Daugiau

15.2: Žemės temperatūra - geomokslai

15.2: Žemės temperatūra - geomokslai


Kadangi Mėnulyje nėra daug atmosferos, dienos temperatūra Mėnulyje yra apie 224 ℉, o naktį -apie -298 ℉. Tai yra stulbinantis 522 laipsnių pokytis tarp šviesios ir tamsios Mėnulio pusės [2]. Šiame skyriuje aprašoma, kaip Žemės atmosfera dalyvauja reguliuojant Žemės temperatūrą.

Žemės energijos biudžetas

Saulės spinduliuotė, patekusi į Žemę iš Saulės, yra gana vienoda. Energija (arba šiluma) sklinda iš Žemės paviršiaus ir žemesnės atmosferos atgal į kosmosą. Šis gaunamos ir išeinančios energijos srautas yra Žemės energijos biudžetas. Kad Žemės temperatūra ilgą laiką būtų stabili, įeinanti ir išeinanti energija turi būti vidutiniškai lygios, kad energijos biudžetas atmosferos viršuje būtų subalansuotas. Apie 29 procentus saulės energijos, patenkančios į atmosferos viršūnę, debesys, atmosferos dalelės ar atspindintys žemės paviršiai, tokie kaip jūros ledas ir sniegas, atspindi atgal į kosmosą. Apie 23 procentus gaunamos saulės energijos atmosferoje sugeria vandens garai, dulkės ir ozonas. Likę 48 procentai praeina per atmosferą ir absorbuojami paviršiuje. Taigi Žemės sistema sugeria apie 71 procentą visos gaunamos saulės energijos [3].

Kai ši energija pasiekia Žemę, atmosferą ir paviršių sudarantys atomai ir molekulės sugeria energiją ir padidėja temperatūra. Jei ši medžiaga galėtų sugerti tik energiją, tada Žemės temperatūra būtų panaši į vandens lygį kriaukle be nutekėjimo, kur maišytuvas veikia nuolat. Kriauklė ilgainiui perpildytų. Tačiau temperatūra be galo nekyla, nes Žemė ne tik sugeria saulės šviesą. Žemės paviršius taip pat skleidžia šiluminę energiją (šilumą) atgal į atmosferą. Jei Žemės temperatūra pakyla, planeta į kosmosą išskiria vis daugiau šilumos ir tai yra pagrindinis mechanizmas, neleidžiantis Žemei nuolat šildytis [3].

Šiltnamio efektą sukeliančios dujos Žemėje veikia kaip milžiniška antklodė. Kuo daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų atmosferoje, tuo daugiau Žemės sulaiko išeinančią šilumą ir kuo mažiau šios šiluminės infraraudonųjų spindulių energijos (šilumos) išsisklaido į kosmosą. Šiltnamio efektas išsamiau aptariamas kitame skyriuje.

Veiksniai, galintys turėti įtakos Žemės energijos biudžetui, neapsiriboja tik šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis. Padidėjęs saulės spinduliavimas (daugiau saulės energijos) gali padidinti žemės gaunamą energiją. Tačiau su tuo susijęs padidėjimas yra labai mažas [3; 4; 5]. Be to, mažiau ledo ir sniego dengia žemę, o Arkties jūra padidina žemės ir vandens sugertos saulės šviesos kiekį (žr. Toliau pateiktą animaciją). Žemės paviršiaus atspindys vadinamas albedo. Be to, aerozoliai (dulkių dalelės), susidarę deginant anglį, dyzeliniai varikliai ir ugnikalnių išsiveržimai, gali atspindėti daugiau saulės spindulių ir iš tikrųjų atvėsinti planetą. Antropogeninių aerozolių poveikis klimato sistemai yra silpnas, tačiau antropogeninė šiltnamio efektą sukeliančių dujų gamyba nėra silpna. Taigi grynasis poveikis atšyla dėl daugiau antropogeninių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, susijusių su iškastinio kuro deginimu [6; 7; 8].

Poveikis, pakeičiantis planetą, gali sukelti grįžtamojo ryšio mechanizmus, kurie sustiprina arba slopina pradinį efektą. A teigiami atsiliepimai mechanizmas yra tada, kai išvestis ar poveikis sustiprina pirminį stimulą ar priežastį. Taigi vėliau poveikis padidėja. Pavyzdžiui, praradus jūros ledą Šiaurės ašigalyje, ši teritorija tampa mažiau atspindinti (sumažėjęs albedas). Tai leidžia paviršiniam orui ir vandenynui sugerti daugiau energijos vietovėje, kuri kažkada buvo padengta jūros ledu [3]. Kitas pavyzdys - tirpstantis amžinasis įšalas. Amžinasis įšalas yra nuolat užšalęs dirvožemis, esantis netoli aukštų platumų, daugiausia Šiaurės pusrutulyje. Šylant klimatui, daugiau amžinojo įšalo atšyla ir storos organinių medžiagų nuosėdos yra veikiamos deguonies ir pradeda oksiduotis (arba irti). Šis oksidacijos procesas išskiria anglies dioksidą ir metaną, o tai savo ruožtu sukelia didesnį atšilimą, kuris ištirpdo daugiau amžinojo įšalo ir kt.

A neigiamas atsiliepimas mechanizmas atsiranda, kai išvestis ar poveikis sumažina pirminį stimulą ar priežastį [3]. Pavyzdžiui, per trumpą laiką daugiau anglies dioksido (CO2), tikimasi, kad miško baldakimai augs ir sugers daugiau CO2. Ilgalaikio pavyzdys yra padidėjęs anglies dioksidas (CO2) atmosferoje sukels daugiau anglies rūgšties ir cheminių atmosferos poveikių, todėl ištirpęs bikarbonatas ir kiti jonai patenka į vandenynus, kurie vėliau kaupiasi nuosėdose.

Atmosferos sudėtis

Atmosferos sudėtis yra pagrindinis planetos temperatūros reguliavimo komponentas. Atmosferoje yra 78% azoto (N.2), 21% deguonies (O2), 1% argono (Ar) ir mažiau nei 1% visų kitų dujų, žinomų kaip pėdsakų komponentai. Mikroelementų sudėtyje yra anglies dioksido (CO2) vandens garai (H2O), neonas, helis ir metanas. Vandens garai yra labai įvairūs, daugiausia priklauso nuo regiono, tačiau buvo apskaičiuota, kad jie sudaro apie 1% atmosferos [9]. Išskirtinės dujos apima kelias svarbias šiltnamio efektą sukeliančias dujas, kurios yra dujos, atsakingos už įrenginio atšilimą ir aušinimą. Geologiniu mastu atmosferos CO šaltinis2 yra ugnikalniai ir kriauklė CO2 yra atmosferos procesas, kuris palaidoja CO2 nuosėdose. Biologiniai procesai prideda ir atima CO2 iš atmosferos [10].

