Det är 2050, och ännu en ljummen dag i Los Angeles. En ung kvinna går ut och tar på sig sin luftfiltreringsmask. Luften är tjock av smog, vilket förvärrar hennes astma. När hon skyndar sig att komma in i en luftkonditionerad, självkörande bil, hon undrar om temperaturen äntligen kommer att sjunka under 90 grader idag — för första gången i november.

Hundra mil nordväst, en tredje generationens vingårdsägare packar färdigt sin familj och säger adjö till marken. Det har blivit för varmt för att producera hans Pinot Noir-druvor längre - alla närliggande vingårdar odlar nu vete för att passa det varmare vädret. Han är på väg till Oregons kallare klimat för att börja igen.

Under tiden, på kusten, en pojke och hans farfar går längs stranden, var försiktig så att du inte rör vid vattnet. En tydlig röd fläck i vågorna varnar dem för en giftig algblomning. Vattennivån har stigit lite under åren, och farfadern undrar hur mycket land som fortfarande kommer att vara ovan vatten när hans barnbarn når sin ålder.

År 2050, klimatförändringarna och dess verklighet kommer inte längre att diskuteras. De subtila tecknen vi börjar se omkring oss kommer att vara mer uttalade, forskare säger, och deras inverkan kommer att vara lätt att upptäcka i vardagen. Den uppvärmande trenden kan kännas överväldigande att förstå, mycket mindre konfrontera – särskilt med så många faktorer som tros påverka hur planeten förändras. Men det finns goda nyheter:mänskligheten har verktyg för att forma vår framtid, USC-forskare säger, och några arbetar redan på platser över hela världen.

Vädret 2050:Varmt, Varmare, Hetaste

"Det globala klimatet är som ett hangarfartyg; det går långsamt att vända det, säger Julien Emile-Geay, en docent i geovetenskaper vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap. "Om vi ​​inte börjar nu, vi kommer att sitta fast på en mycket tuff plats 2050." Som expert på klimatdynamik, Emile-Geay har ägnat sin karriär åt att förstå vad som kommer för planeten.

1900-talet var jordens varmaste period på nästan 2, 000 år, han säger. Data han undersökte från en mängd olika källor, inklusive iskärnor, trädringar och korallrev, visa att uppvärmningstrenden började efter den industriella revolutionen – 1850-talet. För större delen av världen, de varmaste temperaturerna har kommit under de senaste 100 åren. Han håller med om det breda vetenskapliga samförståndet att om trenden fortsätter – och fysiken säger att den kommer att göra – kan havsnivåhöjning och torka göra områden på planeten osäkra eller till och med obeboeliga. Flyktingar som lämnar sina hem för beboeliga klimat kan leda till geopolitisk instabilitet. Världsbanken förutspår att så många som 140 miljoner människor kan vara på flykt till 2050.

I södra Kalifornien 2050, Angelenos kunde tillbringa en fjärdedel av året med att svettas ut i temperaturer på 90 grader eller mer. Det är 95 dagar av farligt varmt väder om året, betydligt högre än de 67 dagar vi ser under 2019. Luftkonditionering kommer att höja energiräkningen, men forskare räknar med kostnader för hälsan också.

När temperaturen stiger, dödsfall stiger också, säger USC Dornsifes miljöekonom Paulina Oliva. Forskning tyder på att obehaglig värme stressar kroppen, ökad risk för hjärtproblem och stroke, speciellt hos äldre. Höga temperaturer har också kopplats till en ökning av för tidigt födda barn och spädbarnsdödlighet. Studier på studenter och aktiemäklare och andra arbetare har visat att temperaturer över 80 grader saktar ner tankeprocesser, gör det svårare att fokusera och fatta beslut. Dessa problem skadar oproportionerligt mycket människor med minsta resurser för att hantera obehag och hälsorisker.

Flera forskare larmar att varje klimatplan måste ta itu med vårt samhälles systemiska ojämlikheter. "Den gravida mamman som inte har en bil kommer att behöva gå till allmänna kommunikationer och utsätta sitt barn för dessa höga temperaturer i livmodern, " säger Oliva. "Även om vi har möjlighet att anpassa oss, rikare människor kommer att kunna anpassa sig bättre än fattiga människor."

Klimatet kommer sannolikt att bli extremt på flera sätt, inklusive en ökning av både bränder och översvämningar, regniga dagar och torka, köldknäppar och temperaturspikar. I Kalifornien, oförutsägbara fluktuationer kan förstöra jordbrukssektorn, som står för en åttondel av landets jordbruksproduktion. Det är troligt att vissa grödor, som vindruvor och äpplen, kunde bara odlas längre norrut. Bönder som väljer att stanna i Kalifornien kan byta produkter – säg, från majs till vete – för att bättre matcha den nya klimatverkligheten.

Miljö 2050:Något i luften

Vi behöver inte resa i tid till 2050 för att föreställa oss klimatförändringarnas inverkan på luften. Under våren 2018, Los Angeles luftkvalitet översteg federala säkerhetsnivåer i 87 dagar, säger Antonio Bento, chef för USC Center for Sustainability Solutions och professor vid USC Price School of Public Policy och Department of Economics.

