二酸化炭素と温度上昇の関係は？ ヴェルナーヴィッタースハイム

人間はCOを排出しています₂ 大気中へのその他の温室効果ガス。 これらのガスが蓄積すると、余分な熱が閉じ込められ、気候が暖かくなります。 しかし、どれだけ暖かいですか？

科学者は長い間、CO₂ 大気中の濃度は、地球の自然の温室効果に寄与します。 この理解は20世紀以前のものであり、1800年代の放射線の基礎科学に基づいていました。

地質記録の簡単な調査により、このリンクが確認されます。 COの高い過去の大気₂ 最近の地質学的記録では、濃度は常に暖かくなっています。

強化された温室効果と気候に対する人間の影響についての私たちの理解が高まるにつれ、二酸化炭素と温暖化の関係を解明することは科学的義務の一部になりました。 COの各ユニットはどれだけ暖かいか₂ 私たちに〜をさせる？

CO間のこの関係₂ 温暖化は、COに対する気候の「感受性」として知られています₂.

気候感度を決定することは、将来のリスクを理解し、将来の気候変動の計画を立てるのに役立ちます。

XNUMX種類の感度

人間が気候システムに与える影響と同様に、気候システムは非常に複雑です。 基本的なプロセスを理解するために、システムを簡略化し、XNUMXつの異なる感度の測定を検討します。

これらの対策は、「一時的な気候応答」および「平衡気候感度」と呼ばれます。

「一時的な気候応答」は、人間の活動によって気候がまだ押し進められているときに、気候がどれだけ暖かくなるかを示す尺度です。

平衡応答は、最終的な結果が何百年も先にあることを示しています。

一時的な気候応答

一時的な気候応答は、COを上昇させた場合に地球の平均気温がどれだけ上昇するかによって定義されます。₂ 大気中の含有量は、産業革命前のレベル（1万分の280の70）からその値をXNUMX倍にするために、毎年XNUMX％ずつ増加しています。 その増加率では、これにはXNUMX年かかります。

この感度の尺度は、これらの状況下で大気​​がどれだけ暖まるかを示します。

COをXNUMX倍にする感度は₂ 気候変動の「予測」ではありません。科学者たちはこの倍増が実際にこのように起こると言っていません。 むしろ、それは温度がどのように理解するために科学者によって使用される単純化された技術です かもしれない COの上昇に対応する₂ レベル。

したがって、一時的な気候応答は、IPCCまたは他の団体が発表した気候予測と直接比較することはできません。

COのXNUMX倍の感度を考えることができます₂ 特定の薬物の標準的な測定された用量に対する人間の感受性と同様に。 XNUMX回の投与でどのように反応するかがわかったら、同じようにさらに反応する可能性があるかどうかを推測できます。

平衡気候感度

一時的な気候応答は、画像の一部、基本的に瞬間COでの温暖化の量を私たちに伝えます₂ 濃度は倍増しました。

ただし、気候システムの異なる部分は異なる速度で暖まります。 たとえば、大気は海よりもはるかに速く温まります。

海の平均深さは約1.3キロメートルで、地球表面のXNUMX分のXNUMX以上を覆っています。 それは莫大な量の水です（XNUMX億立方キロメートル、 ほとんどの見積もり）; したがって、ウォームアップには非常に長い時間がかかります。

気候モデルと現実世界が示しているのは、海洋の深部がCOの上昇に反応して暖かくなり始めていることです₂ （参照してください ここ および ここ）、しかし何百年もそうし続けるでしょう。

言い換えれば、海洋は大気と平衡状態にありません。

したがって、一時的な気候応答は、地球がCOになると経験する温暖化です。₂ レベルはXNUMX倍になりましたが、海洋と大気間の温度平衡が達成されるずっと前に。

平衡気候感度では、CO₂ 初期レベルのXNUMX倍のままで、大気と海が温度バランスになるまで待ちます。

私たちの医学的アナロジーに戻ると、平衡反応は、治療がコース全体を実行した後に感じるはずの状態に相当します。

気候システムでは、これには数千年ではないにしても数百年かかることがあります。

温暖化ははるかに長い期間にわたって発生し、気候にはCOの増加に完全に対応する時間があるため、平衡気候感度は一時的な気候応答よりも大きくする必要があります₂.

気候感度の推定

気候感度を推定するにはいくつかの方法があります。 以下を使用できます。

• 気候モデル。 これらは、物理学と化学の法則に基づいた、気候システムの数学的表現です。 それらは、大気、海洋、地表、および雪氷圏（雪と氷）で動作する物理的プロセスについての私たちの最良の理解を含んでいます

• 最後の氷河期など、遠い過去の気候からの情報。 古気候再構築は、地球の気候が、地球の変化などの自然の「押し」にどのように反応したかを明らかにすることができます オービット、およびそれに伴うCOの変更₂.

• 地球がそれから得る短くて鋭い気候のプッシュにどのように反応するかに関するデータ 大きな火山。 たとえば、1991年にピナツボ山は何百万トンもの粒子を大気中に放出し、入射する太陽光の一部を反射して、地球の温度をXNUMX年またはXNUMX年低下させました。

• 最近の気候傾向。 これは、COに対応して過去50年間で気候がどれだけ暖まったかを評価するのに役立ちます₂ 私たちはすでに放出しています。

それをすべてまとめる

XNUMX年ごとに 気候変動に関する政府間パネル（IPCC） 証拠のすべての行を徹底的に調査し、それらをまとめて、私たちの気候が私たちの大気中の温室効果ガスのレベルの増加にどれほど敏感であるかについての最良の見積もりを与えます。

1990年、1992年、1995年、2001年のIPCCレポート、および 2013年の最近の報告、すべてが1.5Cから4.5Cの平衡気候感度の考えられる範囲を推定しました（2007年のレポートでは2.0Cから4.5Cにわずかに変更されましたが）。 これは、20年以上にわたって顕著な一貫性を示しています。

つまり、COを維持した場合₂ 初期レベルの1.5倍のレベルに達し、その後、大気と海洋の熱のバランスがとれるまで数百年待つと、全体の温暖化は4.5CからXNUMXCの間になります。

一時的な気候応答は約1.0Cから2.5Cと推定されています。 つまり、大気中の二酸化炭素を産業革命前のレベルから年に1％増加させて70倍になると（1年かかる）、気候が2.5CからXNUMXC上昇することが予想されます。

これは地球温暖化にとって何を意味するのでしょうか？

気候感度の測定により、科学者は気候モデルを相互に、および観測された変化と容易に比較できます。 また、平衡気候感度は30年以上使用されているため、推定値の経時変化を追跡するのに役立ちます。

しかし、気候感度は、次の世紀に予想される温度変化を直接教えてくれません。

将来の温暖化のための最良のガイドは、現在の世代の気候モデルからの予測によって提供されます。 彼らは、温暖化が将来の排出レベルに強く依存することを示しています-「シナリオ」。

高排出シナリオの場合、CO₂ 工業化前のレベルである900万分の2100と比較して、レベルは280年までに3.2万を超える5.4万分の1850に増加します。 このシナリオでは、モデルは1900年からXNUMX年のベースラインよりXNUMXCからXNUMXC高い世紀末の温暖化を予測しています。

低排出シナリオの場合、CO₂ その後、レベルはピークに達し、420万分の0.9に減少します。モデルは、2.3年までに2100CからXNUMXCの温暖化を予測しています。

著者について

気候変動プロセスチームのリーダー、ロバートコルマンは、 オーストラリア気象局 カールブラガンザ、気候変動監視マネージャー、 オーストラリア気象局

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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