Explosivität von Vulkanausbrüchen: aktuelle Bewertungsmethoden


EXPLOSIVITÄT VULKANISCHER ERUTIONEN: AKTUELLE BEWERTUNGSMETHODEN

Die Beurteilung der Explosivität eines Vulkanausbruchs ist eine echte Herausforderung. Aber welche Parameter werden derzeit in dieser Hinsicht verwendet?

Glühende Feuerbälle, die heftig in die Luft geschossen werden, gigantische Aschewolken, die in den Himmel ragen, unaufhaltsame feurige Lawinen, die von den Flanken eines Vulkans herabsteigen. Diese Worte lassen auf einen explosiven Vulkanausbruch schließen, wie er beim Vesuv auftreten könnte . Wenn Sie Ihren Blick jedoch auf Stromboli richten, ändern sich die Dinge. Sie können immer eine explosive Art von Aktivität bemerken, aber "wie explosiv"? Warum sind einige Vulkane durch sehr heftige Explosionen gekennzeichnet, während andere durch kleine Explosionen und wieder andere durch Lavaströme allein gekennzeichnet sind? Derzeit werden einige Parameter verwendet, um diese Frage zu klären, und erst kürzlich werden neben starken Verbesserungen bei der Vorhersage und Bewertung der Explosivität von Vulkanausbrüchen neue Methoden in Betracht gezogen.

Vulkane sind nicht alle gleich, einige haben eine explosive Aktivität und andere sind überschwänglich, wobei letztere nur durch die Emission von Lavaströmen und / oder die Entgasung gekennzeichnet sind. Im Allgemeinen unterscheiden wir im explosiven Vulkanismus: Vulkane mit strombolianischer Aktivität, die durch kleine Explosionen und Lavafontänen gekennzeichnet sind; Vulkanische Aktivität durch heftige Explosionen mit Starts von Pyroklasten von bescheidener Größe, selbst in großer Entfernung vom Krater; plinische Aktivität, große explosive Eruptionen mit einer Rauch- und Aschesäule, die sich bis in die Stratosphäre erstrecken und heftige pyroklastische Strömungen erzeugen kann; ultraplinische Aktivität, verbunden mit katastrophalen Eruptionen und immensen Anteilen an Lavamaterial. Nicht explosive Eruptionen werden stattdessen als hawaiianisch definiert. Ein Beispiel für einen Vulkan mit plinischer Aktivität ist der Vesuv, während in Kīlauea (Hawaii) ein Beispiel für einen Vulkanismus vom hawaiianischen Typ beobachtet werden kann. Es gibt jedoch einen Index zur Berechnung der "Kraft" eines Vulkanausbruchs, den Volcanic Explosivity Index (VEI), der von 0 (für effusive Eruptionen) bis theoretisch unendlich reicht, je nachdem, wie explosiv und groß ein Vulkanapparat ist.

Was Sie jedoch sofort verwirren könnte, ist die Tatsache, dass sich derselbe Vulkan selbst innerhalb weniger Tage völlig anders verhält. Dies kann durch wichtige physikalisch-chemische Parameter erklärt werden, die in direktem Zusammenhang mit dem Explosionsgrad eines Vulkans stehen. Die Hauptparameter sind: flüchtiger Gehalt und Viskosität. In letzter Zeit werden auch die chemische Wechselwirkung zwischen Magma und Wasser und das Phänomen der Magmamischung als zwei mögliche Auslöser explosiver Eruptionen in Betracht gezogen.

Flüchtige Stoffe bestehen hauptsächlich aus H2O und CO2 (Wasser und Kohlendioxid) und in geringerem Maße aus CO, SO2, H2S, H2, S und O, gelöst in molekularer Lösung in Magma. Die flüchtigen Bestandteile stellen jedoch nur eine der drei Komponenten eines Magmas dar, die anderen beiden sind durch einen flüssigen Teil mit einer Temperatur zwischen 650 und 1200 ° C (im Wesentlichen bestehend aus beweglichen Ionen) und einen festen Teil einschließlich der Kristalle gegeben bereits gebildet. aus dem gleichen flüssigen Teil. Je höher der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ist, desto mehr kann das Magma im Allgemeinen explosive Eruptionen erzeugen.

Die Viskosität eines Magmas stellt seinen Strömungswiderstand dar. Mit anderen Worten, je weniger viskos ein Magma ist, desto mehr ist es "flüssig und frei beweglich". Um besser zu verstehen, wie sich dieser wichtige Parameter auf den Explosionsgrad auswirkt, ist es gut zu klären, wie sich Magma auf atomarer Ebene verhält. Ein Magma besteht hauptsächlich aus einer Fusion von Silikaten in Form von Tetraedern [SiO4] 4-, die durch Verbrückung von Sauerstoff miteinander verbunden sind und im Zentrum ein Siliciumdioxidteilchen (netzwerkbildendes Ion) aufweisen. Dieser Vorgang wird als Polymerisation bezeichnet. Wenn zur Modifizierung dieser Atomstruktur andere Atome (wie Ca und Mg) eingreifen, stellen sich diese als Bindungsmodifikatoren (netzwerkmodifizierendes Ion) heraus, die den Brückensauerstoff und die gesamte Struktur aufbrechen und ihn nicht mehr polymerisieren lassen. Daher ist im polymerisierten Fall die Viskosität hoch, da das Magma weniger zum Fließen neigt und durch den verbrückenden Sauerstoff gut gebunden ist (die einzelnen Einheiten unterliegen einer beträchtlichen inneren Reibung), im zweiten Fall ist die Viskosität aufgrund der andere Atome, die beim Eintritt in das System die vorherige Atomstruktur zerstören und alles viel "mobiler" machen (Bild 1). Die niedrigflüssigen Magmen mit hoher Viskosität sind diejenigen, die die größten explosiven Eruptionen erzeugen können. Daraus folgt, dass die Viskosität und damit die Explosivität umso mehr zunimmt, je reicher ein Magma an Siliciumdioxid (saures Magma) ist. Eine große Menge an Kristallen trägt auch dazu bei, dass die magmatische Schmelze viskoser wird. Die Viskosität hängt auch von der Temperatur und dem gelösten H2O ab. Je höher diese beiden Werte sind, desto weniger viskos ist das Magma.


Bild - 1 - Diagramm, das den Unterschied zwischen der Atomstruktur eines hochviskosen Magmas (links) und eines niedrigviskosen Magmas (rechts) zeigt. Im ersten Fall ist der Ausbruch explosiver
(Bildnachweis: Alessandro Da Mommio, Anmerkung 1)

Eruptionen, bei denen eine chemische Wechselwirkung zwischen Magma und H2O (sowohl in flüssigem als auch in festem Zustand) besteht, werden als phreatomagmatisch bezeichnet. Im Allgemeinen präsentiert sich dieser eruptive Stil als unmittelbar und hochexplosiv. Ein relativ aktuelles Beispiel ist der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull (Island) im Jahr 2010, bei dem der hohe Grad an Explosivität und Zerstreuung der Asche durch den Kontakt zwischen Magma und dem Eis verursacht wurde, das die Spitze des Vulkans bedeckte (Bild 2). . Aus einigen Laborexperimenten wurde beobachtet, dass die Explosivität des Ausbruchs in Abhängigkeit vom Wasser-Magma-Verhältnis regelmäßig variiert: Bei niedrigen Verhältnissen kann die Aktivität als strombolianisch (gewaltfrei) erscheinen, während sie den Maximalpunkt am Wasser erreicht -magma-Verhältnis von 0,3, wodurch das Verhältnis noch weiter erhöht wird, verringert sich jedoch die Effizienz, da die Wassermenge dazu neigt, das Magma vollständig abzukühlen (wie es bei einem U-Boot-Ausbruch passieren kann).


