyle bağlantılı olarak dünyanın yörüngesindeki değişikliklerin sorumlu olduğu fikrini savundu . Buz çağlarının oluşumu sorumlu olabilir. Küresel iklim sistemindeki bu geri bildirim bağlantısının gücüne işaret eden ilk kişi oldu. 1870'lerden itibaren dünya iklimi üzerindeki kozmik veya güneş etkilerinin olasılığı daha geniş bir temelde bilimsel olarak tartışıldı.

Croll'un teorisi 1920'lerde ve 1930'larda Milutin Milanković ve Wladimir Köppen tarafından yapılan somut hesaplamalarla desteklendi. Ancak 1960'lara kadar sadece birkaç klimatolog buzul çağının nedeninin Milanković döngülerinde bulunabileceğine inanıyordu: Güneş radyasyonunun yoğunluğundaki değişiklik, gözlemlenen sıcaklık dalgalanmalarına kıyasla çok küçüktü. Su buharı ve buz albedo geri bildirimi dikkate alınsa bile çok küçüktü. Ayrıca, geçmiş buzul çağlarıyla ilgili, teoriyle açıkça çelişen jeolojik bulgular da bulundu. 20. yüzyılın ilk yarısında, geçmiş buzul çağlarına ve bunların döngüsel süreçlerine ilişkin iklim verileri de Croll ve Milanković'in tezlerini desteklemek veya çürütmek için çok belirsizdi.

Fiziksel yasalar

Tyndall'ın çalışmalarına ek olarak , 1859'da Gustav Robert Kirchhoff tarafından formüle edilen Kirchhoff radyasyon yasası ve 1879'da Josef Stefan ve Ludwig Boltzmann tarafından geliştirilen Stefan-Boltzmann yasası temel temelleri oluşturmuştur. İkincisi, bir radyatörün belirli bir sıcaklıkta yaydığı gücü hesaplamayı mümkün kıldı. Wilhelm Wien , 1893'te Stefan-Boltzmann yasasını tamamladı. Wien'in yer değiştirme yasasının yardımıyla, belirli bir sıcaklıkta bir radyatör tarafından yayılan en yüksek foton akış hızının dalga boyunu hesaplamak artık mümkün oldu. 1900'de Max Planck nihayet bu yasaları Planck'ın radyasyon yasasında birleştirdi ve bu yasa, bugüne kadar Dünya'nın radyasyon bütçesini anlamak için en önemli fiziksel temeli temsil ediyor .

Svante Arrhenius

Küresel ısınma bilimi tarihinin öncülerinden Svante Arrhenius

İsveçli fizikçi ve kimyager Svante Arrhenius (1859–1927), Tyndall'ın değişen karbondioksit konsantrasyonlarının, sıcak ve buzul çağları arasındaki büyük sıcaklık sıçramalarını açıklamada önemli bir faktör olabileceği fikrinden etkilenmişti. Samuel Pierpont Langley'nin ön çalışmasına dayanarak , kapsamlı hesaplamalar yapan ilk kişi oldu. Sonunda, herhangi bir makine yardımı olmadan birkaç ay boyunca hesapladığı büyük ölçüde basitleştirilmiş bir iklim modeli hesapladı . 1896'da, karbondioksit konsantrasyonunu yarıya indirmenin bir buz çağını başlatmak için yeterli olacağı hipoteziyle birlikte sonuçlarını yayınladı. James Croll tarafından açıklanan buz albedo geribildirimini hesaplamalarında dikkate alması olağanüstüydü.

Teorisi için diğerlerinin yanı sıra Nils Ekholm ve Thomas Crowder Chamberlin'den önemli destek aldı . 1899'da yayınlanan bir yayında Cyrus F. Tolman, dünya okyanuslarının, atmosferdekinden yaklaşık 18 kat daha fazla karbonik asit formunda karbondioksit içerdiğini tahmin etti; bununla birlikte, karbondioksitin çözünürlüğü sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle, bunların , buzul çağları sırasında atmosferik CO2'nin _{çözüldüğü} rezervuarlar olması oldukça olasıdır . Artan küresel ısınma ile salınabilir ve dolayısıyla küresel ortalama sıcaklıklardaki ilgili eğilim üzerinde yoğunlaştırıcı bir etkiye sahip olabilir.

Arrhenius başlangıçta sadece ikincil bir yönü olarak belirtilen bu insan kaynaklı CO ₂ atmosferinde birikimi, soz konusu toprak sıcaklığı artırabilir. Bunu ancak 1906'da yayınlanan bir yayında ayrıntılı olarak tartıştı. İçin , iklim duyarlılığı da 6 ° C'ye 5 tespit 1896'nın dünya çapındaki emisyon oranlarına dayanarak, böyle bir sıcaklık artışı için gereken atmosferik karbondioksit içeriğinin yaklaşık 3000 yılda iki kat daha fazla olacağını ve yalnızca birkaç yüzyılda bir sıcaklık artışının ölçülebilir olacağını bekledi. . “Daha eşit ve daha iyi iklim koşulları” ve “birçok kez daha fazla hasat” umuyordu. Ancak fosil yakıtların kalıcı kullanımının küresel ısınmaya bağlı olarak uzun vadede sorunlara yol açacağını da anladı.

Arrhenius'un çağdaşı Walther Nernst , Arrhenius'un düşüncelerini aldı ve dünyanın atmosferini ısıtmak için ek karbondioksit üretmeyi önerdi. Ekonomik olarak çıkarılamayan bunun için kömür yakmak istedi.

20. Yüzyıl Başları: Eleştiri ve Red

20. yüzyılın ilk yarısında, Arrhenius'un teorisi başlangıçta buna büyük ölçüde karşıydı. Onun varsayımları, şüpheciliğin haklı olduğuna dair çok sayıda doğrulanmamış ve basit varsayıma dayanıyordu. Arrhenius, hesaplamalarında yalnızca buz-albedo geri bildirimini ve su buharı geri bildirimini, belirli verilerin yokluğunda, yalnızca tahmini değerler üzerinden hesaba katmıştı . Konveksiyon ve okyanus akıntıları yoluyla ısı taşınmasını bile düşünmedi ve Buz Devri teorisini desteklemek için buzul çağı atmosferik sera gazı konsantrasyonları hakkında bilgi sahibi değildi. Düşüncelerinde, ısınmanın neden olduğu bulut oluşumundaki olası değişiklikleri de hesaplamalarına dahil etmedi. Bununla birlikte, bulutlar , Dünya'nın radyasyon dengesini önemli ölçüde değiştirebilir ve zamanının bazı bilim adamları, artan bulut oluşumu yoluyla ısınmanın bunu tamamen telafi edeceğini varsaydılar.

1900'de tanınmış fizikçi Knut Ångström'ün bir yayını çıktı . Bunda, atmosferik karbon dioksit içeriğinin yarıya indirilmesinin, kızılötesi emilimini yalnızca %0,4 oranında değiştireceğini ve bunun iklim üzerinde önemli bir etkisi olmayacağını açıkladı. Daha sonra ortaya çıktığı gibi, Ångström'ün laboratuvar asistanı ölçümü yanlış yaptı, o sırada mevcut olan spektrometreler görev için çok kesin değildi ve ayrıca ölçüm sonuçlarını yanlış yorumladı. Ångström yanlış bir şekilde, su buharı ve karbon dioksitin absorpsiyon spektrumunun büyük ölçüde örtüştüğünü ve bu nedenle eser gazın absorpsiyon etkisinin ihmal edilebilir olduğunu varsaymıştır. Ancak bu, o zamanlar bu ölçüm için yetersiz ölçüm cihazlarının sonucuydu. Doğru ölçülseydi, Ångström'ün asistanı, karbondioksit konsantrasyonunun yarıya indirilmesinden kaynaklanan emilimde %1'lik bir değişiklik bulurdu. Başka bir hata, Ångström'ün asistanının ölçümlerini deniz seviyesinde yapmasından kaynaklandı. Orada ölçülebilir bir absorpsiyon farkı olmasa bile, sera gazı karbondioksit konsantrasyonundaki bir değişikliğin etkisi hiçbir şeyi değiştirmeyecektir: Daha yüksek atmosferik katmanlardaki sera etkisi, havanın bulunduğu yerde genel sera etkisinin gücü için belirleyicidir. hakim soğuk nedeniyle çok kuru. Bu nedenle, karbondioksitin absorpsiyon bandının su buharınınkiyle örtüşmesinin genel olarak çok az etkisi vardır. Yüksek irtifalardaki hava sadece çok kuru değil, aynı zamanda yerdekinden önemli ölçüde daha az yoğun olduğu için, oradaki karbondioksit konsantrasyonundaki bir artış, artan absorpsiyon şeklinde sera etkisini kesinlikle arttırır. Ortalama olarak, dünya ısısını 5500 m yükseklikte uzaya yayar. Ortalama küresel sera gazı konsantrasyonlarındaki bir artış, dünyanın yayıldığı alanın daha yükseklere kayması anlamına gelir. Ancak, orası daha soğuk olduğu için, orada ısı daha az etkili bir şekilde yayılır; ek ısı birikimi, aşağıdaki atmosferin tüm katmanlarının, yayılan katman, uzay yönünde güneşten yayılan kadar enerji kaybedene kadar ısınmasına neden olur. Arrhenius, Ångström'ün argümanındaki kusurları fark etti ve şiddetle karşı çıktı.

1930'lar: Guy Stewart Callendar

İklim biliminin kronolojik sırası, 1930–1960

1930'larda Amerika Birleşik Devletleri'nde, bölgelerindeki sıcaklıkların önceki on yıllarda arttığına dikkat çekildi; Bilim adamlarının çoğu doğal bir iklim döngüsü varsayıyordu ve artan sera etkisi birçok olası nedenden sadece biriydi.

Guy Stewart Callendar (1898–1964) , 200 meteoroloji istasyonundan son 50 yılın sıcaklık verilerini değerlendirdikten sonra, istatistiksel olarak anlamlı bir küresel yıllık ısınma oranını 0.005 ° C olarak belirledi. Bu ısınmanın, doğal iklim dalgalanmalarına dayanamayacak kadar belirgin ve kapsamlı olduğunu hissetti. 1938'de yayınlanan bir makalede, son 50 yılda yayılan karbondioksit miktarını 150.000 milyon ton olarak tahmin etti. Yaklaşık dörtte üçünün hala atmosferde olduğunu varsayıyordu. Ve O, 0.003 ° C / yıl olarak bir sera gazı bu olmasından kaynaklanan ısınma (0.02 ° C / yıl 2011 itibariyle) yaklaşık kabul CO ₂ 1900 274 ppm konsantrasyonu; O zamanki tahmini yıllık 4.500 milyon ton karbondioksit emisyon oranını tahmin ederek, 2100 yılı için 396 ppm'lik bir atmosferik karbondioksit konsantrasyonu bekliyordu (bu değere 2013'te ulaşıldı). Fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan ısınmanın 20. yüzyıl için 0.16°C, 21. yüzyıl için 0.39°C ve 22. yüzyıl için 0.57°C olduğunu tahmin etmiştir. Callendar ayrıca küresel ısınmayı olumlu bir şey olarak gördü, çünkü antropojenik ısınma, öngörülebilir gelecek için yakında tekrarlanan bir buzul çağı riskini ortadan kaldırıyor gibiydi.

1940'lar: Hermann Flohn

Hermann Flohn İnsandan artmış CO küresel iklim etkisini temsil ilk Alman iklim araştırmacısı oldu ₂ 1997 yılında ölümüne kadar bu konuda konsantrasyonlarda veya Würzburg Üniversitesi'nde 1941 yılında bir konferansta beri insan kaynaklı iklim değişikliği ve yayınlanmış çok sayıda yayınlar. Uluslararası, Flohn uluslararası ve ulusal iklim araştırmalarının öncülerinden biri olarak kabul edilir ve gelmiştir defalarca atıfta CO için ₂ savaş sonrası dönemde beri sorun. Bu pozisyon o zamanlar klimatologlar arasında tartışmalı olmasına rağmen, önde gelen klimatolog Mihail İvanoviç Budyko da dahil olmak üzere uzmanlardan destek aldı .

