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非强制变更:2018年12月

提交如下: -集团@2018年12月2日

本月气候科学主题的开放主题。请使用强制响应解决方案和政治的线索。

第四次国家气候评估报告

提交如下: -加文,2018年11月23日

在可能是气候报告历史上最大的“星期五晚间新闻堆”中,期待已久的第四次国家气候评估NCA4)今天发布(比大家预期的早了大约两周)。

这个摘要常见问题解答(PDF)是好的,以及气候学家简报也值得一读。基本情况完全不足为奇,但对NCA真正感兴趣的是美国10个特定地区的脆弱性和部门影响方面的详细工作。这些部分的写作团队包括一大批科学家和当地利益相关者,因此如果你认为气候报告是老的一样,老了,在那里你应该去读一些你以前可能看不到的东西。

显然,因为报告今天下午2点才发布,没有任何严重的禁运,大多数带你读的东西今天或明天都会很肤浅,但是在接下来的几天里应该有更多的讨论。请随时提出具体问题或提出以下主题。

限制海洋热含量的长篇故事必威官网

提交如下: -加文,2018年11月21日

科学家们在20世纪80年代预测,海洋中会发现人为气候变化的关键指纹。如果他们是正确的,温室气体的增加正在改变进入系统的热量,必威官网然后是热容量最大的部件,必威官网海洋,大部分热量都会聚集在那里。必威官网

我们已经尝试了近20年来描述这种变化,但是,确认这些预测的道路并非一帆风顺…

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Resplandy等人纠正和响应

提交如下: -集团@2018年11月14日

客人评论来自拉尔夫·基林(UCSD)

我,与其他合著者Resplandy等人(2018),希望解决自年我们的论文发表以来引起我们注意的两个问题。 自然 上周。这些问题并没有使其所依据的方法论或对海洋生物地球化学的新见解失效,但它们确实影响了我们推断的平均变暖率,更重要的是,计算的不确定性。

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工具书类

  1. L.呼吸,射频基林是的。埃德巴尔M.K.布鲁克斯R.王L.BoppM.C.长,J.P.唐恩WKoeveA.奥斯基利“大气氧气和二氧化碳成分变化对海洋热吸收的量化”,必威官网自然,卷。563个,聚丙烯。105-108,2018。http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0651-8

非强制变更:2018年11月

提交如下: -集团@2018年11月1日

本月关于气候科学问题的公开话题。

对新事物很感兴趣Resplandy等人纸(瓦波)在Twitter上进行一些探索,即

与此同时,这个CMIP6模型输出开始出来了…

气候变化和极端夏季天气事件——未来仍在我们手中


2018年夏季,发生了前所未有的一系列极端天气事件,从日本的洪水中,北美洲创纪录的热浪,必威官网欧洲和亚洲,威胁到希腊甚至北极部分地区的野火。美国西部必威官网的热和干旱在史上最严重的加州野火中达到顶峰。这是面对气候变化,我当时说.

这里与气候变化的一些联系非常直接。其中之一最简单的关系在所有的大气科学中,都告诉我们,随着温度的升高,大气中的含水量成倍增加。增加的水分意味着在短时间内可能会有更多的降雨,即更严重的洪水。同样的热力学关系,具有讽刺意味的是,也解释了为什么随着地面温度的升高,土壤的水分以指数形式蒸发得更多,有利于许多地区的极端干旱。夏季热浪频率和必威官网强度增加,甚至适度(例如由于行为当你移动曲线的中心时,正的“尾巴”的钟形曲线甚至少量。把极端的高温和干旱结合起来,你会必威官网变得更强大,野火蔓延得更快。这不是火箭科学。