Bild - 2 - Pheatomagmatischer Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull im Jahr 2010 (Island). Es ist zu beobachten, wie die Magma-Eis-Wechselwirkung eine wichtige Rolle für die Explosivität eines Ausbruchs spielt
(Bildnachweis: Patrick Mylund Nielsen, Anmerkung 2)

Magmamischungsphänomene bestehen in der Vermischung von zwei oder mehr Magmen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und thermodynamischen Zustands, um ein Hybridmagma zu bilden, das zwischen den vorherigen Zwischeneigenschaften aufweist. Der Eintritt eines neuen Magmas in das magmatische System, das sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht mit dem bereits in der Magmakammer des Vulkans vorhandenen befindet, erzeugt einen allgemeinen Ungleichgewichtszustand in den bereits vorhandenen Kristallen, der daher "neu programmieren" und den Prozess fortsetzen muss der Kristallisation unter neuen Bedingungen. Erst kürzlich wurde darüber nachgedacht, wie Magmamischprozesse einen Ausbruch explosiver als normal machen können, insbesondere für das Konzept, nach dem dieser Kontakt zwischen zwei verschiedenen thermodynamischen Zuständen die Wärmebewegungen (konvektive Bewegungen) in der Magmakammer erhöht. erhöht wiederum den flüchtigen Gehalt, was, wie oben erläutert, die Explosivität erhöht.

Die Parameter, die eine grundlegende Rolle für die Explosivität und den Eruptionsstil eines Vulkans spielen, können daher in einem hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und einer hohen Viskosität des Magmas zusammengefasst werden, zu denen je nach Situation ein Kontakt zwischen Magma-H2O und Magma-Phänomenen bestehen kann hinzugefügt. Mischen. Der gleiche Vulkan kann unterschiedliche Aktivitäten aufweisen, je nachdem, wie sich diese physikochemischen und geochemischen Parameter im magmatischen System ändern. Wenn mit zukünftigen Studien und Forschungen zu diesen wichtigen Parametern und Methoden eines Tages festgestellt werden kann, wie viel Zeit auf zeitlicher Ebene benötigt wird, um einen Vulkan auf hochexplosive Weise auszubrechen, werden wir große Fortschritte erzielen Vorhersage der Vulkangefahr und des Vulkanrisikos.

DR. Nicola Mari

LITERATURVERZEICHNIS:
Newhall, C. G. und Self, S. Der Vulkanexplosivitätsindex (VEI): Eine Schätzung der Explosionsgröße für den historischen Vulkanismus, J. Geophys. Res, 87, 1231 & ndash; 1238, 1982.

Sheridan, M.F. und Wohletz, K ... Hydrovulkanismus, grundlegende Überlegungen und Überprüfung. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 17: 1–29, 1983.

SITOGRAPHIE:
1. Alex Strekeisen
2. Eruptionsfoto von Eyjafjallajokull

-R.A. F. Cas und J.V. Wright (1986) Vulkanische Nachfolgen

- J. Mcphie M. Doyle und R. Allen Volcanic Textures

- Sigmursson et., All (1999-2015) Encyclopedia of Volcanoes, 1./2. Ausgabe

- Timothy H. Druitt, B. Peter Kokelaar Der Ausbruch des Vulkans Soufrière Hills in Montserrat von 1995. Ausgabe 21

- R. Scandone und L. Giacomelli. Vulkanologie. Liguori Verlag (2004)

Das Hauptwissen wird sein:

- Kenntnis der Mechanismen der Magmabildung auf der Erde

- Transport- und Ablagerungsmechanismen

- Kenntnis der Klassifizierungssysteme von magmatischen Gesteinen

- Physikalische Eigenschaften von Magmen

- Kenntnis der wichtigsten Arten des Vulkanismus

- Kenntnis von Komponenten, Texturen und Strukturen in vulkanischen Ablagerungen

- Kenntnis von Laven und damit verbundenen Ablagerungen

- Kenntnis der pyroklastischen Strömungen und der damit verbundenen Ablagerungen

-Kenntnisse über sekundäre Vulkanprozesse nach dem Ausbruch

Die Hauptfähigkeiten (d. H. Die Fähigkeit, das erworbene Wissen anzuwenden) sind:

- Klassifizierung magmatischer Gesteine ​​anhand makroskopischer Proben und Dünnschnitte

- zu wissen, wie man die verschiedenen Arten von magmatischen Gesteinen in verschiedenen Vulkansystemen umrahmt.

- Wissen, wie man die effusiven und explosiven Vulkanausbrüche einrahmt und die Prozesse kennt, die die Änderung des Eruptionsstils und die Mechanismen der Platzierung bestimmen

Die Prüfung beinhaltet eine mündliche Prüfung.

Die mündliche Prüfung besteht aus einer etwa 30-minütigen Diskussion, um den Kenntnisstand und das Verständnis des Studenten über die im Programm angegebenen theoretischen und methodischen Inhalte zu ermitteln.

Die mündliche Prüfung ermöglicht es auch, die Kommunikationsfähigkeiten des Schülers anhand der Spracheigenschaften und der autonomen Organisation der Ausstellung zu überprüfen

zu den gleichen theoretischen Themen.


Akademisches Jahr 2020/2021

Am Ende des Kurses hat der Student Kenntnisse über das Studium vulkanischer Ablagerungen und Morphologien und ihrer Stratigraphie erworben, um die Rekonstruktion der inneren Struktur vulkanischer Gebäude zu ermöglichen und die wichtigsten eruptiven und post-eruptiven Prozesse als wesentliche Inputs für zu interpretieren vulkanologische Analyse. Physik und Modellierung, Gefährdungs- und Vulkanrisikobewertungen, Ressourcenforschung sowie territoriale und geokulturelle Planung. Insbesondere kann der Schüler: • die vulkanischen Ablagerungen (vulkanoklastisch und Lava) beschreiben und die Eruptionsprozesse interpretieren, die ihre Bildung bestimmt haben. • die vulkanischen Morphologien und den vulkanisch-tektonischen Kollaps anhand der Bewertung des morphologischen Faktors und der Wechselwirkung zwischen diesen erkennen Tektonik und eruptive Aktivität • Identifizieren Sie die Diskontinuitätsoberflächen, die die vulkanischen Abfolgen charakterisieren, und verwenden Sie sie als grundlegende Instrumente der Korrelation und stratigraphischen Klassifizierung. • Definieren Sie die zeitliche Entwicklung der eruptiven Aktivität in neueren und / oder alten Vulkanen und das Wiederauftreten von Eruptionen für die vulkanischen Gefahren- und Risikobewertungen • kennen die wichtigsten stratigraphischen, petrologischen und geophysikalischen Techniken, die für die Rekonstruktion der inneren Struktur von Vulkanen erforderlich sind, und deren Potenzial in Bezug auf Georesources


Explosivität von Vulkanausbrüchen: aktuelle Bewertungsmethoden

2) Geologie vulkanischer Gebiete: Erhebungs- und Untersuchungsmethodik, Stratigraphie, U.B.S.U. Regionale Beschreibung und Analyse der Entstehung und Entwicklung des Vulkanismus in verschiedenen geodynamischen Regimen. Bewertung der Gefahr in einer vulkanischen Umgebung.

3) geologische Kampagne in vulkanischen Gebieten mit geologischen Vermessungsübungen und Hauptbeispielen dessen, was im Unterricht besprochen wurde.