20. yüzyılın ortası: önce reddetme, sonra kabul

Bilim adamları, artan karbondioksit konsantrasyonlarının iklimle ilişkisini çok erken bir aşamada vurgulasalar bile, Callendar'ın çalışması büyük ölçüde eleştirildi. Zamanda, atmosferik CO varolduğuna dair hiçbir kanıt yoktu ₂ seviyeleri aslında arttı. Atmosferik CO geçerli veri ₂ içeriği, kesin edildi. Ölçümler, ölçüm konumuna ve ölçüm süresine bağlı olarak birbirinden o kadar güçlü sapan değerlerle sonuçlandı ki, ne ortalama bir konsantrasyon ne de olası bir artış tespit edildi. Dünya okyanuslarında, tüm atmosferin içerdiğinden 50 kat daha fazla karbondioksit şeklinde çözünmüş karbondioksit vardır. Karbondioksit suda iyi çözündüğünden, çok sayıda bilim insanı, insanlar tarafından getirilen eser gaz karbondioksitin tüm ek miktarlarının denizde kaybolacağını varsayıyordu. Özellikle de bu bilinen miktarı CO ₂ fosil yakıtlar yakılarak yayılan bir çerçevesinde dönüştürülen miktarının sadece çok küçük bir kısmı metabolik süreçler gibi fotosentez ve solunum .

Tyndall, Arrhenius ve Callendar'ın çalışmaları artık pek tartışılmıyordu. Ayrıca, öngörülebilir gelecek için kontrol edilemeyecek kadar çok tez içeriyorlardı. Buz çağlarının yadsınamaz bulguları hala bir çözüm bekliyordu, ancak buzul çağları, iklimi yerel olarak değişen rüzgar ve okyanus akıntıları yoluyla etkileyen jeolojik nedenlerle açıklıyordu. O zamanlar neredeyse hiç kimse küresel iklim değişikliğinin mümkün olduğunu düşünmedi. 1940'larda ABD ordusu tarafından finanse edilen araştırmalar, iklim değişikliği ve eriyen kutup buzullarının erken tahminlerine yol açtı. Ancak bu bulgular ordu tarafından gizli tutulduğundan , konu kamuoyuna açıklanmadan sadece ara sıra tartışıldı.

1951'de American Meteorological Society , Compendium of Meteorology'de şunları yazdı : “Atmosferdeki karbondioksit miktarını artırmanın iklimi değiştirebileceği fikri hiçbir zaman yaygın değildi ve sonunda tüm kızılötesi radyasyonun karbondioksit tarafından emildiği tespit edildiğinde reddedildi. Zaten su buharı emilirdi. ”Bunun yanlış olduğu ve Arrhenius'un itirazında haklı olduğu, ancak neredeyse 20 yıl önce - diğerlerinin yanı sıra EO Hulburt ve Guy Callendar tarafından yayınlanmıştı.

1950'lerin sonu: Teori canlandı

1950'ler bilimin tüm alanlarında muazzam bir bilgi artışı getirdi. Soğuk Savaş'ın bir sonucu olarak, Amerikan hükümeti jeoloji, oşinografi ve meteoroloji dahil olmak üzere birçok bilim ve teknoloji alanında araştırma harcamalarını artırdı. Ordu, atom bombalarından gelen radyasyonun nasıl emildiği ve serpintilerin atmosferde ve okyanuslarda nasıl dağıldığıyla ilgileniyordu . Ayrıca birisinin bir yerde ne zaman yer üstü atom bombası testi yaptığını bilmek istediler. Ordu için önemsiz olabilecek bir alan neredeyse yoktu.

En önemli başarılarından biri paleoiklimbilimden kombinasyonu oldu radyometrik ile kromatografisi ve kütle spektrometresi . Bu, birçok fosilin mutlak yaşının ve dolayısıyla menşe zamanının belirlenmesini mümkün kıldı.

Anahtar teknoloji radyokarbon tarihleme

Willard Libby , 1930'larda çok düşük radyoaktivite seviyeleri için sayma yöntemleri geliştirmişti. Buna dayanarak, 1949'da radyokarbon tarihlemeyi tanıttı . Devrim niteliğindeki bu yöntemle, 50.000 yıldan daha eski olmayan karbonlu fosillerin yaşı daha önce bilinmeyen bir doğrulukla belirlenebilir. Yukarıda yer testleri nükleer silahların radyoaktif konsantrasyonunda güçlü bir artışa yol açtı ¹⁴ C, nükleer silah etkisi . Libby'nin yeni teknolojisinin yardımıyla atom bombası testleriyle üretilen ¹⁴ C'yi tespit etmek artık mümkün oldu .

ABD müdürü Scripps Oşinografi Enstitüsü'ndeki , Roger Revelle , yoğun 1930'larda kariyerinin başında okyanusların kimyasını okumuştu. Bu alanda bir uzman olarak kabul edildi ve atmosfer ile okyanuslar arasındaki gaz alışverişi hakkında muazzam bilgiler edinmişti. Ancak, karbondioksitin gaz değişimini incelemek için yeterli yöntemleri yoktu, bu yüzden başka şeylere yöneldi.

Fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan ek karbondioksiti emebilmek için okyanusların karışması gerekiyordu. Bir araştırma projesinin parçası olarak, Revelle yanlışlıkla bir sualtı bomba testinde oluşan radyoaktif karbonun yalnızca bir metre kalınlığında, ancak yüzlerce kilometre kareye yayılan bir katmanda hareket ettiğini keşfetti. Bu, su tabakasının neredeyse hiç dikey olarak karışmadığını büyük bir şaşkınlık içinde kanıtladı. Bu, nükleer testlerden elde edilen ¹⁴ C için doğruysa , o zaman okyanuslara getirilen diğer tüm maddeler için geçerli olması gerekiyordu - karbondioksit dahil.

Bir gün Revelle , yeni radyokarbon tarihlemesi için optimizasyon yöntemleriyle ilgilenen Hans E. Suess'in çalışmalarından haberdar oldu . Bu, okyanus karıştırma ve gaz değişimi konusundaki araştırma projeleriyle iyi gitti; Neyse ki, okyanuslardaki karbon dioksit değişimiyle ilgili çözülmemiş soruları çözmek için Suess'i onunla birlikte çalışacak bütçeleri vardı.

çelişkili sonuçlar

Değerlendirdikten sonra ¹⁴ atmosferdeki karbondioksit ortalama retansiyon süresi yaklaşık 10 yıl olduğu Cı çalışmaları, Revelle ve Suess 1957 yılında yayınlanan. Bu, daha önce Willard Frank Libby'de çalışmış ve şu anda Princeton Üniversitesi'nde çalışmakta olan James R. Arnold liderliğindeki araştırma grubunun sonuçlarıyla iyi bir uyum içindeydi . 1958'de Arnold , San Diego'daki California Üniversitesi'nin yeni kurulan kampüsünde Revelle'e taşındı .

Araştırmacılar, okyanusların tamamen devrilme süresinin birkaç yüz yıl olduğunu tahmin ediyorlardı. Sonuçlar, fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen karbondioksitin okyanuslarda çok hızlı bir şekilde çözüldüğünü ve atmosferde birikme olasılığının düşük olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, bu, eser gaz konsantrasyonundaki bir artışın neden olduğu olası, insan yapımı bir küresel ısınma hakkındaki spekülasyonları asılsız hale getirecektir.

Ancak bu sonuçlar Guy Callendar'ın analizleriyle çelişiyordu. Elinde bulunan eser gaz karbondioksitinin (oldukça kesin olmayan) ölçüm serisinin, bunun atmosferde biriktiğini açıkça gösterdiğini belirtmekten asla bıkmadı. Bununla birlikte, çok daha önemli bir gösterge vardı: Suess, radyokarbon tarihleme çalışmalarında, daha genç odun örneklerinin ¹² C / ¹⁴ C oranında değiştiğini keşfetti : ne kadar gençse, içerdikleri ¹⁴ C o kadar azdı . Ve radyoaktif bozunma ile haklı gösterilemeyecek kadar az. Atmosferdeki karbondioksit hangi fosil yakıtların yakılması, gelen karbondioksit ile karışık olsaydı Bu etki açıklanabilir ¹⁴ C neredeyse tamamen çürümüş olduğu nedeniyle yaşlılığa. Bu etki daha sonra Suess etkisi olarak bilinir hale geldi . Argümanlar elden reddedilemezdi. Revelle ve Suess çalışmalarında hata aradılar. İlk önce, bitkiler tarafından karbondioksit alımını dikkate almayarak çelişkiyi açıklamaya çalıştılar. Ancak nihayetinde Bert Bolin ve Erik Eriksson asıl sorunu buldular: Araştırmacılar, atmosfer ve okyanuslar arasında bir denge konsantrasyonu varlığında madde alışverişini araştırmışlardı. Bununla birlikte, fosil yakıtların yanması, bir sabite yol açar akışının CO ₂ ve bir denge vardır. Okyanusların çok yavaş dolaşım hızı da hesaba katılırsa, bu tamamen farklı bir sonuca yol açar: Buna göre, atmosferik karbondioksit hızla çözülür, ancak aynı hızla tekrar atmosfere salınırdı. sadece yaklaşık %25'i okyanuslar tarafından emilecektir. Atmosferik emisyon ve okyanusların alımı arasındaki ilişki, Roger Revelle'den sonra isimlendirildi ve Revelle faktörü olarak adlandırıldı .

Artık her şey Callendar'ın haklı olduğunu, atmosferde karbondioksitin gerçekten biriktiğini gösteriyordu.

Keeling ölçümleri

Revelle ve Suess tarafından tahmin edilen atmosferdeki sera gazı karbondioksit konsantrasyonundaki artışın gerçekten ölçümle tespit edilip edilemeyeceği sorusunu netleştirmek için Scripps Enstitüsü, uluslararası ölçekte bir atmosferik karbondioksit ölçümü projesi ile başvurdu. jeofizik yılı 1957/58 . Proje, genç kimyager Charles David Keeling'e emanet edildi; Bir yıl sonra, bu sera gazı konsantrasyonunun arttığına dair ilk kesin kanıt olan, kendi adını taşıyan “Keeling eğrisi” ile geldi. Bu görevde başarısız olan öncüllerinin aksine, Keeling, ölçümlerini iz gazının kaynaklarından ve lavabolarından çok uzakta gerçekleştirdi ve ilk kez , en yüksek hassasiyette sonuçlar veren bir ölçüm kurulumuna sahip, yayılmayan bir kızılötesi sensör kullandı. . Ölçülen değerlere, onları seçici olarak değil, birbirinden uzak birkaç istasyonda sürekli olarak kaydetmesi gerçeğiyle ek doğruluk verildi.

İnsanlık tarihinin en büyük deneyi mi?

Dünya atmosferindeki gazların absorpsiyon spektrumları

Gelen 1956, Gilbert Plass birinci beklenen ısınma hesaplamak için bilgisayar kullanılır ve ilk kez hassas için absorpsiyon spektrumları CO ₂ dahil edilmiştir , bu model, çıkıntıların içine . Johns Hopkins Üniversitesi'nden fizikçiler ilgili ölçümleri gerçekleştirmişti ve Plass bir işbirliğinin parçası olarak bu verilere geri dönmeyi başardı. Su buharı ve karbondioksitin absorpsiyon bantlarının örtüşmediğini ilk kanıtlayan oydu . Ayrıca, karbon dioksit konsantrasyonundaki bir artışın neden olduğu küresel ısınmanın, absorpsiyon bantları tamamen üst üste gelse bile engellenemeyeceğini buldu. Atmosferik karbon dioksit konsantrasyonunun varsayılan iki katına çıkması için 3.6 ° C'lik küresel ısınmayı hesapladı. 2000 yılı için atmosferde %30 daha yüksek karbondioksit içeriği olduğunu varsaydı ve bunun sonucunda küresel ısınmanın yaklaşık bir derece olmasını bekliyordu.