但还有更多的故事。因为使这些事件如此具有破坏性的不仅仅是气象事件的极端性质,而是它们的持续性。当一个低压中心一次在同一地点停下来并逗留几天时,你会得到记录在案的降雨量和空前的洪水。这就是发生的事情飓风哈维去年和佛罗伦萨飓风今年。这也是发生在日本洪水今年夏天早些时候记录夏季降雨量我们在宾夕法尼亚州度过了这个夏天。相反地,当高压中心停在同一位置时,就像加州发生的那样,欧洲,去年夏天,亚洲甚至进入了欧洲北极,你得到了创纪录的热量,必威官网干旱和野火。

像詹妮弗·弗朗西斯这样的科学家有联系气候变化导致极端天气事件增多,尤其是在冬季,急流和“极涡”相对强劲而充满活力。北半球急流的存在是由于中纬度(中心在45N左右)暖赤道和冷北极之间的温度差异很大。由于冰的融化和其他加剧极地变暖的因素,北极的变暖速度比地球其他地方快,对比度在下降,喷射流变慢了.就像一条河流在缓坡上蜿蜒向大海时,往往会出现宽阔的曲流。当温度对比度降低时,急流中向东迁移的摆动(称为罗斯比波)的振幅也会变大。急流中的摆动越大,天气就越极端,其峰值对应于表面的高压,波谷对应于表面的低压。喷射流越慢,这些极端天气在同一地点停留的时间越长,给了我们更多持久的极端天气。

此外,在夏天还会发生其他事情,当极地温度对比度特别弱时。大气可以表现得像一个“波导”,将较短波长的罗斯比波(那些能在北半球周围的一个完整回路中容纳6到8个全波长的波)限制在以中纬度为中心的相对较窄纬度范围内,阻止它们向低纬度和高纬度辐射能量。这使得在这个波长范围内的一般弱扰动通过共振的物理过程而增强,在次大陆尺度上产生非常大的峰谷,即异常极端的区域天气异常。这种现象被称为准共振放大或“qra”,和(见下图)。

近几十年来,许多最具破坏性的极端夏季天气事件都与QRA有关。包括2003年的欧洲热浪,必威官网2010年俄罗斯热浪和野火以及巴基必威官网斯坦洪水(见下文)。以及2011年德克萨斯州/俄克拉荷马州干旱。最近的例子包括2013年欧洲洪水,2015年加州野火,2016年阿尔伯塔省的野火的确,去年夏天我们目睹了前所未有的一系列极端夏季天气事件。

随着时间的推移,这些事件频率的增加被视为与北极放大指数(北极和北半球其他地区变暖的差异)相一致。暗示有联系(见下图)。

去年,我们(我和包括RealClimate同事Stefan Rahmstorf在内的一组合作者)发表了文章自然杂志科学报告 证明这一点同样的放大北极变暖模式(“北极放大”)减缓了急流,实际上也增加了QRA发作的频率。这意味着在夏季,当急流已经处于最脆弱状态时,区域极端天气将持续更长的时间。基于对气候观测和历史气候模拟的分析,我们得出的结论是,人类对QRA影响的“信号”很可能是在过去十年半的时间里从自然变异的“噪音”中产生的。2018夏天,我会说,那个信号不再微妙了。它在我们的电视屏幕和报纸头条上以史无前例的全半球特大洪水的形式实时播放,旱灾,必威官网热浪和野火。

在一个后续文章刚刚发表在美国科学院学报上科学进展,我们使用最先进的气候模型模拟来研究未来的QRA预测。值得注意的是,由于技术原因,我们不能直接分析气候模型模拟中的QRA行为。大多数气候模型都是以纬度或更高一个度数的网格分辨率运行的。描述罗斯比波qra行为的物理学在气候模型方面面临着严峻的挑战,因为它涉及到喷气流风相对于纬度的二阶数学导数。当从网格字段计算一个数值一阶导数时,误差会急剧增加,而当计算二阶导数时,误差会更大。我们的计算表明,上述关键术语的平均气候模型误差比观测值高出300%以上。相比之下,模型的平均误差在纬向温度平均值上小于1%,在纬向温度导数上仍只有30%左右。betway体育手机版