Voraussetzungen

Kenntnisse in Stratigraphie, geologischer Vermessung, Strukturgeologie und Petrographie

Didaktische Methode

Kurs in Italienisch vertiefendes Material und Studium in Englisch.

28 Stunden Vorträge und 6 Tage auf dem Land (in der Regel am Ätna)

Lehrmaterial

PDF von PowerPoint-Präsentationen

Einführungsbuch zur Vulkanologie, Karoly Nemeth und Ulrike Martin, Praktische Vulkanologie

Vermutlich aufgenommene Videos der Vorträge

Unterrichtszeit

Methoden zur Überprüfung des Gewinns und Bewertung

Diskussionsinterview zur Kampagnenarbeit und zu den im Unterricht behandelten Themen

Empfangszeiten

Ziel ist es, den Studierenden das Grundwissen zur Durchführung einer Feldarbeit in vulkanischen Gebieten zu vermitteln

Inhalt

Detailliertes Programm

Voraussetzungen

Kenntnisse in Stratigraphie, Feldvermessung, Strukturgeologie und Petrographie

Unterrichtsform

Unterricht in Italienisch, aber die Papiere sind in Englisch

28 Stunden Unterricht und 6 Tage Feldarbeit (in der Regel auf dem Ätna)

Lehrbuch und Lehrmittel

PDF-Dateien von meinen Powerpoints

Karoly Nemeth und Ulrike Martin, Praktische Vulkanologie

Wahrscheinlich Filme aus jeder Lektion

Semester

Bewertungsmethode

Mündliche Diskussion über die Feldarbeit und die im Unterricht vorgestellten Themen

Geschäftszeiten

Normalerweise am Montag von 15.30 bis 16.30 Uhr. Bitte fordern Sie eine Bestätigung per E-Mail an

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VOLKANOLOGIE: CHEMISCHE UND MINERALOGISCHE ANALYSE

Grundkenntnisse in Physik, Chemie, Geologie, magmatischer Petrologie, Geochemie, Geodynamik

Vermittlung von Grundkenntnissen zum Vulkanismus, zu den Entstehungsprozessen, zum Aufschwellen von Magmen und zu den Mechanismen des Ausbruchs sowie zur Platzierung von Vulkanprodukten, die für die Entwicklung eines Studiengangs in Geowissenschaften nützlich sind. Vermittlung von Fähigkeiten (Methoden und Studienstrategien), die für die Erkennung vor Ort und für die Charakterisierung der verschiedenen Produkttypen und ihrer physikalischen Eigenschaften sowie ihrer chemischen und mineralogischen Zusammensetzung im Labor nützlich sind.

Vulkanstrukturen und Eruptionen, Verteilung von Vulkanen auf dem Planeten Erde und Beziehungen zur Geodynamik, Definition von Magma, Chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften von Magmen, Bildung und Aufstieg von Magmen, Eruptionsstile, Klassifizierung von Eruptionen und Untersuchungsmethoden. Produkte von überschwänglichen Eruptionen. Produkte explosiver Eruptionen. Vulkaniklastische Ablagerungen. Tephrostratigraphie. Vulkanüberwachung. Die Vulkangefahr, Hinweise zum Vulkanrisiko. Auswirkungen von Vulkanausbrüchen, italienische Vulkane

Unterrichtsthema
1 Einführung, Kursbeschreibung
2 Definition von Vulkanstrukturen und Eruptionen
3 Definition von Vulkanstrukturen und Eruptionen
4 Verteilung der Vulkane auf dem Planeten Erde und Beziehungen zur Geodynamik
5 Definition von Magma, chemischer Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften von Magmen
6 Vulkangase
7 Bildung und Aufstieg von Magmen
8 Eruptive Stile
9 Klassifizierung von Eruptionen und Untersuchungsmethoden
10 Produkte effusiver Eruptionen - Allgemeines und Untersuchungsmethoden
11 Produkte effusiver Eruptionen - Morphologie und strukturelle Eigenschaften
12 Labor-Textur-Beobachtungen unter dem optischen Mikroskop
13 Labor-Textur-Beobachtungen mit einem Rasterelektronenmikroskop
14 Produkte explosiver Eruptionen - Allgemeines und Untersuchungsmethoden
15 Pyroklastische Niederschlagsablagerungen
16 Rückfall pyroklastische Ablagerungen
16 Durchfluss pyroklastische Ablagerungen
17 Fließen pyroklastische Ablagerungen
17 Labor-Sedimentologische Charakterisierung und Bestandteile explosiver Eruptionsprodukte
18 Labor-Textur-Beobachtungen mit einem Rasterelektronenmikroskop
19 Vulkanisch-plastische Ablagerungen: Lahare und Trümmer fließen
20 Tephrostratigraphie: Allgemeingültigkeiten und Methoden
21 Tephrostratigraphie: Bedeutung der Vulkanebenen für stratigraphische Korrelationen und für paläoökologische Rekonstruktionen.
21 Vulkanüberwachung: Allgemeingültigkeiten und Strategien
22 Vulkanüberwachung: Beobachtungen und Messungen
23 Vulkanüberwachung: geophysikalische Methoden
24 Vulkanüberwachung: geochemische Methoden
25 Vulkanüberwachung: Beispiele einiger jüngster Eruptionen
26 Die Vulkangefahr: allgemein
27 Die Vulkangefahr: Methoden zur Bewertung
28 Hinweise zur Bewertung des Vulkanrisikos
29 Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf Gesellschaft und Ökosysteme
30 Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf die Gesellschaft
31 Die italienischen Vulkane
32 Die italienischen Vulkane
33 Die italienischen Vulkane
34-48 Ausflüge vor Ort

Vulkane und Eruptionen. Giacomelli und Scandone
Veröffentlicht von Pitagora 2002, 288 Seiten,

Die Enzyklopädie der Vulkane - 2. Auflage - Elsevier Herausgeber: Haraldur Sigurdsson Bruce Houghton Steve McNutt Hazel Rymer John Stix
eBook ISBN: 9780123859396
Gebundene Ausgabe ISBN: 9780123859389


Der fünfte Bewertungsbericht des IPCC

Das Climate News Network hat diese stark abgekürzte Version des ersten Teils des IPCC Fifth Assessment Report (AR5) vorbereitet, um als objektiver Leitfaden für einige der wichtigsten Themen zu dienen, die es abdeckt. Es ist in keiner Weise eine Einschätzung dessen, was in der Zusammenfassung steht: Der Wortlaut ist der der IPCC-Autoren selbst, mit Ausnahme einiger Fälle, in denen wir Titel hinzugefügt haben.

Eine Notiz der Redakteure des Climate News Network: Wir haben diese stark abgekürzte Version des ersten Teils des IPCC Fifth Assessment Report (AR5) vorbereitet, um als objektiver Leitfaden für einige der wichtigsten Themen zu dienen, die darin behandelt werden. Es ist in keiner Weise eine Einschätzung dessen, was in der Zusammenfassung steht: Der Wortlaut ist der der IPCC-Autoren selbst, mit Ausnahme einiger Fälle, in denen wir Titel hinzugefügt haben. AR5 verwendet eine andere Basis als Eingabe für die Modelle als sein Vorgänger AR4 aus dem Jahr 2007: Anstelle von Emissionsszenarien spricht es von RCP, repräsentativen Konzentrationspfaden. Daher ist es nicht überall möglich, einen direkten Vergleich zwischen AR4 und AR5 vorzunehmen, obwohl der Text dies in einigen Fällen tut, und am Ende stellen wir eine sehr kurze Liste der Schlussfolgerungen der beiden Berichte zu mehreren wichtigen Punkten bereit. Die Sprache der Wissenschaft kann komplex sein. Das Folgende ist die Sprache der IPCC-Wissenschaftler. In den folgenden Tagen und Wochen werden wir detaillierter über einige ihrer Ergebnisse berichten.

