Atribución del cambio climático reciente

Atribución del cambio climático reciente es el esfuerzo por determinar científicamente los mecanismos responsables de los cambios relativamente recientes observados en la Tierra 's climático . El esfuerzo se ha centrado en los cambios observados durante el período de registro de temperatura instrumental, cuando los registros son más fiables; sobre todo en los últimos 50 años, cuando la actividad humana ha crecido más rápido y las observaciones de la atmósfera superior se han convertido en disponible. Los mecanismos dominantes a las que recientemente el cambio climático se ha atribuido todo resultado de la actividad humana. Ellos son:

• creciente las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero
• cambios globales en la superficie de la tierra, tales como deforestación
• aumento de las concentraciones atmosféricas de aerosoles.

Informes recientes de la Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) han llegado a la conclusión de que:

• "La mayor parte del aumento observado en las temperaturas promedio a nivel mundial es muy probable ya que la mitad del siglo 20 debido al aumento observado en antropogénicas de gases de efecto invernadero concentraciones ".
• "A partir de las nuevas estimaciones de la antropogénico combinado forzamiento debido a los gases de invernadero, aerosoles, y cambios en la superficie de la tierra, es muy probable que las actividades humanas han ejercido una influencia considerable calentamiento neto en el clima desde 1750. "
• "Es casi seguro que los aerosoles antropogénicos producen una neta negativa forzamiento radiativo (influencia de enfriamiento) con una mayor magnitud en el Hemisferio norte que en el Hemisferio Sur.

El panel, que representa consenso en la comunidad científica, define "muy probable", "muy probable", y "casi seguro", como indica probabilidades superiores al 90%, 95% y 99%, respectivamente.

Atribuciones clave

Gases de invernadero

El consenso científico ha identificado de dióxido de carbono de las emisiones como el gas de efecto invernadero dominante forzando; metano y óxido nitroso también son importantes contribuyentes al efecto invernadero . El Protocolo de Kyoto enumera estos juntos con Los hidrofluorocarbonos (HFC), Los perfluorocarbonos (PFC) y Hexafluoruro de azufre (SF6), que contribuyen al cambio climático principalmente al interferir con la atmósfera de ozono concentraciones. La gráfica de la derecha atribuye gases de efecto invernadero emisiones a ocho principales sectores económicos, de los cuales los mayores contribuyentes son centrales eléctricas (muchos de los cuales queman carbón u otros combustibles fósiles ), industriales procesos (entre los que la producción de cemento es un contribuidor dominante), el transporte combustibles (en general, los combustibles fósiles ) y agrícolas subproductos (principalmente metano de la fermentación entérica y de óxido nitroso de los fertilizantes uso).

Uso del suelo

El cambio climático se atribuye a uso de la tierra por dos razones principales. Mientras que el 66% de antropogénicas de CO ₂ las emisiones de los últimos 250 años han dado lugar a la quema de combustibles fósiles, el 33% ha resultado de cambios en el uso del suelo, principalmente la deforestación. La deforestación tanto reduce la cantidad de dióxido de carbono absorbido por regiones deforestadas y comunicados de gases de efecto invernadero directamente, junto con aerosoles, a través de la quema de biomasa que con frecuencia acompaña. Una segunda razón por la que el cambio climático se ha atribuido al uso de la tierra es que el albedo terrestre a menudo se altera por el uso, lo que conduce a forzamiento radiativo. Este efecto es más significativo a nivel local que a nivel mundial.

Uso ganadero y de la tierra

A nivel mundial, la producción ganadera ocupa el 70% de la tierra dedicada a la agricultura, o el 30% de la superficie terrestre libre de hielo de la Tierra. Los científicos atribuyen más de 18% de las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicos para el ganado y las actividades relacionadas con la ganadería, como la deforestación y cada vez más las prácticas agrícolas intensivas de combustible. Atribuciones específicas al sector ganadero incluyen:

• 9% del mundial de dióxido de carbono de las emisiones
• 35-40% de los mundiales de metano emisiones (principalmente debido a la la fermentación entérica y estiércol)
• 64% del mundial Las emisiones de óxido nitroso, principalmente como resultado de fertilizantes uso.

