Welke omgevingscondities moeten er zijn om het klimaatsysteem op aarde te stabiliseren?  CO2.earth presenteert een paar basisconcepten voor het begrijpen van klimaatstabilisatie in een aardsysteemcontext. Beschouw de links hier bij Stap 3 als een mogelijk startpunt. Het is verre van volledig of af.

Welke omgevingscondities moeten er zijn om het klimaatsysteem op aarde te stabiliseren?  CO2.earth presenteert een paar basisconcepten voor het begrijpen van klimaatstabilisatie in een aardsysteemcontext. Beschouw de links hier bij Stap 3 als een mogelijk startpunt. Het is verre van volledig of af.

 

GB4L

Global Voordat Lokale

 

"We hebben een duidelijker beeld van toekomstige klimaatveranderingen op wereldschaal dan van de lokale gevolgen van een opwarming van de aarde. En we weten waarom."

~ Rasmus E. Benestad 2015 [info]

 

Lokale gegevens zijn variabeler en mogelijk in strijd met algemene wereldwijde trends. Het kan ons veel vertellen, maar wereldwijde gegevens kunnen een planetaire trend signaleren die duidelijker en betrouwbaarder kan zijn dan lokale signalen.

 

Realclimate 2015  Klimaatverandering komt naar een plaats in uw buurt

 

 

Stabilisatie

CO₂ Stabilisatie Vereisten

 

Intro

 

Het IPCC gepubliceerde een 'Veelgestelde vragen' in 2007 dat de veranderingen in atmosferische stabilisatie voor verschillende broeikasgassen kwantificeert op basis van het percentage besparingen in de wereldwijde uitstoot door menselijke bronnen. Grotendeels gebaseerd op die bron, verandert de relatie tussen veranderingen in CO2 emissies en veranderingen in de lucht CO2 is hieronder samengevat.

 

Emissies Wijzigingen vs. atmosferische veranderingen

 

Een wereldwijde 10-daling CO2 emissies zullen resulteren in een 10% vermindering van de groeisnelheid voor atmosferisch CO2 concentraties. Om atmosferisch te stabiliseren CO2 op de korte of de lange termijn zijn veel diepere bezuinigingen nodig.

 

"Een 50% reductie zou de atmosfeer stabiliseren CO2, maar slechts voor minder dan een decennium. Daarna sfeervol CO2 zou naar verwachting weer stijgen als het land en de oceaan zinken dalen als gevolg van bekende chemische en biologische aanpassingen. Volledige eliminatie van CO2 geschat wordt dat emissies zullen leiden tot een langzame afname van de atmosferische CO2 van ongeveer 40 ppm in de 21st eeuw. "

~ IPCC (2007, blz. 824)

 

Short Term Stabilization

 

Om te begrijpen waarom emissies gehalveerd moeten worden om atmosferische stabilisatie te bereiken, leer je over de luchtfractie voor CO2 emissies uit menselijke bronnen. Zie het volgende tabblad voor een inleiding op dit concept. 

 

Long Term Stabilization

 

De verwijzing hierboven naar "volledige eliminatie van CO2 emissies "is niet alleen een geïdealiseerd scenario. Het is een voorwaarde voor langdurige stabilisatie van CO2 concentraties in de atmosfeer.

"Alleen in het geval van in wezen volledige eliminatie van emissies kan de atmosferische concentratie van CO2 uiteindelijk worden gestabiliseerd op een constant niveau. Alle andere gevallen van matig CO2 emissiereducties vertonen toenemende concentraties vanwege de karakteristieke uitwisselingsprocessen die verband houden met het circuleren van koolstof in het klimaatsysteem. "

~ IPCC (2007, blz. 824)

 

Deze informatie is van cruciaal belang voor het begrijpen van het niveau van emissiereducties dat nodig is om de atmosferische stabiliteit te stabiliseren CO2 en praktisch gesproken ook de mondiale temperatuur en het wereldwijde klimaat.

 

Gevolgen van Delay

 

Het vijfde beoordelingsrapport vermeldt ook dat cumulatief CO2 emissies na verloop van tijd verhogen schade en mogelijkheden van onomkeerbare effecten. 

