Jordklotet värms upp. Både land och hav är varmare nu än de var när journalföringen började, 1880, och temperaturen krymper fortfarande uppåt. Denna värmeökning är global uppvärmning, i ett nötskal.
Här är de nakna siffrorna enligt National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): Mellan 1880 och 1980 ökade den globala årliga temperaturen med en hastighet på 0,13 grader Fahrenheit (0,07 grader Celsius) per årtionde, i genomsnitt. Sedan 1981 har ökningen ökat till 0,32 grader F (0,18 grader C) per decennium. Detta har lett till en ökning av den globala medeltemperaturen i dag på 3 grader (3 grader C) jämfört med den förindustriella eran. År 2019 var den genomsnittliga globala temperaturen över land och hav 1,75 grader F (0,95 grader C) över 1900-talets genomsnitt. Det gjorde 2019 till det näst hetaste året på rekordet, bara efter 2016.
Denna värmeökning orsakas av människor. Förbränning av fossila bränslen har släppt växthusgaser ut i atmosfären, som fångar värme från solen och driver upp yt- och lufttemperaturer.
Hur växthuseffekten spelar en roll
Den främsta drivkraften för dagens uppvärmning är förbränning av fossila bränslen. Dessa kolväten värmer upp planeten via växthuseffekten, som orsakas av växelverkan mellan jordens atmosfär och inkommande strålning från solen.
"Grundfysiken för växthuseffekten räknades ut för mer än hundra år sedan av en smart kille som bara använde penna och papper," sa Josef Werne, professor i geologi och miljövetenskap vid University of Pittsburgh, till Live Science.
Den "smarta killen" var Svante Arrhenius, en svensk forskare och eventuellt nobelprisvinnare. Enkelt uttryckt träffar solstrålning jordens yta och studsar sedan tillbaka mot atmosfären som värme. Gaser i atmosfären fångar denna värme och förhindrar att den flyr ut i rymden (goda nyheter för livet på planeten). I ett papper som presenterades 1895 tänkte Arrhenius ut att växthusgaser som koldioxid kunde fånga värme nära jordens yta, och att små förändringar i mängden av dessa gaser skulle kunna göra en stor skillnad i hur mycket värme som fångades.
Där växthusgaserna kommer från
Sedan den industriella revolutionens början har människor snabbt förändrat balansen mellan gaser i atmosfären. Förbränning av fossila bränslen som kol och olja frigör vattenånga, koldioxid (CO2), metan (CH4), ozon och kväveoxid (N2O), de främsta växthusgaserna. Koldioxid är den vanligaste växthusgasen. Mellan cirka 800 000 år sedan och början av den industriella revolutionen uppgick CO2: s närvaro i atmosfären till cirka 280 delar per miljon (ppm, vilket innebär att det fanns cirka 208 molekyler i luften per miljon luftmolekyler). Från och med 2018 (det senaste året då fullständig information finns tillgänglig) var den genomsnittliga koldioxidnivån i atmosfären 407,4 ppm, enligt National Centers for Environmental Information.
Det låter kanske inte så mycket, men enligt Scripps Institution of Oceanography har nivåerna av koldioxid inte varit så höga sedan Pliocen-epoken, som inträffade mellan 3 och 5 miljoner år sedan. Vid den tiden var Arktis isfritt åtminstone en del av året och betydligt varmare än det är idag, enligt 2013 års forskning publicerad i tidskriften Science.
2016 stod CO2 för 81,6% av alla amerikanska växthusgasutsläpp, enligt en analys från Miljöskyddsbyrån (EPA).
"Vi vet genom instrumentala mätningar med hög noggrannhet att det finns en enastående ökning av koldioxid i atmosfären. Vi vet att CO2 absorberar infraröd strålning och den globala medeltemperaturen ökar," Keith Peterman, professor i kemi vid York College of Pennsylvania, och hans forskningspartner, Gregory Foy, lektor i kemi vid York College i Pennsylvania, berättade för Live Science i ett gemensamt e-postmeddelande.
CO2 tar sig in i atmosfären genom en mängd olika rutter. Förbränning av fossila bränslen frigör CO2 och är det överlägset största amerikanska bidraget till utsläpp som värmer världen. Enligt EPA-rapporten 2018 släppte USA: s förbränning av fossila bränslen, inklusive elproduktion, drygt 5,8 miljarder ton (5,3 miljarder ton) koldioxid i atmosfären 2016. Andra processer - till exempel icke-energianvändning av bränslen, järn och stålproduktion , cementproduktion och avfallsförbränning - öka den totala årliga koldioxidutsläppet i USA till 7 miljarder ton (6,5 miljarder ton).
Avskogning är också en stor bidragare till överskott av koldioxid i atmosfären. I själva verket är avskogning den näst största antropogena (mänskliga) källan för koldioxid, enligt forskning publicerad av Duke University. Efter att träd dör släpper de kolet som de har lagrat under fotosyntesen. Enligt Global Forest Resources Assessment 2010 släpper avskogningen nästan en miljard ton kol ut i atmosfären per år.