Šiltnamio efektą sukeliančios dujos sulaiko šilumą atmosferoje ir šildo planetą. Jie mažai veikia gaunamą saulės spinduliuotę (kuri yra trumpojo bangos spinduliuotė), tačiau sugeria dalį iš Žemės sklindančios infraraudonosios spinduliuotės (ilgųjų bangų spinduliuotės), taip neleisdama jai prarasti erdvės. Daugiau atmosferoje esančių šiltnamio efektą sukeliančių dujų sugeria daugiau bangų šilumos ir daro planetą šiltesnę.

Dažniausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra vandens garai (H.2O), anglies dioksidas (CO2), metanas (CH4) ir azoto oksidas (N.2O). Vandens garai yra gausiausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos, tačiau jų gausa atmosferoje laikui bėgant nesikeičia. Anglies dioksido yra daug mažiau nei vandens garų, tačiau anglies dioksidas į atmosferą patenka dėl žmogaus veiklos, pvz., Deginant iškastinį kurą, keičiant žemės paskirtį ir naikinant miškus. Be to, natūralūs procesai, tokie kaip ugnikalnių išsiveržimai, prideda anglies dioksido [3], tačiau nežymiai, palyginti su antropogeniniu poveikiu.

Yra dvi svarbios priežastys, kodėl anglies dioksidas yra svarbiausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Pirma, anglies dioksidas turi ilgą buvimo atmosferoje laiką (tai reiškia, kad jis neišnyksta šimtus metų). Antra, didžioji dalis papildomo anglies dioksido yra „iškastinis“. Tai reiškia, kad jis išsiskiria deginant iškastinį kurą. Pavyzdžiui, anglis yra iškastinis kuras. Akmens anglis gaminama iš augalinės medžiagos, sukurta prieš fotosintezę prieš milijonus metų ir laikoma žemėje. Fotosintezė apima saulės šviesą ir anglies dioksidą ir sukuria augalų angliavandenius. Tai vyksta per milijonus metų, kaip lėtas procesas, kaupiantis iškastinę anglį uolienose ir nuosėdose. Kai deginame anglis, akimirksniu išleidžiame sukauptą saulės energiją ir iškastinį anglies dioksidą, kuriam susikaupti prireikė milijonų metų.

Anglies ciklas

Žemėje yra du svarbūs anglies ciklai. Vienas iš jų yra biologinis, kai gyvi organizmai, daugiausia augalai, sunaudoja anglies dioksidą iš atmosferos, kad susidarytų jų audiniai fotosintezės būdu, o po to, kai jie miršta, anglis išsiskiria atgal į atmosferą, kai jie suyra per kelerius metus ar dešimtmečius. 11]. Toliau pateikiama bendra fotosintezės lygtis.

CO2 + H2O + saulės šviesa → cukrus + O2

Antrasis yra geologinis anglies ciklas. Nedidelė šios biologinio ciklo anglies dalis lėtai formuojantis angliams palaidojama nuosėdinėse uolienose, kaip smulkūs fragmentai ir molekulės organiniuose turtinguose skalūnuose, o kaip kalkakmenio kriauklės ir kitos jūrų organizmų dalys. Tada tai tampa geologinio anglies ciklo dalimi, ciklu, kuris iš tikrųjų apima didžiąją dalį Žemės anglies, tačiau kuris veikia tik labai lėtai [11].

Anglies ciklas.

Toliau pateikiamas geologinio anglies ciklo rezervuarų sąrašas.

  • Augalų organinės medžiagos yra saugomos durpėse, angliuose ir amžinajame įšale tūkstančius iki milijonų metų.
  • Silikatinių mineralų atmosferos poveikis atmosferos anglies dioksidą paverčia ištirpusiu bikarbonatu, kuris vandenynuose saugomas nuo tūkstančių iki dešimčių tūkstančių metų.
  • Ištirpusį anglį jūrų organizmai paverčia kalcitu, kuris karbonatinėse uolienose saugomas dešimtis iki šimtų milijonų metų.
  • Anglies junginiai nuosėdose saugomi dešimtis iki šimtų milijonų metų; kai kurie patenka į naftos telkinius.
  • Anglies turinčios nuosėdos subdukcijos būdu perkeliamos į mantiją, kur anglis gali būti saugoma nuo dešimčių milijonų iki milijardų metų.
  • Vulkanų išsiveržimų metu anglies dioksidas išleidžiamas atgal į atmosferą, kur jis saugomas nuo metų iki dešimtmečių [11].

Per didžiąją Žemės istorijos dalį geologinis anglies ciklas buvo subalansuotas, o vulkanizmas išskiria anglį maždaug tokiu pat greičiu, kaip ir kitų procesų metu. Tokiomis sąlygomis klimatas išlieka gana stabilus. Kai kuriais Žemės istorijos laikais ši pusiausvyra buvo sutrikdyta. Tai gali atsitikti ilgai trunkant didesniam nei vidutinis vulkanizmui. Vienas iš pavyzdžių yra Sibiro spąstų išsiveržimas maždaug prieš 250 milijonų metų, o tai, atrodo, sukėlė stiprų klimato atšilimą per kelis milijonus metų. Anglies disbalansas taip pat yra susijęs su reikšmingais kalnų statybos įvykiais. Pvz., Himalajų kalnagūbris formuojasi maždaug nuo 40 mln. Metų ir per tą laiką - ir vis dar - oro sąlygų Žemėje dažnis padidėjo, nes tie kalnai yra tokie aukšti, o diapazonas yra toks platus. Dėl šių uolienų atmosferos poveikio-svarbiausia lauko špato hidrolizės-atmosferos anglies dioksidas sunaudojamas ir anglis patenka į vandenynus ir vandenyno dugno karbonato mineralus. Nuolatinis anglies dioksido kiekio sumažėjimas per pastaruosius 40 milijonų metų, dėl kurio atsirado pleistoceno ledynai, iš dalies yra susijęs su Himalajų kalnagūbrio susidarymu. Kita, negeologinė anglies ciklo disbalanso forma šiandien vyksta labai greitai. Mes išgauname didžiulį iškastinio kuro (anglies, naftos ir dujų) kiekį, kuris buvo saugomas uolienose per pastaruosius kelis šimtus milijonų metų, ir konvertuojame šį kurą į energiją ir anglies dioksidą. Tai darydami mes keičiame klimatą greičiau nei kada nors anksčiau [11].

Šiltnamio efektas

The šiltnamio efektas yra natūralus procesas, kurio metu atmosfera sušildo paviršiaus temperatūrą. Jei nebūtų atmosferos, Žemėje būtų didžiuliai dienos ir nakties temperatūros svyravimai, kaip mėnulis. Dienos temperatūra būtų šimtus laipsnių pagal Celsijų, o nakties temperatūra - šimtus laipsnių žemiau normos. Šiltnamio efektas atsiranda dėl to, kad atmosferoje yra šiltnamio efektą sukeliančių dujų.

Šiltnamio efektas pavadintas pagal panašų procesą, kuris karštą vasaros dieną šildo šiltnamį ar automobilį. Saulės šviesa praeina pro šiltnamio ar automobilio stiklą, pasiekia vidų ir virsta šiluma. Šiluma sklinda aukštyn ir patenka į stiklinius langus. Šiltnamio efektą Žemei galima paaiškinti trimis etapais.