Bu verilere göre, ölçülebilir antropojenik küresel ısınma artık yüzyıllar değil, on yıllar içinde beklenecekti. Sera etkisi, Plass'ın hesaplamaları ile daha kesin olarak ölçülmüştür ve sera gazı karbondioksit konsantrasyonundaki artış artık açıkça belgelenmiştir. Roger Revelle bunu sık sık alıntılanan şu sözlerle yorumladı: "İnsanlık geçmişte bu şekilde var olmayan ve gelecekte ikinci kez yapılmayacak büyük ölçekli bir jeofizik deney başlattı."

1960'lar

1940'lardan bu yana ve 1960'lar boyunca, ortalama sıcaklıklar küresel olarak azaldı. İnsan yapımı ısınma teorisi hakkındaki şüpheler doğrulandı, çünkü bu süre zarfında karbondioksit konsantrasyonları yükseldi. Orada konuşma oldu küresel soğuma yoluyla aerosoller . Bazı araştırmacılar soğutma için artan hava kirliliğini suçladı. 1945'e kadar savaşla ilgili silah sanayileşmesi sırasında, Avrupa'da aşırı soğuk kışlar arttı. 1960'a kadar olan dönemde, konutlar da tamamen kömürle ısıtıldı ve kalorifer yakıtı henüz yeterince mevcut değildi. Kömürün yanmasından kaynaklanan bu duman sorunu 50 yıl sonra Çin'in hızlı sanayileşmesiyle tekrarlanacaktı.

İlk iklim modelleri

1960'dan 2010'a iklim biliminin tarihi

İlk bilgisayarların mevcudiyeti, 1950'lerde ilk sayısal hava tahmininin yapılmasına yol açmıştı ve elbette bilgisayarların klimatolojik süreçleri hesaplamak için de kullanılması isteniyordu. Ancak bu, başlangıçta açıklama yapmaktan çok kafa karışıklığı getirdi ve küresel ısınma tezinin doğruluğuna dair şüpheleri körükledi.

Gilbert Plass'ın birkaç yıl önce yayınladığı su buharı ve karbondioksitin kesin absorpsiyon verilerinin yardımıyla Fritz Möller , yalnızca ek ısıtma ile salınan su buharını, so- su buharı geri beslemesi olarak adlandırılır , aynı zamanda toprak ve atmosfer arasındaki ısı alışverişi. Şaşırtıcı bir şekilde, hesaplamaları büyük bir ısınma gösterdi ve belirli koşullar altında, tüm okyanuslar buharlaşana kadar yoğunlaşmaya devam eden bitmeyen ısınma bile. Ancak, ısınmanın bulut örtüsünde yüzde birlik bir artışla sonuçlandığını varsayarsak, bu, karbondioksit konsantrasyonundaki %10'luk bir artışın ısınma etkisini tamamen dengeleyebilirdi. Ve hiç kimse bulut oluşumunun sıcaklıktaki bir değişikliğe tepkisini bilmiyordu. Bulutların etkisinin doğru tanımı büyük bir sorundu ve gelecek on yıllarda da öyle kalmalıdır.

Möller tarafından keşfedilen ısınma sarmalının nedeni çabucak bulundu: Tek boyutlu iklim modelinde, yer ile hava arasındaki ısı taşınımını hesaba katmıştı , konveksiyon yoluyla ısı aktarımını hesaba katmamıştı . Syukuro Manabe bunu 1960'ların ortalarında fark etti ve Richard Wetherald ile birlikte daha da geliştirdi . 1967'de oluşturulan “Manabe-Wetherald tek boyutlu ışınımsal-konvektif modeli”, hem dünyanın radyasyon bütçesini hem de gerçekleşen konveksiyonu hesaba katan ilk gerçekçi atmosfer modeli olarak kabul edilir . Bu model, atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonunun iki katına çıkmasından kaynaklanacak 2.3 ° C'lik bir ısınma gösterdi.

İlk yer gözlem uydusu

Nimbus-3 uydusunun temsili

1960'ların ortalarında, klimatoloji için başka bir anahtar teknoloji kullanıma sunuldu : Dünya gözlem uyduları . TIROS uydularının ikinci nesli 1966'dan itibaren iklim araştırmaları için operasyonel olarak kullanıldı ve radyometreler ve spektrometrelerle donatıldı . Artık dünyanın ısı dengesini, buz örtüsünü veya uzaydan gelen güneş radyasyonunun spektrumunu ve yoğunluğunu ölçmek mümkün oldu. İlk kez, güneşle ilgili ölçümler, atmosferik etkilerin yanıltıcı etkilerinden tamamen arınmış ve daha önce yalnızca yaklaşık olarak belirlenebilen güneş sabitinin kesin bir tanımına yol açmıştır .

Nimbus III uydusunun yardımıyla Manabe, 1969'da uzaydan alınan ölçüm verileriyle iklim modelini doğrulayabildi. İyi bir maç vardı.

Yerleşik uydu cihazlarının sayısı ve kalitesi, minyatürleştirmede de önemli ilerlemeler kaydedilerek , önümüzdeki yıllarda keskin bir şekilde artacaktı .

İlk uyarılar

Mihail İvanoviç Budyko daha ileri düzeyde öncü çalışmalar yaptı . Kutup bölgelerinde gelen ve giden radyasyon için radyasyon dengelerini hesapladı ve daha önce yalnızca niteliksel olarak açıklanan buz-albedo geri bildirimi için nicel bilgiler sağladı . Bununla birlikte, gelecek yüzyıla kadar beklenmeyecek olan iklim değişiklikleri konusunda kesin olarak uyardı.

1965'te ABD Başkanı Lyndon B. Johnson'ın Bilimsel Danışma Kurulu, karbondioksitin neden olduğu küresel ısınmanın olası etkileri hakkında bilgi almak için Roger Revelle'e başvurdu . Aynı yıl yayınlanan raporda, Revelle ve meslektaşları, diğer şeylerin yanı sıra, atmosferin 2000 yılına kadar yaklaşık %25 daha fazla karbondioksit içereceğini ve bunun da atmosferik ısı dengesini önemli iklim değişikliklerine yol açacak şekilde değiştireceğini öngördüler. Oluşabilir. Onlar "fosil yakıtlar şu anda CO tek kaynaktır "makul bir kesinlikle" belirtti ₂ okyanus biyosfer-atmosfer sistemine ilave soyut ve sonucuna":

Bu nedenle uzmanlar, jeomühendisliğin fırsat ve risklerinin incelenmesini tavsiye ettiler . Amaç, atmosferdeki artan karbondioksit konsantrasyonunun ısınma etkisini telafi etmek için dünya yüzeyinin albedosunu arttırmaktı.

1965 civarında başka bir değerlendirme şuydu:

1970'ler

Dünya genelinde düşen sıcaklıklara rağmen artan karbondioksit konsantrasyonlarının çelişkisi, John D. Hamaker'ı , bulut oluşumundaki değişiklikler yoluyla artan sera etkisinin, değişen yağış düzenlerinin ve biyosferdeki süreçlerin başlangıçta ısınmaya, ancak daha sonra buzlanmanın artmasına neden olacağı bir teori geliştirmeye sevk etti. Polonya liderliğinde ve buz-albedo geribildirimi aracılığıyla bir buz çağının başlangıcını tetikleyecektir. Ancak, daha sonraki yıllardaki araştırma sonuçlarına dayanarak - özellikle Vostok buz çekirdeğinden gelen veriler aracılığıyla - teorisi çürütüldü.

Küresel ortalama sıcaklıklar 1970'lerin ortalarına kadar düşmeye devam etti ve klimatolojide hararetli tartışmalara yol açtı. O zaman bile , atmosfere yoğun aerosol girdilerinin gözlemlenen soğutmanın nedeni olabileceğinden şüpheleniliyordu . ABD başkanı, diğerlerinin yanı sıra George Kukla ve Reid Bryson tarafından, sonuçlanacak bir buz devri konusunda uyarıldı. Diğerlerinin yanı sıra Stephen Schneider tarafından yayınlanan bir çalışmada, aerosollerin soğutma etkisinin, sera gazlarının ısınma etkisini maskeleyebilme olasılığı hakkında spekülasyonlar vardı. Sorun şu ki, o sırada soğutma veya ısınma etkilerinin tam kapsamı hakkında bilgi eksikliği vardı ve bu nedenle hiç kimse hangi etkinin daha güçlü olduğunu bilmiyordu.

Öte yandan, önemli ölçüde daha büyük bir araştırmacı grubu, önemli bir küresel ısınmanın geleceği konusunda uyardı. Mevcut karbondioksit emisyonları göz önüne alındığında, ısınma muhtemelen 2050 gibi erken bir tarihte buzsuz bir kutup denizine yol açabilir. Alman Fizik Derneği de 36 için bir basın açıklaması insan yapımı iklim değişikliğinin uyardı Fizik 1971 yılında Konferansı. "Gözlemlenebilir etkiler hala çok küçük", ancak sanayileşme ve nüfus artışı kontrolsüz bir şekilde devam ederse, "en geç iki veya üç nesilde, küresel oranların geri dönüşü olmayan sonuçlarının kaçınılmaz olarak ortaya çıkacağı noktaya ulaşılacaktır". Fosil yakıt tüketiminde artış devam ederse, o zaman 2000 yılında bir atmosferik CO içinde ₂ “370 ve 380 ppm arasında” konsantrasyon ulaşılmış olur.

1975'te Wallace Broecker , yayınlarından birinin özetinde şunları yazdı :

O yanlışlıkla CO yükselen anda farz yaklaşık 80 yıllık doğal döngüsünün, hatta takviye olmadan - Broecker sağ onun prognoz ile olması gerekiyordu ₂ konsantrasyonları neden özellikle bu tür bir sıcaklık yükselişi. Çalışmalarından sadece sık sık alıntı yapılmakla kalmadı, içinde kullanılan küresel ısınma terimi de ele alındı. Küresel ısınma veya çevirisi küresel ısınma , insan yapımı iklim değişikliği ile eşanlamlı hale geldi.

Düzensiz iklim değişikliği ve kısa sıcak dönemler

Geçmiş buzul çağlarının resmi giderek daha net bir şekilde izlenebildi ve iklim değişikliklerinin çok hızlı olabileceğini gösterdi. On yıllardır yaygın olan değişmez ve istikrarlı bir iklim varsayımının tam tersine, şimdi her şey, küçük parametre değişikliklerinin bile ani iklim değişikliğine yol açabileceğini gösteriyordu. 1966'daki ön çalışmalar, son Buzul Çağı'nın sonunda hızlı ve şiddetli iklim değişikliklerinin meydana geldiğine dair kanıtlar sunmuştu. 1960'larda yalnızca Grönland çevresindeki deniz tabanından gelen tortu çekirdeklerinden elde edilen bulgular, artık dünyanın başka yerlerinde ve örn. B. Buz çekirdekleri uzlaştırılır. Ayrıca sürekli olarak Holosen gibi sıcak bir dönemin kural değil , Kuvaterner iklim tarihinde bir istisna olduğunu gösterdiler . Kısa sıcak dönemler, uzun soğuk dönemlerle değişti. 1970'lerde bile, uzun zamandır tahmin edilen ancak hiçbir zaman doğrulanmayan küresel ısınma için hiçbir metrolojik kanıt sağlanamadı. Ayrıca mevcut sıcak dönem Holosen 11.700 yıl sürerken, son sıcak dönem olan Eem sıcak dönemi 11.000 yıllık bir sürenin ardından sona erdi. Bazıları için, yakın bir buzul çağı ısınmadan daha olası görünüyordu.