Globalt är metan den näst vanligaste växthusgasen, men den är den mest effektiva när det gäller att fånga upp värme. EPA rapporterar att metan är 25 gånger effektivare för att fånga upp värme än koldioxid. 2016 stod gasen för cirka 10% av alla amerikanska växthusgasutsläpp, enligt EPA.
Metan kan komma från många naturliga källor, men människor orsakar en stor del av metanutsläpp genom gruvdrift, användning av naturgas, massuppfödning av boskap och användning av deponier. Nötkreatur utgör den största enskilda metankällan i USA, enligt EPA, med djuren som producerar nästan 26% av de totala metanutsläppen.
Det finns några hoppfulla trender för antalet amerikanska utsläpp av växthusgaser. Enligt EPA-rapporten 2018 ökade dessa utsläpp 2,4% mellan 1990 och 2016 men minskade med 1,9% mellan 2015 och 2016.
En del av den nedgången drevs av en varm vinter 2016, som krävde mindre uppvärmningsbränsle än vanligt. Men en annan viktig orsak till den senaste nedgången är ersättningen av kol med naturgas, enligt Center for Climate and Energy Solutions. USA övergår också från en tillverkningsbaserad ekonomi till en mindre kolintensiv tjänstekonomi. Bränsleeffektiva fordon och energieffektivitetsstandarder för byggnader har också förbättrat utsläpp enligt EPA.
Effekterna av den globala uppvärmningen
Global uppvärmning betyder inte bara uppvärmning, varför "klimatförändringar" har blivit den gynnade termen bland forskare och beslutsfattare. Medan jordklotet blir varmare i genomsnitt kan denna temperaturökning ha paradoxala effekter, till exempel mer frekventa och allvarliga snöstormar. Klimatförändringar kan och kommer att påverka jordklotet på flera stora sätt: genom att smälta is, genom att torka ut redan torra områden, genom att orsaka väder extremiteter och genom att störa havets känsliga balans.
Smältande is
Den kanske mest synliga effekten av klimatförändringar hittills är smältningen av glaciärer och havsis. Islagren har dragit sig tillbaka sedan slutet av den senaste istiden, för cirka 11 700 år sedan, men förra sekelets uppvärmning har påskyndat deras undergång. En studie från 2016 visade att det finns 99% risk för att den globala uppvärmningen har orsakat glaciärernas senaste reträtt. i själva verket, visade forskningen, drog dessa isfloder tillbaka 10 till 15 gånger avståndet de skulle ha om klimatet hade hållit sig stabilt. Glacier National Park i Montana hade 150 glaciärer i slutet av 1800-talet. Idag har den 26. Förlusten av glaciärer kan orsaka förlust av människoliv, när isiga dammar som håller tillbaka glaciärsjöar destabiliserar och spricker eller när laviner orsakade av instabila isbynbyar.
Vid Nordpolen fortsätter uppvärmningen dubbelt så snabbt som vid mellersta breddegrader, och havisen visar påfrestningen. Höst- och vinteris i Arktis slog rekordlågor både 2015 och 2016, vilket innebär att isytan täckte inte så mycket av det öppna havet som tidigare observerats. Enligt NASA mättes de 13 minsta värdena för maximal vinterutsträckning av havsis i Arktis under de senaste 13 åren. Isen bildas också senare under säsongen och smälter lättare på våren. Enligt National Snow and Ice Data Center har havsisen i januari minskat med 3,15% per decennium under de senaste 40 åren. Vissa forskare tror att Ishavet kommer att se isfria somrar inom 20 eller 30 år.
I Antarktis har bilden varit lite mindre tydlig. Västra Antarktishalvön värms snabbare än någon annanstans förutom vissa delar av Arktis, enligt Antarktis och södra havskoalitionen. Halvön är där Larsen C-ishyllan just bröt i juli 2017, med ett isberg på storleken på Delaware. Nu säger forskare att en fjärdedel av Västantarktisens is riskerar att kollapsa och de enorma Thwaiterna och Pine Island-glaciärerna flödar fem gånger snabbare än de gjorde 1992.
Havisen från Antarktis är dock extremt varierande och vissa områden har faktiskt rekordhöga under de senaste åren. Dessa register kan emellertid bära fingeravtryck från klimatförändringar, eftersom de kan bero på att landbaserad is flyttar ut till havet när glaciärerna smälter eller från värmningsrelaterade vindförändringar. Under 2017 återvände detta mönster av rekordhög is plötsligt plötsligt, med förekomsten av rekord låg. Den 3 mars 2017 mättes havsisen i Antarktis i en utsträckning av 71 000 kvadratkilometer (184 000 kvadratkilometer) mindre än den tidigare lågen, från 1997.