In dieser Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger werden die folgenden zusammenfassenden Begriffe verwendet, um die verfügbaren Beweise zu beschreiben: begrenzt, mittel oder robust und für den Grad der Übereinstimmung: niedrig, mittel oder hoch. Ein Konfidenzniveau wird mit fünf Qualifikationsmerkmalen ausgedrückt: sehr niedrig, niedrig, mittel, hoch und sehr hoch und kursiv geschrieben, z. B. mittleres Konfidenzniveau. Für eine bestimmte Evidenz- und Übereinstimmungserklärung können unterschiedliche Vertrauensniveaus zugewiesen werden, aber zunehmende Evidenzniveaus und Übereinstimmungsgrade korrelieren mit einem erhöhten Vertrauen. In dieser Zusammenfassung wurden die folgenden Begriffe verwendet, um die geschätzte Wahrscheinlichkeit eines Ergebnisses oder Ergebnisses anzugeben: 99-100% praktisch sichere Wahrscheinlichkeit, 90-100% sehr wahrscheinlich, 66-100% wahrscheinlich, keine 33-66 wahrscheinlich%, unwahrscheinlich 0–33%, sehr unwahrscheinlich 0–10%, außergewöhnlich unwahrscheinlich 0–1%. Gegebenenfalls können auch zusätzliche Begriffe verwendet werden (äußerst wahrscheinlich: 95–100%, höchstwahrscheinlich> 50–100% und äußerst unwahrscheinlich 0–5%).

Veränderungen im Klimasystem beobachtet

Atmosphäre

Die Erwärmung des Klimasystems ist eindeutig und seit den 1950er Jahren sind viele der beobachteten Veränderungen seit Jahrzehnten bis Jahrtausenden beispiellos. Die Atmosphäre und der Ozean haben sich erwärmt, die Mengen an Schnee und Eis sind gesunken, der Meeresspiegel ist gestiegen und die Treibhausgaskonzentrationen sind gestiegen

Die Wirtschaftsblase könnte für die Riesen der fossilen Brennstoffe platzen

Jedes der letzten drei Jahrzehnte war auf der Erdoberfläche nacheinander wärmer als jedes andere Jahrzehnt seit 1850.

Für den längsten Zeitraum, in dem die Berechnung der regionalen Trends ausreichend vollständig ist (1901-2012), hat fast der gesamte Globus eine Oberflächenerwärmung erfahren.

Zusätzlich zur robusten mehrdekadischen Erwärmung zeigt die globale mittlere Oberflächentemperatur eine erhebliche dekadische und interannuelle Variabilität. Aufgrund der natürlichen Variabilität reagieren Trends, die auf kurzen Aufzeichnungen basieren, sehr empfindlich auf Start- und Enddaten und spiegeln im Allgemeinen keine langfristigen Klimatrends wider.

Beispielsweise ist die Erwärmungsrate in den letzten 15 Jahren, die mit einem starken El Niño beginnt, niedriger als die aus dem Jahr 1951 berechnete.

Seit etwa 1950 wurden Veränderungen bei vielen extremen Wetter- und Klimaereignissen beobachtet. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Anzahl der kalten Tage und Nächte abgenommen hat und die Anzahl der warmen Tage und Nächte weltweit zugenommen hat

Wie die westliche Feuersaison 2020 so extrem geworden ist

Der Ozean

Die Erwärmung des Ozeans dominiert den Anstieg der im Klimasystem gespeicherten Energie und macht über 90% der zwischen 1971 und 2010 gespeicherten Energie aus (hohe Sicherheit). Es ist praktisch sicher, dass sich der obere Ozean (0-700 m) von 1971 bis 2010 erwärmt hat und sich wahrscheinlich zwischen 1870 und 1971 erwärmt hat.

Auf globaler Ebene ist die Erwärmung des Ozeans in der Nähe der Oberfläche am größten und die oberen 75 m erwärmen sich im Zeitraum 1971-2010 um 0,11 [0,09 bis 0,13] ° C pro Jahrzehnt. Seit AR4 wurden instrumentelle Verzerrungen in Aufzeichnungen über höhere Meerestemperaturen identifiziert und verringert, was das Vertrauen in die Bewertung von Veränderungen erhöht.

Der Ozean dürfte sich von 1957 bis 2009 zwischen 700 und 2000 m erwärmt haben. Für den Zeitraum von 1992 bis 2005 liegen ausreichende Beobachtungen vor, um die Temperaturänderung unter 2000 m insgesamt beurteilen zu können. In diesem Zeitraum wurden zwischen 2000 und 3000 m wahrscheinlich keine signifikanten Temperaturtrends beobachtet. Es ist wahrscheinlich, dass sich der Ozean zu diesem Zeitpunkt von 3.000 m auf den Grund erwärmt hat, wobei die größte Erwärmung im Südpolarmeer beobachtet wurde.

Mehr als 60% des Netto-Energiezuwachses im Klimasystem werden im oberen Ozean (0-700 m) während des relativ gut beprobten Zeitraums von 1971 bis 2010 gespeichert, und etwa 30% werden im Ozean unter 700 m gespeichert. Der durch einen linearen Trend geschätzte Anstieg des Wärmegehalts des oberen Ozeans während dieses Zeitraums ist wahrscheinlich.

Die Kryosphäre

In den letzten zwei Jahrzehnten haben die Eisschilde Grönlands und der Antarktis an Masse verloren, die Gletscher sind weltweit fast weiter geschrumpft, und die Schneedecke der Arktis auf der Nordhalbkugel und der Schneefall im Frühjahr sind weiter zurückgegangen (hohe Sicherheit).

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Die durchschnittliche Eisverlustrate aus der grönländischen Eisdecke hat höchstwahrscheinlich erheblich zugenommen. im Zeitraum 1992-2001. Die durchschnittliche Eisverlustrate aus der Eisdecke der Antarktis hat wahrscheinlich zugenommen. im Zeitraum 1992-2001. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Verluste hauptsächlich von der nördlichen Antarktischen Halbinsel und dem Amundsenmeer in der Westantarktis stammen.

Es besteht großes Vertrauen, dass die Permafrosttemperaturen in den meisten Regionen seit den frühen 1980er Jahren gestiegen sind. Die beobachtete Erwärmung betrug in Teilen Nordalaskas (von den frühen 1980er Jahren bis Mitte der 2000er Jahre) bis zu 3 ° C und bis zu 2 ° C. ° C. in Teilen Russlands Nordeuropa (1971-2010). In der letzteren Region wurde im Zeitraum 1975-2005 eine bemerkenswerte Verringerung der Permafrostdicke und der Flächenausdehnung beobachtet (mittleres Vertrauen).

Mehrere Beweislinien unterstützen eine sehr konstante Erwärmung der Arktis seit dem frühen 20. Jahrhundert.

Meeresspiegel steigt

Die Anstiegsrate des Meeresspiegels seit Mitte des 19. Jahrhunderts war höher als die durchschnittliche Rate der letzten zwei Jahrtausende (hohes Vertrauen). Im Zeitraum 1901-2010 stieg der globale mittlere Meeresspiegel um 0,19 [0,17 bis 0,21] m.

Seit den frühen 1970er Jahren machen der Massenverlust von Gletschern und die Wärmeausdehnung der Ozeane durch gemeinsame Erwärmung 75% des beobachteten mittleren Anstiegs des Meeresspiegels aus (hohes Vertrauen). Im Zeitraum 1993-2010 stimmt der globale Anstieg des Meeresspiegels mit hoher Sicherheit mit der Summe der beobachteten Beiträge der thermischen Ausdehnung des Ozeans aufgrund von Erwärmung, Gletscherveränderungen, der grönländischen Eisdecke, der antarktischen Eisdecke und dem Landwasserschutz überein .