1 žingsnis: Saulės spinduliuotę daugiausia sudaro ultravioletinė (UV), matoma šviesa ir infraraudonoji (IR) spinduliuotė. Saulės spinduliuotės sudedamosios dalys apima dalis, kurių bangos ilgis yra trumpesnis nei matomos šviesos, pvz., Ultravioletinę šviesą, ir ilgesnių bangų ilgių spektro dalis, pvz., IR ir kt. Dalis radiacijos absorbuojama, išsklaidoma ar atspindima atmosferos dujų, tačiau maždaug pusė saulės spinduliuotės galiausiai pasiekia Žemės paviršių.

2 žingsnis: Matoma, UV ir IR spinduliuotė, pasiekianti paviršių, virsta šilumos energija. Dauguma studentų patyrė saulės šviesą, šildančią paviršių, pvz., Asfaltuotą paviršių, terasą ar denį. Tokiu atveju šiltesnis paviršius skleidžia daugiau šiluminės spinduliuotės, kuri yra IR spinduliuotės rūšis. Taigi, matomas, UV ir IR paverčiamas tik terminiu IR. Šį terminį IR mes patiriame kaip šilumą. Jei kada nors pajutote šilumą, sklindančią iš ugnies ar kaitrios viryklės, tuomet patyrėte terminį IR.

3 žingsnis: Šiluminis IR spinduliuoja nuo žemės paviršiaus atgal į atmosferą. Bet kadangi tai yra terminis IR, o ne UV, matomas arba įprastas IR, šis terminis IR patenka į šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Kitaip tariant, saulės energija palieka Žemę kitokiu bangos ilgiu nei įeina, taigi, saulės energija nėra absorbuojama žemesnėje atmosferoje, kai energija ateina, o greičiau, kai energija išeina. Dujos, kurios paprastai blokuoja Žemę, yra anglies dioksidas, vandens garai, metanas ir azoto oksidas. Dėl didesnio šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio atmosferoje atsiranda daugiau šilumos IR. Naršykite šią išorinę nuorodą į interaktyvią animaciją apie šiltnamio efektą iš Nacionalinės mokslų akademijos.

Nuorodos

2. Wolpert, S. Nauji NASA temperatūros žemėlapiai suteikia „visiškai naują Mėnulio matymo būdą“. (2009). Galima rasti: http://newsroom.ucla.edu/releases/new-nasa-temperature-maps-provide-102070. (Žiūrėta: 2017 m. Vasario 23 d.)

3. Lindsey, R. Klimato ir žemės energijos biudžetas: straipsniai apie temas. Galima rasti: http://earthobservatory.nasa.gov. (Žiūrėta: 2016 m. Rugsėjo 14 d.)

4. Fröhlich, C. & Lean, J. Saulės bendras apšvita: ciklai, tendencijos ir susiję klimato kaitos neapibrėžtumai nuo 1976 m. Geofizai. Res. Lett. 25, 4377–4380 (1998).

5. Lean, J., Beer, J. & Bradley, R. Saulės apšvitos rekonstrukcija nuo 1610 m.: Pasekmės klimato kaitai. Lett. 22, 3195–3198 (1995).

6. Pachauri, R. K. ir kt. 2014 m. Klimato kaita: suvestinė ataskaita. I, II ir III darbo grupių indėlis į Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos penktąją vertinimo ataskaitą. (IPCC, 2014).

7. Oreskes, N. Mokslinis sutarimas dėl klimato kaitos. Mokslas 306, 1686–1686 (2004).

8. Levitas, S. ir kt. Antropogeninis Žemės klimato sistemos atšilimas. Mokslas 292, 267–270 (2001).

9. Šiaurės Karolinos valstijos universitetas. Atmosferos sudėtis. (2013). Galima rasti: http://climate.ncsu.edu/edu/k12/.AtmComposition. (Žiūrėta: 2016 m. Rugsėjo 12 d.)

10. Lacis, A. A., Hansen, J. E., Russell, G. L., Oinas, V. & Jonas, J. Ilgaamžių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kaip pagrindinės LW valdymo rankenėlės, vaidmuo, valdantis pasaulinę paviršiaus temperatūrą praeities ir ateities klimato kaitos atžvilgiu. Tellus B Chem. Fiz. Meteorolis. 65, 19734 (2013).

11. Earle, S. Fizinės geologijos OER vadovėlis. („BC Campus OpenEd“, 2015 m.).


1999 METŲ FORUMAS

DEG forumas - Temperatūros pokyčiai laikui bėgant Aplinkos geomokslų skyrius (DEG) ketvirtus metus iš eilės rems AAPG metiniame susirinkime į aplinką orientuotą forumą. Šių metų forumo koncepcija buvo sukurta DEG vykdomojo komiteto posėdyje „Salt bake City“, kuriame buvo pripažintas santykinai nedidelis geologijos mokslo vaidmuo klimato kaitos diskusijose. Komitetas taip pat tvirtina, kad mūsų geologinės pažiūros akivaizdžiai gali turėti įtakos nacionalinei politikai.

Ši diskusija atgaivina DEG pastaruosius kelerius metus propaguojamą koncepciją „Racionalus mokslas racionaliai politikai“. „lilts“ reiškia, kad kai tik įmanoma, turėtume ginti tvirto gynybinio mokslo naudojimą kaip nacionalinės politikos formavimo pagrindą. Kadangi geologija yra viena iš nedaugelio disciplinų, įprastai dirbančių atgal laikui bėgant, siekiant interpretuoti senovinę veiklą. visiškai tikslinga, kad mūsų profesija prisidėtų prie mokslinio supratimo šioje svarbioje diskusijoje.

Vienas iš nurodytų DEG egzistavimo tikslų yra „šviesti asociacijos narius ir plačiąją visuomenę svarbiais aplinkos ir apsaugos klausimais“. Vykdomasis komitetas ir AAPG nariai, turintys „... mokslinį pagrindą geologinių duomenų analizei, siekiant išsiaiškinti diskusijas dėl galimų vykstančių klimato kaitos priežasčių“. Tai yra keletas priežasčių, kodėl skyrius ėmėsi pastangų organizuoti ir remti forumą „Temperatūros pokyčiai laikui bėgant“ 1999 m. AAPG metiniame susirinkime San Antonijuje.

Kai kurie geomokslininkai, besidomintys klimato kaitos klausimu, gali suvokti, kad trūksta duomenų, kurie praeina daugiau nei užfiksuota temperatūra. Tačiau labai tikėtina, kad geologiniuose įrašuose yra reikšmingų ir svarbių duomenų ir jie gali atlikti svarbų vaidmenį vertinant galimus klimato kaitos rodiklius ir priežastis. Galbūt mes tiesiog matome aukščiausią temperatūros spektro ribą, kuri visiškai neatitinka natūraliai vykstančių pokyčių, tačiau neįvyko, nes buvo išsaugoti orų įrašai. Arba gali atsirasti tikras bendras temperatūros padidėjimas.

