Proyecto clase emisiones de CO2

El hielo ártico de mar se retira rápidamente, levantando las perspectivas de futuro Océano Artico sin hielo durante el verano. Ya que las simulaciones modelas de clima de la pérdida de mar de hielo se diferencian considerablemente, aquí usamos una relación robusta lineal entre el hielo de mar de septiembre mensual tacaño el área y emisiones de CO2 acumulativas para deducir la futura evolución de hielo ártico de verano de mar directamente del registro de observación. La relación observada lineal implica un sostenido pérdida de 3 ± 0.3 m2 de hielo de mar de septiembre el área por tonelada métrica de emisión de CO2. Basado en esta sensibilidad, El hielo de mar ártico será perdido a lo largo de septiembre para 1000 Gt adicionales de emisiones de CO2. La mayor parte de modelos muestran una sensibilidad inferior, que posiblemente es unida para una subestimación del aumento modelado de la radiación entrante longwave y de la Respuesta de Clima modelada Transitoria.

La pérdida en curso rápida de hielo ártico de mar tiene consecuencias lejos alcanzables para el clima, la ecología, y actividades humanas igualmente. Estos incluyen el calentamiento amplificado de Ártico (1), los acoplamientos posibles de pérdida de mar de hielo al mediados del modelo de tiempo de latitud (2), el hábitat de cambio para la flora y la fauna (3), y perspectivas de cambio para actividades humanas en el alto Norte (3). Para entender y manejar estas consecuencias y su futura manifestación posible, tenemos que entender la sensibilidad de evolución ártica de mar de hielo a cambios de las condiciones de clima predominantes. Sin embargo, evaluando esta sensibilidad ha sido desafiante. Por ejemplo, simulaciones modelas de clima se diferencian extensamente en su engranaje de distribución de la pérdida de hielo ártico de mar para una trayectoria dada de emisiones de CO2 anthropogenic: Mientras en el Proyecto de Intercomparación de Modelo de Clima más reciente 5 (CMIP5) (4) algunos modelos proyectan un cerca de Ártico icefree durante el mínimo de verano ya hacia el principio de este siglo, otros modelos guardan una cantidad sustancial de hielo bien en el próximo siglo aún para un forzar externo basado en emisiones de CO2 en gran parte secas anthropogenic como descrito por el argumento de Sendero de Concentración Representativo RCP8.5 (4, 5).

Para sólidamente estimar la sensibilidad de hielo ártico de mar a cambios del forzar externo, aquí identificamos y examinamos una relación fundamental en la cual los modelos de CMIP5 están de acuerdo con el registro de observación: durante la transición a Océano Artico temporalmente sin hielo, la carrera de 30 años tacaña de septiembre mensual tacaño el área ártica de mar de hielo casi directamente es relacionada con emisiones de CO2 acumulativas anthropogenic (el Higo 1). En las simulaciones modelas, la relación lineal sostiene hasta la carrera de 30 años tacaña, que analizamos para reducir la variabilidad interna, muestras cada vez más los años de Océano Artico temporalmente sin hielo, en cual el punto la relación nivela hacia el cero. Durante las pocas primeras décadas de las simulaciones, unos modelos simulan una cubierta de seaice cerca constante a pesar de emisiones de CO2 ligeramente crecientes acumulativas. Esto sugiere que en estas simulaciones de todo-forzar, las emisiones de gas invernadero no fueran al principio el conductor dominante de evolución de mar de hielo. El 1 % CMIP5 confirma esta noción CO2 simulaciones, donde la cubierta inicial cerca constante de mar de hielo no ocurre (el higo. S3A). Con emisiones de gas invernadero crecientes, el impacto de CO2 se hace la dominación también en todas las simulaciones de todo-forzar, como evidente por la tendencia robusta lineal que sostiene en todas las simulaciones a lo largo del período de transición a condiciones temporalmente sin hielo. Definimos este período de transición para comenzar cuando el septiembre tacaño de 30 años que el área ártica de mar de hielo en una simulación particular disminuye por primera vez a un área que es el 10 % o más debajo de la cubierta mínima de mar de hielo de la simulación durante el período 1850-1900, y terminar una vez el septiembre tacaño de 30 años gotas de área árticas de mar de hielo por primera vez debajo de 1 millón de km2 (ve la mesa S1 para números específicos).

