Attribution du changement climatique récent

Attribution du changement climatique récent est l'effort pour scientifiquement déterminer les mécanismes responsables des changements relativement récents observés dans la Terre de climat . L'effort se est concentré sur les changements observés au cours de la période de enregistrement de la température instrumentale, lorsque les dossiers sont les plus fiables; en particulier sur les 50 dernières années, alors que l'activité humaine a crû le plus rapidement et les observations de la haute atmosphère sont devenus disponibles. Les mécanismes dominants auxquels les récents changements climatiques a été attribué tous les résultats de l'activité humaine. Ils sont:

• croissant les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre
• des modifications globales à la surface terrestre, comme déboisement
• l'augmentation des concentrations atmosphériques de aérosols.

Des rapports récents du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) ont conclu que:

• «La plupart de l'augmentation observée des températures à l'échelle mondiale en moyenne depuis le milieu du 20e siècle est très probablement due à l'augmentation observée anthropiques de gaz à effet de serre concentrations. "
• "De nouvelles estimations de la anthropique combinée forçage dû à l'effet de serre, des aérosols, et changements de la surface terrestre, il est extrêmement probable que les activités humaines ont exercé une influence nette de réchauffement importante sur le climat depuis 1750. "
• "Il est pratiquement certain que les aérosols anthropiques produisent un net négatif forçage radiatif (effet de refroidissement) avec une plus grande ampleur dans le Hémisphère Nord que dans le Hémisphère Sud.

Le panneau, qui représente consensus dans la communauté scientifique, définit «très probable», «extrêmement probable» et «pratiquement certain» comme indiquant probabilités supérieure à 90%, 95% et 99%, respectivement.

Attributions clés

gaz à effet de serre

Le consensus scientifique a identifié dioxyde de carbone les émissions que le gaz à effet de serre dominante forçant; méthane et l'oxyde nitreux sont également des contributeurs majeurs à l' effet de serre . Le Protocole de Kyoto répertorie ces ensemble avec Hydrofluorocarbones (HFC), Perfluorocarbures (PFC) et L'hexafluorure de soufre (SF6), qui contribuent au changement climatique principalement en interférant avec atmosphériques ozone concentrations. Le graphique à droite des attributs de gaz à effet de serre émissions à huit principaux secteurs économiques, dont les plus grands contributeurs sont centrales (dont beaucoup brûlent du charbon ou d'autres combustibles fossiles ), industriels (processus dont la production de ciment est un contributeur dominant), les transports combustibles (généralement des combustibles fossiles ) et agricoles sous-produits (principalement du méthane à partir de la fermentation entérique et l'oxyde nitreux provenant des engrais utilisation).

L'utilisation des terres

Le changement climatique est attribué à l'utilisation des terres pour deux raisons principales. Alors que 66% des émissions anthropiques de CO ₂ émissions au cours des 250 dernières années ont entraîné la combustion de combustibles fossiles, 33% ont entraîné des changements dans l'utilisation des terres, principalement la déforestation. Déforestation fois réduit la quantité de dioxyde de carbone absorbée par les régions déboisées et les rejets de gaz à effet de serre directement, avec des aérosols, à travers combustion de la biomasse qui accompagne souvent, il. Une deuxième raison que le changement climatique a été attribué à l'utilisation des terres, ce est que l' albédo terrestre est souvent altérée par l'usage, ce qui conduit à forçage radiatif. Cet effet est plus importante au niveau local qu'à l'échelle mondiale.

L'élevage et de l'utilisation des terres

Dans le monde, la production de l'élevage occupe 70% des terres utilisées pour l'agriculture, soit 30% de la surface des terres libres de glace de la Terre. Les scientifiques attribuent plus de 18% des émissions de gaz à effet de serre anthropiques pour le bétail et les activités liées à l'élevage comme la déforestation et de plus en plus des pratiques agricoles gourmandes en carburant. Attributions spécifiques au secteur de l'élevage comprennent:

• 9% de mondiale de dioxyde de carbone des émissions
• 35-40% des mondiaux méthane émissions (principalement en raison de la fermentation entérique et fumier)
• 64% des globale émissions d'oxyde nitreux, principalement en raison de l'engrais utilisation.