Kohlenstoff und andere biogeochemische Kreisläufe

Die atmosphärischen Konzentrationen von Kohlendioxid (CO2), Methan und Lachgas sind in den letzten 800.000 Jahren auf ein beispielloses Niveau gestiegen. Die CO2-Konzentrationen sind seit vorindustriellen Zeiten um 40% gestiegen, hauptsächlich aufgrund der Emissionen fossiler Brennstoffe und zweitens aufgrund der Netto-Landnutzungsemissionen. Der Ozean hat etwa 30% des emittierten anthropogenen Kohlendioxids absorbiert, was zu einer Versauerung des Ozeans führt

Von 1750 bis 2011 setzten die CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Zementherstellung 365 [335 bis 395] GtC [Gigatonnen - ein Gigatonnen entspricht 1.000.000.000 Metriken] in die Atmosphäre frei, während die Entwaldung und andere Nutzungsänderungen des Bodens 180 [100 to] freisetzten 260] GtC.

Von diesen kumulierten anthropogenen CO2-Emissionen wurden 240 [230 bis 250] GtC in der Atmosphäre akkumuliert, 155 [125 bis 185] GtC aus dem Ozean nachgewiesen und 150 [60 bis 240] GtC in natürlichen terrestrischen Ökosystemen akkumuliert.

Treiber für den Klimawandel

Die gesamte natürliche HF (Strahlungsantrieb - der Unterschied zwischen der von der Erde empfangenen und der in den Weltraum abgestrahlten Energie) aufgrund von Änderungen der Sonneneinstrahlung und der stratosphärischen vulkanischen Aerosole hat im letzten Jahrhundert, abgesehen von kurzen, nur einen geringen Beitrag zum Nettostrahlungsantrieb geleistet Perioden nach großen Vulkanausbrüchen.

Verständnis des Klimasystems und seiner jüngsten Veränderungen

Im Vergleich zu AR4 ermöglichen detailliertere und längere Beobachtungen und verbesserte Klimamodelle nun die Zuordnung eines menschlichen Beitrags zu erkannten Veränderungen in mehreren Komponenten des Klimasystems.

Der menschliche Einfluss auf das Klimasystem ist klar. Dies zeigt sich an den steigenden Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre, dem positiven Strahlungsantrieb, der beobachteten Erwärmung und dem Verständnis des Klimasystems.

Bewertung von Klimamodellen

Klimamodelle haben sich seit AR4 verbessert. Die Modelle reproduzieren Oberflächentemperaturmuster und -trends, die über viele Jahrzehnte auf kontinentaler Ebene beobachtet wurden, einschließlich der schnellsten Erwärmung seit dem 20. Jahrhundert und der Abkühlung unmittelbar nach großen Vulkanausbrüchen (sehr hohe Sicherheit).

Langzeit-Klimamodellsimulationen zeigen einen Trend der globalen mittleren Oberflächentemperatur
von 1951 bis 2012, was dem beobachteten Trend entspricht (sehr hohe Sicherheit). Es gibt jedoch Unterschiede zwischen simulierten und beobachteten Trends über kurze Zeiträume wie 10 bis 15 Jahre (z. B. 1998 bis 2012).

Die beobachtete Verringerung des Oberflächenerwärmungsmusters im Zeitraum 1998-2012 im Vergleich zum Zeitraum 1951-2012 ist in etwa gleichem Maße auf einen verringerten Trend beim Strahlungsantrieb und einen Kühlungsbeitrag durch interne Variabilität zurückzuführen, der eine mögliche Umverteilung der Wärme einschließt im Ozean (mittleres Vertrauen). Der verringerte Trend des Strahlungsantriebs ist hauptsächlich auf Vulkanausbrüche und den Zeitpunkt der absteigenden Phase des Sonnenzyklus des Jahres 11 zurückzuführen.

Klimamodelle umfassen jetzt mehr Wolken- und Aerosolprozesse und ihre Wechselwirkungen als zum Zeitpunkt von AR4, aber das Vertrauen in die Darstellung und Quantifizierung dieser Prozesse in den Modellen bleibt gering.

Die Klimasensitivität gegenüber dem Gleichgewicht quantifiziert die Reaktion des Klimasystems auf einen konstanten Strahlungsantrieb über mehrere Jahrhunderte hinweg. Es ist definiert als die Änderung der globalen mittleren Oberflächentemperatur im Gleichgewicht, die durch Verdoppelung der atmosphärischen CO2-Konzentration verursacht wird.

Die Empfindlichkeit gegenüber dem Gleichgewichtsklima liegt wahrscheinlich zwischen 1,5 ° C und 4,5 ° C (hohes Vertrauen), äußerst unwahrscheinlich unter 1 ° C (hohes Vertrauen) und sehr unwahrscheinlich über 6 ° C (mittleres Vertrauen). Die untere Temperaturgrenze des bewerteten wahrscheinlichen Bereichs liegt daher im AR4 unter 2 ° C, die obere Grenze ist jedoch dieselbe. Diese Bewertung spiegelt ein besseres Verständnis, eine erweiterte Aufzeichnung der Temperatur in der Atmosphäre und im Ozean wider
neue Schätzungen des Strahlungsantriebs.

Erkennung und Zuschreibung des Klimawandels

Menschlicher Einfluss wurde bei der Erwärmung der Atmosphäre und des Ozeans, bei Änderungen des globalen Wasserkreislaufs, bei der Verringerung von Schnee und Eis, beim Anstieg des globalen Meeresspiegels und bei Änderungen bestimmter klimatischer Extreme festgestellt. Dieser Beweis für die menschliche Grippe ist seit AR4 gewachsen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die menschliche Grippe seit Mitte des 20. Jahrhunderts die Hauptursache für die beobachtete Erwärmung ist.

È estremamente probabile che più della metà dell'aumento osservato della temperatura superficiale media globale da 1951 a 2010 sia stata causata dall'aumento antropogenico delle concentrazioni di gas serra e di altre forzanti antropogeniche. La migliore stima del contributo indotto dall'uomo al riscaldamento è simile al riscaldamento osservato in questo periodo.

Futuro cambiamento climatico globale e regionale

Le emissioni continue di gas a effetto serra causeranno ulteriore riscaldamento e cambiamenti in tutti i componenti del sistema climatico. Limitare i cambiamenti climatici richiederà riduzioni sostanziali e sostenute delle emissioni di gas serra.

L'oceano globale continuerà a scaldarsi durante il 21st secolo. Il calore penetra dalla superficie all'oceano profondo e influenza la circolazione oceanica.

È molto probabile che la copertura di ghiaccio del Mare Artico continuerà a ridursi e assottigliarsi e che la copertura nevosa primaverile dell'emisfero nord diminuirà durante il 21st secolo man mano che la temperatura media globale della superficie aumenta. Il volume globale del ghiacciaio diminuirà ulteriormente.

Il livello medio globale del mare continuerà a salire durante il 21st secolo. Sotto tutti gli scenari RCP il tasso di innalzamento del livello del mare molto probabilmente supererà quello osservato durante 1971-2010 a causa dell'aumento del riscaldamento degli oceani e dell'aumento della perdita di massa da parte dei ghiacciai e delle calotte glaciali.

L'innalzamento del livello del mare non sarà uniforme. Entro la fine del 21st secolo, è molto probabile che il livello del mare aumenti di oltre il 95% della superficie oceanica. A proposito di 70% delle coste mondiali si prevede di sperimentare un cambiamento del livello del mare entro il 20% della variazione globale del livello del mare.

