气候与天气

许多人认为气候变化是我们必须保护人类在未来。但是地球的气候已经改变,可能会在未来几年继续变化(1]。什么样的变化我们会继续看到吗?“跳进细节之前,我们必须首先解释我们所说的“气候”和气候变化”。地球的气候系统有五个主要部分:大气,周围的空气和我们上方;水圈,液态水的海洋、河流、土壤、湖泊;冰冻圈,这是雪和冰,包括冰川和冰川;土壤圈和岩石圈,我们脚下的土壤和岩石的层;和生物圈,它包含生活之类的动物,植物,人类(图1)。另请参阅这对年轻人的文章前沿。

气候系统的部分相互作用。例如,云层形成雨(大气)的土壤(土壤圈),然后被植物(生物圈)。了解气候系统的状况,科学家可以测量性能的气候,如温度、降水(降雨、降雪、冰雹等),海平面,冰川的大小。大气中的任何变化发生在几小时或几天内被称为天气,而气候描述天气更久,通常在30年以上。通过比较从过去最近的测量数据,我们可以学习气候变化。气候变化可以是自然的,例如通过火山喷发,这可以减少传入的阳光,或通过改变太阳的活动或地球离太阳的距离。但是气候变化也可以由人类引起的。人类改变气候通过燃烧化石燃料,例如,与汽车(从石油燃料),飞机(从石油燃料),加热(使用石油或天然气),或发电厂(使用煤或天然气)。这种燃烧释放气体如二氧化碳到大气中,而这些气体发回地球辐射的像温室的毯子。这种温室气体效应温暖我们的地球。此外,气候变化也自然发生,例如通过火山,这可以减少传入的阳光,或通过太阳活动变化或地球离太阳的距离。科学家们认为,我们自1850年以来观测到的气候变化主要是由人类引起的,而不是自然原因。

温室气体的排放如何改变全球气候?

人类改变地球气候的通过燃烧化石燃料(石油、天然气或煤)在汽车、飞机、加热器、发电厂。化石燃料是由两个元素:氢和碳。燃烧产生的能量和释放温室气体,包括二氧化碳进入大气。温室气体在大气中吸收热量并将其中一些发送回地球,而不是让它逃入空间。这样,温室气体排放温暖我们的地球。没有大气中二氧化碳,地球将被冻结。所以,温室气体让地球足够温暖的生活!

然而,随着越来越多的化石燃料的燃烧,大气中二氧化碳含量的增加。一旦二氧化碳排放,它传播在整个大气也无所谓哪个国家发布。二氧化碳在大气中停留数百数千年!增加大气中的二氧化碳浓度导致全球平均气温(平均表面空气温度对陆地和海洋表面的平均温度)增加。全球平均温度计算的测量在很多地方在整个地球上,并从卫星观测最近。全球温度升高导致更强的热浪、干旱、野火、和风暴,以及融化的冰川和降雪的减少。这是一个问题对于整个Earth-vegetation,动物,和人。今天即使温室气体排放减少,长期大气中二氧化碳也会使地球温暖…如果我们继续二氧化碳排放,气候变化将继续增加。

有趣的是,气候系统抑制人造气候变化。大约一半的人造二氧化碳排放量仍在大气中导致气温上升,其余的则被海洋和生物圈。然而,我们无法确定这些“生态系统服务”将继续以同样的方式。例如,温暖的海水商店减少气体和植被受到干旱和森林大火的威胁。

我们观察到什么温度变化?

全球变暖的条纹图2显示,全球平均气温(你也可以看看自己的地区变暖条纹https://showyourstripes.info/s/globe)。条纹排列从左到右,代表了1901 - 2020年。近年来的条纹是红色的,这表明,气温很热现在比他们二十世纪初。

全球平均气温的增加对应于二氧化碳排放量急剧增加,在工业革命的开始。2020年,全球平均气温高出约1.25°C从1850年到1900年。平均30多年,今天的全球平均气温目前1°C左右高于1800年代中期。

为什么全球平均气温的增加有关系吗?