最后一个数量尤其重要,因为qra事件已被展示在低层大气温度的纬度变化方面有一个明确的特征。通过被称为热风,事实上,喷流风的大小很大程度上取决于低空大气中喷流风数量的平均值。正如我们在上面看到的,这些模型很好地捕捉到了这一数量(很大程度上是因为温度随纬度的变化以及它对日益增加的温室气体浓度的反应取决于人们很好理解的物理现象以及由气候模型很好地表示的物理现象)。

这些发现,顺便说一句,它有更广泛的含义。首先,用于评估当前极端天气事件可归因于气候变化的程度的基于气候模型的研究可能低估了气候变化的影响。例如,一项基于模型的研究建议今年夏天,气候变化只增加了欧洲极端热浪的可能性一倍。必威官网正如我当时发表了评论,这个估计可能太低了,因为它不能解释我们碰巧知道的角色,在这种情况下,在那个项目中,QRA发挥了作用。同样地,用于预测极端天气行为未来变化的气候模型可能低估了未来气候变化可能对持续性夏季极端天气发生率的影响,就像我们去年夏天看到的那样。

那么,我们的研究对未来有什么看法呢?betway体育手机版我们发现,如果我们继续简单地向大气中添加二氧化碳,QRA事件的发生率可能会以近几十年来的相同速度继续增加。但也有一个问题:未来用于预测未来气候的排放情景还必须考虑除温室气体以外的其他因素。历史上,例如,使用早于清洁空气法案的旧煤炭技术,会产生二氧化硫气体,这些气体会逸出到大气中,在那里与其他大气成分发生反应,形成所谓的气溶胶。

这些气溶胶在美国引起酸雨和其他环境问题。在20世纪70年代的工厂被要求安装“洗涤器”以在二氧化硫离开工厂烟囱之前除去它。这些气溶胶也反射入射的阳光,因此在工业中纬度地区产生了冷却作用。一些国家,像中国一样,仍在从事老年人,更脏的燃煤形式。如果我们像往常一样继续燃烧化石燃料,但是像中国这样的国家为了避免空气污染而向更现代的“清洁”燃煤过渡,在接下来的半个世纪里,我们很可能会看到气溶胶的大量减少。政府间气候变化专门委员会(IPCC)的“RCP 8.5”方案基本上作出了这样的假设,一种“照常经营”的未来排放情景,到本世纪末,相对于工业前水平(280份/百万)和大约4-5C(7-9F)的全球变暖,二氧化碳浓度增加了两倍多。

因此,在未来几十年中,预计冷却气溶胶的消失会在夏季中纬度地区产生特别大的暖化(当有最多的阳光照射时,而且,因此,最能反射回太空的阳光)。各IPCC气候模型的平均值,中纬度地区的变暖甚至超过北极地区,换句话说,与北极放大相反,即北极去放大(见下图)。在气溶胶消失后的世纪后期,温室效应再次占主导地位,我们再次看到QRA事件的增加。

所以,有没有希望避免像2018年夏天那样的未来夏天?大概不会。但在我们迅速远离化石燃料并将温室气体浓度稳定在450百万分之一以下的情况下,让我们有大约50%的机会避免2c/3.6f的行星变暖(所谓的“RCP 2.6”IPCC方案),我们发现QRA事件的频率在当前水平上保持大致不变。

虽然我们将来可能还要面对更多的夏天,比如2018年,我们可能会防止夏季极端天气持续加剧。换言之,当面临危险和破坏性的极端夏季天气时,我们仍然掌握着未来。从化石燃料到可再生能源的快速转变只是我们意志力的问题。

水银另一种地质上持久存在的行星毒

提交如下: -大卫,2018年10月29日

真正让我对化石燃料燃烧引起的全球变暖感到内疚的是betway体育手机版会持续多久.从地球深处开采并注入大气“快速碳循环”的碳,海洋,地表将继续影响大气CO浓度,和气候,未来几十万年,除非我们净化空气我们自己。