İlk küresel iklim modelleri

Grönland'dan yapılan sondaj çalışmaları, iklimle birlikte deniz suyunun tuzluluğunun geçmişte dalgalandığını gösterdi. Kuzey Atlantik Güncel görünüşte birkaç kez değişmişti. Bu, okyanus akıntılarının taşıyabilecekleri çok büyük miktarda enerji nedeniyle iklim değişikliğinde önemli bir rol oynadığı varsayımını destekledi. Syukuro Manabe , iklim değişikliğini anlamak için okyanusların büyük önemini fark etti ve 1969'da okyanusların davranışını modellediği ilk iklim modelini tasarladı. Ne yazık ki, 1970'lerde bile bilgisayarlar böylesine karmaşık bir iklim modelini uzun süreler boyunca hesaplamak için yeterince güçlü olmaktan uzaktı. ¹⁴ Revelle ve Suess C araştırmalar okyanuslar olduğunu göstermişti 1000'e yıl gerekli için bir tam devri. Bu, jeolojik zaman ölçeklerinde kısaydı, ancak tek bir okyanus devriminin süresi, karmaşık bir iklim modeli için bir hesaplama dönemi olarak açıkça çok uzundu. Radyasyon dengesi ve taşınımına ek olarak, okyanusların davranışını da hesaba katan iklim modelleri, bu nedenle tahmin edilebilir kalabilmek için büyük ölçüde basitleştirilmek zorundaydı.

Oşinograf Kirk Bryan ile birlikte Manabe, radyasyon dengesi ve konveksiyonun yanı sıra mevsimleri ve okyanusların davranışını içeren basitleştirilmiş bir iklim modeli tasarlamayı başardı. 1979'da modelleri 1000 yıllık bir süre boyunca hesaplanabildi. Pek çok eksikliği olsa da, dünyamızın ikliminin bazı özelliklerine sahipti; Örneğin, Sahra'nın çöl bölgesi ve Pasifik bölgesindeki yoğun yağış, araştırmacılar bu fenomenleri göstermek için özel olarak modeli tasarlamadan gelişti.

paleoklimatoloji

Neojen - Kuvaterner sınırının zamansal yarıçapındaki izotop aşamaları

İklim modellerinin yardımıyla araştırmacılar, buzul çağlarında olduğu kadar modern zamanlarda da iklimi doğru bir şekilde yeniden üretmeye çalıştılar. Bu başarılı olsaydı, hangi geri bildirimlerin iklim sistemini ne ölçüde etkilediğini bilmek mümkün olurdu ve bu parametreler gelecekteki ısınmanın boyutunu tahmin etmek için kullanılabilirdi. Ancak bunun için ön koşul, geçmiş buzul çağlarının iklimini bilmekti. 1970'lerde CLIMAP projesiyle denenen şey tam olarak buydu, çünkü izotop analizi ve kütle spektrometrisi alanındaki ilerlemeler , iklimsel geçmişi daha iyi ve daha iyi yeniden yapılandırmayı mümkün kıldı .

1953'te Willi Dansgaard, yağmur suyundaki ¹⁸ O (oksijen-18) ve ² H (hidrojen) bileşiminin hakim sıcaklığa bağlı olarak dalgalandığını göstermişti. Cesare Emiliani'nin ön çalışmasına dayanarak, sözde oksijen izotop seviyesi ilkesi , Kuvaterner'in sıcaklık profilini analiz etmek için JD Hays, John Imbrie ve Nicholas Shackleton tarafından kullanıldı . Bir milyon yıllık bir süreyi kapsayan analiz, bu dönemdeki güçlü iklim dalgalanmalarından, dünyanın yörüngesindeki değişikliklerden kaynaklanan güneş yoğunluğundaki dalgalanmaların sorumlu olduğunu ikna edici bir şekilde ortaya koydu. Hays, Imbrie ve Shackleton tarafından 1976'da çokça atıf yapılan "Pacemaker Study", Croll ve Milankoviç teorisinin doğruluğu hakkındaki son şüpheleri ortadan kaldırdı; bu Milanković Döngüleri terimi altında popüler oldu . Biraz değiştirilmiş olan teori, 1980'lerden beri paleoklimatoloji ve Kuvaterner araştırmalarının ayrılmaz bir parçası olmuştur ve hem Buz Devri'nin yeniden inşasında hem de Fanerozoik boyunca çeşitli iklim değişikliği olaylarının araştırılmasında vazgeçilmez bir araçtır .

Ek olarak, Milanković döngüleri gelecekteki iklimsel gelişmeleri tahmin etmek için de kullanılabilir. Analizlerine dayanarak, Shackleton önümüzdeki 20.000 yıl içinde yeni bir buzul çağı bekliyordu.

Çöken buz tabakalarından kaynaklanan tehlike

1970'lerin başında, buz tabakalarının yapısıyla ilgili teorik düşünceler, bunların doğal olarak kararsız olduklarını ve belirli koşullar altında çökme eğiliminde olduklarını göstermişti. Buzulbilimci John Mercer daha sonra 1978'de Batı Antarktika buz tabakasının böyle bir çöküşe yol açabilecek özel bir topolojiye sahip olduğunu fark etti. Batı Antarktika'nın buz tabakası, deniz seviyesinin altındaki kaya yüzeylerinde bulunur; oradaki deniz yatağı kıta sahanlığından denize doğru uzaklaştıkça yükselir ve sonra tekrar düşer. Topraklama hattı buz tabakası, katı zemin ile temasını sona erdirir ve yüzmeye başlar noktasıdır. Bu noktadan sonra artık bir buz tabakasından değil, bir buz rafından söz ediyoruz. Buz tabakasının erimenin neden olduğu temas hattı, bu profilin en yüksek noktasını aşacak olsaydı, durdurulamaz bir dinamik devreye girecek ve bu da buzulun hızlandırılmış ve durdurulamaz bir çöküşüyle ​​sonuçlanacaktı. Mercer, böyle bir çöküşün insan kaynaklı iklim değişikliğinin ilk feci sonuçlarından biri olacağını vurguladı. Aynı yayında, böyle bir olayın birkaç büyük Antarktika buz tabakasının kırılmasıyla müjdeleneceğinden bahsetti.

Diğer ısınma kaynakları

Takip eden yıllarda, araştırmacılar küresel ısınmaya da katkıda bulunan bir dizi başka faktör buldular.

Diğer sera gazları

Atmosfer kimyası büyük ilerleme yaptı. Yüksek uçan süpersonik uçaklardan oluşan bir filonun planlı inşası ve çok sayıda beklenen uzay uçuşları, araştırmacıların dikkatini stratosferdeki ilgili emisyonların etkilerine çekti. Çalışmalar , atmosferde çok uzun bir hizmet ömrüne sahip olmanın yanı sıra, aynı zamanda bir sera gazı olarak muazzam bir potansiyele sahip olan azot oksitler ve CFC'ler tarafından ozon tabakasının zarar göreceğini göstermiştir . İlk kez daha önce ihmal edilen metan ve azot oksit gibi sera gazlarının etkilerine de dikkat çekildi . Bununla birlikte, bu sesler çok az ilgi gördü, sonuçta bunlar, eser gaz karbondioksitiyle karşılaştırıldığında bile konsantrasyonu çok düşük olan havanın bileşenleriydi. İnsanlar, sülfürik asidin bulut oluşumundaki bir değişiklik yoluyla dünyanın yansıtıcılığını (yani albedo'yu ) ne ölçüde değiştirebileceği ve böylece bir soğutma etkisine sahip olabileceği hakkında spekülasyon yapmayı tercih etti .

Atık ısı

1972 ve 1974 yıllarında Roma Kulübü'ne verilen ilk iki raporda , antropojenik sera etkisine ek olarak, küresel ısınmanın nedenleri de atık ısıdan kaynaklanan “termal kirlilik” olarak ilk kez tartışıldı. Fotovoltaik enerjinin maksimum kullanımı ile varsayımsal devamı ile, sadece tolere edilebilir bir ısınma tarafından belirlenen küresel büyüme sınırına önümüzdeki yüzyıllarda ulaşılacaktır. Yıllık %2'lik bir artışla yenilenemeyen enerjilerin özel kullanımıyla, 2300 yılında küresel ısınmaya en az 3 derecelik bir antropojenik atık ısı katkısı hesaplandı, bu da kullanılan modelin basitliği göz önüne alındığında şaşırtıcı derecede iyi uyuyor. daha yeni, daha karmaşık simülasyonlarla.

Birinci Dünya İklim Konferansı

Syukuro Manabe (Mayıs 2018)

James E. Hansen

"Ciddi bir sorun" ve uluslararası iklim araştırmaları için bir atılım olarak iklim değişikliğinin tanınması için merkezi dönüm noktası girişimiyle gerçekleştirildi 1979 yılında 1 Dünya İklim Konferansı idi Hermann Flohn (üye WMO uzman grubu ) , diğerleri arasında . Dünya iklim konferansının sonucu, temel bir deklarasyon ve dünya iklim araştırma programı ile IPCC'nin başlatılması oldu .

Sahel bölgesindeki kuraklık gibi olaylar , iklim araştırmacılarının kendileri bölünmüş olduğu için hangi tehdidin gerçekte ne kadar somut olduğu konusunda kararsız kalan karar vericiler üzerindeki siyasi baskıyı artırdı. Bu yüzden ABD hükümetinin bilim danışmanı (bir jeofizikçi!) Tartışmaya dahil olmayan bir uzmanlar paneli atamaya karar verdi. Yönetimi altında Jule Gregory Charney , uzmanlar henüz sürmekte olan tartışmalara dâhil olmayanlar görüşülmüştür. Charney'in grubu, biri Japon iklim ve meteorolog Syukuro Manabe'ye , diğeri ABD iklim araştırmacısı ve daha sonra NASA direktörü James E. Hansen'e ait iki iklim modelini karşılaştırdı . Her iki model de ayrıntılarda farklılık gösteriyordu, ancak eser gaz karbon dioksit konsantrasyonundaki bir artışın kuşkusuz sıcaklıkta önemli bir artışa yol açacağına dair kilit ifadede değil. Uzmanlar, diğer şeylerin yanı sıra kontrol etti. önceki modellerin önemli bir etkiyi ihmal edip etmediğini belirlemek için basit, tek boyutlu atmosfer modelleri kullanarak - ama hiçbir şey bulamadılar. Atmosferin karbondioksit içeriği iki katına çıktığında beklenen ısınma için Manabe'nin modeli 2 derece, Hansen'in modeli ise 4 derecelik bir ısınma gösterdi. Sonunda, en olası değerin 3 derece olduğu konusunda anlaşmaya varıldı ve bunun nihayetinde yalnızca bir tahmin olduğunu çok iyi biliyordu.

Karbondioksit ve İklim Üzerine Ad hoc Çalışma Grubu'nun 1979 tarihli Ulusal Araştırma Konseyi'nin “Karbondioksit ve İklim, Bilimsel Bir Değerlendirme” başlıklı raporunda, yanında okyanusların termal ataletinden kaynaklanan önemli bir ısınmanın olduğu okunuyordu. sadece birkaç on yıl içinde beklenebilir. Rapor daha sonra kısaca Charney Raporu olarak adlandırıldı ve içeriği, JASON uzman grubunun aynı yıl yayınladığı bir raporla iyi bir uyum içindeydi .

Toprak sistemi analizinin başlangıcı

1960'ların başlarında, bilim adamları iklim sistemindeki süreçlerin çok sayıda etkileşimli sürecin sonucu olduğunu fark ettiler. Sadece ilgili tüm bileşenlerin ve süreçlerin karşılıklı etkisinin anlaşılması ve uygun bir biçimde haritalanmasıyla anlaşılabilir. 1972'de, bu alandaki araştırmaları teşvik etmek için Viyana'da Uluslararası Uygulamalı Sistemler Analizi Enstitüsü kuruldu. Sonuç olarak, ABD NASA 1983'te Yer Sistem Bilimleri Komitesi'ni ve 1992'de Almanya'da Potsdam İklim Etkisi Araştırmaları Enstitüsü'nü kurdu . O zamandan beri, bu enstitülerde yürütülen yer sistemi bilimi , küresel çevresel değişikliklerin gelişimini ve etkilerini araştırıyor.