Visuomenė ir geomokslininkai, atrodo, yra šiek tiek susiskaldę dėl to, ar dabartiniai temperatūros pokyčiai yra antropogeninės veiklos rezultatas, ar neperžengia natūralių temperatūrų pokyčių, pastebėtų ilgą laiką. DEG nusprendė imtis dviejų veiksmų, kad padėtų suderinti šią labai viešą ir politiškai opią problemą:

1) prašyti ir įvertinti įrodymus, esančius uolienų įraše, patvirtinančius ar paneigiančius klimato kaitos sampratą ir pateisinančius geologinius duomenis bei aiškinimus.

2) nustatyti įvairias geomokslų specialybes, kurios gali padėti išspręsti problemą

Šiuo tikslu forumas suburs kelis šalies mastu žinomus specialistus, kurie užsiima mokslinių tyrimų veikla, susijusia su geologiniais klimato kaitos klausimais. Be to, temos apima keletą pažangiausių tyrimų su medžiaga, kuri nebuvo visiškai integruota į dabartines diskusijas. Programa apima ne jūrinius paleontologinius tyrimus, kurie rodo, kad tam tikrais eoceno ir plioceno intervalais temperatūra buvo žymiai aukštesnė nei šiandien. Kituose pristatymuose bus nagrinėjami deguonies izotopų ir temperatūros santykiai, kaip rodo mažos platumos ledo šerdys ir vakarų atogrąžų Ramiojo vandenyno koralinės kempinės.

Kitas pristatymas bus skirtas anglies izotopų pasiskirstymui pedogeniniuose karbonatuose, kaip rodo paleozolio duomenys iš penkių žemynų ir 400 milijonų metų. Taip pat bus pateikta išsami vėlyvojo paleoceno terminio maksimumo chronologija ir galimos pasekmės modemo anglies dioksido atšilimo santykiams. Apžvalgos pristatymas apžvelgs sedimentologinių įrašų įrodymus, ledynų pažangą ir atsitraukimą, paleobotaniką (palinologiją ir medžių žiedų tyrimus) ir kontinentinius ledo šerdies duomenis. Viena iš novatoriškesnių temų apima galimą ryšį tarp žemynų išdėstymo, tektoninės topografijos ir klimatą kontroliuojančių vandenynų srovių geometrijos. Kitas pristatymas apims galimą vandenyno termohalino cirkuliacijos modelių vaidmenį dideliems ir staigiems klimato pokyčiams per paskutinį ledynmetį.

Apskritai DEG forume surinko įdomią ir skatinančią pristatymų grupę. Metiniame susirinkime pateikta medžiaga gali rimtai paveikti dabartines diskusijas dėl klimato kaitos, ir mes raginame AAPG ir DEG narius dalyvauti šioje sesijoje

Konkretūs pavadinimai ir vedėjai [rodomi su *] yra išvardyti žemiau:

Vabalų atsakas į pasaulinius pokyčius: praeitis yra raktas į ateitį - Allan C. Ashworth (Šiaurės Dakotos valstijos universitetas)

Įrodymai, ribojantys praeitį (pasauliniai klimato pokyčiai - John P. Bluemle (Šiaurės Dakotos geologijos tarnyba)) Joseph M. Sabel (U S. pakrančių apsaugos tarnyba) Wibjorn Karlen (Stokholmo universitetas, Švedija)

Vėlyvojo paleoceno terminis maksimumas: senovės visuotinis atšilimas šiuolaikiniais tempais? - Timothy J Bralower (Šiaurės Karolinos universitetas, Chapel Hill) Lisa Sloan ir James Zachos (Kalifornijos universitetas, Santa Cruz)

Netikėtumai šiltnamyje - Wallace S. Broecker (Kolumbijos universiteto Lamont -Doherty Earth observatorija)

Fossil Leaves as biosensors of Eocene Paleoatmospheric Carbon Dioxide - David L. Dilcher* (Floridos universitetas) Wolfram M. Kuerschner, Henk Visscher ir Friederike Wagner (Utrechto universitetas, Nyderlandai)

400 milijonų metų atmosferos anglies dioksido rekordas, pašalintas iš pedogeninių karbonatų - Douglas D. Ekart* ir Thure E Cerling (Jutos universitetas)

Geologiniai pasaulinio klimato kintamumo apribojimai - Lee Gerhard (Kanzaso geologijos tarnyba)

Du tūkstantmečiai El Nino įvykių, galimai archyvuotų Sclerosponges - Charles W Thayer* (Pensilvanijos universitetas) Kyger C Lohmann (Mičigano universitetas)

Stabilūs izotopai ir jų santykis su temperatūra, užfiksuota žemos platumos ledo šerdyse - Lonnie G Thompson (Ohajo valstijos universitetas)


Kodėl kai kurie niekintojai sako, kad Žemėje nėra krizės, ir kodėl tai veda iš proto daugumą klimato mokslininkų

Billas Pekny, fotografuodamasis, naudojasi monitoriumi, norėdamas patikrinti anglies dioksido kiekį ne savo namuose, Midway, antradienį, 2021 m. Vasario 2 d. Pekny yra vietinis autorius ir mokslininkas ir sutinka, kad klimatas atšyla, yra įprastas atšilimo ciklas ir panika yra nepagrįsta. Steve'as Griffinas, „Deseret News“

Jutos autorius Billas Pekny parašė knygą su 13 skyrių, apibūdinančių klimato kaitą, pilna diagramų, spalvingos grafikos ir „svarbiausių dalykų“ po kiekvieno segmento, kuriame jis savo skaitytojams daro įspūdį, kodėl jo tyrimai yra svarbūs, ir turėtų pasiūlyti paguodą tiems, kurie tiki pasauliu yra sunaikinimo išvakarėse.

Pekny iš Midway neginčija, kad klimatas šyla - jis yra tarp 97% mokslininkų, kurie teigia, kad taip yra. Bet tada jis staigiai pasisako ir sako, kad anglies dioksidas nėra kaltininkas. Tai kelia jam dramatišką prieštaravimą esamų mokslinių tyrimų srityje.

Jis tvirtina, kad anglies dioksidas nėra Frankenšteino pabaisa, skirta sunaikinti žmonijos kaimą.

„Manau, kad yra netinkamas fiksavimas, kad CO2 yra blogas vaikinas kaip teršalas, ir yra priešingai“, - sakė Pekny.

Jo knygoje „Pasakojimas apie du klimatus: vienas tikrasis vienas įsivaizduojamas“ kalbama apie tai, kas, jo teigimu, yra pavojinga grupinė mintis, pagrįsta mokslu, kuris, jo teigimu, jokiu būdu nėra įtikinamas ir yra vyšnių pasirinkimo iš daugybės tyrimų rezultatas. .

„Manau, kad tos grupės mąstymo yra per daug. Manau, kad daugeliu atvejų tai taikoma žmonėms, kurie bando gyventi ir dirbti ir gauti dotacijas, o kartais jie nėra pernelyg atsargūs, kaip tai padaryti “, - tvirtina jis.

