Phoebe Newman Ludzie nie tylko robią Grunt Nowe, surowe badanie wykazało, że ociepla atmosferę, czyniąc klimat chaotycznym.
Nowe badanie opublikowane 21 kwietnia w bazie preprintów arXiv (Otwiera się w nowej karcie), kreśli szeroki i ogólny obraz pełnego potencjalnego wpływu działalności człowieka na klimat. A obraz nie jest ładny.
Chociaż badanie nie zapewnia pełnej symulacji modelu klimatycznego, przedstawia szeroki diagram tego, dokąd byśmy się udali, gdybyśmy nie określili Zmiana klimatu Według autorów badań i naukowców z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Porto w Portugalii, nasze niekontrolowane wykorzystanie paliw kopalnych. .
„Konsekwencje zmian klimatycznych (susze, fale upałów, ekstremalne wydarzenia itp.) są dobrze znane” – powiedział w e-mailu dla Live Science badacz Orfeu Bertolami. „Jeśli System Ziemi wejdzie do Strefy Chaotycznego Zachowania, stracimy wszelką nadzieję na rozwiązanie problemu”.
Związane z: Naukowcy z ONZ twierdzą, że powstrzymanie katastrofy klimatycznej „teraz albo nigdy”
zmiany klimatyczne
Ziemia okresowo przechodzi ogromne zmiany we wzorcach klimatycznych, gdy przechodzi od jednej stabilnej równowagi do drugiej. Przesunięcia te są zwykle napędzane czynnikami zewnętrznymi, takimi jak zmiany orbity Ziemi lub dramatyczny wzrost aktywności wulkanicznej. Ale poprzednie badania sugerują, że wchodzimy teraz w nową fazę, napędzaną działalnością człowieka. Gdzie ludzie pompują więcej węgiel W atmosferze tworzymy nowy antropocen, okres systemów klimatycznych pod wpływem człowieka, coś, czego nasza planeta nigdy wcześniej nie widziała.
W nowym badaniu naukowcy modelowali wprowadzenie antropocenu jako fazy przejściowej. Większość ludzi jest zaznajomiona z przemianami fazowymi w materiałach, na przykład gdy kostka lodu zmienia fazę ze stałej w ciekłą przez rozpuszczenie w wodzie lub gdy woda odparowuje w gaz. Ale przejścia fazowe występują również w innych systemach. W tym przypadku systemem jest klimat Ziemi. Pewien klimat zapewnia regularny i przewidywalny reżim pory roku i pogoda, a przejście fazowe w klimacie prowadzi do nowego wzorca pór roku i pogody. Kiedy klimat jest w okresie przejściowym, oznacza to, że Ziemia doświadcza nagłej i szybkiej zmiany wzorców.
(Otwiera się w nowej karcie)
problemy logistyczne
Jeśli działalność człowieka napędza zmianę klimatu Ziemi, to powodujemy, że planeta rozwija nowy zestaw wzorców pogodowych. To, jak te wzorce będą wyglądać, jest jednym z najbardziej palących problemów w nauce o klimacie.
Dokąd zmierza klimat Ziemi? To w dużej mierze zależy od tego, co dokładnie będziemy robić w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat. Na przykład znaczne zmniejszenie produkcji węgla przyniosłoby wyniki różniące się od niczego, jak napisali naukowcy w badaniu.
Aby obliczyć różne ścieżki i wybory, jakie może podjąć ludzkość, naukowcy wykorzystali Sportowiec Narzędzie zwane mapą logistyczną. Mapa logistyczna doskonale nadaje się do opisywania sytuacji, w których pewne zmienne – takie jak ilość węgla w atmosferze – mogą rosnąć, ale naturalnie osiągają pewną granicę. Na przykład naukowcy często używają mapy logistycznej do opisania grup zwierząt: zwierzęta mogą nadal rodzić, zwiększać swoją liczebność, ale osiągają maksimum, gdy skonsumują całą żywność w swoim środowisku (lub ich drapieżniki są bardzo głodne i zjadają je). ).
Związane z: Pięć wydarzeń masowego wymierania, które ukształtowały historię Ziemi
Nasz wpływ na środowisko zdecydowanie rośnie i to już od ponad wieku. Ale według naukowców naturalnie się to skończy. Na przykład populacja może bardzo się rozrosnąć i może prowadzić tylko wiele działań w zakresie emisji dwutlenku węgla; Zanieczyszczenie doprowadzi w końcu do degradacji środowiska. W pewnym momencie w przyszłości emisja dwutlenku węgla osiągnie maksimum, a naukowcy odkryli, że mapa logistyczna może bardzo dobrze uchwycić przyszłą ścieżkę emisji dwutlenku węgla.
Wszystko jest bałaganem
Naukowcy zbadali różne sposoby ewolucji ludzkiej mapy logistycznej, w zależności od różnych czynników, takich jak nasza populacja, wprowadzenie strategii redukcji emisji dwutlenku węgla oraz lepszych i wydajniejszych technologii. Kiedy odkryli, w jaki sposób produkcja węgla może ewoluować w czasie, wykorzystali to do zbadania, w jaki sposób klimat Ziemi ewoluował poprzez napędzaną przez człowieka przemianę fazową.
W najlepszym przypadku, gdy ludzkość osiągnie maksymalną produkcję węgla, klimat Ziemi ustabilizuje się na nowej, wyższej średniej temperaturze. Ta wysoka temperatura jest ogólnie uważana za szkodliwą dla ludzi, ponieważ nadal prowadzi do wzrostu poziomu morza i bardziej ekstremalnych zjawisk pogodowych. Ale przynajmniej jest stabilny: antropocen jest podobny do wcześniejszych epok klimatycznych, ale jest znacznie cieplejszy i nadal będzie miał regularne, częste wzorce pogodowe.
Ale w najgorszym przypadku naukowcy odkryli, że klimat Ziemi prowadzi do chaosu. Prawdziwy sportowy bałagan. W chaotycznym systemie nie ma równowagi ani powtarzalnych wzorów. W chaotycznym klimacie występują pory roku, które zmieniają się dramatycznie z dekady na dekadę (a nawet z roku na rok). W niektóre lata mogą pojawić się nagłe przebłyski niesprzyjającej pogody, podczas gdy inne będą całkowicie spokojne. Nawet średnia temperatura Ziemi może ulegać dużym wahaniom, zmieniając się od zimniejszych do cieplejszych okresów w stosunkowo krótkich okresach czasu. Całkowicie niemożliwe będzie określenie, w jakim kierunku zmierza klimat Ziemi.
„Chaotyczne zachowanie oznacza, że niemożliwe będzie przewidzenie zachowania systemu Ziemi w przyszłości, nawet jeśli znamy z dużą pewnością jego obecny stan” – powiedział Bertolami. „Oznaczałoby to, że jakakolwiek zdolność do kontrolowania systemu Ziemi i doprowadzenia go do stanu równowagi, który sprzyja zamieszkiwaniu biosfery, zostanie utracona”.
Co najbardziej niepokojące, naukowcy odkryli, że powyżej pewnej krytycznej temperatury ziemskiej atmosfery może rozpocząć się cykl sprzężenia zwrotnego, w którym chaotyczny wynik staje się nieunikniony. Istnieją pewne oznaki, że już minął ten punkt krytyczny, ale nie jest za późno, aby zapobiec katastrofie klimatycznej.
Pierwotnie opublikowany w Live Science.