Uppvärmning
Den globala uppvärmningen kommer också att ändra saker mellan polerna. Många redan torra områden förväntas bli ännu torrare när världen värms upp. USA: s sydvästra och centrala slätter förväntas till exempel uppleva decennier långa "megadroppar" hårdare än något annat i mänskligt minne.
"Framtiden för torka i västra Nordamerika kommer sannolikt att bli sämre än någon har upplevt i USA: s historia," Benjamin Cook, en klimatforskare vid NASA: s Goddard Institute for Space Studies i New York City som publicerade forskning 2015 som projicerade dessa torka, berättade Live Science. "Det här är torka som är så långt bortom vår samtida erfarenhet att de nästan är omöjliga att ens tänka på."
Studien förutspådde en 85% risk för torka som varar minst 35 år i regionen fram till år 2100. Forskarnas huvudsakliga drivkraft är den ökande avdunstningen av vatten från varmare och varmare jord. Mycket av nederbörden som faller i dessa torra regioner kommer att gå förlorad.
Under tiden fann 2014 års forskning att många områden sannolikt kommer att se mindre nederbörd när klimatet värms. Subtropiska regioner, inklusive Medelhavet, Amazonas, Centralamerika och Indonesien, kommer sannolikt att drabbas hårdast, konstaterade denna studie, medan Sydafrika, Mexiko, västra Australien och Kalifornien också kommer att torka ut.
Extremt väder
En annan påverkan av den globala uppvärmningen: extremt väder. Orkaner och tyfoner förväntas bli mer intensiva när planeten värmer. Varmare hav förångar mer fukt, vilket är motorn som driver dessa stormar. FN: s regeringsklimatpanel för klimatförändringar (IPCC) förutspår att även om världen diversifierar sina energikällor och övergångar till en mindre fossil bränsleintensiv ekonomi (känd som A1B-scenariot), kommer tropiska cykloner sannolikt att vara upp till 11% mer intensivt i genomsnitt. Det betyder mer vind- och vattenskador på utsatta kustlinjer.
Paradoxalt nog kan klimatförändringar också orsaka vanligare extrema snöstormar. Enligt National Centers for Environmental Information har extrema snöstormar i östra USA blivit dubbelt så vanliga som de var i början av 1900-talet. Än en gång kommer denna förändring eftersom värmande havstemperaturer leder till ökad avdunstning av fukt i atmosfären. Denna fuktkraft stormar som träffar det kontinentala Förenta staterna.
Havsstörning
Några av de mest omedelbara effekterna av den globala uppvärmningen är under vågorna. Hav fungerar som kolsänkor, vilket innebär att de absorberar löst koldioxid. Det är inte en dålig sak för atmosfären, men det är inte bra för det marina ekosystemet. När koldioxid reagerar med havsvatten sjunker vattnets pH-värde (det vill säga det blir surare), en process som kallas havssurning. Denna ökade surhet äter bort vid kalciumkarbonatskal och skelett som många havsorganismer är beroende av för överlevnad. Dessa varelser inkluderar skaldjur, pteropods och koraller, enligt NOAA.
Koraller är i synnerhet kanariefågan i en kolgruva för klimatförändringar i haven. Marinforskare har observerat oroväckande nivåer av korallblekning, händelser där koraller fördriver de symbiotiska algerna som ger korallerna näringsämnen och ger dem sina livliga färger. Blekning sker när koraller är stressade, och stressfaktorer kan inkludera höga temperaturer. Under 2016 och 2017 upplevde Australiens Great Barrier Reef back-to-back blekningshändelser. Korall kan överleva blekning, men upprepade blekhändelser gör överlevnaden mindre och mindre trolig.
Det fanns ingen klimatstopp
Trots överväldigande vetenskaplig konsensus om orsakerna och verkligheten för den globala uppvärmningen är frågan politiskt omtvistad. Till exempel har förnekare av klimatförändringar hävdat att uppvärmningen avtog mellan 1998 och 2012, ett fenomen som kallas "klimatförändringshiatus."
Tyvärr för planeten, hiatus aldrig hänt. Två studier, en publicerad i tidskriften Science 2015 och en som publicerades 2017 i tidskriften Science Advances, reanalyserade havstemperaturdata som visade uppvärmningsnedgången och fann att det var ett rent mätfel. Mellan 1950- och 1990-talet togs de flesta mätningar av havstemperaturen ombord på forskningsbåtar. Vatten skulle pumpas in i rören genom maskinrummet, vilket hamnade lite vatten. Efter 1990-talet började forskare använda havsbøybaserade system, som var mer exakta, för att mäta havstemperaturer. Problemet kom eftersom ingen korrigerade för förändringen i mätningar mellan båtar och bojar. Genom att göra dessa korrigeringar visade det att haven värmade 0,12 grader F (0,12 grader C) i genomsnitt per decennium sedan 2000, nästan dubbelt så snabbt som tidigare uppskattningar på 0,12 grader F (0,07 grader C) per decennium.
Global uppvärmning snabba fakta
Enligt NASA:
