Badacze klimatu mogą teraz wykryć odcisk palca globalnego ocieplenia w codziennych obserwacjach pogody w skali globalnej.
W październiku 2019 roku meteorolodzy z Utah zmierzyli najniższą temperaturę, jaką kiedykolwiek zarejestrowano w październiku w Stanach Zjednoczonych (z wyłączeniem Alaski): -37.1°C (-34.78°F). Poprzedni rekord niskich temperatur w październiku wynosił -35°C (-31°F), a ludzie zastanawiali się, co się stało ze zmianami klimatycznymi.
Do tej pory klimatolodzy twierdzili, że klimat to nie to samo, co pogoda. Klimat jest tym, czego oczekujemy w dłuższej perspektywie, podczas gdy pogoda jest tym, co otrzymujemy w krótkim okresie. Ponieważ lokalne warunki pogodowe są bardzo zmienne, przez krótki czas w jednym miejscu może być bardzo zimno, pomimo długotrwałego globalnego ocieplenia. Krótko mówiąc, zmienność lokalnej pogody maskuje długoterminowe trendy globalnego klimatu.
Temperatury powierzchniowe w Ameryce Północnej w okresie od 26 grudnia 2017 r. do 2 stycznia 2018 r.: Nawet jeśli w danym regionie jest wyjątkowo zimno, nie oznacza to, że zmiany klimatu ustały. (Źródło: Obserwatorium Ziemi NASA)
Teraz jednak grupa kierowana przez Reto Knutti, profesora na wydziale nauk o systemach środowiskowych w ETH Zurich, przeprowadziła nową analizę pomiarów i modeli temperatury. Naukowcy doszli do wniosku, że paradygmat „pogoda nie jest klimatem” nie ma już zastosowania w tej formie.
Według naukowców są w stanie rozpoznać sygnał klimatyczny – czyli długoterminowy trend ocieplenia – w codziennych danych pogodowych, takich jak temperatura i wilgotność powietrza przy powierzchni, pod warunkiem uwzględnienia globalnych wzorców przestrzennych.
W prostym języku angielskim oznacza to, że – pomimo globalnego ocieplenia – w październiku w Stanach Zjednoczonych może panować rekordowo niska temperatura. Jeśli jednak jest jednocześnie cieplej niż średnia w innych regionach, odchylenie to jest prawie całkowicie wyeliminowane.
„Odkrycie sygnału zmiany klimatu w codziennych warunkach pogodowych wymaga perspektywy globalnej, a nie regionalnej” — mówi główny autor Sebastian Sippel, doktor habilitowany pracujący w grupie badawczej Knutti.
Sippel i jego współpracownicy wykorzystali techniki statystycznego uczenia się, aby połączyć symulacje z modelami klimatycznymi i danymi ze stacji pomiarowych. Statystyczne techniki uczenia się mogą wyodrębnić „odcisk palca” zmiany klimatu z kombinacji temperatur różnych regionów oraz stosunku oczekiwanego ocieplenia do zmienności. Systematycznie oceniając symulacje modelowe, mogą zidentyfikować odcisk palca klimatu w globalnych danych pomiarowych w dowolnym dniu od wiosny 2012 r.
Porównanie zmienności lokalnych i globalnych średnich dziennych temperatur pokazuje, dlaczego ważna jest perspektywa globalna. Podczas gdy lokalnie mierzone średnie dzienne temperatury mogą wahać się w szerokim zakresie (nawet po usunięciu cyklu sezonowego), globalne średnie dzienne wartości wykazują bardzo wąski zakres.
Rozkład wartości średnich dobowych lokalnie (po lewej) i globalnie (po prawej). Globalne średnie dzienne wartości pokazują trend w kierunku ocieplenia. (Źródło: Sippel i in./Natura Zmiany klimatyczne)
Jeśli badacze porównają rozkład globalnych średnich dziennych wartości z lat 1951-1980 z tymi z lat 2009-2018, oba rozkłady (krzywe dzwonowe) prawie się nie pokrywają. Dlatego sygnał klimatyczny jest wyraźny w wartościach globalnych, ale zaciemniony w wartościach lokalnych, ponieważ rozkład średnich wartości dziennych w obu okresach dość mocno się pokrywa.