Bet Pekny yra kraštutinė mažuma.

Keli tyrimai, paskelbti recenzuojamuose mokslo žurnaluose, rodo, kad 97% ar daugiau aktyviai skelbiančių klimato mokslininkų sutinka: per pastarąjį šimtmetį klimato atšilimo tendencijos yra labai tikėtinos dėl žmogaus veiklos, teigiama Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos puslapyje apie pasaulinį klimatą. keistis.

Be to, jame pateikiama daugybė pirmaujančių mokslo organizacijų, kurios per daugelį metų paskelbė pareiškimus, patvirtinančius šią poziciją, įskaitant Amerikos meteorologijos draugiją, Amerikos mokslo pažangos asociaciją ir Amerikos chemijos draugiją, pastaroji aiškiai nurodo, kad didėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir kietųjų dalelių koncentracija yra pagrindinis šiltesnio klimato veiksnys.

Visame pasaulyje yra beveik 200 pasaulio mokslo organizacijų, kurios laikosi pozicijos, kad klimato kaitą sukėlė žmonių veiksmai.

„Nenoriu jo nutildyti, bet tokia informacija daro realią žalą“, - sakė Jutos universiteto Atmosferos mokslų katedros docentė Logan Mitchell.

„Aš raginčiau žmones ieškoti informacijos iš patikimų vietų. . Jūs žinote, kad sakoma, kad melas gali apkeliauti visą pasaulį, kol tiesa neturi progos nusiauti batų “.

Taigi, kas atsitinka su Pekny, mokslininku, turinčiu alternatyvų požiūrį, kuris tiesiog neišlipo iš po uolos ar praleido metus, atskirtus nuo mokslo bendruomenės?

Jis turi fizikos laipsnius Džordžijos technikos ir DePaulo universitetuose, baigė fizinės meteorologijos ir skaitmeninės analizės studijas Floridos valstijoje ir Jutos universitete, buvo kviestinis mokslininkas Ginztono taikomosios fizikos laboratorijoje Stanforde. Jis 50 metų praleido JAV ginkluotosiose pajėgose ir aviacijos ir kosmoso pramonėje, buvo JAV karinio jūrų laivyno uraganų medžiotojų dalis (skrido į uraganus) ir dalyvavo lazerinių radarų kūrime.

Taigi kodėl rašyti knygą, kurioje jis yra nedidelė dalis tų, kurie studijuoja klimato kaitos mokslą ir rizikuoja būti vadinami beprotišku niekintoju, eretiku ar dar blogiau?

„Klimatas ir tarša yra skirtingi atmosferos reiškiniai. Užterštumą kontroliuoja žmonės. Klimato nėra, o klimatą ir taršą susieti yra neteisinga. Nėra jokių to įrodymų “, - sakė jis.

Tamsi „žaliosios energijos“ pusė ir jos grėsmė tautos aplinkai

Pekny sakė, kad yra daug veiksnių, kurie prisideda prie klimato, tačiau ne visi jie pasirodo naujienose.

„Didžiausias mūsų planetos šildytuvas yra vandens garai, o anglies dioksidas yra lašas į kibirą“.

„Mano baigiamoji nuomonė yra ta, kad būtų siaubingas pinigų švaistymas turėti nacionalinę ar tarptautinę politiką, išleidžiančią kelis trigubus trilijonus dolerių per dešimtmetį, siekiant pakeisti natūralų, normalų, stabilų ir saulės kontroliuojamą pasaulinį klimato modelį. , vanduo, gravitacija ir inercija “, - savo knygos santraukoje rašo Pekny.

„Be to, asmeninis, transporto priemonių, namų ir pramoninis anglies dvideginio išmetimas yra nedidelis, nei susijęs, nei katastrofiškas. Tiesą sakant, yra priešingai. Dar kartą: anglies dioksidas yra bespalvės, bekvapės, švarios atmosferos dujos, kurios nuolat ir naudingai didėja ir yra labai svarbios visai gyvybei Žemėje “.

Visuotinis atšilimas

Pekny tvirtina, kad Žemė yra visuotinio atšilimo stadijoje, įstrigusioje tarp dviejų ledynmečių, ir, jei kas nors nutiks, pasaulis galiausiai atšals, bet kada tai atsitiks, kas nors spės, priklausomai nuo Žemės geologinių rekordų.

„Niekas niekada nėra šventas“, - sakė Pekny. „Niekas niekada nesprendžia mokslo. Tai tik vienas geras eksperimentas, kuris bus paneigtas “.

Pekny yra ne vienas, kai nukrypsta nuo pagrindinio klimato kaitos mokslo.

Kitas autorius, meteorologas Joe Bastardi, parašė knygą „Oro ginkluotė netikrame klimato kare“.

Tada yra kažkas, vadinamas „Peticijų projektas“, kuris gyvuoja daugiau nei 20 metų ir tvirtina, kad tūkstančiai mokslininkų pasirašė peticiją, kurioje teigiama, kad nėra „įtikinamų įrodymų“, kad tarša sukelia katastrofišką Žemės klimato sutrikimą. Ši peticija išlieka politinis pliūpsnis su abejotinu patikrinimu.

Mitchellas sakė, kad sprendžiant klimato kaitos skeptikų argumentus, atrodo, kad tai yra pokšto žaidimas, nes kai kurie iš labiausiai paplitusių rūpesčių daugelį metų buvo sprendžiami mokslininkų.

Jis sutinka su Pekny teiginiu, kad „mokslas nėra išspręstas“, ir visada vyksta kitas eksperimentas, skirtas naujam skyriui atidaryti.

Tačiau jis sakė, kad tiesos branduoliai Pekny teiginiuose knygoje yra klaidinantys.

„Kai meskime futbolą, turime įrodyti bendrą Einšteino reliatyvumo teoriją, kad pagautume kamuolį? Ne, mes suprantame, kad gravitacija veikia, ir mes ją pagauname “, - sakė Mitchell. „Ar keldami telefoną kvestionuojame mokslą už jutiklinių ekranų ir„ Wi-Fi “? Ne, mes tiesiog skambiname savo draugams “.

Mitchellas sakė, kad mokslas apie reliatyvumo teoriją toliau vystosi, tačiau mokslo pažanga neleidžia jam abejoti, ar egzistuoja gravitacija.

„Daugelis žmonių nesuvokia, kad mokslinis klimato mokslo pagrindas yra toks pat nusistovėjęs kaip ir mūsų gravitacijos supratimas. Štai kodėl praktiškai kiekviena didelė mokslinė organizacija sutinka su klimato mokslo pagrindais “.

Štai ką Mitchellas paaiškino skaitydamas paskaitas apie klimato pagrindus:

  • Tai šildo.
  • Tai mes.
  • Ekspertai sutinka.
  • Tai rimta.
  • Mes galime priimti iššūkį.

