Även om det kommer en dag då världen helt slutar släppa ut växthusgaser till atmosfären, kustregioner och önationer kommer att fortsätta uppleva stigande havsnivåer i århundraden efteråt, enligt en ny studie av forskare vid MIT och Simon Fraser University.

I en artikel publicerad i veckan i Förfaranden från National Academy of Sciences , forskarna rapporterar att uppvärmning från kortlivade föreningar-växthusgaser som metan, klorfluorkolväten, eller fluorkolväten, som dröjer kvar i atmosfären i bara ett år till några decennier - kan få havsnivån att stiga i hundratals år efter att föroreningarna har rensats från atmosfären.

"Om du tänker på länder som Tuvalu, som knappt är över havet, frågan som väntar är hur mycket vi kan släppa ut innan de är dömda. Är de redan planerade att gå under, även om vi slutade släppa ut allt imorgon? "säger medförfattaren Susan Solomon, Ellen Swallow Richards professor i atmosfärisk kemi och klimatvetenskap vid MIT. "Det är desto större anledning till att det är viktigt att förstå hur länge klimatförändringar kommer att pågå, och hur mycket mer havsnivåhöjning är redan låst. "

Salomons medförfattare är huvudförfattare Kirsten Zickfeld vid Simon Fraser University och Daniel Gilford, en doktorand vid MIT:s Department of Earth, Atmosfär och planetvetenskap.

Kort vistelse, lång stigning

Nyligen genomförda studier av många grupper, inklusive Salomons egna, har visat att även om människors orsakade utsläpp av koldioxid skulle upphöra helt, deras tillhörande atmosfäriska uppvärmning och havsnivåhöjning skulle fortsätta i mer än 1, 000 år. Dessa effekter - i huvudsak irreversibla på mänskliga tidsskalor - beror delvis på koldioxidens uppehållstid:Växthusgasen kan stanna i atmosfären i århundraden efter att den har avges från rökstackar och utloppsrör.

I motsats till koldioxid, andra växthusgaser som metan och klorfluorkolväten har mycket kortare livslängd. Dock, tidigare studier har inte specificerat vad deras långsiktiga effekter kan ha på havsnivåhöjning. För att svara på denna fråga, Solomon och hennes kollegor utforskade ett antal klimatscenarier med hjälp av en Earth Systems -modell för mellanliggande komplexitet, eller EMIC, en beräkningseffektiv klimatmodell som simulerar havs- och atmosfärcirkulation för att projicera klimatförändringar under årtionden, århundraden, och årtusenden.

Med modellen, laget beräknade både den genomsnittliga globala temperaturen och havsnivåhöjningen, som svar på antropogena utsläpp av koldioxid, metan, klorfluorkolväten, och fluorkolväten.

Forskarnas uppskattningar för koldioxid stämde överens med andras förutsägelser och visade att, även om världen skulle sluta släppa ut koldioxid från och med 2050, upp till 50 procent av gasen skulle förbli i atmosfären mer än 750 år efteråt. Även efter att koldioxidutsläppen upphör, havsnivåhöjningen bör fortsätta att öka, mäter dubbelt så hög nivå som 2050 uppskattningar i 100 år, och fyra gånger det värdet i ytterligare 500 år.

Anledningen, Salomo säger, beror på "havs tröghet":När världen värms på grund av växthusgaser - inklusive koldioxid - vatten värms upp och expanderar, får havsnivån att stiga. Ta bort den extra havsvärmen som orsakas av till och med kortlivade gaser, och därmed sänka havsnivån, är en extremt långsam process.

"När värmen går ut i havet, det går djupare och djupare, ger dig fortsatt termisk expansion, "Salomo förklarar." Sedan måste det överföras tillbaka till atmosfären och släppas ut i rymden för att svalna, och det är en mycket långsam process på hundratals år. "

Stammande tidvatten

I ett visst klimatmodelleringsscenario, teamet utvärderade havsnivåns svar på olika metanutsläppsscenarier, där världen skulle fortsätta att avge gasen i nuvarande takt, tills utsläppen helt tar slut om tre olika år:2050, 2100, och 2150.

I alla tre scenarierna, metangas rensas snabbt ur atmosfären, och dess tillhörande atmosfäriska uppvärmning minskade med en liknande hastighet. Dock, metan fortsatte att bidra till havsnivåhöjning i århundraden efteråt. Vad mer, de fann att ju längre världen väntar på att minska metanutsläpp, de längre haven kommer att förbli förhöjda.

"Otroligt, en gas med en livslängd på 10 år kan faktiskt orsaka bestående havsnivåändringar, "Säger Salomo." Så du får inte bara sluta släppa ut och låta allt gå tillbaka till ett förindustriellt tillstånd. Du kommer att leva med det här väldigt länge. "

Forskarna hittade ett silverfoder i sina analyser:Nyfiken på om tidigare bestämmelser om föroreningar har haft en signifikant effekt på havsnivåhöjningen, laget fokuserade på den kanske mest framgångsrika globala saneringsinsatsen hittills - Montrealprotokollet, ett internationellt fördrag ratificerat av 197 länder 1989, som effektivt dämpar utsläppen av ozonnedbrytande föreningar över hela världen.

Uppmuntrande, fann forskarna att Montrealprotokollet, samtidigt som det är utformat för att skydda ozonskiktet genom att fasa ut föroreningar som klorfluorkolväten - har det också hjälpt till att stoppa stigande hav. Om Montrealprotokollet inte hade ratificerats, och länder hade fortsatt att släppa ut klorfluorkolväten till atmosfären, forskarna fann att år 2050, världen skulle ha upplevt ytterligare 6 tum havsnivåhöjning.

"En halv fot är ganska betydande, "Säger Salomo." Det är ännu en enorm anledning till att Montrealprotokollet har varit en ganska bra sak för planeten. "

I deras pappers slutsats, forskarna påpekar att ansträngningar för att stävja den globala uppvärmningen inte bör förväntas vända öppet hav snabbt, och att långsiktiga effekter av havsnivåhöjningar allvarligt bör övervägas:"Den primära politiska slutsatsen för denna studie är att havsnivåhöjningens långsiktiga karaktär ökar betydelsen av tidigare begränsande åtgärder."