Odkrycia mogą mieć szerokie implikacje dla nauki o klimacie. „Pogoda na poziomie globalnym zawiera ważne informacje o klimacie”, mówi Knutti. „Informacje te można na przykład wykorzystać do dalszych badań, które określają ilościowo zmiany prawdopodobieństwa wystąpienia ekstremalnych zdarzeń pogodowych, takich jak regionalne mrozy. Badania te opierają się na obliczeniach modelowych, a nasze podejście może następnie zapewnić globalny kontekst odcisku palca zmiany klimatu w obserwacjach przeprowadzonych podczas tego rodzaju regionalnych zimnych okresów. Daje to nowe możliwości komunikowania regionalnych wydarzeń pogodowych na tle globalnego ocieplenia”.
Metody data science nie tylko pozwalają naukowcom wykazać siłę ludzkiego „odcisku palca”, ale także pokazują, gdzie na świecie zmiana klimatu jest szczególnie wyraźna i rozpoznawalna na wczesnym etapie. Ma to znaczenie w cyklu hydrologicznym, gdzie występują bardzo duże naturalne wahania z dnia na dzień iz roku na rok.
„Dlatego w przyszłości powinniśmy być w stanie wykryć wzorce i trendy wywołane przez człowieka w innych, bardziej złożonych parametrach pomiarowych, takich jak opady, które są trudne do wykrycia przy użyciu tradycyjnych statystyk”, mówi Knutti.
Badanie pojawia się w Zmiany klimatyczne natura.
O autorach
Grupa kierowana przez Reto Knutti, profesora na wydziale nauk o systemach środowiskowych na ETH Zurich. Obejmuje głównego autora Sebastiana Sippela.
Powiązane książki
Zmiany klimatu: co każdy musi wiedzieć
Joseph Romm
Podstawowy element tego, co będzie decydującym zagadnieniem naszych czasów, Zmiany klimatu: co każdy musi wiedzieć® to przejrzysty przegląd nauki, konfliktów i implikacji naszej ocieplającej się planety. Joseph Romm, główny doradca naukowy National Geographic Lata życia niebezpiecznie serial i jeden z „100 ludzi, którzy zmieniają Amerykę” Rolling Stone'a ” Zmiana klimatu oferuje przyjazne dla użytkownika, rygorystyczne naukowo odpowiedzi na najtrudniejsze (i powszechnie upolitycznione) pytania dotyczące tego, co klimatolog Lonnie Thompson uznał za „jasne i aktualne zagrożenie dla cywilizacji”. Dostępne na Amazon
Zmiany klimatu: Nauka o globalnym ociepleniu i nasza przyszłość energetyczna Drugie wydanie
autor: Jason Smerdon
To drugie wydanie Zmiana klimatu jest dostępnym i kompleksowym przewodnikiem po nauce stojącej za globalnym ociepleniem. Znakomicie zilustrowany tekst jest skierowany do studentów na różnych poziomach. Edmond A. Mathez i Jason E. Smerdon przedstawiają obszerne, pouczające wprowadzenie do nauki, które leży u podstaw naszego zrozumienia systemu klimatycznego i wpływu działalności człowieka na ocieplenie naszej planety. Mathez i Smerdon opisują role atmosfery i oceanu baw się w naszym klimacie, przedstaw koncepcję bilansu promieniowania i wyjaśnij zmiany klimatu, które miały miejsce w przeszłości. Opisują również działania człowieka mające wpływ na klimat, takie jak emisje i wylesianie gazów cieplarnianych i aerozoli, a także skutki zjawisk naturalnych. Dostępne na Amazon
Nauka o zmianach klimatu: kurs praktyczny
autor: Blair Lee, Alina Bachmann
Nauka o zmianach klimatu: kurs praktyczny wykorzystuje tekst i osiemnaście praktycznych zajęć wyjaśnianie i nauczanie nauki o globalnym ociepleniu i zmianach klimatu, o tym, jak ludzie są odpowiedzialni oraz o tym, co można zrobić, aby spowolnić lub zatrzymać tempo globalnego ocieplenia i zmian klimatu. Ta książka jest kompletnym, kompleksowym przewodnikiem po niezbędnym temacie środowiskowym. Tematy omówione w tej książce obejmują: w jaki sposób cząsteczki przenoszą energię ze słońca do ogrzania atmosfery, gazy cieplarniane, efekt cieplarniany, globalne ocieplenie, rewolucję przemysłową, reakcję spalania, pętle sprzężenia zwrotnego, związek między pogodą a klimatem, zmianę klimatu, pochłaniacze dwutlenku węgla, wymieranie, ślad węglowy, recykling i energia alternatywna. Dostępne na Amazon
Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.