1980'ler

1980'lerde iklim değişikliği ile ilgili bilimsel yayınların sayısı 1970'lerdekinin yaklaşık iki katıydı. İklimin tarihi ile ilgili pek çok detay gün yüzüne çıktı: Örneğin, 1970'lerde keşfedilen iklimdeki ani değişimler, Heinrich olayları ve Dansgaard-Oeschger olayları olarak daha ayrıntılı olarak anlatıldı. Sera gazı konsantrasyonları sera etkisi ve değişikliklerin gücü Bilgi şimdi T. Wigley ve böylece iyiydi Philip D. Jones dergisinde 1981 yılında bir de doğa makale yayınladı yazdı: "Her ne kadar görünümü karbondioksit Konsantrasyon artış iklimin ısınmasına neden oluyor, yaygın, iklim sistemindeki gürültüden dolayı bu ısınma henüz tespit edilemiyor.” Çalışmalarında, bu ısınmanın ancak yüzyılın sonuna doğru yeterince netleşecek kadar telaffuz edileceğini açıklıyorlar. arka plan gürültüsünden sıyrılıyor.

Almanya'da sis nedeniyle ciddi trafik kısıtlamaları vardı ve artan hava kirliliği sorunu kabul edildi. 1987'de yürürlüğe giren Helsinki Protokolü , 1940'lardan beri gözlemlenen soğuma trendini tersine çevirerek dünya çapında kirliliği azalttı. Ancak, 1974'ten bu yana yeniden ısınmakla kalmadı, 1988, sistematik hava kayıtlarının başlamasından bu yana en sıcak yıl olarak tarihe geçti.

Dünyanın kontrol mekanizması

1980'lerin başında araştırmacılar, karbon döngüsünün , dünyayı çoğu zaman yaşamın gelişimi için uygun bir sıcaklık aralığında tutan bir tür düzenleyici mekanizmaya sahip olduğunu keşfettiler . Sera gazı karbondioksitinin atmosfere volkanik aktivite yoluyla girdiği ve kayaların ayrışmasıyla tekrar ortadan kaldırıldığı uzun zamandır bilinmektedir. Kayanın ayrışma sürecinin iki temel özelliği vardır. Bir yandan yoğunluğu dünyanın ortalama sıcaklığına bağlıdır ve daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla karbon bağlanır ve diğer yandan çok yavaş çalışır. Bu nedenle, dünya tarihinde bu sürecin çok yavaş tepki verdiği için başarısız olduğu aşamaların olması gerektiği varsayılmalıydı. Jeologlar nihayet Namibya'da uygun kaya katmanları buldular: Daha eski katmanlar, bilindiği gibi, dünyanın büyük bölümlerini etkileyen uzun süreli buzullaşma ile kaplandı. Buz yüzeyleri gelen güneş ışığını çok verimli bir şekilde yansıttığından, dünyayı tekrar bu buzlanmadan kurtarmak için çok yüksek bir sera gazı konsantrasyonu gerekliydi. Ve aslında, üstündeki genç katmanlar, sıcak bir iklimde beklendiği gibi, sonrasında çok yüksek bir ayrışma oranına tanıklık etti. Uzun Buz Devri boyunca ayrışma çok düşükken, yanardağlar atmosferin karbondioksitini sürekli yükselterek vidalarken, buzun içinden erimeye başladı ve böylece beyaz buzun soğutma "aynası" giderek küçülüyordu, peki ya buz- albedo geribildirimi Isınma süreci, tüm buzlar eriyene ve dünya sıcak bir iklime girene kadar hızlandı. Bu aşırı sıcak iklim, tam olarak kaya ayrışmasının dinamiklerine dayanarak beklendiği gibi on binlerce yıl sürdü. Bunun nedeni, buz kütlelerinin karbondioksitin atmosferden kaybolabileceğinden çok daha hızlı erimesiydi. Düzenleyici mekanizmanın keşfiyle , zayıf genç güneş paradoksunu açıklığa kavuşturmak için gerekli bir unsur bulundu. Bilim adamları, Arkean'daki güneş radyasyonu bugün olduğundan yaklaşık %25 daha zayıf olmasına ve yalnızca birkaç milyar yıl boyunca istikrarlı bir şekilde artmasına rağmen, dünya tarihi boyunca sıvı suyun var olduğu gerçeğine uzun süredir bir açıklama arıyorlardı .

İklim modelleri

Araştırmacılar artık güneş aktivitesindeki dalgalanmaları da hesaplamalarına dahil ettiler ve kara kütlelerinin ayrıntılarını hesaba katmaya başladılar. Örneğin, farklı topraklarda yağmurun akma hızını ve ormanların çöllere kıyasla daha düşük yansıtıcılığını ( albedo ) parametreleştirdiler . Büyük çabalara rağmen, iklim modelleri 1980'lerde bile birçok açıdan eksikti. Birkaç yıl süren simülasyon çalışmaları genellikle gerçekçi olmayan koşullarda sona erdi; Alternatiflerin yokluğunda, modelciler çoğu zaman, sadece bu tür imkansız durumları ekarte etmek için ampirik bir temel olmaksızın parametreleri seçtiler.

1980'lerde çözülemeyen sorunlardan biri, iklim modellerinde bulunmayan ve görünüşe göre buzul çağlarında var olan kutup ve ekvatoral bölgeler arasındaki düşük sıcaklık farkıydı. CLIMAP verileri, araştırmacıların onları nasıl parametreleştirmeye çalıştıklarına bakılmaksızın, modellerle eşleşmedi. 14 iklim modelinin karşılaştırılması, bulutların modellerde hiçbir şekilde yeterince tasvir edilmediğini de gösterdi. Ne yazık ki, uydulardan elde edilen mevcut ölçüm verileri, gözlemler temelinde bu eksikliği giderecek kadar doğru değildi.

Nükleer kış tehlikesi

1980'lerde soğuk savaş tırmanıyor gibi göründüğünde, atmosferik fizikçiler küresel bir nükleer savaşın olası sonuçlarını araştırmaya başladılar. Birkaç bağımsız çalışma , çok sayıda atom bombasının patlamasının neden olacağı büyük aerosol sızmasından kaynaklanacak bir nükleer kış tehlikesine hemen dikkat çekti. Böyle bir olay insanlığın devamını tehdit edeceğinden, bu konudaki tartışmalar kamuoyunun dikkatini çekti. Konu medyada da işlendi ve daha sonra dünya çapında birçok sinemada gösterilen başarılı televizyon filmi The Day After'a konu oldu.

Arrhenius onayladı

Alfred Wegener bile 1930'ların buz çekirdeklerinde Grönland buzunu geçmiş iklim hakkında değerli bilgiler elde etmek için aldı. Fiziksel ve kimyasal analizdeki gelişmeler, araştırmacıların sonraki yıllarda örneklerden giderek daha fazla bilgi çıkarmasını mümkün kıldı. Yıllarca süren başarısız çabalardan sonra, 1980'in başında nihayet buzda depolanan küçük hava kabarcıklarından geçen günlerin karbondioksit konsantrasyonunu güvenilir bir şekilde yeniden oluşturmaya hazırdılar. Bulunan şey bir sansasyondu: 20.000 yıl önceki son buzul çağının zirvesinde, karbondioksit konsantrasyonu 20. yüzyılın sıcak döneminin sadece yarısı kadardı. Bu, John Tyndall, Svante Arrhenius ve Thomas Chamberlin'in 80 yıl önce şüphelendikleri, ancak yaşamları boyunca kanıtlayamadıkları şeyin ilk kanıtıydı: Buz Devri'nin oluşumu için atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonunda büyük bir düşüş gerekliydi. Antarktika'da bir sondaj çekirdeğinin son 150.000 yılı yeniden inşa etmeyi mümkün kıldığı bir sondaj ile daha fazla kesinlik sağlandı. Tüm buzul çağı döngüsü boyunca karbondioksit konsantrasyonunun seyrini gösterdi: sıcak - soğuk - sıcak. Atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonu, sıcaklık eğrisi ile şaşırtıcı bir şekilde senkronize edildi; Buz Devri sırasında düşük ve sıcak faz sırasında yüksekti.

metan

Buz çekirdek yalnızca CO aşağı bir yukarı ve gösterdi ₂ konsantrasyonu, ancak hemen hemen tam olarak aşağı metan konsantrasyonunda kadar bu paralel ve. Hava sıcakken yüksek, soğukken düşüktü. İzotop çalışmaları, bu metanın kaynağının canlılar olduğunu gösterdi. Muhtemel aday arayışında birçok olası kaynak bulundu: pirinç tarlaları, geviş getirenlerin midelerindeki bakteriler, bataklık ve bataklıkların toprağında. Canlıların küresel iklimin gelişmesinde önemli bir etkisi olduğu açıktır.

Bu sera gazı konsantrasyonu önemli ölçüde CO daha düşük olmasına rağmen ₂ , sadece bir atmosferde 12 yıllık bir ortalama bekleme süresi vardı 20 yıllık bir süre içinde, bir sera gazı olarak metan etkisi daha 72 kat daha fazladır CO ₂ . Atmosferdeki metan konsantrasyonu, 1980'lerde yılda %1 arttı. 16. yüzyılın sonlarından beri artmaktadır.

Daha da fazla sera gazı

Veerabhadran Ramanathan , 2009

Oşinograf Veerabhadran Ramanathan , 1970'lerin ortalarında çok düşük konsantrasyonlarda ihmal edilen sera gazları konusunda uyarıda bulunanlar grubuna dahildi . 1981'de Ramanathan , bu gazın emisyonları daha önce olduğu gibi devam ederse, tek başına CFC'lerin çok güçlü sera etkisinin 2000 yılına kadar dünyayı bir dereceye kadar ısıtabileceğini yazdı ; 1985'te, 30'dan az olmayan eser gazın sera gazı olarak hareket ettiğini ve insanların bu gazların bir kısmının konsantrasyonunu önemli ölçüde artırdığını ve artırmaya devam ettiğini sansasyonel bir makalede yayınladı. Birlikte ele alındığında, gazlar, şimdiye kadar tek odak noktası olan karbondioksit ile neredeyse aynı küresel ısınma potansiyeline sahip olacaktı.

Öyle oldu ki, yayınlandığı yıl Antarktika üzerindeki ozon deliği keşfedildi. Yani atmosfer kimyagerleri ozon tabakasına yönelik tehditle ilgili uyarılarında haklıydılar. Ve saha dışından politikacılar da artık en küçük konsantrasyondaki eser gazların atmosfer üzerindeki etkisinin ne kadar büyük olabileceğini görebiliyordu. Yalnızca karbondioksitten kaynaklanan küresel ısınma bir tehditse, sorunun özünde çok daha büyük olduğu artık açıktı. Uluslararası eylem gerekliydi. İki yıl sonra, 1987'de Montreal Protokolü , CFC'lerin üretimini yasaklamaya karar verdi ve 1988'de Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli veya kısaca IPCC kuruldu.

Tek derecelik hedef

Uzun yıllardır beklenen ısınma, 1980'lerde küresel sıcaklık verilerinin kayıtlarında görünmeye başladıktan sonra, bilim adamları kendilerine insan yapımı iklim değişikliğinin hangi etkilerinin hala kabul edilebilir olduğunu ve tehlikeli iklim değişikliğinin sınırının nerede olduğunu sordular. görüldü. 22 Ocak 1986'da ve 1987'de Alman Meteoroloji Derneği ile birlikte bir basın toplantısında , Alman Fizik Derneği tek derecelik bir hedefe uyum için yalvardı . Küresel ısınma, dünya iklimine insan müdahalesinden önce var olan ortalama değere göre bir derece aşılırsa, ciddi olumsuz sonuçlar beklenebilir.

IPCC kuruldu

Kasım 1988'de Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) ve Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli ( Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli , IPCC) kuruldu. IPCC, muhafazakar Reagan yönetiminin liderliğinde, klimatoloji alanındaki tüm önde gelen bilim adamlarının raporlarını ve tavsiyelerini özetleme göreviyle kuruldu; bu sayede, ilgili hükümetlerin fikir birliği her rapor için zorunluydu.

1990'lar

İklim değişikliği ile ilgili bilimsel yayınların sayısı 1990'larda tekrar ikiye katlandı. 1990'da küresel ısınma üzerine makalelerin sunulduğu sadece 40 konferans vardı, 1997'de zaten 100'den fazlaydı. Bilgideki artış buna paralel olarak büyüktü.