Aérosols

Avec une quasi-certitude, le consensus scientifique a attribué diverses formes de changement climatique, principalement des effets de refroidissement, à des aérosols, qui sont de petites particules ou des gouttelettes en suspension dans l'atmosphère. Les principales sources à laquelle sont attribués aérosols anthropiques comprennent:

• combustion de la biomasse tels que brûlis déforestation. Les aérosols sont principalement produites noir de carbone.
• industriel la pollution de l'air, qui produit suie et aéroportées sulfates , nitrates , et ammonium
• poussière produite par effets de l'utilisation des terres, comme la désertification

Attribution du changement climatique du 20ème siècle

Un modèle climatique global de reconstruction de l 'de changement de température au cours du 20e siècle comme le résultat de cinq ans a étudié les facteurs et la quantité de changement de température attribué à chaque forçage.

Au cours des 150 dernières années, les activités humaines ont libéré des quantités croissantes de gaz à effet de serre dans l' atmosphère . Cela a conduit à l'augmentation de la température mondiale moyenne, ou le réchauffement climatique . Autres effets sur l'homme sont-pertinente pour exemple, le sulfate aérosols sont censés conduire à refroidissement et facteurs naturels contribuent également. Selon le enregistrement de la température historique du siècle dernier, la température de l'air près de la surface de la Terre a augmenté d'environ 0,74 ± 0,18 ° Celsius (1,3 ± 0,32 ° Fahrenheit).

Une question d'importance historique dans le changement climatique recherche a considéré l'importance relative de l'activité humaine et non les causes anthropiques au cours de la période de enregistrement instrumental. Dans le rapport 1995 secondes d'évaluation (SAR), le GIEC a fait la déclaration largement cité que «La prépondérance de la preuve suggère une influence perceptible de l'homme sur le climat mondial". L'expression «prépondérance de la preuve» a suggéré la (anglais) norme de preuve de droit commun nécessaire en matière civile, par opposition aux juridictions pénales: pas aussi élevé que «au-delà de tout doute raisonnable". En 2001, le troisième rapport d'évaluation (TAR) a affiné cette, en disant "Il ya des preuves nouvelles et plus fort que la plupart du réchauffement observé au cours des 50 dernières années est imputable aux activités humaines». Le quatrième rapport d'évaluation de 2007 (GT1 RE4) a renforcé cette conclusion:

• "Le réchauffement anthropique du système climatique est très répandue et peut être détecté dans les observations de température prises à la surface, dans l'atmosphère libre et dans les océans preuve de l'effet d'influences extérieures, à la fois naturelles et anthropiques., Sur le système climatique a continué à accumuler depuis le TRE ".

Au cours des cinq dernières décennies, il ya eu un réchauffement de la planète d'environ 0,65 ° C (1,17 ° F) à la surface de la Terre (voir record historique de température). Parmi les facteurs qui pourraient produire des changements dans la température moyenne de la planète sont la variabilité interne du système climatique, forçage externe, une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre, ou toute combinaison de ceux-ci. Les études actuelles indiquent que l'augmentation de l'effet de serre, notamment _de CO2, est principalement responsable du réchauffement observé. Preuve de cette conclusion comprend:

• Les estimations de la variabilité interne des modèles climatiques, et des reconstructions de températures passées, indiquent que le réchauffement est probablement pas tout à fait naturel.
• Les modèles climatiques contraints par des facteurs naturels et augmenté l'effet de serre et les aérosols reproduisent les variations de température observées mondiaux; ceux qui sont contraints par des facteurs naturels ne suffisent pas à .
• Méthodes "empreinte digitale" indiquent que le modèle de changement est plus proche de celle attendue de serre forcée gaz changement que de l'évolution naturelle.
• Le plateau de réchauffement des années 1940 aux années 1960 peut être attribuée en grande partie à un refroidissement des aérosols de sulfate.

