Klimawandel und Forcing
Die natürlichen und menschlichen Einflussfaktoren, die das Energiegleichgewicht des Planeten stören, die von ihnen verursachte Erwärmung und wie beobachtete Veränderungen ihren Ursachen zugeordnet werden.
Definition
Klimatischer Antrieb (Climate Forcing) ist eine extern auferlegte Störung des planetaren Energiegleichgewichts, gemessen als Strahlungsantrieb (Radiative Forcing), und Klimawandel ist die daraus resultierende langfristige Verschiebung der Statistiken des Klimasystems, die seit der industriellen Ära hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten dominiert wird.
Scope
Dieser Bereich behandelt die Forcings, die den Klimawandel antreiben, sowie die daraus resultierenden beobachteten und prognostizierten Veränderungen. Er umfasst den Strahlungsantrieb durch Treibhausgase, Aerosole, solare Variationen und Vulkanausbrüche; den Kohlenstoffkreislauf, der bestimmt, wie Emissionen in atmosphärische Konzentrationen umgesetzt werden; die formale Detektion und Attribuierung beobachteter Veränderungen auf menschliche und natürliche Ursachen; und die Möglichkeit des Überschreitens von Schwellenwerten, die zu abrupten oder irreversiblen Veränderungen führen können.
Sub-topics
Core questions
- Welche Forcings treiben den Klimawandel an und wie groß ist jedes einzelne?
- Wie werden Emissionen durch den Kohlenstoffkreislauf in atmosphärische Konzentrationen umgewandelt?
- Wie werden beobachtete Veränderungen menschlichen und natürlichen Ursachen zugeordnet?
- Welche Schwellenwerte könnten abrupte oder irreversible Veränderungen auslösen?
Key theories
- Rahmenwerk des Strahlungsantriebs
- Verschiedene Treiber des Klimawandels können auf einer gemeinsamen Skala des Strahlungsantriebs, der auferlegten Änderung des Energiegleichgewichts, verglichen werden, die in erster Näherung die resultierende globale Temperaturreaktion vorhersagt.
- Detektion und Attribuierung
- Durch den Vergleich beobachteter Veränderungsmuster mit den von jedem Forcing erwarteten eindeutigen Fingerabdrücken kann der menschliche Beitrag zur Erwärmung quantitativ von natürlichen Ursachen getrennt werden.
Mechanisms
Menschliche Emissionen von Treibhausgasen und Aerosolen sowie natürliche solare und vulkanische Variationen erzeugen Strahlungsantriebe, die das Energiegleichgewicht aus dem Gleichgewicht bringen; der Kohlenstoffkreislauf bestimmt, wie viel des emittierten Kohlenstoffs in der Atmosphäre verbleibt, und Rückkopplungen verstärken die Reaktion. Die daraus resultierende Erwärmung, der Meeresspiegelanstieg und die Zirkulationsänderungen weisen deutliche räumliche und zeitliche Fingerabdrücke auf, die Detektions- und Attributionsmethoden zur Identifizierung ihrer Ursachen nutzen.
Clinical relevance
Die Quantifizierung von Forcings und die Attribuierung beobachteter Veränderungen ist die wissenschaftliche Grundlage dafür, menschliche Aktivitäten für die aktuelle Erwärmung verantwortlich zu machen und zukünftige Veränderungen unter verschiedenen Emissionsszenarien zu prognostizieren, was die Klimapolitik direkt beeinflusst.
Evidence & guidelines
Der Sechste Sachstandsbericht des IPCC kommt zu dem Schluss, dass der menschliche Einfluss auf die Erwärmung von Atmosphäre, Ozean und Land unbestreitbar ist, und quantifiziert den Strahlungsantrieb jedes Treibers sowie den zurechenbaren menschlichen Beitrag zur beobachteten Erwärmung.
History
Von Arrhenius' Schätzung der Kohlendioxid-Erwärmung im neunzehnten Jahrhundert über Callendars und Keelings Messungen im zwanzigsten Jahrhundert und den Aufstieg der Klimamodellierung entwickelte sich die Wissenschaft des klimatischen Forcings zu dem formalen Detektions- und Attributionsrahmen, der aufeinanderfolgende IPCC-Bewertungen untermauert.
Debates
- Größenordnung des Aerosol-Forcings
- Der kühlende Antrieb durch Aerosole ist der unsicherste Term im Strahlungshaushalt, was sich in Unsicherheiten bezüglich des gesamten menschlichen Forcings und der abgeleiteten Klimasensitivität niederschlägt.
Key figures
- Syukuro Manabe
- James Hansen
- Veerabhadran Ramanathan
- Susan Solomon
Related topics
Seminal works
- ipccar6wg1
- weart2008
Frequently asked questions
- Was ist Strahlungsantrieb?
- Es ist die Änderung des Energiegleichgewichts des Planeten, in Watt pro Quadratmeter, verursacht durch einen Treiber wie zusätzliche Treibhausgase, und wird verwendet, um die Stärke verschiedener Klimaeinflüsse zu vergleichen.
- Woher wissen Wissenschaftler, dass die jüngste Erwärmung vom Menschen verursacht wurde?
- Detektions- und Attributionsstudien gleichen die beobachteten Veränderungsmuster mit den eindeutigen Fingerabdrücken jedes Forcings ab, und nur die Einbeziehung menschlicher Emissionen reproduziert die beobachtete Erwärmung.