结果表明,人类排放的汞元素(Hg)将提高环境中的汞浓度,在高营养水平的海鲜中,几千年后的未来。与碳循环有很多相似之处。但是,与碳循环不同,汞循环是不可能清除的。
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打破气候变化的局面

提交如下: -加文,2018年10月26日

本周我在《纽约时报》上发表了一篇专栏文章:

科学家如何破译气候变化的案例
地球上最大的犯罪现场就是这个星球。我们知道地球正在变暖,但是谁或是什么导致了这一切?
爱米利亚米什基兹

你们中的许多人会从之前的现实气候片段中认识到这个比喻(这是最早的一个我想,从2007)事实上,工作名称是“CSI:行星地球”。过程描述和结论是从多个来源得出的,这些来源是关于近期气候趋势的归因(在这里在这里等)以及地面温度趋势的数据可视化彭博新闻.

在twitter上有很多关于这个的评论-非常感谢,betway体育手机版一些期待,还有一些有趣的。预期的批评来自那些似乎根本没有读过这篇文章的人(“气候以前已经改变了!”—一项无人争议的主张,以及许多毫无意义的反证论据。在更有趣的评论主题中,是由泰德·诺德豪斯发起的

我的回答基本上是,这可能是他的老帽子(也许这里有很多读者)。但是,我经常感到惊讶的是,有那么多人——甚至是那些关注气候的人——不知道我们是如何做归因的,也不知道IPCC声明背后的科学是多么坚实。betway体育手机版从许多评论来看,当然,只有那些已经确信的人才能阅读这些文章。但是问有多少人被这样的文章说服是一个有效的问题,我真的不知道答案。有人吗?

工业前人为二氧化碳排放量:多大?

提交如下: -迈克,2018年10月11日

来宾文章作者威廉·拉迪曼

鲁迪曼(2003)出版15年后,早期的人为假设仍然存在争议,许多学科的相关证据不断涌现。本文总结的最新研究结果支持了早期农业(1850年以前)的温室气体排放量足以大幅度改变大气成分和全球气候的说法。

海洋同位素阶段(MIS)19是与当前MIS 1间冰期最接近的轨道模拟(Tzedakis等人,2012)进动(εsinω)变化很小,sin和倾角几乎同步(图1A,b)。MIS 11曾被称为最接近的MIS 1模拟(例如,布洛克和斯托克,2006)但这一说法现在被否决了,因为MIS 11中的倾角和进动峰值相差甚远。


图1 MIS19期间(a)倾角和(b)进动(εsinω)趋势的比较,(绿色)mis11(黑色)和mis1(红色)。基于Tzedakis等人(2012)。(c)MIS19(黑色)和MIS1(红色)期间的二氧化碳趋势。MIS 19的二氧化碳数据来自DOME C(Bereiter等人2015年)。MIS 1的二氧化碳数据来自Law Dome(Macfarling Meure等人2006)和Dome C(Monnin等人2001,2004)MIS1。

当MIS 11作为模拟信号消除时,重点是MIS 19。MIS 1和MIS 19早期的CO2信号(图1c)达到几乎相同的峰值270和269 ppm,此后,MIS 1值下降了4000年,但随后上升了20 ppm,达到工业前280-285 ppm。相反,MIS 19二氧化碳趋势持续下降超过10000年,到目前相当于245-250 ppm。该值与早期人类假说中提出的天然全新世的240-245 ppm水平一致(无人类叠印)。两个间冰期之间的35 ppm差异接近于Ruddiman(2003)推断的40 ppm全新世异常。

Vavrus等人对MIS 19时间(相当于今天)的GCM模拟。(2018年)表明,低二氧化碳值将导致加拿大群岛和巴芬岛(面积约为格陵兰大小)全年积雪(预示着初期冰川作用)。以及其他北极地区(另见Ganopolski等人,2014)。