En 2001, les États-Unis National Academy of Sciences a publié un rapport soutenant les conclusions du GIEC sur les causes du changement climatique récent. Il a déclaré: «gaz à effet de serre se accumulent dans l'atmosphère terrestre en raison des activités humaines, ce qui provoque des températures de l'air en surface et les températures sous la surface de l'océan à la hausse. Les températures sont, en fait, en hausse. Les changements observés au cours des dernières décennies sont susceptibles principalement en raison de activités humaines, mais nous ne pouvons pas exclure qu'une partie importante de ces changements sont aussi le reflet de la variabilité naturelle ".

Détection vs attribution

Les émissions par habitant de gaz à effet de serre par pays, y compris le changement d'utilisation des terres

Détection et attribution des signaux climatiques, ainsi que son sens de bon sens, a une définition plus précise dans la littérature sur le changement climatique, telle qu'elle est exprimée par le GIEC .

Détection d'un signal montrant que nécessite un changement observé est statistiquement significativement différente de celle qui peut être expliqué par la variabilité interne naturelle.

Paternité nécessite démontrant qu'un signal est:

• probablement pas entièrement due à la variabilité interne;
• compatible avec les réponses estimées à la combinaison donnée de forçage anthropique et naturel
• pas compatible avec d'autres explications plausibles, physiquement du changement climatique récente qui excluent des éléments importants de la combinaison donnée de forçages.

La détection ne implique pas l'attribution, et est plus facile que l'attribution. Attribution sans équivoque exigerait des expériences contrôlées avec de multiples copies du système climatique, qui ne est pas possible. Attribution, comme décrit ci-dessus, peut donc se faire dans une certaine marge d'erreur. Par exemple, le GIEC de Quatrième rapport d'évaluation dit "il est extrêmement probable que les activités humaines ont exercé une influence nette de réchauffement importante sur le climat depuis 1750», où «extrêmement probable» indique une probabilité supérieure à 95%.

Suite à la publication du troisième rapport d'évaluation (RAT) en 2001, "détection et l'attribution" du changement climatique est resté un domaine de recherche actif. Quelques résultats importants comprennent:

• Un examen des études de détection et d'attribution par l'international Ad Hoc Détection et attribution groupe a constaté que "les facteurs naturels tels que la variabilité solaire et activité volcanique sont au plus partiellement responsable des changements de température à grande échelle observées au cours du siècle passé, et qu'une grande partie de la réchauffement sur les 50 derniers ans le peuvent être attribuée à gaz à effet de serre augmente. Ainsi, la recherche récente appuie et renforce la conclusion du GIEC troisième rapport d'évaluation que «la plupart du réchauffement de la planète au cours des 50 dernières années est probablement dû à l'augmentation de l'effet de serre.»
• Reconstructions indépendantes multiples de l' enregistrement de la température des 1000 dernières années confirment que la fin du 20e siècle est probablement la période la plus chaude en ce moment
• Deux articles parus dans Science en Août 2005 de résoudre le problème, évident au moment de la TAR, de troposphériques tendances de la température. La version UAH du dossier contenait des erreurs, et il existe des preuves de l'évolution de refroidissement parasites dans le dossier de radiosondage, en particulier dans les régions tropicales. Voir les mesures de température par satellite pour plus de détails; et le rapport US CCSP 2006.
• Barnett et ses collègues disent que le réchauffement observé des océans "ne peut pas être expliqué par la variabilité naturelle du climat interne ou forçage solaire et volcanique, mais il est bien simulée par deux anthropogénique forcée modèles climatiques, "de conclure qu '« il est d'origine humaine, une conclusion robuste aux différences d'échantillonnage et de modèle d'observation "
• Bratcher et Giese observé des conditions qui "pourrait être une indication d'un changement de régime climatique à des conditions pré-1976." Bratcher et Giese concluent: «Les résultats présentés ici ne excluent pas la possibilité que les sources anthropiques de gaz à effet de serre ont contribué au réchauffement climatique Cependant, les résultats ne indiquent que la partie forcé humaine du réchauffement climatique peut être inférieur décrit précédemment.."