 

"Aanzienlijke bezuinigingen op de uitstoot van broeikasgassen in de komende decennia kunnen de risico's van klimaatverandering aanzienlijk verminderen door de opwarming in de tweede helft van de 21st eeuw en daarna te beperken. Cumulatieve emissies van CO2 bepalen grotendeels het globale gemiddelde oppervlakopwarming aan het einde van de 21st eeuw en daarna. Beperking van risico's tussen RFC's zou een limiet voor cumulatieve emissies van CO2. Een dergelijke limiet zou vereisen dat de wereldwijde netto-uitstoot van CO2 uiteindelijk tot nul afnemen en de jaarlijkse uitstoot in de komende decennia beperken. "

~ IPCC (2014, blz. 19)

 

Andere broeikasgassen

 

Om de uitstoot voorwaarden te identificeren voor het stabiliseren van andere broeikasgassen, zie het IPCC 2007 10.3 FAQ.

 

Conclusie

 

Wetenschappelijke informatie over de stabilisatie van CO2 concentraties wijzen naar nul globaal CO2 emissies uit menselijke bronnen als voorwaarde voor het bereiken en behouden van een gestabiliseerde atmosfeer CO2 niveaus voor de lange termijn. 

 

Discussie

 

De mensheid heeft een aantal keuzes te maken.

Een daarvan is of het al dan niet stabilisatie wil bereiken. De handtekeningen van 195 landen die het Raamverdrag van de VN inzake klimaatverandering, artikel 2 in het bijzonder, hebben aangenomen, geven aan dat de mensheid die keuze in de jaren negentig heeft gemaakt. Onze instellingen kozen voor stabilisatie.

De volgende keuzes zijn de volgende:

1. Tegen welke datum of atmosferische niveaus zal de mensheid een eerste stabilisatie bereiken CO2 en andere broeikasgassen (inclusief een snelle wereldwijde vermindering van de mens CO2 emissies van ongeveer 50%)?
   
   
2. Tegen welke datum of atmosferische niveaus zal de mensheid stabilisatie op lange termijn bereiken CO2 en andere broeikasgassen (via de eliminatie van de mens CO2 emissies).

 

Kruisstukken

 

IPCC 2007  FAQ 10.3: Als de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, hoe snel wil atmosferische verlagen?

Science Daily  Stabiliseren van het klimaat vergt bijna nul koolstofemissies

Carbon Tracker  Fossiele brandstoffen zijn dood. De rest is gewoon detail.

 

Gerelateerde Links

 

GRL 2008  Matthews & Caldeira | Het stabiliseren van het klimaat vereist bijna geen uitstoot [.pdf]

 

Verwante Concept

 

Zie het volgende tabblad voor een kennismaking met "airborne fractie."

 

Referenties

 

IPCC. (2014). Klimaatverandering 2014: Synthese rapport. Bijdrage van werkgroepen I, II en III van het vijfde evaluatierapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change. (Core Writing Team, RK Pachauri en LA Meyer Eds.). Genève, Zwitserland: IPCC. [web + .pdf + Chinese Sigaretten + Korean]

Meehl, GA, Stocker, TF, Collins, WD, Friedlingstein, P., Gaye, AT, Gregory, JM,. . . Zhao, Z.-C. (2007). Wereldwijde klimaatprojecties. Veelgestelde vraag 10.3: Als de uitstoot van broeikasgassen wordt verminderd, hoe snel dalen de concentraties in de atmosfeer dan?   In S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor, & HL Miller (Eds.), Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Bijdrage van werkgroep I aan het vierde beoordelingsrapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 824-825). Cambridge, VK en New York, VS: Cambridge University Press.

 

CO2 AF

CO2 Luchtfractie

 

Kruisstukken

 

GCP  2015 wereldwijde koolstofmarkt begroting highlights (compact)

Science Daily '09  Is de lucht fractie van antropogene CO₂ verhogen?

SkS   CO₂ niveaus en in de lucht fractie

ACS  GHG bronnen en putten

SkS  Commentaar van John Cook

CO₂.aarde  Wereldwijde kooldioxide-uitstoot

 

Papieren

 

ESSD '15  Le Quéré et al. | Wereldwijde koolstofmarkt begroting 2015 [.pdf]

Biogeologie '15 Sitch et al. | Recente trends, regionaal CO2 bronnen en putten [.pdf]

GRL  Is de lucht fractie van antropogene CO₂ uitstoot verhogen?

Nature Geoscience '09  Le Quéré et al. | Trends in de bronnen en putten van CO2 [.pdf via GCP]

 

Referenties

 

Canadell JG et al. (2007) Bijdragen aan atmosferische versnelling CO2 groei van
economische activiteit, de koolstofintensiteit, en de efficiëntie van natuurlijke putten. PNAS 104:
18866-18870, http://www.pnas.org/content/104/47/18866.abstract

Friedlingstein P, Houghton RA, Marland G, Hackler J, Boden TA, Conway TJ,
Canadell JG, Raupach MR, Ciais P, Le Quéré C. Update over CO2 uitstoot. Natuur
Geoscience, Online 21 2010 november.

