气候有时被比作一艘巨轮,因为它需要一些时间才能把它转向一个新的方向,这意味着限制全球变暖的行动会产生非常渐进的结果。虽然缺乏即刻的满足感当然令人沮丧,但有一些进步的迹象至少可以保持对所需能量转换的耐心。问题是,地球的气候系统在一个关键方面与那艘比喻中的巨轮不同-有大量的自然变异性也可以掩盖趋势的变化。
因此,在我们从目前的行动中看到气候趋势的任何变化之前,我们必须等待它们的启动,并等待它们变得足够大,以便在自然变异性的背景下能够被检测到。
比约恩·哈尔瓦德·萨姆塞特领导的一项新研究提出了一个问题,即需要多长时间才能清楚地看到减排的效果。“这篇论文是关于管理我们的预期的,”作者在他们的新作品中说。这种管理的失败可能意味着,如果人们期待的是没有实现的即时进展,那么承担气候缓解工作就会失去支持。
这一重要的现实检验在以前的气候模型模拟中已经被研究过了。这项新的研究用略有不同的方法检查了通常的情景,但也对在其他排放没有得到那么快控制的背景下减少单个气体(如甲烷)的情况进行了归零。
全球气温的变化很大程度上是由太平洋上来回的厄尔尼诺和拉尼娜模式等振荡造成的。这些模式甚至可以延续数十年,趋势高于或低于长期行为,就像我们在20世纪90年代和21世纪头10年看到的那样。还有一些不可预测的来源,比如偶尔发生的大火山喷发,让地球降温几年。所有这些都意味着,很难评估一个短期的气温趋势记录,并自信地表示,如果温室气体排放量略高,会是什么样子。
为了解决这个问题,研究人员从一个主要的全球气候模型开始模拟,以获得对自然可变性范围的估计。然后,他们使用了一个简单得多的模型,该模型可以快速模拟2020年至2100年期间温室气体和气溶胶排放的许多不同情景下的温度趋势。
每种情景的目标都是计算气温将从统计上可与用作比较基线的不同排放情景区分开来的年份。有多种方法可以做到这一点,但在这种情况下,研究人员使用简单的t检验来表明两组数据点何时明显不同。
首先,研究人员比较了广泛的排放情景-低、中、高情景,这些情景代表当时全球变暖的范围从2100年的不到2摄氏度到超过4摄氏度。他们计算出,即使是最低和最高情景之间的温差也要到本世纪30年代中期才清楚。但考虑到世界目前正处于高排放情景以南的轨道上,中等与低排放的比较可能与我们的未来最相关。在这场对决中,温度直到2046年左右才会明显分开。要等很长一段时间才能看到我们的行动正在产生效益。
研究人员还运行了一种情景,其中单一类型的污染被减少,而其他排放遵循中等情景。这些通常表现出较小的影响,因此出现差异的时间较长。对于二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、反射阳光的硫气溶胶和吸收阳光的烟尘,他们模拟了将排放量降至零,每年下降5%,并从总体低排放情景下降到各自路径的效果。
将二氧化碳降至零显然是巨大的,研究人员的计算表明,到2033年,全球气温将清楚地反映出这一降幅。到本世纪40年代中期,不那么极端的减排仍然是可以衡量的。
像甲烷和煤烟这样的东西更有趣一些。由于其效力,有人建议将有针对性的减排作为显著限制近期变暖的方法。到2028年,立即消除烟尘排放(尽管这可能不太可能)将是可以衡量的,而到2048年,每年减少5%将产生明显的影响。到2039年,仅消除甲烷一项就会对气温产生可衡量的影响,到2055年,每年将减少5%。
但如果你比较2100年避免变暖的数量,长期影响很小。清除甲烷可以降低2100摄氏度略低于0.2摄氏度的温度,而对烟尘的类似处理只能降低略低于0.1摄氏度的温度,这是因为两者的长期影响都是有限的-这与二氧化碳形成了鲜明的对比。甲烷确实会产生更多的变暖,但它会在大气中分解,转化为二氧化碳和水蒸气。而煤烟在大气中只持续几天就会被冲刷掉,这限制了它的影响。
因此,虽然针对不那么丰富但有力的变暖来源可能会以更少的努力产生更快的结果,但显然需要“以上所有”战略才能产生巨大而持久的好处。
就像气候科学家进行研究,看看变暖趋势或极端天气事件是否可以归因于人类造成的温室气体排放一样,(希望)很快就有必要分析减排的影响。这将是必要的,以表明努力正在得到回报。
研究人员写道:“并发的、多成分的缓解,”[…]。有可能在2040年左右被检测到。如果我们希望避免对被认为无效的缓解政策的反弹,这些期望需要向政策制定者和公众清楚地解释和传达。“同时,他们指出,我们必须密切关注其他指标,如排放趋势和继续在大气中积累的温室气体浓度。