Ruddiman(2003)估计工业前碳排放量为300-320 GT,基于信封背面,编制了当时可用的不完整森林清除历史记录(表1)。[一吨是十亿吨]。有一段时间,这一估计被认为过高了5到10倍(Joos等人,2004;Pongratz等人,2008;斯托克等人,2011。然而,卡普兰等人。(2011)发现,这些估计值有偏差,因为它们假定早期人均清除量比实际历史数据显示的大量清除量小得多。这些估计数还忽略了已清理的、未积极使用农业的地区,但还没有重新造林。对这些因素进行调整,卡普兰及其同事估计工业前排放量为343gtc。

厄尔布等。(2017年)如果没有人类活动(910 GTC),目前地球潜在自然植被中储存的碳量的平均估计数为7(与今天实际储存的460 GTC碳量相比)。他们将450 GTC的差异归因于人类对植被的累积清除(主要是森林砍伐)。随着工业时代出现了约140个GTC的通关,这使得估计310 GTC作为总清除和排放到大气在前工业时代。在类似的分析中,Lorenz和Lal(2018年)估计工业前碳排放量“高达”357 gtc。

其他学科的研究已经开始添加关于早期清除的直接地面真相证据。betway体育手机版数百个欧洲湖心的花粉分析(Fyfe等人,2014年;罗伯茨等,2018)表明,森林植被在6000年前开始减少,在工业时代开始之前达到近现代水平(图2)。在中国,李等编纂了50000多个考古遗址。(2009)和霍斯纳等人(2016)显示,从7000年前开始,在以前的森林地区,农业定居点的数量大幅增加。这些广泛的汇编支持上述对早期人类大清除和碳排放量的估计。


图2。欧洲早期森林砍伐的证据。(a)欧洲花粉数据库中的核心位置。B中花粉汇总所用的岩心显示为红色(Fyfe等人,2015年)。(b)森林变化,打开,半开放(混合森林和开放)植被绘制为“假生物群落”总和。

随着这一广泛的多学科证据的出现,一些科学家继续拒绝早期的人为假设。大多数的反对意见是基于地球化学指数(δ13CO2),该指数是在冰芯中的气泡中所含的二氧化碳中测得的。δ13co2指数显示陆地上富含12c的陆地碳和海洋中13c的中性碳之间的相对平衡。在过去的7000年中,大气二氧化碳的13摄氏度小幅度减少被解释为这段时间内,富含12摄氏度的陆地碳的最小输入量(Broecker和Stocker,2006;埃尔希格等人,2009)。在7月20日,2018 Scienceonline.org帖子,Jeff Severinghaus估计早期人类对观测到的二氧化碳上升的贡献为“最多1至2 ppm”,或者只是表1中最近评估的5-10%。

其他科学家(Stocker等人,2018;Ruddiman等人,2016)指出,除非所有重要的碳源和碳汇都受到良好约束,否则不能使用δ13CO2指数来隔离森林砍伐的碳量。Yu(2011)的编纂表明,在过去的7000年中,约300gt的陆地(富含12C)碳被埋藏在北方泥炭中,这表明在以前的研究中,这一限制条件并未得到满足。在过去的7000年中,将~300 gtc埋藏在北方泥炭中需要平衡超过300 gtc的陆地碳排放。上述讨论总结了工业前毁林可以填补这一赤字的证据。即使现在,然而,在过去的7000年中,非泥炭永冻土区和河漫滩和三角洲的碳交换(无论是源还是汇)仍然鲜为人知。

科学家们试图对这一仍在进行中的争论做出决定,现在可以权衡广泛的多学科证据,证明早期betway体育手机版森林大面积砍伐,而不是依赖于迄今为止约束不佳的δ13CO2指数。

工具书类

贝瑞特,B.,S.EgglestonJSchmittC.Nehrbass AhlesTf.Stocker等。(2015)在目前之前,将Epica穹顶C二氧化碳记录从800 Kyr修改为600 Kyr,Geophys。物件。莱特,42,542—549。

