Medan de flesta klimatforskare, inklusive den mellanstatliga panelen för klimatförändringar, implicit definiera "förindustriell" till att vara i slutet av 1800-talet, en sann icke-industriellt påverkad baslinje ligger förmodligen längre tillbaka i tiden, enligt ett internationellt team av forskare som är oroliga eftersom det påverkar den tillgängliga kolbudgeten för att klara uppvärmningsgränsen på 2 grader Celsius (3,6 grader Fahrenheit) som man enades om vid Pariskonferensen 2015.

"IPCC:s forskarsamhälle använder en definition av förindustriell som sannolikt underskattar den uppvärmning som redan har ägt rum, sa Michael Mann, framstående professor i atmosfärsvetenskap och regissör, Earth System Science Center, Penn State. "Det betyder att vi har mindre kol att förbränna än vi tidigare trott, om vi ska avvärja de farligaste klimatförändringarna."

Forskarna undersökte en mängd olika datumintervall för att definiera en "förindustriell" baslinje och sannolikheten att, jämfört med dessa baslinjer, de globala temperaturmedelvärdena kan hållas till 2 grader C (3,6 grader F) eller till de föredragna 1,5 grader C (2,7 grader F). De rapporterar sina resultat idag (24 juli) i Naturens klimatförändringar .

"När IPCC säger att vi har värmt upp 1 grad C (1,8 grader F) i förhållande till förindustriellt, det är förmodligen felaktigt, " sa Mann. "Det är sannolikt så mycket som 1,2 grader C (2,16 grader F)."

Eftersom koncentrationerna av växthusgaser har ökat sedan 1750 skulle det vara att föredra att definiera en baslinje innan dess, men faktiska instrumentella mätningar av temperatur fanns inte före 1800-talet. Det finns också naturfenomen som utesluter att definiera ett enda unikt värde för den förindustriella globala medeltemperaturen.

"Vilken period väljer du?" sade studiens huvudförfattare Andrew Schurer, forskarassistent vid Geovetenskapshögskolan, University of Edinburgh. "Temperaturer förändras på grund av naturliga faktorer som vulkaner och fluktuationer i solen. Om vi ​​väljer perioden 1600 till 1700 får vi en annan baslinjetemperatur, till exempel, än om vi väljer 1500 till 1600."

Forskarna uppskattade temperaturbaslinjen med hjälp av simuleringar från Coupled Model Intercomparison Project Fas 5, den nuvarande uppsättningen av modeller som används för forskning om klimatförändringar. De använde en blandning av simulerade havs-yttemperaturer och yt-lufttemperaturer för att efterlikna faktiska globala temperaturobservationer. De använde också tre olika scenarier för framtida koldioxidutsläpp som förutsätter varierande nivåer av aggressivitet i kampen mot klimatförändringar.

De fann att om man antar den traditionella baslinjen från slutet av 1800-talet och använder det högsta framtida utsläppsscenariot, vid mitten av detta århundrade, temperaturökningen kommer sannolikt att bli cirka 4 grader C (7,2 grader F). Med ett scenario med måttliga utsläpp, forskarna fann att det fortfarande var osannolikt att hålla sig under 2 grader C. Endast det mest aggressiva scenariot för att minska koldioxidutsläppen kommer sannolikt att hålla temperaturökningen till 2 grader C eller mindre.

Forskarna övervägde sedan alla möjliga sekellånga perioder för att definiera en baslinje från 1401 till 1800 och använde 23 simuleringar med sju olika modeller. De fann att var som helst från 0,02 till 0,21 grader C (0,036 till 0,378 grader F) uppvärmning ägde rum före slutet av 1800-talet som konventionellt användes som baslinje. Beroende på vilket intervall som väljs, baslinjen kan skilja sig nästan ingenting till en femtedel av en grad C.

"Ett mått som används ofta för att minska klimatförändringarna är hur mycket kol vi fortfarande kan bränna och förbli under 2 grader C, ", sa Mann. "Det är vad vi kallar "kolbudgeten."

En förindustriell baslinje som verkligen inte innehöll någon uppvärmning orsakad av människor skulle förändra mängden kol som skulle kunna föras in i atmosfären. Mätt i gigaton kol, att ta hänsyn till de 0,2 grader C som sannolikt saknas i tidigare uppskattningar av uppvärmning orsakad av människor, vi skulle behöva bränna 40 procent mindre kol för att hålla oss under 2 graders gränsen, enligt Mann.

"Antingen måste Parismålen revideras, sade Mann. Eller, alternativt, vi beslutar att de befintliga målen egentligen bara var avsedda att beskriva uppvärmningen sedan slutet av 1800-talet."

Om inget annat, Mann säger att samhället måste vara mycket mer exakt när det gäller att definiera vilka baslinjer som används för att sätta upp mål.