地球的全球平均气温的增加导致温室气体排放对气候有害后果不仅,而且对人类和自然(欲了解更多,请看这对年轻人的文章前沿)。全球各个地区正在经历气候变化的影响(图3)。例如,温暖的空气可以容纳更多的水蒸气,从而导致较重的降雨,导致山体滑坡和洪水。另一方面,一些地区经验干燥条件下,可以产生危险的热浪和干旱。炎热、干燥的条件下也会引起火灾,最近在南欧,摧毁了房屋和栖息地的西海岸,美国和澳大利亚。增加全球平均气温也会影响生态系统,影响鱼类迁徙,珊瑚礁,森林,等等。

不幸的是,当涉及到气候变化的影响,一些人比其他人更高的风险。例如,人们居住在岛屿或海岸线只有几米海(甚至低于海平面),可以看到他们的家园和生计的威胁。这已经发生在小岛屿国家在太平洋和加勒比海地区,在亚洲和在一些高度密集的三角洲地区。同时,人们在撒哈拉以南非洲地区,其中许多人已经遭受饥饿和贫困,会更强烈地受到洪水的影响,干旱、热浪、暴风雨。

如何限制全球变暖吗?

在地球上,我们已经看到气候变化的影响。为了避免最危险的气候变化的影响,我们必须立即减少温室气体排放。同样重要的是,我们做好准备,我们不能避免气候变化的影响,如更多的热浪和干旱土壤在夏天,冬天积雪,少和更强烈的风暴(欲了解更多,请看在所有季节这对年轻人的文章前沿)。

虽然没有“安全”水平的全球变暖,和任何额外的温室气体排放将增加变暖及其不利影响,1.5和2°C的气候变暖已经成为公众讨论的锚点(2]。的巴黎协定,是世界大多数国家之间的条约限制全球变暖,设定一个目标使全球平均气温低于比工业化前的时候,增加了2°C的目标1.5°C。温度达到这些目标,国家在巴黎协议现在必须实现解决方案来减少并最终停止温室气体排放。

所以,你能带来什么变化,甚至可以一个人的贡献多少事?个人对气候变化做出惊人的贡献。举个例子,让我们看看海冰的融化是由于全球变暖引起的二氧化碳排放。每一吨的二氧化碳排放(一辆小汽车的重量)导致3 m公司的损失²北极海冰的3]。典型的个人年度二氧化碳排放量随国家:在巴西2.2吨,5.5吨在英国,和美国16吨。这意味着,在美国,每个人都是“负责任的”48 m²每year-approximately冰层融化的一套公寓的大小。通过微小变化(1)减少汽车和飞机旅行,或代之以自行车和火车,(2)电气设备,更有效的来取代旧的消耗更少的能量,和(3)使用的供热和空调只在需要的时候和需要,我们都可以努力保护地球climate-both通过减少自己的温室气体排放,通过对他人的榜样(欲了解更多,请看这对年轻人的文章前沿]。只有通过共同努力,我们将能减缓全球变暖,让地球为子孙后代的安全。

额外的材料

• https://ourworldindata.org/co2-emissions
• https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201913
• https://unfccc.int/process/conferences/pastconferences/paris-climate-change-conference-november-2015/paris-agreement

术语表

气候系统:↑所有领域的结合影响我们的环境,包括大气(空气)、水圈(水),冰冻圈(冰)、岩石圈(土壤和岩石)和生物圈(生物)。

天气:↑的状态,如温度、阳光、雨、雪、风。

气候:↑多年来的平均天气状况。

气候变化:↑温度变化,还下雨,风,阳光,发生缓慢但稳定,这样他们可以在几年去注意,但是之后的几十年里将变得明显。

温室气体:↑这些组件的空气是看不见的,但减少热损失从地球表面到太空中。

全球平均气温:↑表面的平均气温在陆地和海洋表面温度。

巴黎协定:↑合同签署的来自世界各地的196个国家在2015年在巴黎这些国家同意试图采取行动限制全球变暖远低于2°增加的全球平均气温。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

---

引用

[1]↑哈特曼,d . L。克莱因坦克,a . m . G。阿利,M。,亚历山大,l . V。、Bronnimann年代。Charabi, Y。,等。2013。“观察:大气和表面,”2013年气候变化:物理科学基础。工作组的贡献我的第五次评估报告政府间气候变化专门委员会d .秦,eds t·f·斯托克G.-K。普拉特纳先生,m . Tignor s·k·艾伦,j . Boschung et al。剑桥;纽约:剑桥大学出版社。网上:https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar5/(2021年2月,通过)。

[2]↑Knutti, R。Rogelj, J。Sedlaček, J。费舍尔,e . M。,2016年。气候变化科学批判2摄氏度的目标。Geosci Nat。9:13-8。doi: 10.1038 / ngeo2595

[3]↑Notz D。施特略夫,,j . 2016。观察北极海冰损失直接遵循人为有限公司₂发射。科学。354:747-50。doi: 10.1126 / science.aag2345