Aerosoles

Con certeza virtual, el consenso científico se ha atribuido diversas formas de cambio climático, principalmente, a los efectos de enfriamiento aerosoles, que son pequeñas partículas o gotitas suspendidas en la atmósfera. Principales fuentes a las que se atribuyen los aerosoles antropogénicos incluyen:

• la quema de biomasa, tales como tala y quema la deforestación. Los aerosoles producidos son principalmente negro de carbono.
• industrial la contaminación del aire, que produce hollín y el aire sulfatos , nitratos , y amonio
• polvo producido por efectos de uso del suelo, tales como desertificación

Atribución de cambio climático del siglo 20

Un modelo climático global reconstrucción 's de los cambios de temperatura durante el siglo 20 como resultado de cinco estudió los factores y la cantidad de cambio de temperatura atribuido a cada forzamiento.

Durante los últimos 150 años, las actividades humanas han liberado cantidades crecientes de gases de efecto invernadero en la atmósfera . Esto ha llevado a un aumento de la temperatura media global, o el calentamiento global . Otros efectos humanos son relevantes, por ejemplo, sulfato aerosoles se cree que llevar a la reflexión y los factores naturales también contribuyen. De acuerdo con la registro histórico de temperatura del siglo pasado, cerca de la superficie la temperatura del aire de la Tierra ha aumentado en torno a 0,74 ± 0,18 ° Celsius (1,3 ± 0,32 ° Fahrenheit).

Una cuestión de importancia histórica en la investigación del cambio climático ha considerado la importancia relativa de la actividad humana y no causas antropogénicas durante el período de registro instrumental. En el informe de 1995 segunda evaluación (SAR), el IPCC hizo la declaración, ampliamente citado, que "El balance de la evidencia sugiere una influencia humana discernible sobre el clima global". La frase "el balance de la evidencia", sugirió el (Inglés) estándar de la ley común de la prueba necesaria en la vida civil en oposición a los tribunales penales: no tan alto como "más allá de toda duda razonable". En 2001, el tercer informe de evaluación (TAR) refinó esto, diciendo: "No es nuevo y más fuerte evidencia de que la mayor parte del calentamiento observado en los últimos 50 años es atribuible a las actividades humanas". El cuarto informe de evaluación de 2007 (GT1 AR4) reforzó esta conclusión:

• "El calentamiento antropogénico del sistema climático es generalizada y se puede detectar en las observaciones de temperatura tomadas en la superficie, en la atmósfera libre y en los océanos. La evidencia del efecto de las influencias externas, tanto antropogénicos y naturales, sobre el sistema climático ha seguido acumular desde el TIE ".

Durante las últimas cinco décadas ha habido un calentamiento global de aproximadamente 0,65 ° C (1,17 ° F) en la superficie de la Tierra (véase registro histórico de temperatura). Entre los posibles factores que podrían producir cambios en la temperatura media global son la variabilidad interna del sistema climático, forzamiento externo, un aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, o cualquier combinación de éstos. Los estudios actuales indican que el aumento de gases de efecto invernadero, principalmente _CO2, es principalmente responsable del calentamiento observado. La evidencia de esta conclusión incluye:

• Las estimaciones de la variabilidad interna de los modelos climáticos, y reconstrucciones de las temperaturas del pasado, indican que el calentamiento es poco probable que sea totalmente natural.
• Los modelos climáticos forzados por factores naturales y el aumento de gases de efecto invernadero y los aerosoles se reproducen los cambios de temperatura globales observados; las personas obligadas por factores naturales por sí solos no .
• Métodos "huella digital" indican que el patrón de cambio está más cerca de lo esperado por el cambio de gas de efecto invernadero que forzada por el cambio natural.
• La meseta en el calentamiento de la década de 1940 a 1960 puede atribuirse en gran medida a un enfriamiento de aerosoles de sulfato.