La existencia de una relación robusta, lineal entre emisiones de CO2 acumulativas y el área ártica de mar de hielo en todos los modelos de CMIP5 y en el registro de observación amplía las conclusiones de los estudios más tempranos que demostraron tales relaciones para el individuo, modelos a veces más simplificados (6, 7), y de los estudios que han demostrado una relación lineal entre el área ártica de mar de hielo y la una o la otra temperatura global tacaña (5, 8-12) o la concentración atmosférica CO2 (13, 14). Estas relaciones lineales son sumamente sugestivas de un mecanismo fundamental subyacente, que ha sido evasivo hasta ahora. Más tarde sugeriremos una explicación conceptual de la linealidad, pero antes de hacer entonces primero hablamos de dos implicaciones de la relación observada lineal que son independientes de su mecanismo subyacente

Primero, la relación observada lineal nos permite para estimar una sensibilidad de 3.0 ± 0.1 m2 de septiembre la pérdida ártica de mar de hielo por tonelada de emisiones de CO2 anthropogenic durante el período de observación 1953-2015. Este número es suficientemente intuitivo para permitir al que para agarrar la contribución de emisiones de CO2 personales a la pérdida de hielo ártico de mar. Por ejemplo, basado en la sensibilidad observada, las emisiones de CO2 medias personales de varias toneladas métricas por año directamente pueden ser vinculado a la pérdida de unas decenas de m2 de hielo ártico de mar cada año (mirar el higo. S1

Segundo, la relación lineal permite para una evaluación robusta de simulaciones modelas de clima. Mientras un número de estudios anteriores han encontrado que la marcha atrás observada de mar de hielo ha sido más rápida que proyectado por la mayoría de las simulaciones modelas de clima (15, 16), ha permanecido confuso si estas diferencias son principalmente tras una manifestación de variabilidad interna (17, 18). La sensibilidad que estimamos aquí está, al contrario basada en la evolución media durante muchas décadas, así eliminando la variabilidad interna a un grado sustancial. Un desajuste entre el observado y la sensibilidad simulada de ahí sólidamente indica un defecto en el modelo o en los campos de forzar externos usados para una simulación.

Evaluando la sensibilidad simulada, encontramos que la mayor parte de modelos de CMIP5 sistemáticamente subestiman la sensibilidad observada de hielo ártico de mar en relación con las emisiones de CO2 anthropogenic de 3.0 ± 0.3 m2 (mirar la mesa S1 para detalles). A través de la gama de transición llena a cerca de condiciones sin hielo, la sensibilidad multimodela tacaña es sólo 1.75 ± 0.67 pérdida m2 de hielo ártico de mar por tonelada métrica de emisiones de CO2 anthropogenic. A causa de la respuesta lineal, una sensibilidad similar es obtenida durante los subperíodos del período de transición que tienen la misma longitud que nuestro registro de observación, con sensibilidades totales máximas sobre tales períodos de tiempo 61-year-long de las simulaciones individuales de 1.95 ± 0.70 m2 / la tonelada. Note que estas estimaciones de la sensibilidad de los modelos podrían ser influidas algo altas, como estudios anteriores encontraron que el forzar de aerosol de simulaciones CMIP5 podría haber sido demasiado débil en décadas recientes (19, 20). Esto daría lugar al calentamiento artificialmente amplificado y así amplificó la pérdida de mar de hielo en estas simulaciones, interpretación la sensibilidad verdadera de los modelos para ser aún inferior que los valores que estimamos aquí.

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