I början av den industriella revolutionen, Jordens atmosfär innehöll 278 delar CO₂ per miljon. I dag, efter mer än två och ett halvt århundrade av fossilbränsleanvändning, den siffran är cirka 414 delar per miljon (ppm). Om uppbyggnaden av CO₂ fortsätter i nuvarande takt, år 2060 kommer den att ha passerat 560 ppm – mer än dubbelt så mycket som förindustriell tid.

Exakt hur klimatet kommer att reagera på all denna extra CO₂ är en av de centrala frågorna inom klimatvetenskap. Hur mycket kommer klimatet egentligen att förändras?

En stor ny internationell bedömning av jordens klimatkänslighet, nu publicerad i tidskriften Reviews of Geophysics, tar upp denna fråga. Denna forskning har förbättrat vår förståelse för hur mycket världen till slut kommer att värmas upp om koldioxiden i atmosfären hålls på dubbelt så hög nivå som förindustriell tid.

Även om en exakt siffra fortfarande inte är möjlig, låga nivåer av uppvärmning har nu visat sig vara mycket mindre sannolikt än man tidigare trott. Mycket höga värden är också något mindre sannolika. Det finns mycket större säkerhet att om det inte är markerat, den globala uppvärmningen skulle vara tillräckligt hög för att medföra mycket allvarliga konsekvenser och risker över hela världen.

Studien, som organiserades av World Climate Research Program (WCRP) och involverade många ledande klimatforskare (inklusive en av oss:Tim), tittar på ett mått som kallas "jämviktsklimatkänslighet". Detta avser hur mycket den globala medeltemperaturen kommer att öka med på lång sikt efter en fördubbling av koldioxidhalterna. Det kan uppskattas med hjälp av tre huvudsakliga bevis:

1. Temperaturmätningar gjorda med termometrar från 1850 (när tillräcklig global täckning började) till nära nutid. Genom att jämföra temperaturer, CO₂-nivåer och effekten av andra klimatfaktorer i förr och nu, vi kan uppskatta de långsiktiga förändringarna.
2. Bevis från paleoklimatrekord från toppen av den senaste istiden 20, 000 år sedan, när CO₂ var lägre än nu, och en varm period för cirka 4 miljoner år sedan när CO₂ var mer jämförbar med idag. Vi kan se hur varmt klimatet var och hur mycket CO₂ det fanns i atmosfären baserat på sammansättningen av gaser som fångades i luftbubblor i gamla iskärnor.
3. Dagens observationer – till exempel från satellitdata – och bevis från klimatmodeller, teori och detaljerade processmodeller som undersöker fysiken för interaktioner inom klimatsystemet.

Trots dess betydelse, Klimatkänsligheten i jämvikt är mycket osäker och under många år har standarduppskattningen varit 1,5°C till 4,5°C. I sin femte utvärderingsrapport, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) gav dessa värden som det "sannolika intervallet", vilket innebar att den ansåg att det fanns minst en 66 % chans att den föll inom detta intervall. Eller, med andra ord, den bedömde att det fanns upp till 33 % chans att uppvärmningen antingen skulle vara mindre än 1,5°C eller mer än 4,5°C.

Den nya studien tyder på att detta "sannolika intervall" har minskat till, som mest, 2,3°C till 4,5°C – eller möjligen ett ännu snävare område. Den nedre delen av intervallet har därför stigit avsevärt, vilket betyder att forskarna nu är mycket mer övertygade om att den globala uppvärmningen inte kommer att bli liten.

WCRP tillhandahåller två uppsättningar intervall. Den första baseras på en "baslinje"-beräkning som representerar en enda tolkning av bevisen och kan vara översäker. Den andra uppsättningen av "robusta" intervall är utformade för att avgränsa intervallet av rimliga alternativa tolkningar av bevisen och statistiska modelleringsantaganden. Siffrorna som anges i den här artikeln är från det robusta sortimentet. För vidare detaljer, se Sherwood et. al, 2020

Global uppvärmning bedömningar gamla och nya

Vi kommer inte att räddas av låg känslighet

En viktig implikation är att människor skulle ta en ännu större risk än vad vi tidigare trott om vi förlitade oss på låg klimatkänslighet för att vi skulle kunna uppfylla Parisavtalets mål att hålla den globala temperaturen "väl under" 2°C över förindustriella nivåer, och att "fortsätta ansträngningar" för att begränsa uppvärmningen till 1,5°C. Detta är därför ytterligare en bekräftelse på att CO₂-utsläppen snabbt måste minska och i slutändan nå nettonoll om Parismålen ska ha en god chans att nås.

Enligt studien, om CO₂ når dubbelt så högt som den förindustriella nivån och stannar där (eller för att vara exakt, om den totala effekten av all mänsklig påverkan på växthusgaser och andra klimatfaktorer når en likvärdig nivå), då finns det upp till 18 % chans att temperaturen stiger till 4,5°C över förindustriella nivåer, och inte mer än 5 % chans att de kommer att gå över 5,7°C. Detta har viktiga konsekvenser för riskbedömningar av klimatförändringar. I en riskbedömning, det är normalt att överväga utfall som är möjliga även om de inte är de mest sannolika.

De senaste klimatmodellerna har ett brett utbud av klimatkänsligheter, med våra egna Met Office-modeller i high end. Detta händer eftersom klimatkänslighet inte är något som forskarna lägger in i modellerna, utan snarare framgår det av samma komplexa interaktioner som modellerna simulerar.

Denna mångfald av modeller låter oss förstå de regionala förändringarna i klimat och extremt väder som är förknippade med olika klimatkänsligheter, och bedöma deras potentiella effekter. Detta inkluderar de höga känsligheterna som är mindre sannolika men fortfarande möjliga. I andra änden av intervallet, att se de minsta förändringar vi kan förvänta oss kommer att hjälpa till att informera om klimatanpassningsåtgärder.

Den nya studien tillåter en nyckelaspekt av klimatmodeller, deras klimatkänslighet, att ses i samband med annan bevisning. Även om det fortfarande finns mer att göra för att bedöma mer exakt hur det globala klimatet kommer att reagera på ytterligare ökningar av växthusgaser, Dessa framsteg ger en mycket mer solid grund av bevis för att klimatförändringspolitiken kan utvecklas ytterligare.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.