En 2001, los EE.UU. Academia Nacional de Ciencias publicó un informe apoyando las conclusiones del IPCC sobre las causas del cambio climático reciente. Declaró, "Gases de efecto invernadero se están acumulando en la atmósfera de la Tierra como resultado de las actividades humanas, causando temperaturas del aire de superficie y las temperaturas subterráneas del océano. Las temperaturas son, de hecho, en aumento. Los cambios observados en los últimos decenios probablemente debido principalmente a actividades humanas, pero no podemos descartar que una parte importante de estos cambios es también un reflejo de la variabilidad natural ".

Detección vs. atribución

Las emisiones per cápita de gases de efecto invernadero por país, incluyendo el uso del suelo

Detección y atribución de las señales climáticas, así como su sentido de sentido común, tiene una definición más precisa dentro de la literatura del cambio climático, según lo expresado por el IPCC .

La detección de una señal requiere que se demuestra que un cambio observado es estadísticamente significativamente diferente de la que se puede explicar por la variabilidad interna natural.

Atribución requiere que se demuestra que una señal es:

• poco probable que se debe enteramente a la variabilidad interna;
• consistente con las respuestas estimadas a la combinación dada de antropogénico y natural forzando
• no es coherente con las explicaciones alternativas, físicamente plausibles del cambio climático reciente que excluyen elementos importantes de la combinación de forzamientos en.

La detección no implica la atribución, y es más fácil que la atribución. Atribución inequívoca requeriría experimentos controlados con varias copias del sistema climático, que no es posible. Reconocimiento, como se describe anteriormente, por lo tanto sólo puede hacerse dentro de un cierto margen de error. Por ejemplo, el IPCC de Cuarto Informe de Evaluación dice que "es muy probable que las actividades humanas han ejercido una influencia considerable calentamiento neto en el clima desde 1750," dónde "muy probable" que indica una probabilidad superior al 95%.

Tras la publicación del Tercer Informe de Evaluación (TAR) en 2001, "la detección y atribución" del cambio climático se ha mantenido un área activa de investigación. Algunos resultados importantes incluyen:

• Una revisión de estudios de detección y atribución por la Internacional Especial Detección y Reconocimiento grupo encontró que "los conductores naturales como la variabilidad solar y la actividad volcánica son a lo sumo parcialmente responsable de los cambios de temperatura a gran escala observados durante el siglo pasado, y que una gran parte del calentamiento de los últimos 50 años pueden hacerlo atribuible a los aumentos de gases de invernadero. Por lo tanto, la investigación reciente apoya y fortalece el Tercer Informe de Evaluación del IPCC conclusión de que "la mayor parte del calentamiento global en los últimos 50 años es probablemente debido al aumento de gases de efecto invernadero".
• Múltiples reconstrucciones independientes del registro de temperatura de los últimos 1000 años confirman que el siglo 20 es probablemente el período más cálido en ese momento
• Dos artículos en Ciencias en agosto de 2005 se resuelve el problema, evidente en el momento de la TAR, de tendencias de la temperatura de la troposfera. La versión UAH del expediente contenía errores, y hay pruebas de las tendencias de enfriamiento espurias en el registro de radiosonda, especialmente en los trópicos. Ver las medidas de temperatura por satélite para detalles; y el informe de Estados Unidos CCSP 2006.
• Barnett y sus colegas dicen que el calentamiento observado de los océanos "no puede ser explicada por la variabilidad climática interna natural o solar y volcánica que obligó, pero está bien simulado por dos antropogénicamente forzada modelos climáticos ", concluyendo que" es de origen humano, una conclusión sólida a observacionales diferencias de muestreo y modelo "
• Bratcher y Giese observaron condiciones que "podría ser un indicio de un cambio de régimen climático a condiciones pre-1976." Bratcher y Giese concluyen: "Los resultados presentados aquí no excluyen la posibilidad de que las fuentes antropogénicas de gases de efecto invernadero han contribuido al calentamiento global Sin embargo, los resultados no indican que la parte forzada humano del calentamiento global puede ser menor que el descrito anteriormente.".