Klimato kaitos greitis yra problema

Mitchellas sutinka su Pekny vienu dalyku: klaidinanti informacija viešame diskurse ir apgailėtina klimato kaitos politizacija nepadeda tolesniam supratimui.

„Nė vienas mokslininkas to nepavadintų katastrofiška klimato kaita“, - sakė jis. „Manau, kad yra skirtumas tarp politinės retorikos ir to, ką sako mokslas“.

Johnas Curtisas sako, kad miesto rotušės oro tarša trukdo kalbėti apie klimato kaitą

GOP atstovas Curtis: Abiejų pusių kolegoms reikia geresnio dialogo klimato kaitos klausimais

Taigi, jei Žemė įšils 1 laipsniu, sakė Mitchell, pasaulis nesibaigs. Bus padaryta papildoma žala, kuri, jo teigimu, jau veikia tirpstančius ledynus, sausras ir kitus padarinius, kurie daro įtaką žmonijai.

Jei vairuotojas važiuoja automobiliu, važiuojančiu 60 mylių per valandą greičiu link šviesoforo, Mitchellas klausia, kodėl vairuotojas nesulėtintų to automobilio prieš sustojimo vietą ir imtųsi tam tikrų veiksmų, kad sumažintų susidūrimo poveikį, ty sumažintų anglies dioksido kiekį. išmetamųjų teršalų.

„Svarbiausia suprasti ir bendrauti yra tai, kad faktinė Žemės temperatūra nėra svarbi. Žmonės ir civilizacija gali prisitaikyti prie bet kokios temperatūros. Problema yra klimato kaitos „greitis“. Civilizacijai sunku prisitaikyti prie sparčios klimato kaitos, todėl mums tai rūpi “.

Tuo tarpu Mitchellas sakė, kad palankiai vertina prieštaringus tyrimus, tačiau pažymi, kad jie turi būti tvirti, neperšaunami, o ne lengvai paneigiami.

Pekny stovi prie savo tyrimų ir sakė, kad supranta pastūmimą, tačiau, moksliniu požiūriu, džiaugiasi, kad knyga aptariama ir pradedama pokalbis.

Jis taip pat pabrėžė, kad žmonėms būtų geriau sutelkti dėmesį į tikrus taršos kaltininkus, tokius kaip ozonas, azoto ir sieros dioksidai, amonio nitratas, anglies monoksidas, lakieji organiniai junginiai, dūmai, dulkės ir juodoji anglis.

„Čia mes turime sutelkti savo kraują, prakaitą, ašaras ir ribotas lėšas“, - rašo jis.

Savo ruožtu, Mitchell, jis sakė, kad jei Pekny turėjo ką nors pasakyti, jis turėjo tai pateikti recenzuojamame tyrime, o ne knygoje, skirtoje žiniasklaidai su duomenų rinkiniais, kurių atskleidimui nereikia daug pastangų. Pekny prieštaravo, kad dažnai abejoja „tarpusavio vertinimų“ veiksmingumu ir teigė, kad tie apžvalgininkai dažnai yra neatlygintini savanoriai, užsiėmę dienos įvykiais ir „linkę eiti kartu“.

Klimato kaita tapo savotiška religija, kai tinklalapiai skeptikus sugriauna į „gėdos“ salę, o daugybė šaltinių pataria, kaip įtikinti mažumos požiūrį turinčius asmenis.

Taip pat stebimos šalys, kuriose yra daugiausiai „netikinčiųjų“. Statista reported that according to Yougov — a global public opinion company — Indonesia and the United States are the countries with the highest shares of climate change deniers. In a survey carried out in July and August last year, 21% of Indonesians and 19% of Americans said that climate change was not real or that humans weren’t responsible.

Outreach done by Envision Utah seven years ago showed that 4 out every 5 Utah residents had some level of concern over “global warming,” with 24% saying they were “very” concerned, contrasted to 20% who said they were “not at all” concerned.

In a survey conducted by the Pew Research Center in October of 2019, findings point to concern over “climate change” as having some connection to where one lives.

“The degree to which Americans report experiencing effects of climate change in their local community varies by geographic region. Americans in Pacific states (which include California, Washington, Oregon, Hawaii and Alaska) are most likely to see at least some local impacts of climate change (72%). By comparison, 54% of those living in Mountain states (Arizona, Colorado, Nevada, Utah, New Mexico, Idaho, Montana and Wyoming) say climate change is affecting their local area at least some.” the research pointed out.

Particularly in the West, droughts, water shortages or wildfires rise as a top concern or indicator of a changing climate.

Ranchers, wildfire and the quest to keep cows and sheep from burning

Learn about climate change

For the most recent scientific assessment of the changing climate in the United States, Mitchell recommends the U.S. Global Change Research Program’s 4th National Climate Assessment issued in 2018 under the Trump administration. In addition, he recommends Skeptical Science as a resource that addresses common climate change questions or misunderstandings.

Mitchell, a peer reviewer of dozens of research papers, was one of 37 technical advisers of the Utah Road Map put out by the Kem C. Gardner Policy Institute at the University of Utah, which is a guide for state policymakers to tackle air pollution and a changing climate.

New letter urges passage of ‘Utah Roadmap’ pollution fighting plan

The scientist said it behooves everyone to take a warming climate seriously, regardless of where one sits on the political spectrum.

Pekny and Mitchell do have one thing in common: a shared urge for the general public to learn more about the changing climate and the science that shapes it.

“That is really the message of the book,” Pekny said. “That based on my 50 years in the workforce, I have learned there are many, many factors that drive and contribute to the climate. Not all of them get out there in the news, and so the general public needs to educate itself. So my goal with this book is to share that message in an easy manner.”

Mitchell said that a changing climate is so nuanced, so complex, the public needs to take the time to learn and become as informed as possible. A robust discussion is fruitful, but it has to be based on scientific data that is solid, he added.

“Here is my honest opinion — 97% of climate scientists are working on this and have come to the same conclusion about the fundamental basics of climate change. That means there are a few out there that disagree. That 3% actually are really important to the scientific process, because they are poking and prodding,” Mitchell said.

“If they have good faith science and good arguments, they are going to improve our understanding of the climate system. They are absolutely important to the scientific process.”

He added he believes that Pekny’s book does not hit that 3% mark.

For Pekny’s part, he said he is distributing his book to a few political leaders in Utah to promote more dialogue on climate change — something he views as a good thing, even amid the criticism.

“There is a huge amount of “real science” out there that is not being brought into public awareness,” Pekny said. “As a first step, we need to properly define terms like ‘weather,’ ‘climate,’ ‘pollution’ and the ‘Greenhouse Effect,’ and stop using them interchangeably and incorrectly. We also need to look at recorded climate history to better understand what’s happening with climate today.”


'Heat dome' scorches western US with record-breaking temps

Temperatures in Death Valley, California, hit a scorching 122 degrees Fahrenheit (50 degrees Celsius) Tuesday (June 15), short of the all-time record for this spot at the lowest elevation in North America but more than 10 degrees hotter than the average high temperature at this time of year.