När temperaturen stiger, det gör "dåligt" ozon också. Förväxla inte detta ozon med ozonskiktet i den övre atmosfären, som skyddar jorden från solens strålning. Dåligt ozon bildas på marknivå när föroreningar från bilar och andra industriella källor reagerar på solljus. "Ozon är beroende av temperatur, solljus och värmeböljor, " säger Bento. "Det betyder att högre värme ger sämre luftkvalitet."

I Los Angeles, det är en av de största anledningarna till att klimatförändringar äventyrar människors hälsa:Fler dagar över 90 grader betyder mer ozon, mer astma, fler lungskador och fler dödsfall. År 2050, om klimatreducerande strategier och reglering av luftföroreningar inte stoppar stigande temperaturer, himlen i Los Angeles kunde återgå till 1970-talets soppiga smog, säger Bento.

Det var en tid innan Clean Air Act, när mer än hälften av dagarna i staden hade osäkra nivåer av föroreningar. Angelenos kunde inte se bergen genom den tjocka smogen. "Delvis på grund av klimatförändringarna, många av de fördelar vi har uppnått blir snabbt ogjort, säger Bento, som nyligen publicerade forskning som visar hur en återställning av fordonsutsläppsnormer skulle vara farligt. "Vi har kommit till en punkt där vi kan förhindra stora skador, vi skulle behöva förlita oss på anpassning."

Under en lång tid, Bento var säker på att ledare skulle ta upp den akuta frågan om klimatförändringar baserat på en global konsensus, så han fokuserade sina politiska rekommendationer på breda, långtgående lösningar. Men nyligen, han ändrade sitt tänkande. Han undersöker allt mer hur lokala politiska förändringar kan gynna länder och stater.

Att minska utsläppen av växthusgaser skulle inte bara minska hälsoproblem relaterade till effekterna av luftföroreningar, men det kan också medföra andra fördelar, som att stimulera teknisk innovation, förbättra tillförlitligheten hos strömförsörjningen genom att diversifiera energikällor, minska bränslekostnaderna och öka sysselsättningen.

"Om vi ​​tar hänsyn till dessa bifördelar med klimatåtgärder, det är i länders bästa intresse att agera oberoende av vad andra gör, " säger han. "Och det ligger i Kaliforniens bästa intresse att implementera klimatpolitik, för även om andra inte agerar, vi kommer att få dessa ytterligare fördelar."

Bento har arbetat med staden Los Angeles och andra lokala myndigheter i USA och utomlands för att skapa klimatreducerande strategier. År 2050, 68 % av världens befolkning kommer att bo i städer, upp från 55 % idag, så de kommunala och regionala myndigheternas åtgärder är avgörande. "Om städer blir den enhet där vi gör klimatpolitik, vi slutar med en omfattande klimatlagstiftning även utan nationellt ledarskap, " förklarar han. "Det är framtiden för våra städer och miljön. Det beror verkligen på hur vi kommunicerar klimatkrisen till allmänheten."

Bento undersöker också sätt att skapa optimal koldioxidprissättning, som flyttar tillbaka ansvaret till producenterna av utsläpp av växthusgaser. Koldioxidprissättning fungerar genom att uppskatta den externa kostnaden för ett företags utsläpp av växthusgaser och utfärda en skatt. Detta lägger den ekonomiska bördan på företagen istället för på lokala och utsatta samhällen, samtidigt som det uppmuntrar företag ekonomiskt att välja renare teknik.

"Det är frustrerande, eftersom vi har vetat hur man gör dessa saker i årtionden, men vi gör dem inte ännu, " säger han. "När vi går mot 2050, vi måste anpassa oss på ett sätt som inte lägger större bördor på samhällen som redan är sårbara."

Hav och vatten 2050:Under ytan

Mer än 90 % av den uppvärmning som skapats av människor sedan 1970-talet har absorberats av haven. Och precis som på land, det pågår ett skifte i havet som kommer att påverka de globala haven 2050, säger David Hutchins, en USC Dornsife professor i marin- och miljöbiologi. "Havet värms upp, försurande, att förlora syre och bli överfiskad och kvävd av föroreningar, allt från näringsämnen till plast, " säger han. "Nästan hela den marina miljön är i förändring just nu."

Antalet stora rovfiskar har stupat, och ungefär hälften av världens korallrev har gått förlorade på grund av blekning orsakad av värmande temperaturer, säger Hutchins. År 2050, de flesta rev kan ha försvunnit, enligt en rapport från National Oceanic and Atmospheric Administration.

Vissa regeringar, som Australiens, vidtar åtgärder, försöker skydda reven genom att minska andra hot mot koraller som muddring och avrinning från land. Och forskare identifierar och odlar typer av resistenta koraller som kanske bättre kan klara av varmt vatten.