La literatura científica y la opinión

Algunos ejemplos de publicada e informal apoyo a la opinión de consenso:

• La atribución del cambio climático se debatió ampliamente, con referencias al revisada por expertos de investigación, en capítulo 12 del TAR del IPCC, que discute El significado de la Detección y Reconocimiento, Comparación cuantitativa de observados y Modelado Cambio Climático, Métodos de correlación de patrones y Optimal Métodos de huellas dactilares.
• Un ensayo en Ciencia encuestó a 928 resúmenes relacionados con el cambio climático, y llegaron a la conclusión de que la mayoría de los informes de diario aceptaron la consenso. Esto se discute más en dictamen científico sobre el cambio climático.
• Un artículo reciente (Estimación de las contribuciones naturales y antropogénicos a los cambios de temperatura del siglo XX, Tett SFB et al., JGR 2002), dice que "Nuestro análisis sugiere que el calentamiento de principios del siglo XX se puede explicar mejor por una combinación del calentamiento debido al aumento de gases de efecto invernadero y las fuerzas naturales, algunos de enfriamiento debido a otros forzamientos antropogénicos, y una sustancial, pero no inverosímil, la contribución de la variabilidad interna. En la segunda mitad del siglo nos encontramos con que el calentamiento es causado en gran medida por los cambios en los gases de invernadero, con cambios en sulfatos y, tal vez, aerosoles volcánicos compensación aproximadamente una tercera parte del calentamiento ".
• En 1996, en un artículo en Naturaleza titulado "La búsqueda de la influencia humana sobre la estructura térmica de la atmósfera", Benjamin D. Santer et al. escribió: "Los patrones espaciales observados del cambio de temperatura en la atmósfera libre 1963-1987 son similares a los predichos por los modelos climáticos con tecnología de última generación que incorporan varias combinaciones de cambios en el dióxido de carbono, los aerosoles de sulfatos antropogénicos y las concentraciones de ozono estratosférico. El grado de patrón de similitud entre modelos y observaciones aumenta a través de este periodo. Es probable que esta tendencia se debe en parte a las actividades humanas, aunque muchas incertidumbres, especialmente en relación con las estimaciones de la variabilidad natural ".
• Algunos científicos destacan por su visión un tanto escépticos del calentamiento global aceptar que el cambio climático reciente es principalmente antropogénico. John Christy ha dicho que apoya la Unión Geofísica Americana (AGU) declaración, y está convencido de que las actividades humanas son la principal causa del calentamiento global que se ha medido.

Algunos científicos no están de acuerdo con el consenso: ver lista de científicos opuestos consenso calentamiento global. Por ejemplo Willie Soon y Richard Lindzen decir que no hay pruebas suficientes para atribuir antropogénico. En general, esta posición requiere nuevos mecanismos físicos para explicar el calentamiento observado; por ejemplo "hipersensibilidad Climático a forzamiento solar?", Pronto W et al., 2000, Annales Geophysicae-Atmósferas hidrosferas y Ciencias del Espacio 18 (5).

Hallazgos que complican la atribución a CO ₂

Calentamiento veces lleva CO ₂ aumenta

Los factores distintos del aumento de las concentraciones _de CO2 pueden iniciar el calentamiento o enfriamiento episodios (véase, por ejemplo, forzando orbital). El registro de núcleos de hielo muestran que en algunas ocasiones la temperatura comienza a elevarse cientos de años antes de CO ₂ aumenta. Estos resultados confirman que la relación entre el _CO2 y el clima puede ir en ambas direcciones: los cambios en las concentraciones _de CO2 afectan al clima, mientras que los cambios en el clima pueden afectar a las concentraciones _{de CO2.} Un mecanismo propuesto para este efecto se incrementa la liberación de CO ₂ secuestrado de los océanos como los patrones de circulación cambian, quizás abruptamente, en respuesta al cambio climático.

