今天是一个引人注目的研究论文50周年全球变暖。
气象学家约翰•索耶写的文章,题为“人造二氧化碳和温室效应”——《华尔街日报》发表的自然在1972年。
论述了所涉及的关键概念的一些人类引起的全球变暖,使第一个预测未来的全球变暖,气温将上升0.6摄氏度的20世纪。
索耶的计算结果是只有轻微高估的世界如何会温暖他的论文发表后的几十年。
他的论文指出,“尽管巨大的大气质量和所涉及的非常大的能量的天气系统产生我们的气候”,人类活动的影响是“接近的规模,他们不能完全无视贡献者气候和气候变化”。
先锋
约翰·S·索亚FRS(1916 - 2000)是英国气象学家气象局开始,作为一个技术官与英国皇家空军在第二次世界大战期间,成为研究主任。
在他的许多荣誉,他是总统世界气象组织的大气科学委员会biwei6868和当选的一员英国皇家学会在1962年。他也是一个人的皇家气象学会并担任总统从1963年到1965年。
索耶的纸上画几个气候科学的先驱的工作。biwei6868他讨论了全球碳循环的原则,工业发展的作用随着大气中二氧化碳水平上升的驱动程序,并影响因素响应全球气温的上升二氧化碳。
例如,他指出,“最近工业发展进行以越来越快的速度,这样的输出人造二氧化碳已经或多或少增加指数”。
索耶的论文展示了一个早期版本的偶像级”林曲线“图的大气中的二氧化碳在夏威夷的莫纳罗亚山(见下文)。他指出,大气中的二氧化碳是建立在大约一半的速度排放由于另一半的吸收全球植被和海洋:
“只要继续增加的二氧化碳量成倍增长,它是合理的假设相同的比例目前(一半)将在大气中停留大约相同数量将进入另一个水库。”
他还提到了瑞典的气象学家伯特柏林——后来成为第一个主席政府间气候变化专门委员会(IPCC)——估计增长25%大气中的二氧化碳的20世纪。
早期预测
索耶的论文继续解释的一些关键过程的二氧化碳上升温暖的气候,包括温室效应的原理和增加水蒸气的作用作为一个反馈变暖。他写道:
“二氧化碳的主要气体之一参与辐射交换在大气和地球辐射的热含量,改变大气中二氧化碳的含量可能会影响这个过程。”
他描述了额外的二氧化碳为“(ing)倾向于作为一个毯子使地球温暖”。
索耶还提到的工作Syukuro Manabe气候模拟的先驱,在2021年被授予诺贝尔物理奖。
Manabe计算出一倍的大气中的二氧化碳会导致全球温度增加了2.4 c。结合柏林时建议增加25%的二氧化碳导致了索耶的预测全球温度增加了0.6摄氏度的20世纪的结束。他指出,这将是“一个量略大于近几个世纪的气候变化”。
这种预测的变暖尤为显著,因为它出版后一段时间的轻微下降,全球气温在过去的二十年。尽管地球温暖上半年的20世纪,工程师和业余科学家人卡已将此归因于上升的二氧化碳——1960年代,气候科学家们注意的是,实际上变暖趋势了逆转。
高调回归预测气候变暖可能会有感觉就像一个大胆的预测,但当然是完全正确——全球温度再次上升在1970年代所做的那样。
索耶没有指定上升0.6摄氏度是如何定义的,他没有分配一段的平均温度将会移除同比自然变化的影响。
下面的图表显示了索耶的预测(红色线)比较观察到温度假设预测适用于二十年2000年左右(黄线)相比,20年左右他的论文发表日期(蓝线)。
根据这个定义,索耶预测气候变暖的0.6摄氏度是一个高估,但在25%的观察到的变暖的0.48摄氏度。
不确定性
有很多的不确定性和缺点和索耶的方法及其应用,其中一些论文中他指出以后和其他人这才清楚。
例如,索耶指出,Manabe的模型没有包括云的影响或冰雪覆盖的损失,这两种影响多少变暖发生在应对二氧化碳增加。
索耶的下面的图表说明了“大气的辐射平衡的方面”。
Manabe变暖估计2.4 c代表现在称为平衡气候敏感性(ECS)是全球气温的长期反应两倍的二氧化碳。(Manabe的估计比IPCC的低最近中央3 c的估计。)
索耶还指出,计算不考虑滞后变暖造成的长时间尺度的热吸收海洋——也被称为“热惯性”。气候变暖的预测在几十年里,他真正需要的不是ECS但瞬时气候响应(TCR)。这是全球变暖的二氧化碳达到翻了一番,而不是由ECS的长期反应。考虑海洋的热惯性会导致气候变暖的一个较小的预测。
柏林时增加25%的二氧化碳变成了一个高估,与二氧化碳实际上只达到367 ppm (ppm)在2000年。在他的论文中,索耶援引319年的1969 ppm的最新估计在莫纳罗亚山二氧化碳浓度,但现代,调整记录给的323 ppm值。实际增加的二氧化碳在论文的出版和20世纪的结束,因此,只有14%,这将使索耶预测一个较小的温度上升。
此外,索耶不包括其他温室气体排放(温室气体)的影响,如甲烷、一氧化二氮、臭氧和氯氟化碳(氟氯化碳)。包括这些会增加他的预测变暖。另一方面,他也省略了从空气污染气溶胶粒子的影响,冷却效果,总的来说,有一个由一些太阳辐射反射回太空,包括这些会降低他的预测变暖。省略的客座率温室气体和气溶胶的整体效果因此可能很小。
索耶是充分意识到,他的预测有很大的不确定性,指出在他的论文:
“尽管巨大的并发症试图计算大气的整体循环风和由此产生的云和雨分布,它是可能的,只有用这种方法可以基于良好的估计可能的人为造成的气候变化。”
而他发表的预测被证明是一个高估的变暖被20世纪的结束,更准确的估计二氧化碳上升,考虑到海洋的热惯性就会给一个较小的预测变暖,甚至可能导致低估了在他的简单方法。
复杂的模型
索耶的论文要求更复杂的计算使用“复杂的模型”代表的完整循环大气和云层的过程,降水和各种反馈。
他也预见的挑战处理流程操作在非常小的尺度上,如个人云。例如,他写道:
“最困难的是设计一种方法计算的云会在一个特定的循环政权因为个人对待云太小;云层覆盖地区的统计行为组件必须计算,尚不清楚这可能实现。”
从那时起,这样的模型已经开发出来,现在庞大的规模和复杂性,但即便如此才刚刚开始捕获的一些关键小规模的过程。
在他的论文中,索耶表示,预计0.6摄氏度变暖是“没有引起恐慌”,但他确实注意潜在的经济重要性:
“然而,一定不能忽视气候变化的只有一小部分摄氏度有相当大的经济重要性,作为自然波动的经验已经证明。更频繁的严重的冬天或霜很容易影响敏感的经济作物。”
然而,不断排放的温室气体有进一步变暖引起自那时以来,几乎没有消退的迹象,一些气候科学家会这么随意。政府间气候变化专门委员会是现在非常清楚紧急行动减排和适应需要保持“宜居、可持续的未来”。
索耶于2000年9月去世,所以活到看到他的预测成真。他的论文仍然是一个经典——早期的例子对当代人类对气候影响的理解通过燃烧化石燃料。
索耶,j . s .人造二氧化碳(1972)和“温室效应”,自然,doi: 10.1038 / 239023 a0。一个pdf的纸也可以发现这个链接。