I cambiamenti climatici influenzeranno i processi del ciclo del carbonio in un modo che aggraverà l'aumento di CO2 nell'atmosfera (alta sicurezza). Un ulteriore assorbimento di carbonio da parte dell'oceano aumenterà l'acidificazione degli oceani.

Le emissioni cumulative di CO2 determinano in gran parte il riscaldamento superficiale medio globale entro la fine del 21st secolo e oltre. La maggior parte degli aspetti dei cambiamenti climatici permangono per molti secoli anche se le emissioni di CO2 vengono interrotte. Questo rappresenta un sostanziale impegno multi-secolo sui cambiamenti climatici creato dalle emissioni passate, presenti e future di CO2.

Una grande parte del cambiamento climatico antropogenico derivante dalle emissioni di CO2 è irreversibile su una scala temporale plurisecolare o millenaria, tranne nel caso di una grande rimozione netta di CO2 dall'atmosfera per un periodo prolungato.

Le temperature della superficie rimarranno approssimativamente costanti a livelli elevati per molti secoli dopo una completa cessazione delle emissioni antropogeniche di CO2. A causa delle lunghe scale temporali di trasferimento di calore dalla superficie dell'oceano alla profondità, il riscaldamento dell'oceano continuerà per secoli. A seconda dello scenario, circa 15 a 40% di CO2 emessa rimarrà nell'atmosfera più a lungo degli anni 1,000.

Una perdita di massa sostenuta da strati di ghiaccio causerebbe un innalzamento del livello del mare più ampio e una parte della perdita di massa potrebbe essere irreversibile. Vi è un'elevata certezza che il riscaldamento prolungato superiore a qualche soglia porterebbe alla quasi completa perdita della calotta glaciale della Groenlandia nel corso di un millennio o più, provocando un innalzamento medio del livello medio del mare fino a 7 m.

Le stime correnti indicano che la soglia è maggiore di circa 1 ° C (bassa confidenza) ma inferiore a circa 4 ° C (media affidabilità) del riscaldamento globale rispetto al preindustriale. È possibile una brusca e irreversibile perdita di ghiaccio da una potenziale instabilità dei settori marittimi della calotta di ghiaccio antartico in risposta al forzante climatico, ma le prove e la comprensione attuali non sono sufficienti per effettuare una valutazione quantitativa.

Sono stati proposti metodi che mirano a modificare deliberatamente il sistema climatico per contrastare il cambiamento climatico, chiamato geoingegneria. Prove limitate precludono una valutazione quantitativa completa sia della Solar Radiation Management (SRM) che della rimozione dell'anidride carbonica (CDR) e del loro impatto sul sistema climatico.

I metodi CDR hanno limiti biogeochimici e tecnologici al loro potenziale su scala globale. Non c'è una conoscenza sufficiente per quantificare quante emissioni di CO2 potrebbero essere parzialmente compensate dal CDR in un periodo di tempo di un secolo.

La modellazione indica che i metodi SRM, se realizzabili, hanno il potenziale per compensare sostanzialmente un aumento della temperatura globale, ma potrebbero anche modificare il ciclo globale dell'acqua e non ridurre l'acidificazione degli oceani.

Se l'SRM fosse terminato per qualsiasi motivo, vi è un'alta probabilità che le temperature superficiali globali aumenterebbero molto rapidamente a valori coerenti con la forzatura dei gas serra. I metodi CDR e SRM portano effetti collaterali e conseguenze a lungo termine su scala globale.

Modifiche da 2007 Then and Now

Probabile aumento di temperatura di 2100: 1.5-4 ° C nella maggior parte degli scenari - da 1.8-4 ° C
Aumento del livello del mare: molto probabilmente più veloce che tra 1971 e 2010 - di 28-43 cm
Il ghiaccio marino artico estivo scompare: molto probabilmente continuerà a ridursi e ad assottigliarsi - nella seconda metà del secolo
Aumento delle ondate di calore: molto probabile che si verifichi più frequentemente e duri più a lungo - aumenta molto probabilmente


Il quinto rapporto di valutazione dell'IPCC

Climate News Network ha preparato questa versione molto abbreviata della prima parte del quinto rapporto di valutazione dell'IPCC (AR5) per servire da guida obiettiva ad alcune delle questioni principali che copre. Non è in alcun modo una valutazione di ciò che dice il Riassunto: la formulazione è quella degli stessi autori dell'IPCC, tranne alcuni casi in cui abbiamo aggiunto titoli.

Una nota dagli editori di Climate News Network: abbiamo preparato questa versione molto abbreviata della prima parte del quinto rapporto di valutazione dell'IPCC (AR5) per servire da guida obiettiva ad alcune delle questioni principali che copre. Non è in alcun modo una valutazione di ciò che dice il Riassunto: la formulazione è quella degli stessi autori dell'IPCC, tranne alcuni casi in cui abbiamo aggiunto titoli. AR5 utilizza una base diversa come input per i modelli da quello utilizzato nel suo predecessore 2007, AR4: al posto degli scenari di emissione, parla di RCP, percorsi di concentrazione rappresentativi. Quindi non è possibile ovunque fare un confronto diretto tra AR4 e AR5, anche se il testo lo fa in alcuni casi, e alla fine forniamo un elenco molto breve delle conclusioni dei due rapporti su diversi punti chiave. Il linguaggio della scienza può essere complesso. Quello che segue è il linguaggio degli scienziati dell'IPCC. Nei giorni e nelle settimane seguenti riferiremo più dettagliatamente su alcune delle loro scoperte.

In questo Riepilogo per i responsabili delle politiche, vengono utilizzati i seguenti termini di riepilogo per descrivere le prove disponibili: limitato, medio o robusto e per il grado di accordo: basso, medio o alto. Un livello di confidenza viene espresso utilizzando cinque qualificatori: molto basso, basso, medio, alto e molto alto e scritto in corsivo, ad esempio confidenza media. Per una data evidenza e dichiarazione di accordo, possono essere assegnati diversi livelli di confidenza, ma livelli crescenti di evidenza e gradi di accordo sono correlati con l'aumento della fiducia. In questo riepilogo sono stati utilizzati i seguenti termini per indicare la probabilità valutata di un esito o di un risultato: probabilità virtualmente certa del 99-100%, molto probabile 90-100%, probabile 66-100%, probabile quanto non 33-66 %, improbabile 0–33%, molto improbabile 0–10%, eccezionalmente improbabile 0–1%. Quando appropriato, possono essere utilizzati anche termini aggiuntivi (estremamente probabile: 95–100%, più probabile che non> 50–100% ed estremamente improbabile 0–5%).

Cambiamenti osservati nel sistema climatico

L'atmosfera

Il riscaldamento del sistema climatico è inequivocabile e, a partire dagli 1950, molti dei cambiamenti osservati sono senza precedenti da decenni a millenni. L'atmosfera e l'oceano si sono riscaldati, le quantità di neve e ghiaccio sono diminuite, il livello del mare è aumentato e le concentrazioni di gas a effetto serra sono aumentate

Che cosa dicono gli scienziati leader di cui dovresti sapere il rapporto sul clima spaventoso di oggi

Ognuno degli ultimi tre decenni è stato successivamente più caldo sulla superficie terrestre rispetto a qualsiasi decennio precedente da 1850.

Per il periodo più lungo in cui il calcolo delle tendenze regionali è sufficientemente completo (1901-2012), quasi l'intero globo ha subito un riscaldamento superficiale.