I södra Kalifornien, människor kommer att behöva hantera stigande havsnivåer när polarisen fortsätter att smälta. Några av Kaliforniens mest värdefulla kustfastigheter kan gå under vattnet senare detta århundrade, säger Hutchins. En annan akvatisk påverkan:ovälkomna utbrott av skadliga algblomningar som frodas i varmare vatten och förgiftar människor och marint liv.

"Klimatnödsituationen inträffar nu, i dag, inte någon gång i en avlägsen framtid, " säger Hutchins. "Jag vill att folk ska tänka på vilken typ av värld vi vill lämna för våra barn och barnbarn, och att göra våra val – från hur vi lever till de ledare vi röstar på – med det i åtanke. Det finns bokstavligen ingen tid att förlora."

Vattenfördelning över planeten är en utmaning, också:År 2050, fler delar av världen kommer att gå igenom torka, medan andra kommer att översvämmas av översvämningar. Det är svårt att tro att en plats som Phuket, Thailand, kan drabbas av vattenbrist när cirka 100 tum regn faller där per år, säger Amy Childress, Gabilan Distinguished Professor in Science and Engineering vid USC Viterbi School of Engineering. Men precis innan monsunsäsongen börjar, reservoarerna kan bli mycket låga när reserverna från den senaste monsunsäsongen minskar.

Areas like Phuket can't wait until 2050 to figure out a sustainable plan for their water supply; they need to plan now. That goes for California, för.

"In Southern California, we are simultaneously preparing for the drought scenario—alternative water supplies, expansion of the water supply portfolio—and the flood scenario, which includes dam maintenance and flood risk management, " Childress says. Then there's the water we need to drink.

I framtiden, more people will depend on drinking water that's been recycled. The idea of drinking water that's "secondhand" from wastewater or other human uses is off-putting to many, maybe because the public prefers to think it should come from a pristine mountain stream, Childress says. That's not realistic, även i dag. "Vanligtvis, our drinking water comes from a source that was used upstream by others and is being reused by us, " she says. "We have regulations in place to ensure that this practice is safe."

In addition to recycled water, Californians of 2050 will rely more on desalinated seawater, she predicts. Desalinating seawater is usually the last choice for a region's water supply because the process is so energy intensive, but it is a reliable supply that will become more useful in the years to come. Just nu, 12 desalination plants operate in California, but ocean filtration systems operate in more than 120 countries and are especially critical in countries in the Middle East and the Mediterranean.

Lifestyle in 2050:Changes at Home

Under en lång tid, Bento says, academics were so concerned with getting their climate change models right—and assessing broad existential threats—they failed to communicate how changes are already affecting daily life. That's no longer the case.

Commuting, travel, shopping, äter, housing—they all may be transformed by 2050 as people come to understand their effect on the planet. Bento, för en, already drives an electric car, but he questions whether he needs one at all. "It was just such an unquestioned expectation for me, that I would get a car as a teenager, " he explains. "And when electric vehicles arrived, I thought I was doing something for the environment. But now we are moving into new models. "If we could move to a system that is more efficient, and that integrates density of development with public transit and car-sharing, perhaps we could have much better outcomes."

Earth scientist Emile-Geay has cut travel to most academic conferences. Instead of flying several times a year to meet other scientists—trips that leave a big carbon footprint—he chooses just one conference to attend. "I started to ask myself:What am I getting out of these conferences and what do others get from my presence?" han säger. "And so I prioritize small, more intimate gatherings where there's a real exchange of ideas."

Liknande, when people travel for pleasure in the future, more could opt to use low-carbon transportation to explore their own regions instead of taking trips to faraway countries. Besides changing his travel habits, Emile-Geay also has stopped eating meat, and tries to choose foods grown as locally as possible.

"Some like to pit a healthy planet against a healthy economy, " he says. "That's a false dichotomy. It's in our power to build an economy centered on ecological and humanistic values instead. The laws of physics won't change, but our laws can." A possible low-carbon future, han säger, could include less driving and more local focus, leaving more time with family and friends, which creates safer communities with stronger social bonds.

Oliva sees promise for slowing climate change, as more governments around the world seek immediate action. "And also, we're not sitting and waiting around here, " she says of California. "There's quite a bit of progress being made at the state and local level." She believes the state is a model for how sustainability and business can work together. "We're showing that these climate policies really are not going to be as costly as they're being portrayed, " Oliva says. "California was an early adopter of stricter greenhouse gas policies and businesses didn't all flee the state. So that gives me hope."

Emile-Geay sees an opportunity for a more civic-oriented and equitable future. Supply chains could be more efficient. Instead of shoppers ordering a product from across the Pacific, a neighborhood 3-D printer could fabricate the items people need and a bicycle courier could ferry it to their homes. He even imagines climate change spurring people to rethink the way they live.

"It's like somebody being given a diagnosis of a terminal illness. It's a wake-up call. Suddenly it makes you ask:"What am I doing with the rest of my time on Earth?"" he says. "That could be the kick we need to re-engineer our social networks and get more local, more focused on community, which is what many psychologists and social scientists say is good for us anyway."