Mitt i en rekordstor global värmebölja, en ny internationell studie presenterade ett skrämmande värsta scenario:att "hothouse Earth" -förhållanden sannolikt kommer att råda även om världen uppfyller koldioxidminskningsnivåerna i Parisavtalet. Huvudförfattaren Will Steffen från Australian National University och Stockholm Resilience Center sa:"Mänskliga utsläpp av växthusgaser är inte den enda avgörande faktorn för temperaturen på jorden. Vår studie tyder på att mänskligt inducerad global uppvärmning av 2 ° C kan utlösa andra jordsystemsprocesser, kallas ofta ”återkopplingar, 'som kan driva ytterligare uppvärmning - även om vi slutar släppa ut växthusgaser. "

Återkopplingsprocesser inkluderar utsläpp av metan från arktiska isar som smälts av höga havstemperaturer, minskning av det nordamerikanska snötäcket och Amazonas regnskogens återhämtning. Dessa processer förvärrar den inneboende svårigheten att studera klimatet på global nivå, och väsentliga meningsskiljaktigheter finns mellan modeller som försöker förutsäga klimatförändringarnas framtid.

Nu, i en perspektivkolumn i episk skala i Förfaranden från National Academy of Sciences , forskare från Goddard Space Flight Center, Jet Propulsion Laboratory och University of Oklahoma beskriver svårigheterna med att reta isär koldioxidcykelåterkopplingar, och hur satellitobservationer redan gör ett betydande bidrag till att lösa dessa osäkerheter.

När det gäller koldioxidcykel-klimatåterkopplingar, författarna skriver, "Om dessa återkopplingar förändras med förändrat klimat, vilket är troligt, då kommer det mänskliga företagets effekt på klimatet att förändras. "Med andra ord, klimatåterkopplingsmekanismer förändrar klimatet, vilket i sin tur påverkar förekomsten och svårighetsgraden av återkopplingar. "Den nuvarande osäkerheten för flödesuppskattningar av (störningen på grund av utsläpp av fossila bränslen) bevisas, till viss del, av oenigheter mellan top-down-härledda flödesuppskattningar och bottom-up-inventeringsmetoder, " de skriver.

Tidningen är en katalog över de skrämmande osäkerheter som klimatforskare ställs inför när de försöker fokusera en helhetsbild av klimattrender, inklusive kol- och metancykling. Till exempel, författarna konstaterar att havsmodeller i stor utsträckning är överens om globala kolinventeringar - 25 procent av det antropogena kolet antas vara avlägsnat i haven - men det faktum att det inte finns någon samsyn om de specifika ansvariga regionerna ifrågasätter denna till synes överenskommelse.

Författarna är övertygade om nyttan av satellitobservationer för att lösa sådana osäkerheter. Satelliter kan observera kolumn CO ₂ utsläpp, även i områden i världen med dåliga rapporteringsresurser, vilket är nyckeln till att förstå mekanismer för kolsykling i tropikerna. Brist på aktuell rapportering från sådana regioner hämmar starkt klimatmodellering, och befintliga modeller har mycket olika slutsatser som ett resultat.

Satelliter kan också mäta nettoflöden i utsläpp genom deras korrelation med solinducerad fluorescens (SIF) i atmosfären. Genom provtagning av syre-A-bandet, satelliter kan bestämma den optiska banlängden genom atmosfären. SIF är direkt relaterat till fotosyntes, så dessa observationer ger mätningar av såväl nettoflöde som bruttoflöden.

Till sist, författarna citerar de långa spåren av satelliter som övervakar kolmonoxid som produceras genom förbränning av fossila bränslen och biomassa. Med hjälp av en kombination av dessa observations- och mättekniker, forskare kan minska osäkerheten om klimatåterkopplingar, reta isär sambandet mellan återkopplingsmekanismer och antropogena koldioxidutsläpp, och höja upplösningen och noggrannheten i deras klimatmodeller. Detta är särskilt viktigt eftersom klimatpåverkan av atmosfäriskt kol och metan blir alarmerande tydliga i vädermönster.

© 2018 Phys.org