Världen känner redan effekterna av den globala uppvärmningen. Sedan före den industriella revolutionen den globala termostaten har stigit med cirka 1 grad Celsius. Som ett resultat, orkaner blir hårdare; haven stiger när isskivorna smälter; torka och extrema nederbördshändelser blir allt vanligare.

En särskild rapport som publicerades i veckan visar att det kommer att bli mycket värre om vi låter planeten nå 2 graders uppvärmning. Rapporten - författad av 91 forskare från FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar - beskriver konsekvenserna av att låta världen värma upp efter 1,5ºC, och beskriver hur vi kan förhindra det.

Skillnaden mellan 1,5ºC och 2ºC uppvärmning verkar liten, men varje halvgrad spelar roll. Att begränsa klimatförändringarna till 1,5ºC istället för 2ºC skulle ha många fördelar. Enligt rapporten:

• Den globala havsnivåhöjningen skulle minska med cirka 10 centimeter år 2100. Långsammare havsnivåhöjning kan minska effekterna av orkaner, och ge människor som bor på öar och kustlinjer mer tid att anpassa sig.
• Färre arter skulle dö ut, och ekosystem skulle behålla fler av sina tjänster till människor, som att tillhandahålla mat och vatten.
• Hav skulle värmas upp och försuras mindre än med 2ºC, minska riskerna för fiske och ekosystem.
• Vissa korallrev skulle överleva, istället för att nästan eller helt utplånas.
• Risken för torka, matbrist, översvämningar, värmerelaterade dödsfall är lägre under 1,5 ° C uppvärmning.

Men för att begränsa uppvärmningen till 1,5 ° C krävs CO-orsakad av människor ₂ utsläppen minskar med cirka 45 procent från 2010 års nivå år 2030, och nå "netto -noll" runt 2050. Detta kräver dramatiska och snabba förändringar i hur vi lever.

"Vi pratar inte om generationer in i framtiden längre - det är inom ett par decennier som detta måste hända, "säger ekonom Noah Kaufman från Center for Global Energy Policy, en affiliate till Earth Institute vid Columbia University.

Vijay Modi, professor i maskinteknik vid Columbia University, gick med på. "Oavsett om det är 1,5 grader eller 2 grader, vi måste komma igång med saker ganska snabbt hur som helst. "

Den goda nyheten är att många av de policyer och tekniker vi behöver för att dramatiskt begränsa våra utsläpp redan finns.

"Jag tror att det börjar med ett kolpris, "säger Kaufman. Ett pris på kol, kanske i form av en koldioxidskatt, skulle göra det dyrare att förbränna fossila bränslen och släppa ut utsläpp i atmosfären. Detta skulle inte bara uppmuntra företag och konsumenter att ändra sitt sätt, men det gör koldioxidsnålare produkter mer konkurrenskraftiga, vilket ökar investeringarna i dessa områden. "De förändringar du kan se på finansmarknaderna och investeringsbeteenden kan vara enorma, säger Kaufman.

Priset på kol behöver inte vara särskilt brant för att göra skillnad, enligt senaste beräkningar från Center for Global Energy Policy. De fann att en skatt som börjar på $ 50 per ton och stiger gradvis över tiden kan minska utsläppen med 39 till 46 procent under 2005 års nivå år 2025. Och koldioxidprissättningen kan ha en minimal effekt på ekonomin, särskilt om skatteintäkterna används på produktiva sätt som att sänka andra skatter, som löneskatt.

Modi ser glaset som "mer än hälften" fullt, belyser potentialen för solenergi och både vindkraft på land och till havs i nordöstra.

"Vi vet till stor del vad vi ska göra, "säger han." Vi måste bara komma igång på ett mycket accelererat sätt, inser att vissa av kostnaderna för ren energi bara sjunker när du börjar installera saker. "

Efter att ha ökat mängden el som genereras av förnybar energi, Modi säger att nästa utmaning blir att skaffa bilar, lastbilar och flygplan för att köra på el istället för gas - en övergång som redan är på god väg. Uppvärmning måste göra övergången, för, vilket är något som Modis labb arbetar med. I New York City, värme är den största källan till klimatframkallande utsläpp, står för mer än 50 procent.

IPCC -rapporten noterar att begränsning av uppvärmningen till 1,5 ° C kräver förmåga att dra CO ₂ ur luften. Sådana tekniker för ”kolfångst” är inte lika långt som förnybar energi och elbilar, och deras effektivitet och säkerhet förblir i stort sett obevisad. Dock, forskare över hela världen försöker lösa dessa problem, inklusive inom Columbia's Earth Institute.

Kaufman noterar att regeringen kan göra mer för att stödja infrastruktur med låga koldioxidutsläpp och innovation av koldioxidsnål teknik som koldioxidborttagning. Större investeringar i forskning och utveckling kan hjälpa till att "ta de goda idéer som redan finns idag och föra dem till kommersialiseringsfasen, " han säger.

Det som behövs mest för att avvärja två grader av uppvärmning är en förändring av nationell politik och tankesätt. Detta är verkligen en skrämmande utmaning, men momentumet för förändring växer redan. Det kommer från väljare som kräver klimatåtgärder. Det kommer från städer och stater som tar saken i egna händer. Det kommer från företag som känner till en smart investering när de ser en, och från individer som hjälper till att odla en klimatmedveten kultur. Precis som att hantera klimatförändringar kräver en mängd olika tekniker, det kräver handling på alla samhällsnivåer.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.