La littérature et l'opinion scientifique

Quelques exemples de soutien publié et informel pour le consensus:

• L'attribution du changement climatique est examinée en détail, avec des références à la recherche évaluée par les pairs, dans le chapitre 12 du TRE du GIEC, qui traite Le sens de Détection et attribution, Comparaison quantitative des observés et modélisés changements climatiques, Méthodes Motif de corrélation et Méthodes optimales empreintes digitales.
• Un essai en Sciences sondé 928 résumés liés aux changements climatiques, et a conclu que la plupart des rapports de journal accepté la consensus. Cette question est examinée plus loin dans avis scientifique sur le changement climatique.
• Une étude récente (Estimation des contributions naturelles et anthropiques à vingtième changement de température de siècle, Tett SFB et al., JGR 2002), affirme que «Notre analyse suggère que le début du XXe réchauffement siècle peut être mieux expliqué par une combinaison du réchauffement dû à l'augmentation de l'effet de serre et de forçage naturel, un certain refroidissement en raison d'autres forçages anthropiques, et un intérêt, mais pas impossible, la contribution de la variabilité interne. Dans la seconde moitié du siècle, nous trouvons que le réchauffement est en grande partie causée par des changements dans l'effet de serre, avec des changements dans les sulfates et, peut-être, d'aérosol volcanique compensation d'environ un tiers du réchauffement ».
• En 1996, dans un article Nature intitulé "A la recherche des influences humaines sur la structure thermique de l'atmosphère", Benjamin Santer D. et al. a écrit: "Les structures spatiales observées du changement de température dans l'atmosphère libre de 1963 à 1987 sont similaires à celles prédites par des modèles à la pointe de l'art climatiques incorporant diverses combinaisons de changements de dioxyde de carbone, d'origine anthropique aérosols sulfatés et les concentrations d'ozone stratosphérique. Le degré de similitude entre les modèles tendance et observations augmente pendant cette période. Il est probable que cette tendance est partiellement due aux activités humaines, bien que de nombreuses incertitudes demeurent, en particulier concernant les estimations de la variabilité naturelle ".
• Certains scientifiques ont noté pour leur vision quelque peu sceptiques du réchauffement climatique accepter que le changement climatique récente est surtout d'origine anthropique. John Christy a dit qu'il soutient la Union géophysique américaine (AGU) déclaration, et est convaincu que les activités humaines sont la principale cause de réchauffement de la planète qui a été mesuré.

Certains scientifiques sont en désaccord avec le consensus: voir liste des scientifiques opposés consensus du réchauffement planétaire. Par exemple Willie Soon et Richard Lindzen dire qu'il n'y a pas suffisamment de preuves pour l'attribution anthropique. Généralement cette position nécessite de nouveaux mécanismes physiques pour expliquer le réchauffement observé; par exemple «Climat hypersensibilité au forçage solaire?", Bientôt W et al., 2000, Annales Geophysicae-Atmosphères hydrosphère et l'espace Sciences 18 (5).

Conclusions qui compliquent attribution à CO ₂

Réchauffement conduit parfois CO ₂ augmente

Des facteurs autres que l'accroissement des concentrations de CO ₂ peut initier réchauffement ou de refroidissement épisodes (voir, par exemple, forçage orbital). L'enregistrement des carottes de glace montre que dans certaines occasions température commence la hausse des centaines d'années avant de CO ₂ augmente. Ces résultats confirment que la relation entre le CO ₂ et le climat peut aller dans les deux sens: les changements dans les concentrations de CO ₂ affectent le climat, tandis que les changements climatiques peuvent affecter concentrations _de CO _2. Un mécanisme proposé pour cet effet est augmenté dégagement de CO ₂ séquestré des océans comme des modèles de circulation changent, peut-être brutalement, en réponse au changement climatique.