1992 yılında İzleme Merkezi Dünya Radyasyon kuruldu at Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (ETH Zürih) ve sonradan genişletilmiş. Bu, ölçüm sonuçları neredeyse gerçek zamanlı olarak çağrılabilen ve küresel , refleks ve doğrudan radyasyonun yanı sıra karasal bileşenler de dahil olmak üzere ilgili tüm radyasyon bileşenlerinin değerlendirilmesine olanak tanıyan dünya çapında 50'den fazla yer istasyonu ağıyla sonuçlandı. atmosferik karşı radyasyon gibi . Bu , Küresel İklim Gözlem Sistemi (GCOS) çerçevesinde sera etkisi veya ışınımsal zorlamadaki değişiklikleri hassas bir şekilde incelemeyi, belgelemeyi ve arşivlemeyi mümkün kıldı .

Vostok buz çekirdeği

Vostok buz çekirdek Değerlendirilmesi: sıcaklık eğrisine, karbon dioksit konsantrasyonu, metan konsantrasyonu ve güneş radyasyonu kuvveti olarak adlandırılan güneşe maruz kalma son 400.000 yılda gösterilmektedir

1990'ların sonunda , Doğu Antarktika Vostok İstasyonu'ndan bir Rus-Fransız araştırma ekibi, 3.000 metrenin üzerinde yeni rekor uzunlukta bir buz çekirdeğini kurtarmayı başardı. Bu, son 420.000 yıl boyunca her biri 100.000 yıllık dört tam buz devri döngüsü gösterdi. Geliştirilmiş analitik yöntemler aracılığıyla, Grönland'daki Milanković döngüleri ile şaşırtıcı derecede iyi uyum ve karbondioksit ve metan konsantrasyonlarındaki paralel artış ve düşüşleri anlamak mümkün oldu. Daha yakın bir analiz, yıllar önce yapılan bir varsayımı doğruladı: Karbondioksit konsantrasyonundaki artış her zaman sıcaklık artışından sonra gerçekleşti. Daha önce sonuçlar 600 ila 800 yıllık bir zaman farkı öne sürerken, daha yeni çalışmalar ortaya koymaktadır birkaç yıl veya yıllar çok az veya hiç gecikme süresi vardı ısınma ve CO artışı arasındaki ₂ konsantrasyonu.

Isınma eşzamanlı olarak ilerlemedi; Güney yarımkürenin ısınmasının kuzey yarımkürenin ısınmasından önce başlamasıyla kuzey ve güney yarımküreler arasında önemli bir zaman farkı vardı.

Buz çekirdeğinin değerlendirilmesi, diğer geri bildirim mekanizmalarının yanı sıra sera gazlarının önemini bir kez daha gösterdi: Milanković döngüleri tarafından tetiklenen Dünya'nın radyasyon dengesindeki hafif değişiklik , atmosferik sera gazlarının konsantrasyonundaki bir değişiklikle pekiştirildi. Birlikte ile buz albedo geribildirim , su buharı geri bildirim ve diğer zayıf geribildirim elemanları, etkisi neden o kadar büyüktü ki geliyor ve buz yaştan gidiyor. Salınan karbondioksitin dünya okyanuslarından mı, permafrosttan mı, metan hidratlardan mı yoksa diğer kaynaklardan mı geldiği belirsizliğini koruyor. Kesin olan, bu gazların konsantrasyonundaki artışın, bu hafif ısınmanın bir sonucu olduğu ve onu daha da yoğunlaştırdığıydı.

Sera gazı konsantrasyonu, Milanković döngülerinin ısınma eğilimine bir tepki olarak Kuvaterner Buz Çağı boyunca sıklıkla artarken, gerçek sıcaklık artışından önceki sera gazı konsantrasyonundan şu anda insan (antropojenik) emisyonları sorumludur. Etki elbette her iki durumda da aynıdır: örneğin, permafrost bölgelerinin çözülmesi durumunda olabileceği gibi, artan ısınma ve sera gazlarının daha fazla salınması. Aynısı, raf tabanlarında ve derin denizlerde katı halde depolanan ve yaklaşık 10 trilyon ton büyüklüğünde büyük miktarlarda metan bağlayan birçok okyanus bölgesinde bulunan metan hidrat için de geçerlidir. Önümüzdeki yıllarda metan hidratlardan veya permafrosttan artan metan salınımı, kendi kendini güçlendiren bir ısınma sarmalı için açık bir uyarı sinyali olabilir.

IPCC 1. ve 2. Değerlendirme Raporu

In IPCC ilk değerlendirme raporunda 1990 yılında yayımlandı, bu bir doğal sera etkisi olduğu kesindir okundu ve bu insanlar sıcaklıktaki küresel artışa yol açacaktır bazı sera gazlarının konsantrasyonu artıyor . Ancak şimdiye kadar, insan yapımı iklim değişikliğine dair çok az deneysel kanıt (“küçük gözlemsel kanıt”) olmuştur.

Altı yıl sonra, başkanlığını Benjamin D. Santer'in yaptığı ikinci değerlendirme raporunda , ilk kez şu ifadelere yer verildi: Verilerin ağırlığı, insanların 20. yüzyılın küresel iklimi üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor (“denge 20. yüzyılın iklimi üzerinde 'fark edilebilir' bir insan etkisi olduğunu öne sürdü ”).

Aerosoller

Aerosollerin iklim üzerindeki etkileri 1950'lerden beri tartışılmaktadır: Kızılötesi radyasyonla etkileşime bağlı sera etkisi ve doğrudan etkiler olarak güneş ışığının saçılması ve emilmesi, ayrıca su buharı için yoğunlaşma çekirdekleri olarak dolaylı etki , böylece hatta koyu aerosollerin serinletici bir etkisi olabilir - 1990'lardan sonra bile genel etkinin işareti hala belirsizdi.

Parlak sülfat aerosollerinde durum farklıydı. James E. Hansen , 1963'te Agung Dağı'ndan ve 1982'de El Chichón'dan gelen volkanik patlamalardan elde edilen verileri volkanik patlamaların soğutma etkisini ölçmek için kullandı. Bu nedenle, sülfat aerosollerinin iklim üzerinde soğutma etkisi olduğu 1960'lardan beri zaten açıktı ve bu, çok eski zamanlardaki püskürmeler için buz çekirdeklerinin yardımıyla da iyi anlaşılabilirdi.

1991 Pinatubo patlamasının klimatologlar için bir nimet olduğu ortaya çıktı. Volkan, ABD'nin Iowa eyaleti büyüklüğünde bir sülfat bulutu olan yaklaşık 20 milyon ton kükürt dioksit yadığından, artık sülfatların etkileri hakkındaki varsayımlarının doğru olup olmadığını kontrol edebildiler . Hansen'in grubu, kendisini öncelikle daha yüksek kuzey enlemlerinde gösterecek ve birkaç yıl sürecek olan yarım derecelik bir soğuma öngördü. Bu tam olarak gözlemlenen şeydi.

İklim modelleri

1990'larda, iklim modelleri volkanik patlamalardan kaynaklanan soğutma sülfat emisyonları bilgisi ile parametrelendirildi. Bu bir çelişkiyi çözdü: İklim duyarlılığı, yani. H. karbondioksit konsantrasyonu iki katına çıktığında beklenen ısınma, aslında üç derece aralığında, bunun 1960'larda ve 1970'lerde küresel ortalama sıcaklık seyrinde kendini göstermesi gerekirdi, ancak bu gözlemlenemedi. Kükürt dioksitin soğutma etkisi modellerin bir parçası haline geldikten sonra, 20. yüzyılın sıcaklık profilini görüntülemek de kolaylaştı.

Kutup ve ekvatoral enlemler arasındaki aşırı sıcaklık farkı sorunu da bu on yılda çözülebilir: Buz çekirdekleri üzerindeki araştırmalar, buzul çağları boyunca ekvator enlemlerinde neredeyse değişmeyen sıcaklıkları gösteren CLIMAP çalışmasının yeniden yapılandırmalarının muhtemelen yanlış olduğunu gösterdi.

Daha önceki on yıllarda, modelin gerçekçi olmayan koşullar üstlenmesini önlemek için iklim modellerinde bazı parametrelerin fiziksel bir temel olmaksızın seçilmesi gerekirken, 1990'larda iklim modelleri artık uygulanamayacak kadar iyi bir kaliteye ulaşmıştı. bunu yapmak için uygun parametreleri seçerek yanlış ölçüm verilerini yeniden üretebildiler.

İki derecelik hedef

İki derecelik hedef daha sonra 1990'ların sonlarında adil kabul edilebilir bir iklim değişikliği için uluslararası geçerli sınır olarak formüle edildi . İlk kez Alman Küresel Değişim Danışma Konseyi (WGBU) tarafından önerilmiş olabilir . WBGU, 1995 tarihli bir raporda limiti onayladı. İki dereceli hedef, politikacılar tarafından benimsendi ve Avrupa iklim koruma politikasının odak noktası haline geldi . İki derecelik bir küresel ısınma aşan zaman varsayımına dayanmaktadır noktaları devrilme ( devrilme noktaları elde edilebilir olurdu), sonuçları geri dönüşümsüz ve pek öngörülebilir olumsuz sonuçları kendilerini yumurtlamaya olabilir.

2000'ler

Küresel ısınmanın mekansal dağılımı: Grafik, şimdiye kadar kaydedilen en sıcak on yıl olan 2000–2009 (yukarıda) dönemindeki sıcaklık anormalliklerini ve bununla karşılaştırıldığında 1970–1979 yıllarını göstermektedir. Anormallikler gösterilmektedir, yani, mutlak sıcaklıklardan değil, 1951–1980 dönemi için uzun vadeli ortalamadan sapmalar.

21. yüzyılın ilk on yılı, sistematik sıcaklık kayıtlarının başlamasından bu yana en sıcak dönemdi. Bireysel yıllara bakıldığında, 2005 ve 2010 ölçümlerin başlamasından bu yana en sıcak yıllardı.

Klimatolojide, insanlar tarafından sera gazı konsantrasyonundaki artış yoluyla iklim sistemine getirilen ısının %90'ından fazlasının atmosfere değil okyanuslara ulaştığı uzun zamandır bilinmektedir. Ne yazık ki, okyanus sıcaklığı verileri yalnızca çok düzensizdi ve özellikle derin denizlerden çok az veri vardı, bu nedenle okyanusların olası bir ısınması hakkında güvenilir bir açıklama yapılamaz.

2000 yılında başlayan Argo projesi tam olarak bu sorunu ele aldı. Otomatik dalış şamandıraları veya sürüklenen şamandıralardan oluşan bir filonun yardımıyla , okyanusların sıcaklık gelişimini ve ısı içeriğini daha önce imkansız bir kalite ve miktarda kaydetmek artık mümkündü. Kasım 2002'de Argo projesi kapsamında bir milyonuncu veri profili aktarıldı. Bu, 20. yüzyılın tamamında araştırma gemileri tarafından gerçekleştirilen oşinografik ölçümlerin sayısının projenin erken bir aşamasında iki katına çıktığı anlamına geliyor. Şu anda tüm dünya okyanuslarında (Haziran 2020 itibariyle) kullanımda olan yaklaşık 3.960 Argo şamandıra vardır ve derin denizin sıcaklığını, ısı içeriğini ve akış modellerini kaydeden "Derin Argo" şamandıraları giderek daha fazla kullanılmaktadır. alanlar da.

IPCC'nin 3. Değerlendirme Raporu

2001 yılında IPCC tarafından yayınlanan üçüncü değerlendirme raporunda , insanların iklim üzerindeki etkisi sadece daha kesin bir şekilde gösterilmekle kalmadı, aynı zamanda iyileştirilmiş veri durumu sayesinde artık insan etkisinin boyutunu ölçmek zaten mümkün oldu. iklim değişikliği hakkında. İkinci değerlendirme raporu , insanların iklim üzerinde gözle görülür bir etkisi olduğunu bildirirken , artık insanların dünyanın iklimini değiştirdiğine dair güçlü göstergeler vardı . İnsanlarda etkisi ne kadar büyük görselleştirmek için, rapor ile bir sıcaklık yeniden içeriyordu Michael E. Mann oldu, yaygın olarak bilinen olarak hokey sopası diyagramı .

devirme elemanları

1970'lerden beri dünyanın ikliminin genellikle düzensiz tepkiler verdiği biliniyor: Küçük değişikliklerin büyük etkileri olabilir; bu, geçmişte ani iklim değişiklikleriyle sıklıkla meydana geldi. 2000'li yıllarda Hans Joachim Schellnhuber , iklim sisteminde ve ekosistemlerde zor veya geri dönüşü olmayan değişikliklere uğrama eğiliminde olan bir takım unsurlar olduğuna dikkat çekti; Bu, değişimi tetikleyen etki tekrar ortadan kalktığında bile yeni hallerinde kaldıkları anlamına gelir. Bu davranış, sistem teorisinde histerezis olarak bilinir. Bilimsel literatürde ilk kez bahsedildiğinden beri , Grönland buz tabakası ve Amazon yağmur ormanları da dahil olmak üzere Dünya sisteminde bir dizi devrilme unsuru bulunmuştur .