Le Quéré, C., Moriarty, R., Andrew, RM, Canadell, JG, Sitch, S., Korsbakken, JI,. . . Zeng, N. (2015). Wereldwijde koolstofmarkt begroting 2015. Aardsysteemkunde Data, 7 (2), 349-396. doi: 10.5194 / ESSD-7-349-2015

Raupach MR et al. (2007) Wereldwijde en regionale versnellers CO2 emissies.
Proceedings van de National Academy of Sciences 14: 10288-10293.
http://www.pnas.org/content/104/24/10288

 

 

Traagheid

Klimaatverandering Inertia

 

Inertie in het klimaatsysteem betekent dat de gevolgen van klimaatverandering en klimaatverandering nog decennia tot eeuwen zullen aanhouden nadat de bronfactoren die verantwoordelijk zijn voor de veranderingen zijn verwijderd. Hieronder worden drie soorten traagheid geïntroduceerd die het klimaatsysteem beïnvloeden, samen met het maskerende effect van aerosolen.

Dit tabblad beschouwt de volgende: 

• toegewijd CO2 emissies van de bestaande infrastructuur
• geëngageerde temperatuur en de zeespiegel stijgt van Broeikasgasemissies 'al in de atmosfeer "
• voorafgaande opwarming gemaskeerd door de koelende werking van aërosolen die kan dalen

 

Infrastructuur Inertia

 

Zelfs als de mensheid zich ertoe verbindt de door de mens veroorzaakte bijna te elimineren CO2 emissies, energie en transportinfrastructuur hebben een lange levensduur die aanzienlijk is CO2 emissieverplichtingen voor de komende 50 jaar (Davis et al., 2010). Deze infrastructurele inertie "kan de belangrijkste bijdrage leveren aan de totale toekomstige opwarming van de aarde" (p. 330).

 

Geëngageerde Emissies

 

In een hypothetisch voorbeeld waar toekomst CO2 emissies zijn beperkt tot CO2-emissies die nu bestaan, schatten onderzoekers dat die emissies (van 2010 tot 2060) een stabilisatie van de atmosferische CO2 onder 430 ppm en een gemiddelde opwarming om ongeveer 1.3 ° C boven pre-industriële niveaus te bereiken. Ter vergelijking, scenario's die het mogelijk maken CO2-uitbreidende infrastructuur om uit te breiden resulteerde in opwarming van 2.4 ° C tot 4.6 ° C door 2100 en atmosferisch CO2 van meer dan 600 ppm.

 

Warming Locked In

 

Wereldwijd opwarming van bijna 1.5 ° C boven de pre-industriële tijd (tot ongeveer 0.8 ° C in 2014), is al opgesloten in het systeem aarde door het verleden en voorspelde broeikasgassen (Wereldbank, 2014).

 

Need for Alternatives

 

De onderzoekers merken dat op CO2-emitting infrastructuur die bestond in 2010 was niet voldoende om atmosferisch te pushen CO2 en opwarming van de aarde voorbij de vangraildoelen van 450 ppm CO2 en 2 ° C. Ze waarschuwen dat het de CO2-uitstootende infrastructuur die nog niet is gebouwd en die de wereld blootstelt aan de meest bedreigende klimaateffecten. Om dit scenario te vermijden, zijn buitengewone inspanningen vereist om alternatieven te ontwikkelen (Davis et al., 2010).

 

Climate Change Commitment

 

In een aantal klimaatstudies zijn modellen gebruikt om simulaties uit te voeren die vertraagde klimaatveranderingen en effecten in hypothetische stabilisatiescenario's identificeren en kwantificeren. Deze studies stellen wetenschappers in staat te leren hoe de aarde naar verwachting zal reageren op een stopzetting van de uitstoot van broeikasgassen die het klimaatsysteem opwarmen, en van aerosols die een deel van de opwarming van de broeikasgassen maskeren. Ze laten zien dat de grootste traagheid (vertraagde respons) wordt gevonden in de oceanen, en dat enige traagheid wordt gevonden op mondiale temperatuurniveaus. 