布勒克WS.和T。L.斯托克(2006年)全新世二氧化碳上升:人为的还是自然的?EOS反式埃默。地球物理联合会87,27。

厄尔布K.-H.,T卡特纳,C.冥王星,C.a.L.巴斯n.名词卡瓦尔,等。(2018)森林管理对全球植被生物量的意外巨大影响。自然553,73-76。

Elsig J.JSchmittd.LeuenbergerR.SchneiderMEyer等。(2009年)南极冰芯全新世碳循环的稳定同位素约束。自然461,507~510。

FyfeR.M.,JWoodbridgeN.罗伯茨(2015)从森林到农田:用伪生物化方法推断欧洲各地的花粉覆盖变化。全球变化生物学20,1197-1212。

GanopolskiA.,R.温克尔曼和H。J舍伦胡伯,(2014)诊断过去和未来冰期开始的临界日晒-CO2关系。自然529,200—203。

HosnerD.,M瓦格纳P.e.塔拉索夫X。陈C.莱佩(2016)新石器和青铜时代中国考古遗址时空分布格局综述。全新世26,1576—1583.

约斯F格贝尔S徒弟,等。(2004)上一次冰期以来全新世大气二氧化碳和陆地碳的瞬态模拟。全球生物地球化学循环18。doi:10.1029/2003gb002156。

卡普兰J。哦,K.M克鲁姆哈特,e.C.埃利斯Wf.拉迪曼C.Lemmen等。Goldewijk(2011年)人类土地覆盖变化导致的全新世碳排放。全新世21,75-792。

锂,X.J道森J周X.周(2008)亚洲人口增长和水稻农业发展,以及5000 bp以来的人为甲烷排放量。Quat。内景202,41-50。

劳伦兹K.R.LAL(2018),农业土地利用和全球碳循环。在:农业系统的碳封存,P.1-37。

麦克法林·梅尔,C.d.EtheridgeC.TrudingerP.斯梯尔R.Langenfelds等。(2006)法律穹顶CO2CH4和N2O冰芯记录延长至2000年BP。Geophys。物件。莱特,33岁,L14810,内政部:10.1029/2006GL026152。

Monnin E.a.安德鲁,a.D_伦巴赫,J弗卢克,B.斯托弗等。(2001)最后一次冰期结束时大气中的二氧化碳浓度。科学,291,112~114。

PongratzJ.,C.ReickTRaddatzM.a.克劳森(2008年)上千年全球农业区和土地覆盖的重建。全球地球化学循环22,GB3018MDOI:10.1029/2008Glo36394。

Roberts NR.MFyfeJWoodbridge等。(2018)欧洲森林:过去11000年以花粉为基础的合成。自然科学报告。内政部:10.1038/S41598-017-18646-7
拉迪曼Wf.(2003)人类温室时代始于数千年前。气候变化61,261-93.

拉迪曼WF.,d.Q.FullerJE KutzbachP.C.TzedakisJO卡普兰等人。(2016)全新世晚期气候:自然气候还是人为气候?牧师。地球物理学54,93-118。

StockerB.D.,K.StrassmannF.约斯(2011)全新世大气二氧化碳和现代碳收支对人类早期土地利用的敏感性:基于过程基础模型的分析。生物地球科学8,69.

StockerB.D.Z.于F.约斯(2018)限制全新世不同土地利用历史的二氧化碳排放:碳预算加起来了吗?第26页,6-7。

TzedakisP.C.Je.T查内尔d.a.HodellH.f.KleivenL.K.Skinner(2012)确定当前间冰期的长度。自然地球科学5,138~141。

瓦夫勒斯S.J.,f.他,Je.KutzbachWf.拉迪曼P.C.Tzedakis(2018年)海洋同位素19期的冰期开始:一个轨道模拟
天然全新世。自然科学报告81,doi:10.1038/s41598-018-28419-5。

IPCC 1.5℃专题报告

提交如下: -加文,2018年10月7日

应对气候变化远比短跑更像是一场马拉松。

IPCC 1.5℃特别报告(γ-SR15)已发布:

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