İklim araştırmacıları tarafından onlarca yıllık tahminlerin doğrulanması

1970'de kaydedilen uydu verileri ile 1997'deki ölçümleri karşılaştırarak, ilk kez 2001'de yayınlanan bir yayında, dünyanın emisyon spektrumunun değiştiğini kanıtlamak mümkün oldu. Spektrumda, 1970'den bu yana önemli ölçüde artan sera gazı konsantrasyonuna bağlı olarak yoğunlaşan sera etkisi açıkça görülüyordu. Ek olarak, başka bir çalışma da, sera gazı karbondioksitinin atmosferik konsantrasyonunun konsantrasyonundaki artış yoluyla ışınımsal zorlamanın o kadar arttığını gösterebilir ki, bu, 8 yıllık bir veri serisinde ölçümle de kanıtlanabilir. Bu çalışmanın sonucu, 2015 yılında verilerin 10 yıllık bir süre boyunca değerlendirildiği başka bir çalışma bağlamında doğrulanmıştır.

2003 yılında başka bir tahmini gerçek oldu: Ernest Altın bu tropopause artan CO ile artacağı beklenebilir olduğunu 1908 yılında yayınlanan vardı İngiliz meteorolojisten ₂ konsantrasyonu artan sera etkisine. Bu da artık ölçülebilirdi.

Onlarca yıldır iklim araştırmacıları, daha sıcak bir dünyanın permafrosttan karbondioksit ve metan salınımına yol açacağını varsaymışlardı. 1990'larda karot verilerinin analiz edilmesiyle öğrenildiği gibi, bu aslında dünya tarihinde düzenli olarak gerçekleşmişti. Korku 2000'li yıllarda ortaya çıktı: Yaz aylarında, Sibirya ve Alaska'nın geniş permafrost bölgelerinde bu gazların konsantrasyonunda büyük bir artış gözlemlenebilirdi. İnsanlardan kaynaklanan sera gazı emisyonlarına ek olarak, artık insan yapımı ısınmanın bir sonucu olarak dünyanın gazını aşan fosil karbon kaynaklarından kaynaklanan emisyonlar da var.

2002'de Antarktika buz tabakasının çöküşü Larsen B uluslararası ilgi gördü; 2008'de Wilkins Buz Levhası açıldı ; bunlar, John Mercer'in 1978'de Batı Antarktika buz tabakasının yaklaşan çöküşünün bir işareti olarak gördüğü göstergelerdi.

antroposen

2008'de Londra Jeoloji Derneği'nin Stratigrafi Komisyonu, insanların yeni bir stratigrafik segment başlattığını önermek için artık yeterli argüman olduğunu buldu . Türlerin yok olması , aşırı avlanma , okyanusların asitlenmesi , küresel ısınma ve insanlar tarafından tetiklenen diğer süreçler dünyayı o kadar güçlü bir şekilde etkiledi ki, net ve sürdürülebilir bir biyostratigrafik sinyal üretiliyor ve üretiliyor. Terimi Anthropocene (gelen eski Yunan ἄνθρωπος Anthropos ' adam adam birincil faktör haline gelmiştir, çünkü') seçildi şekillendiren yeryüzünü. Antroposen'in stratigrafik sistemde uygulanmasına ilişkin karar , 'Antroposen' Çalışma Grubunda teklifin çeşitli yönlerinin şu anda ayrıntılı olarak tartışıldığı Uluslararası Stratigrafi Komisyonu'na (ICS) aittir .

Diğer onaylar

In IPCC dördüncü değerlendirme raporuna 2007'den itibaren, küresel ısınmanın ana nedeni, insanların neden olduğu sera gazlarının emisyonları olarak% 90'ın üzerinde bir ifade olasılığıyla "çok muhtemel" olarak verilir. 2 Şubat 2007'de raporu sunan IPCC Başkan Yardımcısı Susan Solomon , raporun ana mesajını aktardı :

Ayrıca 2007 yılında, IPCC alınan Nobel Barış Ödülü eski ABD Başkan Yardımcısı ile birlikte Al Gore . 2009 yılında, AR4'ün 2007'de yayınlanmasından sonra “Kopenhag Teşhisi” güncellendi. Yazarlar, son IPCC raporunda belirtilen bazı gelişmelerin kapsamının hafife alındığını yazdı. AR4'ün yayınlandığı yıldaki (2007) Arktik deniz buzu örtüsü, bilgisayar modellerinin öngördüğünden %40 daha düşüktü. Son 15 yılda deniz seviyesindeki artış, IPCC tahmininden %80 daha yüksek olmuştur. Buna göre, 2100 yılına kadar gelecekteki deniz seviyesinin yükselmesi tahminleri yukarı revize edildi: bu arada iki kat daha yüksek bir artış bekleniyordu.

Yine 2009'da Nature Climate Change dergisi, bilim insanlarının iklim değişikliğinin süreçleri ve sonuçları hakkındaki bulgularını yayınlayabilecekleri yeni bir platform başlattı .

2010'lar

2011, atmosferde şimdiye kadar ölçülen en yüksek karbondioksit içeriğinin olduğu yıl olmanın yanı sıra, bir önceki yıla göre %3'lük bir artışla dünyanın şimdiye kadar ölçülen en büyük karbondioksit emisyonunun da olduğu yıl oldu. Karbondioksit yayan enerji kaynaklarına yapılan yatırımlar nedeniyle 2010'dan 2020'ye emisyon oranında %80'lik bir artış neredeyse kesin gibi görünüyordu.

Radyometrik tarihlemedeki hızlı ilerleme ve paleoklimatoloji bağlamında biyojeokimyasal tespit yöntemlerinin geliştirilmesi, ölçüm doğruluğunda önemli bir artışa ve dolayısıyla jeolojik, jeofizik ve biyolojik olayların kısmen yeniden değerlendirilmesine yol açmıştır. Modern tarihleme yöntemlerinin yardımıyla, jeolojik geçmişin iklimsel dalgalanmalarını daha kesin bir şekilde daraltmak, giderek daha ayrıntılı bir şekilde yeniden yapılandırmak ve gidişatını veya kapsamını mevcut ısınma ile karşılaştırmak mümkün hale geldi. Bu ve benzeri araştırmalar, bilimsel literatürde belgelenen temel bilgilerin sürekli genişlemesine belirleyici bir katkı sağlamıştır. 2016 yılındaki bir genel bakış çalışmasına göre, 1980 ve 2014 yılları arasında klimatoloji konusunda 220.000'den fazla hakemli makale yayınlandı.

Şu anda 30 yılı aşkın bir süreyi kapsayan uydu ölçümlerini analiz ederek, 2013 yılında devam eden iklim değişikliği üzerindeki insan etkisini daha ileri bir şekilde net bir şekilde ortaya koymak mümkün oldu. Ölçüm verileri, troposferin eşzamanlı ısınmasıyla stratosferin soğumasını gösterdi. Bu etki, yalnızca artan güneş aktivitesi stratosferi de ısıtacağından, ısınmaya sera gazı konsantrasyonlarındaki bir artış neden oluyorsa ortaya çıkar.

IPCC'nin 5. Değerlendirme Raporu

In IPCC beşinci değerlendirme raporunda (2013 Eylül) bir önceki iklim raporlarının ifadeleri doğruladı ve iklim üzerindeki insanlarda etkisini ilişkin belirsizliklerin azaltıldı. Uzmanlar şimdi, 1950'den beri gözlemlenen küresel ısınmanın ana nedeninin insanlar olmasının son derece muhtemel olduğunu yazıyor .

Batı Antarktika'nın erimesi devrilme noktasını aşıyor

2014 yılında birkaç bağımsız yayında Batı Antarktika Buz Tabakası'nın erimesinin büyük olasılıkla devrilme noktasını çoktan aştığı tespit edildi ; H. buz tabakası artık o kadar kararsızdır ki, daha fazla erime artık durdurulamaz (bkz . dünya sistemindeki devrilme elemanları ). Önümüzdeki 100 ila 300 yıl içinde Fransa büyüklüğünde bir buz tabakasının parçalanması, deniz seviyesinin küresel ortalamada bir metre yükselmesine neden olacak. Bu bulgular John Mercer'in 1978 tahminlerini doğruladı.

Alanında Antarktika Yarımadası'nın , km²'lik etrafında 5800 bir parça kesti Larsen C Buz Raf , 12 Temmuz 2017 tarihinde 12 civarında göre% alanını azaltarak. Buzdağının kütlesi yaklaşık bir trilyon tondur; şimdiye kadar gözlemlenen en büyük buzdağlarından biridir. Yıkım, Larsen C.'nin istikrarsızlaştırılmasını ve dağılmasını tehdit ediyor.

Buna karşılık, Doğu Antarktika'da net bir eğilim yok. Haziran 2018'de, yaklaşık 80 Dünya sistemi ve yerbilimciden oluşan uluslararası bir uzman ekibi, Doğu Antarktika buz tabakasının şu anda çekirdek alanlarında istikrarlı olduğu ve diğer Antarktika'dan farklı olarak bu konuyla ilgili bugüne kadarki en kapsamlı çalışmayı yayınladı. bölgelerde, önemli bir kütle kaybı göstermez.

Bir derece sınırı aşıldı

2014, 2015 ve 2016 yılları, düzenli iklim kayıtlarının başlamasından bu yana küresel olarak en sıcak yıllar oldu. Küresel sıcaklık rekorları üç yıl üst üste ilk kez belirlendi. Alman Fizik Derneği ve Alman Meteoroloji Derneği tarafından 1980'lerin sonunda tehlikeli iklim değişikliği sınırı olarak belirlenen 1 derece hedefine böylece ulaşılmış oldu. Aynı zamanda, sera gazı karbondioksitinin atmosferik konsantrasyonu 400 ppm işaretini aştı. Bu ısınmanın bir sonucu olarak, 1950–1981 döneminde sadece %0.13 olasılıkla meydana gelen aşırı ısı anomalileri - sözde 3 sigma olayları - artık her yaz bölgenin %10'unda birden çok kez yerine %10'unda bulundu. dünya yüzeyinin yüzdesi. 2017'de yapılan bir araştırma, IPCC raporlarının dayandığı iklim modellerinin, yüzyılın sonuna kadar beklenen ısınmayı küçümseme olasılığının çok yüksek olduğunu buldu. Kontrol edilmeyen emisyonlar durumunda, sıcaklıkta beklenen artış bu nedenle önceden tahmin edilenden yaklaşık 0,5 Kelvin daha yüksektir. Bu bağlamda, birçok güncel çalışma, sanayi öncesi iklim dalgalanmalarının aksine, mevcut ısınmanın tüm kıtalarda aynı anda meydana geldiği, son 2.000 yıllık herhangi bir iklim değişikliği ile hızlı gelişiminde aşılmadığı ve Muhtemelen de yakın jeolojik tarihte karşılaştırılabilir bir örnek olmadan yapmalıdır. Ayrıca tüm paleoklimatolojik veri serileri, 21. yüzyılda şimdiye kadar meydana gelen ısınmanın, Holosen optimum ikliminin (yaklaşık 8.000 ila 6.000 yıl önce) sıcaklık değerlerini aştığını göstermektedir.