The broiling temperatures were part of a broader heat wave across the American Southwest and West this week. On Tuesday, Denver reached a high of 101 F (38 C), the earliest in the year the temperature has topped 100 F (37.8 C) since 2013. The same day saw a sweltering 105 F (40.6 C) in Billings, Montana, a record for that date, and an all-time high of 107 F (41.7 C) in Sheridan, Wyoming, tying a previous state record. Salt Lake City also tied its highest temperature ever recorded, 107 F, on Tuesday. Southern California broke multiple heat records, with Palm Springs wilting under a high temperature of 119 F (48.3 C). Meanwhile, Phoenix, Arizona, tied its 1974 record temperature of 115 F (46.1 C).

Death Valley is known for its withering heat. The desert is situated below sea level but walled in by steep mountains, according to the National Park Service (NPS). Sunlight heats the dry desert floor, and the heat stays trapped by the surrounding rock and soil. The all-time highest air-temperature record in the world was set at Furnace Creek in Death Valley on July 10, 1913. On that day, Furnace Creek hit 134 F (57 C).

Contributing to the current heat is a weather pattern known as a "heat dome." According to CNN, a ridge of high pressure over the western U.S. is trapping hot air close to the surface and also pushing away any potential precipitation. Sunny skies are also heating things up within the dome. And making matters worse, much of the West is currently in a deep drought.

Drought means less moisture in the air and soil. When it's wetter, a significant fraction of solar energy goes to heating and evaporating this moisture, said Karen McKinnon, a climate scientist at the University of California, Los Angeles. In drier times, this wet "heat sink" is missing, so temperatures are free to soar.

"All of that heat is coming in, but the soils are so dry," McKinnon told Live Science. "So more of that heat is going to go into increasing temperatures instead of evaporating water."

Though Death Valley is no stranger to high temperatures, average temperatures in June are typically closer to 110 F (43.3 C) than to 120 F (48.9 C), according to the NPS. The average high temperature there in July is 116 F (46.7 C).

Temperatures in Death Valley through Friday are expected to match or exceed Tuesday's high. An excessive heat warning is in place for much of California and Arizona through Saturday.

Originally published on Live Science.

Stephanie Pappas is a contributing writer for Live Science covering topics from geoscience to archaeology to the human brain and behavior. A freelancer based in Denver, Colorado, she also regularly contributes to Scientific American and The Monitor, the monthly magazine of the American Psychological Association. Stephanie received a bachelor's degree in psychology from the University of South Carolina and a graduate certificate in science communication from the University of California, Santa Cruz.


What Does It Mean?

Beyond a need for more scarves and gloves, colder winters could have serious implications for North American farms.

In an op-ed published in Nature alongside the study, noted climate scientist Ana Bastos wrote that the warming temperatures have the potential to weaken vegetation and shorten spring growing periods. The study looked at crop yields recorded by the National Agricultural Statistics Service of the U.S. Department of Agriculture and found crop production declined by an average of one to four percent during warmer Arctic years. Some states, however, saw a decline of almost 20 percent.

Bastos cautioned that the link between a warmer Arctic and harsher U.S. winters was more complex than a simple cause and effect mechanism. Weather patterns can be notoriously unpredictable, and other factors such as soil health and farming practices can impact crop growth.

The study suggests that as warmer Arctic years become more frequent, crop productivity could be increasingly hard hit. All of this could lessen the impact of carbon sinks, a term that refers to how much carbon a terrestrial biosphere is capable of pulling from the atmosphere. With fewer plants available to absorb more carbon, Arctic warming could accelerate, further weakening the carbon sink, suggested the study.

"Whether the relationship found implies a decreasing carbon sink capacity of North American ecosystems in the coming decades is unclear," wrote Bastos. She cautioned a need to study how Arctic warming affects other regions in the Northern Hemisphere.

While the specific repercussions of warmer Arctic seasons and the severity at which those repercussions will be felt requires further research, the study effectively underscores the interconnectedness of Earth's atmosphere.

Speaking about how human influence changes weather patterns, Michalak added, "Winters could be harsher flooding is more intense droughts are more frequent. By emitting greenhouse gasses, we're not just warming temperatures, we're perturbing the Earth's entire system."


Course Home Page

Our planet is warming. Data shows that the average temperature of Earth has increased by 0.6 o C since 1950. The Northern Hemisphere just recorded its 432nd month with temperatures above the 20th-century average. 2020 was the warmest year on record (tied with 2016). July 2019 was the warmest month ever recorded on Earth with major heatwaves in Europe, India, and North America. In 2019 in Europe, Paris shattered its hottest day record with a temperature of 109 degrees F on July 25 th . Airport runways melted, nuclear reactors had to be shut off and an astounding 57% of the ice sheet in Greenland was showing signs of melting. The Midwest of the US was not just hot in 2019, it was wet with major floods over wide areas. Moving to January 2020, Australia was on fire. Millions of acres have burned as a result of extreme heat and a long drought. Hundreds of millions of animals have been lost. In June 2020 the town of Verkhoyansk in Siberia which sits 70 o north of the equator hit 38 o C, over 100 o F! And in August 2020, Death Valley hit 54 o C (130 o F), possibly the warmest temperature Earth has ever recorded. California experienced its most devastating fire season in 2020 with 4.3 million acres burning and unhealthy smoke-filled air polluting major cities like San Francisco. In fact, the whole Earth is warming at a rate not experienced for many millions of years, if ever before. This warming and a myriad of associated environmental changes will challenge modern society throughout the 21st century. Scientists are striving to improve predictions of how the environment will change as well as understand the impacts on humans. This course, Earth in the Future: Predicting Climate Change and Its Impacts Over the Next Century is designed to provide the state of the art of climate science, the impacts on humans and natural ecosystems, as well as ways that humans can mitigate and adapt to climate change.

Video: Carbon Dioxide Pumphandle (2:42) This video is not narrated.

This silent video shows two graphs showing the increase in atmospheric carbon dioxide from 1979 until January 2019 in a time-lapse. The increase is not steady, but rather a series of ups and downs, with a steep increase toward the end. Note the annual variation in CO2 levels especially in the northern hemisphere. Note the comparison of ice age, pre-industrial, and 2019 CO2.

The overwhelming majority of climate scientists attribute this warming directly to human activities, specifically the burning of fossil fuels. The concentration of CO2, the most important greenhouse gas, now stands at 415 parts per million, the highest level in the last 800 thousand years. For context, the level was just 398 ppm when the course opened in 2012! Play the animation above left and watch the movie above right and you'll see the remarkable increase in CO2 over the short and long term. Scientists have not succeeded in making their case to the general population—only about 50% of people in the US believe that warming is a result of human activities. The goal of this course is not to focus on this ongoing debate or to take sides. The goal of this class is to understand the science of climate and consider the implications of climate change on Earth no matter what its causes. How do we forecast the climate? What will Earth be like in the year 2100? How habitable will the planet be at that time? A key factor, completely separate from climate change, is that projections show the global population increasing from about 7 billion people today possibly up to 14 billion at the end of this century. Like climate, the population is very difficult to forecast, hence the range of estimates is very broad. In fact, habitability is a central part of population projections, with lower estimates factoring in significant increases in mortality as a result of overpopulation as well as decreases in fertility.

