Diagrammet visar hur överskottsvärme – termisk energi – har byggts upp i hav, land, is och atmosfär sedan 1960 och flyttat till större havsdjup med tiden. TOA CERES hänvisar till toppen av atmosfären. Kredit:Karina von Schuckman, LiJing Cheng, Matthew D. Palmer, James Hansen, Caterina Tassone, et al., CC BY-SA 4.0
Den globala uppvärmningen stannar inte för en krona. Om människor överallt slutade bränna fossila bränslen i morgon skulle lagrad värme fortfarande fortsätta att värma upp atmosfären.
Föreställ dig hur en radiator värmer ett hem. Vattnet värms upp av en panna och varmvattnet cirkulerar genom rör och radiatorer i huset. Radiatorerna värmer upp och värmer luften i rummet. Även efter att pannan är avstängd cirkulerar det redan uppvärmda vattnet fortfarande genom systemet och värmer upp huset. Radiatorerna håller faktiskt på att svalna, men deras lagrade värme värmer fortfarande upp luften i rummet.
Detta är känt som engagerad uppvärmning. Jorden har på liknande sätt sätt att lagra och avge värme.
Ny forskning förfinar forskarnas förståelse för hur jordens engagerade uppvärmning kommer att påverka klimatet. Där vi en gång trodde att det skulle ta 40 år eller längre för den globala ytlufttemperaturen att nå en topp när människor slutade värma upp planeten, tyder forskning nu på att temperaturen kan nå en topp om närmare 10 år.
Men det betyder inte att planeten återgår till sitt förindustriella klimat eller att vi undviker störande effekter som höjning av havsnivån.
Jag är professor i klimatvetenskap, och min forskning och undervisning fokuserar på användbarheten av klimatkunskap av praktiker som stadsplanerare, folkhälsopersonal och beslutsfattare. Med en ny rapport om att mildra klimatförändringar som väntas från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar i början av april, låt oss ta en titt på den större bilden.
Hur förståelsen för toppuppvärmning har förändrats
Historiskt sett representerade de första klimatmodellerna endast atmosfären och var avsevärt förenklade. Under årens lopp har forskare lagt till hav, land, inlandsisar, kemi och biologi.
Dagens modeller kan mer explicit representera beteendet hos växthusgaser, särskilt koldioxid. Det gör det möjligt för forskare att bättre skilja uppvärmning på grund av koldioxid i atmosfären från rollen av värme som lagras i havet.
Med tanke på vår radiatoranalogi, ökar koncentrationen av växthusgaser i jordens atmosfär att pannan håller på – håller energin nära ytan och höjer temperaturen. Värme ackumuleras och lagras, mestadels i haven, som tar på sig rollen som radiatorer. Värmen distribueras över världen genom väder och havsströmmar.
Den nuvarande uppfattningen är att om all ytterligare uppvärmning till planeten som orsakats av människor eliminerades, är ett rimligt resultat att jorden skulle nå en global ytlufttemperaturtopp på närmare 10 år än 40. Den tidigare uppskattningen på 40 eller fler år har använts flitigt under åren, inklusive av mig.
Det är viktigt att notera att detta bara är toppen när temperaturen börjar stabiliseras – inte början på snabb nedkylning eller en vändning av klimatförändringar.
Jag anser att det finns tillräckligt med osäkerhet för att motivera försiktighet med att överdriva betydelsen av den nya forskningens resultat. Författarna tillämpade begreppet toppuppvärmning på den globala ytlufttemperaturen. Global yttemperatur är, metaforiskt, temperaturen i "rummet" och är inte det bästa måttet på klimatförändringar. Konceptet att omedelbart avbryta uppvärmning orsakad av människor är också idealiserat och helt orealistiskt – att göra det skulle innebära mycket mer än att bara stoppa användningen av fossila bränslen, inklusive omfattande förändringar av jordbruket – och det hjälper bara att illustrera hur delar av klimatet kan bete sig.
Även om lufttemperaturen skulle nå toppen och stabiliseras, skulle "begärd issmältning", "begärd havsnivåhöjning" och många andra land- och biologiska trender fortsätta att utvecklas från den ackumulerade värmen. Vissa av dessa kan faktiskt orsaka utsläpp av koldioxid och metan, särskilt från Arktis och andra reservoarer på hög latitud som för närvarande är frusna.
Av dessa och andra skäl är det viktigt att överväga hur långt in i framtiden studier som denna ser ut.
Hav i framtiden
Haven kommer att fortsätta att lagra värme och utbyta den med atmosfären. Även om utsläppen upphör, skulle överskottsvärmen som har ackumulerats i havet sedan förindustriell tid påverka klimatet i ytterligare 100 år eller mer.
Eftersom havet är dynamiskt har det strömmar och det kommer inte bara att sprida sin överskottsvärme tillbaka till atmosfären. Det kommer att bli upp- och nedgångar när temperaturen anpassas.
Haven påverkar också mängden koldioxid i atmosfären, eftersom koldioxid både absorberas och släpps ut av haven. Paleoklimatstudier visar på stora förändringar i koldioxid och temperatur tidigare, där haven spelar en viktig roll.
Länder är inte nära att upphöra med användningen av fossila bränslen
Möjligheten att ett politiskt ingripande kan ha mätbara effekter inom 10 år snarare än flera decennier kan motivera mer aggressiva ansträngningar för att avlägsna koldioxid från atmosfären. Det skulle vara mycket tillfredsställande att se politiska interventioner ha nuvarande snarare än tänkta framtida fördelar.
Men idag är länder inte i närheten av att få ett slut på sin användning av fossila bränslen. Istället pekar alla bevis på att mänskligheten upplever en snabb global uppvärmning under de kommande decennierna.
Vårt mest robusta fynd är att ju mindre koldioxid människor släpper ut, desto bättre kommer mänskligheten att ha det. Engagerad uppvärmning och mänskligt beteende pekar på ett behov av att påskynda ansträngningarna både för att minska utsläppen av växthusgaser och att anpassa sig till denna värmande planet nu, snarare än att bara prata om hur mycket som behöver hända i framtiden.