Oltre al robusto riscaldamento multi-decadale, la temperatura superficiale media globale mostra una sostanziale variabilità decennale e interannuale. A causa della variabilità naturale, le tendenze basate sui record brevi sono molto sensibili alle date di inizio e di fine e in generale non riflettono le tendenze climatiche a lungo termine.

Ad esempio, il tasso di riscaldamento degli ultimi 15 anni, che inizia con un forte El Niño, è inferiore al tasso calcolato da 1951.

Modifiche in molti eventi meteorologici e climatici estremi sono state osservate da circa 1950. È molto probabile che il numero di giorni e notti fredde sia diminuito e il numero di giorni e notti caldi sia aumentato su scala globale

Le emissioni irreversibili di un punto di non ritorno del permafrost

The Ocean

Il riscaldamento dell'oceano domina l'aumento di energia immagazzinata nel sistema climatico, rappresentando oltre il 90% dell'energia accumulata tra 1971 e 2010 (alta sicurezza). È virtualmente certo che l'oceano superiore (0-700 m) si è riscaldato da 1971 a 2010 e probabilmente si è riscaldato tra gli 1870 e 1971.

Su scala globale, il riscaldamento dell'oceano è maggiore vicino alla superficie e il 75 superiore m riscaldato da 0.11 [0.09 a 0.13] ° C per decennio nel periodo 1971-2010. Dal momento che AR4, i pregiudizi strumentali nei record di temperatura degli oceani superiori sono stati identificati e ridotti, aumentando la fiducia nella valutazione del cambiamento.

È probabile che l'oceano si sia riscaldato tra 700 e 2000 m da 1957 a 2009. Sono disponibili sufficienti osservazioni per il periodo da 1992 a 2005 per una valutazione globale del cambiamento di temperatura sotto 2000 m. Probabilmente non ci sono stati significativi trend di temperatura osservati tra 2000 e 3000 m per questo periodo. È probabile che l'oceano si sia riscaldato da 3000 m al fondo per questo periodo, con il più grande riscaldamento osservato nell'Oceano Antartico.

Più del 60% dell'aumento di energia netta nel sistema climatico è immagazzinato nell'oceano superiore (0-700 m) durante il periodo di 40 relativamente ben campionato da 1971 a 2010, e circa 30% è immagazzinato nell'oceano sotto 700 m. L'aumento del contenuto di calore dell'oceano superiore durante questo periodo di tempo stimato da una tendenza lineare è probabile.

La criosfera

Negli ultimi due decenni, le calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide hanno perso massa, i ghiacciai hanno continuato a ridursi quasi in tutto il mondo e il manto nevoso artico e l'innevamento primaverile dell'emisfero settentrionale hanno continuato a diminuire in misura (alta sicurezza).

Il risparmio di ozono può rallentare il tasso di riscaldamento globale

Molto probabilmente il tasso medio di perdita di ghiaccio dalla calotta glaciale della Groenlandia è notevolmente aumentato . nel periodo 1992-2001. Il tasso medio di perdita di ghiaccio dalla calotta antartica è probabilmente aumentato . nel periodo 1992-2001. È molto probabile che tali perdite siano principalmente dalla penisola antartica settentrionale e dal settore del Mare di Amundsen nell'Antartide occidentale.

C'è una grande sicurezza che le temperature del permafrost siano aumentate nella maggior parte delle regioni dai primi 1980. Il riscaldamento osservato era fino a 3 ° C in parti dell'Alaska settentrionale (dai primi 1980 fino a metà 2000) e fino a 2 ° C in parti del Nord Europa russo (1971-2010). Nell'ultima regione, è stata osservata una notevole riduzione dello spessore del permafrost e dell'estensione areale nel periodo 1975-2005 (media confidenza).

Molteplici linee di prove supportano il riscaldamento artico molto consistente sin dal 20esimo secolo.

Innalzamento del livello del mare

Il tasso di innalzamento del livello del mare a partire dalla metà del 19esimo secolo è stato maggiore del tasso medio nei precedenti due millenni (alta fiducia). Nel periodo 1901-2010, il livello medio globale del mare è salito di 0.19 [0.17 a 0.21] m.

Sin dai primi 1970, la perdita di massa dei ghiacciai e l'espansione termica degli oceani dal riscaldamento insieme spiegano il 75% dell'aumento del livello medio del mare osservato (alta confidenza). Nel periodo 1993-2010, l'innalzamento globale del livello del mare è, con alta confidenza, coerente con la somma dei contributi osservati dall'espansione termica dell'oceano a causa del riscaldamento, dai cambiamenti dei ghiacciai, della calotta glaciale della Groenlandia, della calotta antartica e dell'acqua di terra Conservazione.

Carbonio e altri cicli biogeochimici

Le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica (CO2), metano e protossido di azoto sono aumentate fino a livelli senza precedenti negli ultimi 800,000 anni. Le concentrazioni di CO2 sono aumentate del 40% sin dai tempi preindustriali, principalmente da emissioni di combustibili fossili e secondariamente da emissioni nette di emissioni di uso del suolo. L'oceano ha assorbito circa il 30% dell'anidride carbonica antropogenica emessa, causando l'acidificazione degli oceani

Da 1750 a 2011, le emissioni di CO2 dalla combustione di combustibili fossili e la produzione di cemento hanno rilasciato 365 [335 a 395] GtC [gigatonnellate - una gigatona uguale a 1,000,000,000 metriche] nell'atmosfera, mentre la deforestazione e altri cambiamenti di uso del suolo hanno rilasciato 180 [100 a 260] GtC.

Di queste emissioni antropogeniche di CO2 cumulative, 240 [230 a 250] GtC si sono accumulate nell'atmosfera, 155 [125 a 185] GtC sono state rilevate dall'oceano e 150 [60 a 240] GtC si sono accumulate in ecosistemi terrestri naturali.

Driver del cambiamento climatico

La totale RF naturale [forzatura radiativa - la differenza tra l'energia ricevuta dalla Terra e quella che irradia nello spazio] dai cambiamenti di irradiazione solare e dagli aerosol vulcanici stratosferici ha apportato solo un piccolo contributo alla forzatura radiativa netta nel corso dell'ultimo secolo, tranne per brevi periodi dopo grandi eruzioni vulcaniche.

Comprensione del sistema climatico e dei suoi cambiamenti recenti

Rispetto a AR4, osservazioni più dettagliate e più lunghe e modelli climatici migliorati ora consentono l'attribuzione di un contributo umano ai cambiamenti rilevati in più componenti del sistema climatico.

L'influenza umana sul sistema climatico è chiara. Ciò è evidente dalle crescenti concentrazioni di gas serra nell'atmosfera, forzatura radiativa positiva, riscaldamento osservato e comprensione del sistema climatico.

Valutazione dei modelli climatici

I modelli climatici sono migliorati da quando AR4. I modelli riproducono i modelli e le tendenze della temperatura superficiale osservati su scala continentale per molti decenni, compreso il riscaldamento più rapido a partire dal 20esimo secolo e il raffreddamento immediatamente successivo a grandi eruzioni vulcaniche (altissima sicurezza).

Le simulazioni del modello climatico a lungo termine mostrano una tendenza della temperatura superficiale media globale
da 1951 a 2012 che concorda con la tendenza osservata (altissima sicurezza). Vi sono, tuttavia, differenze tra le tendenze simulate e osservate su periodi brevi come 10 a 15 anni (es. 1998 a 2012).