Küresel ısınmanın devamı

Antropojenik ısınma da dahil olmak üzere son 2000 yılda küresel sıcaklık gelişiminin yeniden yapılandırılması (PAGES 2k Konsorsiyumu, 2019'a göre).

Bilim adamları arasında, şu anda gözlemlenen iklim değişikliğinin, son 50 milyon yılın bilinen tüm ısınma evrelerinden daha hızlı ilerleyeceği konusunda geniş bir fikir birliği var. Paleosen / Eosen sıcaklık maksimumu sırasında bile - jeolojik olarak çok kısa bir süre içinde son derece belirgin bir sıcak iklim - atmosferik karbon girdisi ve buna bağlı sıcaklık artışı, şimdiki zamandan önemli ölçüde daha düşük yıllık ortalama artış oranlarına sahipti. Önceki varsayımlarının aksine, ilave CO ₂ giriş yalnızca bile geniş bir emisyon durağı ile kademeli olarak azalacak ve hala birkaç bin yıl içinde önemli ölçüde tespit olacaktır. Buna dayanarak, bazı araştırmalar, Dünya sisteminin iklim duyarlılığını hesaba katarak , 50.000 ila 100.000 yıl arasında daha uzun bir sıcak dönem olduğunu varsayıyor . Dünya sistemindeki çeşitli devrilme unsurları , sıcaklık yükselmeye devam ederse kısa vadeli ve geri döndürülemez süreçleri başlatacak ek tehlike potansiyelleri olarak tanımlandı. Bu tür gelişmeler, özellikle iklim ve bitki örtüsü bölgelerindeki buna bağlı değişim ve Batı Antarktika ve Grönland buz tabakalarının geniş ölçüde erimesi ve buna karşılık gelen deniz seviyelerindeki artış nedeniyle, dünyanın imajını ciddi şekilde değiştirecektir.

Buna karşılık, karbon dioksit doğal denetim mekanizmaları gibi bağlayıcı çökelme veya jeokimyasal ayrışma işlemleri (CaCO ₃ çok yavaş ayrışma) olan getirmek için sürdürülebilir azalma CO ₂ makul bir zaman süresi içinde . Karbonat-silikat döngüsü temelinde atmosferik karbondioksitin tam bir değişimi yaklaşık 500.000 yıl sürer . Okyanuslar etkili olduğu bilinmektedir, ancak C-lavabo , CO sadece nispeten küçük bir bölümü _{2 olduğu} derin deniz sediment depolanan , orta vadede . Buna ek olarak, CO önemli miktarlarda ₂ deniz suyu sıcaklığı yükseldiğinde (birlikte metan ile) yeniden outgassed edilebilir. İnorganik karbon döngüsünün sera gazlarındaki hızlı artışa nispeten yavaş tepkimesi Svante Arrhenius tarafından zaten biliniyordu . O zamanki emisyon oranlarının 19. yüzyılın sonlarına doğru nispeten az bir önemi olmasına rağmen, Arrhenius On the Influence of Carbonic Acid in the Air on Ground adlı çalışmasında karbonun atmosferde ve okyanuslarda uzun tutulma süresinden açıkça bahsetmiştir. Sıcaklık (1896). İklim sistemini etkileyen önemli bir faktör olarak ayrışma süreçlerinin rolü, uzun süredir uzmanlık literatüründe niş bir konu olmuştur ve yalnızca 1980'lerden itibaren daha geniş bir temelde ele alınmıştır.

Mevcut küresel ısınmanın önemli bir yönü, Senozoik Buz Devri'ndeki bir sonraki buzul olayı üzerindeki etkisidir . Holosen'in iklimsel optimumundan sonra başlayan bin yılda ≈0.1 °C'lik soğuma eğilimi, yaklaşan bir buzul çağı ikliminin habercisi ve ilk işareti olarak kabul ediliyor. Milanković döngüleri de dahil olmak üzere geçmiş buzul çağı evrelerinin kesin bir analizine dayanan yakın zamanda yayınlanan çalışmalar, soğuk bir dönemin Dünya'nın iklim sistemindeki hafif dalgalanmalardan ve her şeyden önce kademeli değişikliklerden kaynaklandığı sonucuna varmıştır. Dünya'nın yörünge parametrelerinde . Buna göre, normal koşullar altında (antropojenik emisyonlar hariç), bir sonraki buzul çağı ancak birkaç on binlerce yıl içinde başlayacaktı. Bu alışılmışın dışında uzun süre, bir için buzul gibi Holosen'de , yüksek bir olasılıkla olacaktır 100,000 yıllık toplam uzanır ve böylece neredeyse iki katına eğer ilk atmosfer CO ₂ değeri 500 ppm üzerindedir. Bu, iklim sistemine insan müdahalesi nedeniyle tam bir Buz Devri döngüsünün başarısızlığı anlamına gelir.

İklim değişikliği üzerine sosyal bilim araştırması

İklim sorunu insan ilişkili olduğunu fark edildikten sonra davranış ve kararları dahilinde sosyal sistemlerin , iklim değişikliğinin sosyal bilim yönleri de olan muayene 1970'lerden beri . Stephen H. Schneider, disiplinler arası araştırmayı (yani iklim değişikliği araştırmalarında sosyal bilimler dahil) savunan ve konuyla ilgili atölyeler düzenleyen ilk klimatologlardan biriydi . 1983 yılında CO temeli olduğuna işaret etti ₂ sorunun (artan emisyon) bir sosyal bilim konu oldu. Gelecekteki CO ₂ emisyonlarının kapsamı büyük ölçüde aşağıdakiler dahil insan davranışlarına bağlıdır: nüfus (üreme davranışı), kişi başına fosil yakıt tüketimi veya ormansızlaşma ve yeniden ağaçlandırma açısından. Küresel ısınmanın nedenlerine ilişkin sosyal-bilimsel analizlere ek olarak, risk algısı , karar verme veya iklim değişikliklerine uyum gibi antropojenik iklim değişikliğine yönelik sosyal tepkiler erken bir aşamada tartışıldı . Nicholas Stern , diğerleri arasında, 2006'da iklim değişikliğinin ekonomik yönlerini özetledi ( Stern Raporu ). Buna ek olarak, iklim değişikliğine ilişkin bilimsel bilginin artan kesinliğine rağmen, iklim koruma faaliyetlerinin eksikliği göz önüne alındığında, “hareketsizlik” olgusunun nedenleri üzerine araştırmalar yoğunlaştırılmıştır. Bireysel faktörlere ek olarak - küresel ısınma tartışması bağlamında - tarafından Naomi Oreskes daha ayrıntılı olarak inceler nasıl ekonomik nedenli çıkar grupları bilimsel bulgular hakkında özellikle yayılmış şüphe içinde (bkz iklim değişikliği reddi ve bu nasıl sırayla siyasi kararları etkiler).

Edebiyat

• Tobias Krüger: Buz Çağlarının Keşfi - İklim Tarihini Anlamak için Uluslararası Kabul ve Sonuçları. Schwabe-Verlag, Basel, 2008, ISBN 978-3-7965-2439-4 .
• Mark David Handel, James S. Risbey: Yüzyılı aşkın iklim değişikliği araştırması üzerine düşünceler . İçinde: İklim Değişikliği . bant 21 , hayır. 2 , 1 Haziran 1992, ISSN  1573-1480 , s. 91-96 , doi : 10.1007 / BF00140913 ( springer.com ). 
• Mark D. Handel, James S. Risbey: Sera etkisi ve iklim değişikliği üzerine açıklamalı bir bibliyografya. İçinde: İklim Değişikliği 21 (2), 1992, s. 97-255, doi: 10.1007 / BF00140914 .
• James R. Fleming: İklim Değişikliği Üzerine Tarihsel Perspektifler. Oxford, New York, Oxford University Press , 1998, ISBN 0-19-518973-6 .
• G. Stanhill: İklim değişikliği biliminin büyümesi: Bir scientometrik çalışma. İçinde: İklim Değişikliği 48 (2-3), 2001, s. 515-524, doi: 10.1023 / A: 1010721600896 .
• Spencer R. Weart : Küresel Isınmanın Keşfi . Harvard University Press , 2003, 2008, ISBN 978-0-674-03189-0 .
• H. Le Treut, R. Somerville, U. Cubasch, Y. Ding, C. Mauritzen, A. Mokssit, T. Peterson, M. Prather: İklim Değişikliği Bilimine Tarihsel Bakış . İçinde: İklim Değişikliği 2007: Fizik Biliminin Temeli . İçin Çalışma Grubu I Katkısı Dördüncü Değerlendirme Raporu hakkındaki Hükümetlerarası İklim Değişimi Paneli [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor ve HL Miller (der .)]. Cambridge University Press , Cambridge, Birleşik Krallık & New York, NY, ABD, 2007.
• Bert Bolin : İklim Değişikliği Bilimi ve Politikasının Tarihi. Cambridge University Press, 2007, ISBN 978-0-521-88082-4 .
• Naomi Oreskes , Erik M. Conway : Şüphe Tüccarları: Bir Avuç Bilim Adamı Tütün Dumanından Küresel Isınmaya Kadar Konularda Gerçeği Nasıl Sakladı? Bloomsbury Press, 2010, ISBN 978-1-59691-610-4 .
  • Bilimin Machiavellis'i. İnkar ağı. Wiley-VCH, Weinheim 2014, ISBN 978-3-527-41211-2 .
• Mike Hulme : İklim Değişikliğinin Keşfi. İçinde: M. Hulme: İklim Değişikliği Konusunda Neden Anlaşamıyoruz. Cambridge University Press, 2009, ISBN 978-0-521-89869-0 .
• J. Donald Hughes: İklim Değişikliği: Çevresel Bilginin Tarihi. In: Capitalism Nature Socialism 21 (3), 2010, s. 75-80, doi: 10.1080 / 10455752.2010.508619 .
• Matthias Heymann : İklim Yapıları: Klasik Klimatolojiden İklim Araştırmalarına . İçinde: NTM Bilim, Teknoloji ve Tıp Tarihi Dergisi 17 (2), 2009, s. 171–197, doi: 10.1007 / s00048-009-0336-3
• Matthias Heymann: İklim fikirleri ve bilgisinin evrimi. In: Wiley Disiplinlerarası İncelemeler: İklim Değişikliği 1 (4), 2010, pp. 581–597, doi: 10.1002 / wcc.61 .
• Jinfeng Lia, Ming-Huang Wanga, Yuh-Shan Hob: Küresel iklim değişikliği araştırmalarında eğilimler: Bir Bilim Atıf Dizini Genişletilmiş tabanlı analiz. İçinde: Küresel ve Gezegensel Değişim 77 (1–2), 2011, s. 13–20, doi: 10.1016 / j.gloplacha.2011.02.005 .
• Mark Carey: İklim ve tarih: tarihsel klimatoloji ve iklim değişikliği tarihçiliğinin eleştirel bir incelemesi. In: Wiley Disiplinlerarası İncelemeler: İklim Değişikliği 3 (3), 2012, doi: 10.1002 / wcc.171 .
• Spencer R. Weart: İklim üzerine disiplinlerarası araştırmaların yükselişi. İçinde: PNAS 110, Ek 1, 2013, s. 3657-3664, doi: 10.1073 / pnas.1107482109 .
• G. Thomas Farmer, John Cook : İklim Değişikliği Bilimi: Modern Bir Sentez . Cilt 1 - Fiziksel İklim. Springer Science + Business Media , 2013, ISBN 978-94-007-5756-1 , doi: 10.1007 / 978-94-007-5757-8 .

İnternet linkleri

• Amerikan Fizik Enstitüsü : Küresel Isınmanın Keşfi . Spencer Wear tarafından aynı adlı kitap için web sitesi
• Tyndall Anlatım: GC43I. Başarılı Tahminler , Ray Pierrehumbert tarafından Amerikan Jeofizik Birliği'nin AGÜ Güz Toplantısı 2012'de yaptığı konuşma .
• Sıcaklıklardaki artış ile sera gazı konsantrasyonlarındaki artış arasındaki zaman aralığını açıklamak için buz çağlarının sonundaki video: İklim Değişikliği: "800 yıllık gecikme" çözüldü (İngilizce)

Bireysel kanıt