Klimatförändring: 5 saker att veta om snabb oceanuppvärmning

Redaktörens anteckning: En ny studie av forskare i Förenta staterna, Kina, Frankrike och Tyskland uppskattar att världens hav har absorberat mycket mer överskottsvärme från mänskligt inducerade klimatförändringar än vad forskarna hittills hade uppskattat. Detta resultat tyder på att den globala uppvärmningen kan vara ännu mer avancerad än tidigare trodde. Atmosfärforskaren Scott Denning förklarar hur den nya rapporten kom fram till detta resultat och vad det innebär om klimatförändringens takt.

Hur mäter vetenskapsmän havstemperaturen och uppskattar hur klimatförändringen påverkar det?

De använder termometrar kopplade till tusentals bobbing robotar som flyter på kontrollerade djup i hela oceanen. Detta system av "Argo floats" lanserades år 2000, och det finns nu cirka 4000 av de flytande instrumenten.

Cirka en gång var 10: e dag, cyklar de från ytan till ett djup av 6 500 fot, sedan tillbaka till ytan för att överföra data via satellit. Varje år samlar detta nätverk cirka 100 000 mätningar av oceanens tredimensionella temperaturfördelning.

Argo-mätningarna visar att cirka 93 procent av den globala uppvärmningen som orsakas av brinnande kol för bränsle känns som förändringar i havstemperaturen, medan endast en mycket liten mängd av denna uppvärmning uppträder i luften.

Hur dramatiskt skiljer sig resultaten i denna studie från de nivåer av havsuppvärmning som den mellanstatliga panelen om klimatförändringar har rapporterat?

Den nya studien konstaterar att oceanerna sedan 1991 har värmt cirka 60 procent snabbare än den genomsnittliga uppvärmningsvärden som uppskattats genom studier sammanfattade av IPCC, som bygger på data från Argo floats. Det här är en stor sak.

Huvuddelen av skillnaden kommer från den tidigaste delen av denna period, innan det fanns tillräckligt med Argo-flottor i oceanerna för att korrekt representera den tredimensionella fördelningen av globala vattentemperaturer. De nya uppgifterna är färdiga hela vägen tillbaka till 1991, men Argo-data var riktigt sparsamma fram till mitten av 2000-talet.

Se också: Tidig global uppvärmning orsakades oväntat av en brist på små livsformer

Implikationen av snabbare havsuppvärmning är att effekten av koldioxid på global uppvärmning är större än vi trodde. Vi visste redan att det var väldigt snabbt att tillsätta koldioxid till luften. Och IPCC varnade bara i en särskild rapport som begränsar den globala uppvärmningen till 1,5 grader Celsius (2,7 grader Fahrenheit) över preindustriella nivåer - ett mål som skulle avvärja många extrema effekter på människor och ekosystem - skulle kräva att minska och slutligen eliminera kol, olja och gas från världens energiförsörjning. Denna studie förändrar inte något av det, men det betyder att vi kommer att behöva eliminera fossila bränslen ännu snabbare.

Vad gjorde dessa forskare annorlunda för att komma fram till ett högre antal?

De har uppmätt små förändringar sedan 1991 i koncentrationerna av några få gaser i luften - syre, kväve och koldioxid - med oerhört hög precision. Detta är verkligen svårt att göra, eftersom förändringarna är extremt små jämfört med de stora mängderna som redan finns i luften.

Några av dessa gaser från luften upplöses i oceanerna. Vattnet temperaturen dikterar hur mycket det kan absorbera. Som vatten värmer, minskar mängden gas som kan lösas i det. Därför går en läsk eller öl kvar på köksbordet platt. Samma temperaturberoende gjorde det möjligt för forskarna att beräkna totala förändringar i globalt havsvärmeinnehåll från 1991 till nu, bara med hjälp av mycket exakta mätningar av själva luften.

Om den här studien är korrekt, vad föreslår vi att vi borde förvänta oss i vägen för stora klimatpåverkan under de kommande årtiondena?

Denna studie tog inte upp klimatpåverkan, men de är redan kända. När världen värmer, mer vattenånga förångas från både hav och land. Det betyder att när stora stormer utvecklas finns det mer vattenånga i luften för att de ska "arbeta med", vilket kommer att ge mer extremt regn och snö och resulterande vindar.

Större uppvärmning kommer att innebära ökad efterfrågan på vatten på grödor och skogar och betesmarker, mer stress på bevattning och urbana vattenförsörjning och minskad livsmedelsproduktion. Mer efterfrågan på vatten innebär mer skogsbränder och rök, kortare vintrar med mindre fjällsäck och ökad belastning på ekosystem, städer och världsekonomi. På grund av dessa effekter har nästan varje regering i världen förbundit sig att snabbt minska utsläppen för att begränsa den globala uppvärmningen.

Vad denna studie tyder på är att klimatet är mer känsligt för växthusgaser än vad vi tidigare trodde. Det innebär att utsläppen kommer att behöva klippas snabbare och djupare för att undvika de värsta konsekvenserna av klimatförändringen.

Hur kommer vi veta om dessa fynd håller upp?

Det finns andra grupper som gör exakta gasmätningar, och många av dem har data som går tillbaka till 1990-talet. Andra kommer att upprepa analyserna från dessa författare och kontrollera deras resultat. Det kommer också att vara noga med att förena den ökade uppvärmningshastigheten hos oceanerna med Argo-temperaturdata, ytlufttemperaturen, atmosfäriska data från ballonger och mätningar gjorda av satelliter.Den verkliga världen måste överensstämma med alla observationer ihop, inte bara en delmängd.

Se även: "Katastrofal" effekt av klimatförändring på mental hälsa hittad i ny studie

Denna studie använde mycket smart data från kompositionen av själva luften, som går tillbaka nästan 30 år. Vi hade inte Argo floats då, men luftprover finns fortfarande tillgängliga som kan analyseras årtionden senare. Att använda en längre värmepost är mycket bättre för att uppskatta hastigheten, eftersom den är mindre känslig för år-till-år-variationer än en kortare rekord.

Dessa forskare har gett oss ett nytt och självständigt sätt att bedöma känsligheten för långsiktig global uppvärmning till förändringar i atmosfäriska koldioxidnivåer. Jag förväntar mig att resultaten kommer att hålla fast, och att vi kommer att höra mycket mer om den nya metoden i framtiden.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Scott Denning. Läs den ursprungliga artikeln här.