Une conclusion plus spéculative et polémique parfois tirée est que le lien de causalité entre les hausses de température et CO ₂ concentrations mondiale est à sens unique, de sorte que les augmentations historiques de CO ₂ ont rien de plus que le produit de la hausse des températures indépendamment été. Toutefois, un "one-way" vue strictement de la relation entre le CO ₂ et de la température contredit les résultats de base en physique, en particulier le fait que l'absorption et l'émission de rayonnement infrarouge par le CO ₂ augmente à mesure que sa concentration atmosphérique augmente.

Premières principes ainsi que l'observation empirique suggèrent que les réactions positives de concentrations de CO ₂ amplifient initialement, le réchauffement causé par d'autres facteurs:

Fermer l'analyse de la relation entre les deux courbes [ie, température et CO _2] montre que, dans les incertitudes de leurs échelles de temps correspondant, la température dirigée par quelques siècles. Ce est prévu, puisque ce était la variation des paramètres orbitaux de la Terre (y compris la forme de son orbite autour du Soleil, et l'inclinaison de l'axe de la Terre) qui a causé la faible hausse de température initiale. Ce ensuite soulevé les niveaux de CO2 dans l'atmosphère, en partie par le dégazage des océans, provoquant une élévation de température plus loin. En amplifiant la réponse de l'autre, ceci de «rétroaction positive» peut transformer une petite perturbation initiale dans un grand changement climatique. Il ne est donc pas surprenant que la température et de CO2 ont augmenté en parallèle, avec la température d'abord à l'avance. Dans le cas présent, la situation est différente, parce que les actions humaines sont l'élévation du niveau de CO2, et nous commençons à observer la réponse de la température.

Présents niveaux de CO ₂ dépassent largement la gamme trouvée dans les données des carottes de glace. L'analyse isotopique du CO ₂ atmosphérique confirme que la combustion de combustibles fossiles est la source de la plupart de l'augmentation du CO _2, à la différence pendant les périodes interglaciaires précédentes. Comme indiqué plus haut, les modèles qui incluent augmenté niveaux de CO ₂ lors de la simulation match climatique récent les données observées beaucoup mieux que ceux qui ne le font pas.

Réchauffement sur d'autres planètes?

Au cours des deux dernières décennies des preuves du réchauffement proxy local ou planétaire a été observée sur Mars , Pluton , Jupiter et Neptune plus grande lune Triton. Il a parfois été affirmé dans la presse populaire que cela indique une explication solaire pour le réchauffement récent sur la Terre. Physicien Khabibullo Abdusamatov affirme que la variation solaire a causé le réchauffement climatique sur Terre, et que les réchauffements coïncidentes "ne peut être une conséquence ligne droite de l'effet de l'un même facteur: un changement de longue date dans l'irradiance solaire." Ce point de vue ne est pas acceptée par d'autres scientifiques. Physicien planétaire Colin Wilson a répondu: «Ses vues sont totalement en contradiction avec l'opinion scientifique dominante", et spécialiste du climat Amato Evan a déclaré, "l'idée ne est tout simplement pas pris en charge par la théorie ou par les observations." Charles Long, de Pacific Northwest National Laboratory, qui étudie le transfert radiatif, dit "Ce est écrous ... Il n'a pas de sens physique que ce est le cas." Jay Pasachoff, un professeur d'astronomie à Williams College, a déclaré que le réchauffement planétaire de Pluton était "probablement pas liée à celle de la Terre. La façon majeure ils pourraient être connectés est si le réchauffement a été causée par une forte augmentation de la lumière du soleil. Mais la constante solaire-la quantité de lumière reçue chaque deuxième attentivement surveillées par le vaisseau spatial, et nous savons la sortie du Sun est beaucoup trop régulière pour être modifier la température de Pluton. " Au lieu de cela, l'opinion scientifique est que ces variations soient causées par d'autres facteurs, tels que les irrégularités de l'orbite ou (dans le cas de Mars) changements dans l'albédo à la suite des tempêtes de poussière.