Let's take a quick look at how the physical nature of the planet has changed over the last fifty or so years. Mountain glaciers have lost over 4000 cubic kilometers of water and the Arctic sea ice has lost 10% of its area. Sea level has risen by 9 cm. That might not sound like a lot but it sure made a difference to flooding during Hurricane Sandy! The ocean surface temperature has increased by 0.5 o C and its pH has decreased (it has become more acidic), making it more hostile for many invertebrate animals that make shells out of calcium carbonate. For example, coral reefs are having a harder and harder time growing under increasingly acidic conditions. Today, the world’s forests are being cleared at a rate of 20 football fields per minutę! And the Sahara desert is expanding southward at a rate of 48km per year. Today, by many estimates, more than 50% of the species on the planet are considered threatened. The following time-lapse videos show dramatic changes in our planet from 1984 to today including urbanization, deforestation, and rapidly receding glaciers.

Time-Lapse Videos

Warning Signs of Climate Change

Here are some of the warning signs of climate change shown in graphic images.


Deadline for climate action: Act strongly before 2035 to keep warming below 2°C

If governments don't act decisively by 2035 to fight climate change, humanity could cross a point of no return after which limiting global warming below 2°C in 2100 will be unlikely, according to a new study by scientists in the UK and the Netherlands. The research also shows the deadline to limit warming to 1.5°C has already passed, unless radical climate action is taken. The study is published today in the European Geosciences Union journal Earth System Dynamics.

"In our study we show that there are strict deadlines for taking climate action," says Henk Dijkstra, a professor at Utrecht University in the Netherlands and one of the study authors. "We conclude that very little time is left before the Paris targets [to limit global warming to 1.5°C or 2°C] become infeasible even given drastic emission reduction strategies."

Dijkstra and his colleagues at the Utrecht Centre for Complex Systems Studies and at Oxford University, UK, wanted to find the 'point of no return' or deadline for climate action: the latest possible year to start strongly cutting greenhouse-gas emissions before it's too late to avoid dangerous climate change. "The 'point of no return' concept has the advantage of containing time information, which we consider very useful to inform the debate on the urgency of taking climate action," says Matthias Aengenheyster, a doctoral researcher at Oxford University and the study's lead author.

Using information from climate models, the team determined the deadline for starting climate action to keep global warming likely (with a probability of 67%) below 2°C in 2100, depending on how fast humanity can reduce emissions by using more renewable energy. Assuming we could increase the share of renewable energy by 2% every year, we would have to start doing so before 2035 (the point of no return). If we were to reduce emissions at a faster rate, by increasing the share of renewable energy by 5% each year, we would buy another 10 years.

The researchers caution, however, that even their more modest climate-action scenario is quite ambitious. "The share of renewable energy refers to the share of all energy consumed. This has risen over the course of over two decades from almost nothing in the late nineties to 3.6% in 2017 according to the BP Statistical Review, so the [yearly] increases in the share of renewables have been very small," says Rick van der Ploeg, a professor of economics at Oxford University, who also took part in the Earth System Dynamics studijuoti. "Considering the slow speed of large-scale political and economic transformations, decisive action is still warranted as the modest-action scenario is a large change compared to current emission rates," he adds.

To likely limit global warming to 1.5°C in 2100, humanity would have to take strong climate action much sooner. We would only have until 2027 to start if we could increase the share of renewables at a rate of 5% a year. We have already passed the point of no return for the more modest climate-action scenario where the share of renewables increases by 2% each year. In this scenario, unless we remove carbon dioxide from the atmosphere, it is no longer possible to achieve the 1.5°C target in 2100 with a probability of 67%.

Removing greenhouse gases from the atmosphere, by using 'negative emissions' technology, could buy us a bit more time, according to the study. But even with strong negative emissions, humanity would only be able to delay the point of no return by 6 to 10 years.

"We hope that 'having a deadline' may stimulate the sense of urgency to act for politicians and policy makers," concludes Dijkstra. "Very little time is left to achieve the Paris targets."


Geothermal energy technologies

Figure 2: geothermal energy technologies. BGS © UKRI.

Ground source heating and cooling

Exploitation of this low-grade, ground-source heat resource requires use of ground-source heat pump (GSHP) systems (Figure 2). These extract heat from the ground either via ground heat exchangers (i.e. pipes installed in the ground through which a heat carrier fluid is circulated: ‘closed-loop’ systems) or from pumped groundwater stored in aquifers (‘open-loop’ systems) and mines. These systems utilise a heat pump to extract the low-grade heat from the fluid and upgrade it to more useful temperatures (>40°C) required for the heating of buildings. The cold carrier fluid/groundwater is then returned to the subsurface.

Ground-source heat pumps can be used for heating, cooling or both, i.e. heating during winter and cooling during summer.

The availability of different types of GSHP systems (closed-loop open-loop hybrid mine water systems) and flexible design options mean that deployment of these systems is feasible almost anywhere in the UK.

Geothermal heat and power

Subsurface temperatures in the UK are around 39°C, 89°C and 139°C at 1000 m, 3000 m and 5000 m, respectively. While these temperatures (classed as low enthalpy) are below the economic threshold for conventional (steam turbine) power generation (which is >160°C), they are sufficiently high to provide heat for direct-use space heating as well as for a variety of heat-intensive industrial processes and agricultural applications.

In conventional hydrothermal systems (Figure 2), the heat is transported by natural groundwater, circulating within deep aquifers. It is exploited via a so-called ‘doublet system’ consisting of two deep boreholes drilled over a range of depths down to 5 km: one is for abstracting the hot water and the other is for re-injecting the cooled water back into the geothermal system. Various regions exist within the UK onshore where such hydrothermal systems could provide a geothermal resource. These often coincide with areas of high heat demand for many areas of the UK it would be technically feasible to exploit geothermal resources for space heating using district energy schemes.


Recordings of selected 2012 lectures

    . In part of the middle of the lecture my stylus stopped working and I had to move over to the blackboard. You still have audio, but it's probably best to just fast-forward past this section. The missing part of the lecture is covered on pages 146-150 of the text, and discusses the basic way the greenhouse effect works. . (Sorry I dropped my microphone a few times, so the audio may drop out sometimest). . Working with the angular distribution of blackbody radiation, Lambert's law, and the projected area rule. Applications to infrared photometry of extrasolar planetary systems.

Apibūdinimas

This virtual workshop will feature presentations on the applications of synchrotrons to a range of fields in geochemistry from 20 Earth scientists using these techniques in their research today. Further, synchrotron facility representatives will provide the community with perspectives on future facility developments. At the conclusion of the workshop, stakeholders from across the geochemistry community are invited to participate in a round-table discussion leading to a white paper on the future of geochemical research at synchrotron light sources.


Žiūrėti video įrašą: 10 არამიწიერი ადგილი დედამიწაზე