La riduzione osservata dell'andamento del riscaldamento superficiale nel periodo 1998-2012 rispetto al periodo 1951-2012, è dovuta in misura approssimativamente uguale a una tendenza ridotta nel forzante radiativo e un contributo di raffreddamento dalla variabilità interna, che include una possibile ridistribuzione del calore all'interno dell'oceano (media confidenza). La ridotta tendenza del forzante radiativo è principalmente dovuta alle eruzioni vulcaniche e ai tempi della fase discendente del ciclo solare dell'anno 11.

I modelli climatici ora includono più processi di cloud e aerosol e le loro interazioni, che al momento dell'AR4, ma rimane bassa la fiducia nella rappresentazione e quantificazione di questi processi nei modelli.

La sensibilità al clima all'equilibrio quantifica la risposta del sistema climatico a un costante forzante radiativo su scale temporali multi-secolo. È definito come la variazione della temperatura superficiale media globale all'equilibrio causata dal raddoppio della concentrazione atmosferica di CO2.

La sensibilità al clima di equilibrio è probabilmente compresa tra 1.5 ° C e 4.5 ° C (alta confidenza), estremamente improbabile meno di 1 ° C (alta confidenza) e molto improbabile superiore a 6 ° C (media confidenza). Il limite di temperatura inferiore dell'intervallo probabile valutato è quindi inferiore a 2 ° C nell'AR4, ma il limite superiore è lo stesso. Questa valutazione riflette una migliore comprensione, il record esteso di temperatura nell'atmosfera e nell'oceano, e
nuove stime del forzante radiativo.

Rilevazione e attribuzione dei cambiamenti climatici

L'influenza umana è stata rilevata nel riscaldamento dell'atmosfera e dell'oceano, nei cambiamenti del ciclo idrico globale, nelle riduzioni della neve e del ghiaccio, nell'innalzamento globale del livello del mare e nei cambiamenti in alcuni estremi climatici. Questa evidenza per l'influenza umana è cresciuta da quando AR4. È estremamente probabile che l'influenza umana sia stata la causa principale del riscaldamento osservato sin dalla metà del 20 secolo.

È estremamente probabile che più della metà dell'aumento osservato della temperatura superficiale media globale da 1951 a 2010 sia stata causata dall'aumento antropogenico delle concentrazioni di gas serra e di altre forzanti antropogeniche. La migliore stima del contributo indotto dall'uomo al riscaldamento è simile al riscaldamento osservato in questo periodo.

Futuro cambiamento climatico globale e regionale

Le emissioni continue di gas a effetto serra causeranno ulteriore riscaldamento e cambiamenti in tutti i componenti del sistema climatico. Limitare i cambiamenti climatici richiederà riduzioni sostanziali e sostenute delle emissioni di gas serra.

L'oceano globale continuerà a scaldarsi durante il 21st secolo. Il calore penetra dalla superficie all'oceano profondo e influenza la circolazione oceanica.

È molto probabile che la copertura di ghiaccio del Mare Artico continuerà a ridursi e assottigliarsi e che la copertura nevosa primaverile dell'emisfero nord diminuirà durante il 21st secolo man mano che la temperatura media globale della superficie aumenta. Il volume globale del ghiacciaio diminuirà ulteriormente.

Il livello medio globale del mare continuerà a salire durante il 21st secolo. Sotto tutti gli scenari RCP il tasso di innalzamento del livello del mare molto probabilmente supererà quello osservato durante 1971-2010 a causa dell'aumento del riscaldamento degli oceani e dell'aumento della perdita di massa da parte dei ghiacciai e delle calotte glaciali.

L'innalzamento del livello del mare non sarà uniforme. Entro la fine del 21st secolo, è molto probabile che il livello del mare aumenti di oltre il 95% della superficie oceanica. A proposito di 70% delle coste mondiali si prevede di sperimentare un cambiamento del livello del mare entro il 20% della variazione globale del livello del mare.

I cambiamenti climatici influenzeranno i processi del ciclo del carbonio in un modo che aggraverà l'aumento di CO2 nell'atmosfera (alta sicurezza). Un ulteriore assorbimento di carbonio da parte dell'oceano aumenterà l'acidificazione degli oceani.

Le emissioni cumulative di CO2 determinano in gran parte il riscaldamento superficiale medio globale entro la fine del 21st secolo e oltre. La maggior parte degli aspetti dei cambiamenti climatici permangono per molti secoli anche se le emissioni di CO2 vengono interrotte. Questo rappresenta un sostanziale impegno multi-secolo sui cambiamenti climatici creato dalle emissioni passate, presenti e future di CO2.

Una grande parte del cambiamento climatico antropogenico derivante dalle emissioni di CO2 è irreversibile su una scala temporale plurisecolare o millenaria, tranne nel caso di una grande rimozione netta di CO2 dall'atmosfera per un periodo prolungato.

Le temperature della superficie rimarranno approssimativamente costanti a livelli elevati per molti secoli dopo una completa cessazione delle emissioni antropogeniche di CO2. A causa delle lunghe scale temporali di trasferimento di calore dalla superficie dell'oceano alla profondità, il riscaldamento dell'oceano continuerà per secoli. A seconda dello scenario, circa 15 a 40% di CO2 emessa rimarrà nell'atmosfera più a lungo degli anni 1,000.

Una perdita di massa sostenuta da strati di ghiaccio causerebbe un innalzamento del livello del mare più ampio e una parte della perdita di massa potrebbe essere irreversibile. Vi è un'elevata certezza che il riscaldamento prolungato superiore a qualche soglia porterebbe alla quasi completa perdita della calotta glaciale della Groenlandia nel corso di un millennio o più, provocando un innalzamento medio del livello medio del mare fino a 7 m.

Le stime correnti indicano che la soglia è maggiore di circa 1 ° C (bassa confidenza) ma inferiore a circa 4 ° C (media affidabilità) del riscaldamento globale rispetto al preindustriale. È possibile una brusca e irreversibile perdita di ghiaccio da una potenziale instabilità dei settori marittimi della calotta di ghiaccio antartico in risposta al forzante climatico, ma le prove e la comprensione attuali non sono sufficienti per effettuare una valutazione quantitativa.

Sono stati proposti metodi che mirano a modificare deliberatamente il sistema climatico per contrastare il cambiamento climatico, chiamato geoingegneria. Prove limitate precludono una valutazione quantitativa completa sia della Solar Radiation Management (SRM) che della rimozione dell'anidride carbonica (CDR) e del loro impatto sul sistema climatico.

I metodi CDR hanno limiti biogeochimici e tecnologici al loro potenziale su scala globale. Non c'è una conoscenza sufficiente per quantificare quante emissioni di CO2 potrebbero essere parzialmente compensate dal CDR in un periodo di tempo di un secolo.

La modellazione indica che i metodi SRM, se realizzabili, hanno il potenziale per compensare sostanzialmente un aumento della temperatura globale, ma potrebbero anche modificare il ciclo globale dell'acqua e non ridurre l'acidificazione degli oceani.

Se l'SRM fosse terminato per qualsiasi motivo, vi è un'alta probabilità che le temperature superficiali globali aumenterebbero molto rapidamente a valori coerenti con la forzatura dei gas serra. I metodi CDR e SRM portano effetti collaterali e conseguenze a lungo termine su scala globale.

Modifiche da 2007 Then and Now

Probabile aumento di temperatura di 2100: 1.5-4 ° C nella maggior parte degli scenari - da 1.8-4 ° C
Aumento del livello del mare: molto probabilmente più veloce che tra 1971 e 2010 - di 28-43 cm
Il ghiaccio marino artico estivo scompare: molto probabilmente continuerà a ridursi e ad assottigliarsi - nella seconda metà del secolo
Aumento delle ondate di calore: molto probabile che si verifichi più frequentemente e duri più a lungo - aumenta molto probabilmente


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