Meehl en zijn mede-onderzoekers (2006) creëerden bijvoorbeeld een hypothetisch scenario waarin de broeikasgasconcentraties in 2000 de komende 100 jaar hetzelfde bleven. De meervoudige simulaties die ze uitvoerden, toonden aan dat "we ons al inzetten voor 0.4 ° C meer opwarming van de aarde tegen het jaar 2100, vergeleken met 0.6 ° C waargenomen opwarming tegen het einde van de twintigste eeuw" (p. 2603). Verder vertoont de temperatuur tekenen van afvlakking 100 jaar nadat de atmosferische broeikasgasniveaus zijn gestabiliseerd.

Het zeeniveau vertoont een grotere traagheid dan de temperatuur op aarde. De stijging van de zeespiegel steeg meer dan het dubbele van de waargenomen stijgingen in de voorgaande 100 jaar (1901 tot 2000). Tegen 2100 laten de 'Meehl-simulaties' een voortdurende stijgende lijn zien. 

Als de wereld plotseling stopt met het verbranden van fossiele brandstoffen op 1 januari volgend jaar, atmosferisch CO2 zou snel stabiliseren. Maar de temperatuur en het zeeniveau zouden nog lang daarna blijven stijgen. Wetenschappers noemen deze vertraagde stabilisatie van de temperatuur en andere klimaateffecten 'klimaatverbintenis'.

 

Onomkeerbaarheid

 

Een groot deel van de klimaatverandering is grotendeels onomkeerbaar op menselijke tijdsschalen, tenzij netto antropogeen CO2 emissies
waren sterk negatief over een aanhoudende periode. Zien IPCC AR5, Ch 12, p. 1033.

 

Aërosolen

 

Matthews en Zickfeld (2012) geschat dat de volledige afschaffing van aërosolen resulteert in opwarming van tussen 0.25 ° C en 0.5 ° C in het decennium na de afschaffing ervan.

 

Conclusie

 

Vertraagde al reacties in het systeem verhoog de urgentie om onmiddellijk actie te ondernemen om alternatieven voor te bouwen en te implementeren CO2 en GHG-emittig-infrastructuur die nu in gebruik zijn.

 

Kruisstukken

 

IPCC '07  AR4 WGI | 10.7.1 | Klimaatverandering verbintenis tot jaar 2300

IPCC '01  Menselijke invloeden te houden veranderende sfeer tijdens 21st Eeuw

Nature '05  Oceanen breiden effecten van klimaatverandering

Wereldbank 14  Zet het vuur [2014 rapport]

 

Referenties

Armor, KC en Roe, GH (2011). Klimaat engagement in een onzekere wereld. Geophysical Research Letters, 38 (1). doi: 10.1029 / 2010GL045850 [GRL + .pdf]

Davis, SJ, Caldeira, K., & Matthews, HD (2010). toekomst CO2 emissies en klimaatverandering van bestaande energie-infrastructuur. Wetenschap, 329 (5997), 1330-1333. doi: 10.1126 / science.1188566

Friedlingstein, P., & Solomon, S. (2005). Bijdragen van het verleden en de huidige menselijke generaties toegewijde opwarming veroorzaakt door kooldioxide. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (31), 10832-10836.

Gillett, NP, Arora, VK, Zickfeld, K., Marshall, SJ en Merryfield, WJ (2011). Aanhoudende klimaatverandering na een volledige stopzetting van de uitstoot van kooldioxide. Nature Geoscience, 4 (2), 83-87. doi: 10.1038 / ngeo1047

Meehl, GA, Washington, WM, Santer, BD, Collins, WD, Arblaster, JM, Aixue, H.,. . . Strand, WG (2006). Klimaatverandering projecties voor de eenentwintigste eeuw en de klimaatverandering inzet in de CCSM3. Journal of Climate, 19 (11), 2597-2616.

Matthews, HD en Zickfeld, K. (2012). Klimaat reactie op nul gesteld de uitstoot van broeikasgassen en aërosolen. Nature Climate Change, 2 (5), 338-341. doi: 10.1038 / nclimate1424

Wigley, TML (2005). De klimaatverandering inzet. Wetenschap, 307 (5716), 1766-1769.

 

C Budget

Carbon Budget

 

Cumulatief carbon budget

IPCC over de begroting

Link naar zickfeld op tijd voor de begroting.

Link naar GCP over begroting gebruikt.

Beleidskeuze = hoeveel links te gebruiken

 

Huffington Post '15 Mann | Hoe dicht zijn wij om gevaarlijke opwarming van de aarde?