Una inferencia más especulativo y polémico a veces dibujado es que la relación de causalidad entre el aumento de la temperatura y las concentraciones globales de CO ₂ es un solo sentido, de modo que los aumentos históricos de CO ₂ han sido nada más que el producto de forma independiente aumento de las temperaturas. Sin embargo, un "one-way" vista estrictamente de la relación entre CO ₂ y la temperatura contradice los resultados básicos en la física, específicamente el hecho de que la absorción y emisión de radiación infrarroja por CO ₂ aumenta a medida que aumenta la concentración de sus atmosféricos.

Primeros principios, así como la observación empírica sugieren que el efecto positivo de las concentraciones _de CO2 amplifican el calentamiento causado inicialmente por otros factores:

Un análisis más pormenorizado de la relación entre las dos curvas [es decir, la temperatura y CO _2] muestra que, dentro de las incertidumbres de igualar sus escalas de tiempo, la temperatura dirigida por unos pocos siglos. Esto se esperaba, ya que fueron los cambios en los parámetros orbitales de la Tierra (incluyendo la forma de su órbita alrededor del Sol, y la inclinación del eje de la Tierra) que causó el pequeño aumento de temperatura inicial. Esto luego levantó los niveles atmosféricos de CO2, en parte por la desgasificación de los océanos, haciendo que la temperatura se eleve aún más. Al amplificar la respuesta de la otra, esta "retroalimentación positiva" puede convertir una pequeña perturbación inicial en un cambio climático de gran tamaño. Por tanto, no es ninguna sorpresa que la temperatura y el CO2 aumentaron en paralelo, con la temperatura inicialmente por adelantado. En el caso actual, la situación es diferente, ya que las acciones humanas están elevando el nivel de CO2, y estamos empezando a observar la respuesta de la temperatura.

Presentar los niveles _de CO2 son muy superiores a la gama que se encuentra en los datos de las muestras de hielo. El análisis isotópico de CO ₂ atmosférico confirma que la quema de combustibles fósiles es la fuente de la mayor parte del aumento de CO _2, a diferencia de en los períodos interglaciales anteriores. Como se señaló anteriormente, los modelos que incluyen el aumento de los niveles _de CO2 al simular partido clima reciente de los datos observados mucho mejor que los que no lo hacen.

El calentamiento en otros planetas?

Durante las últimas dos décadas pruebas de proxy del calentamiento local o planetaria que se ha observado en Marte , Plutón , Júpiter y Neptuno luna más grande 's Triton. En ocasiones se ha afirmado en la prensa popular que esto apunta a una explicación solar para el calentamiento reciente en la Tierra. Físico Khabibullo Abdusamatov afirma que la variación solar ha causado el calentamiento global de la Tierra, y que los calentamientos coincidentes "sólo puede ser una consecuencia en recta del efecto de un mismo factor: un cambio de largo plazo en la radiación solar." Este punto de vista no es aceptada por otros científicos. Físico planetario Colin Wilson respondió: "Sus puntos de vista son totalmente en desacuerdo con la opinión científica dominante", y científico del clima Amato Evan dijo, "la idea no es apoyada por la teoría o por las observaciones." Charles largo de Pacific Northwest National Laboratory, que estudia la transferencia de radiación, dice: "Eso es una locura ... No tiene sentido físico que ese es el caso." Jay Pasachoff, profesor de astronomía en Williams College, dijo que el calentamiento global de Plutón era "probablemente no está relacionado con el de la Tierra. La manera más importante que podrían estar conectados es si el calentamiento se debe a un gran aumento de la luz del sol. Pero el solar constante la cantidad de luz solar recibida cada segunda es vigilada cuidadosamente por la nave espacial, y sabemos que la salida del sol es demasiado firme para ser el cambio de la temperatura de Plutón ". En cambio, la opinión científica es que estos cambios son causados por otros factores, tales como irregularidades orbitales o (en el caso de Marte) cambios en el albedo como consecuencia de las tormentas de polvo.