تحلیل جدید: شتاب‌گیری معنادار آماری در نرخ گرمایش جهانی از سال ۲۰۱۵

نرخی که زمین با آن گرم می‌شود، طی دهه گذشته تقریباً دو برابر شده است. در حالی که دمای جهانی از زمان انقلاب صنعتی به طور پیوسته در حال افزایش بوده است، یک تحلیل آماری جدید تأیید می‌کند که سرعت اصلی این گرمایش در حدود سال ۲۰۱۵ به طور قابل توجهی شتاب گرفته است.[1][2]

سال‌ها بود که دانشمندان اقلیم بحث می‌کردند که آیا رکوردهای گرمای شدید دهه ۲۰۲۰ صرفاً نتیجه الگوهای آب و هوایی طبیعی است که بر روی یک روند گرمایش ثابت انباشته شده‌اند، یا اینکه خود روند گرمایش در حال شتاب‌گیری است. پاسخ، که در مجله «نامه‌های تحقیقات ژئوفیزیکی» (Geophysical Research Letters) منتشر شده، گزینه دوم است.[1][3]

محققان مؤسسه پوتسدام برای تحقیقات تأثیر اقلیم (Potsdam Institute for Climate Impact Research) با حذف ریاضی پدیده‌های طبیعی کوتاه‌مدت که به طور موقت سیاره را سرد یا گرم می‌کنند، سیگنال خالص گرمایش ناشی از انسان را جدا کردند. آنها دریافتند که نرخ اصلی گرمایش جهانی از تقریباً ۰.۲ درجه سانتی‌گراد در هر دهه بین سال‌های ۱۹۷۰ تا ۲۰۱۵، به حدود ۰.۳۵ درجه سانتی‌گراد در هر دهه طی ده سال گذشته افزایش یافته است.[1][2]

این شتاب‌گیری با اطمینان آماری بیش از ۹۸ درصد شناسایی شد و این اولین باری است که چنین تغییری به طور قطعی در سوابق مشاهداتی اثبات می‌شود. این یافته در پنج مجموعه داده اصلی دمای جهانی، از جمله داده‌های نگهداری شده توسط ناسا (NASA) و اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، معتبر بود.[1][5]

برای درک اینکه محققان چگونه این موضوع را اثبات کردند، لازم است به «نویز» ذاتی در سیستم اقلیمی زمین نگاه کنیم. دمای سطح سیاره در یک خط کاملاً صاف بالا نمی‌رود؛ بلکه سال به سال به صورت دندانه‌دار جهش و افت می‌کند.[3][6]

این نویز سالانه عمدتاً توسط سه عامل طبیعی هدایت می‌شود: نوسان جنوبی ال‌نینو (El Niño-Southern Oscillation) که گرما را بین اقیانوس و جو جابجا می‌کند؛ فوران‌های آتشفشانی که خاکستر بازتابنده را به استراتوسفر پرتاب کرده و به طور موقت زمین را سرد می‌کنند؛ و چرخه طبیعی ۱۱ ساله فعالیت خورشیدی.[1][2]

هنگامی که یک رویداد قوی ال‌نینو رخ می‌دهد، مانند آنچه در سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ اتفاق افتاد، دمای جهانی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. برعکس، سال‌های لانینا (La Niña) تمایل به کاهش میانگین‌های جهانی دارند. این تغییرپذیری طبیعی می‌تواند به راحتی تغییر در نرخ اصلی و بلندمدت گرمایش را پنهان کند و اعلام شتاب‌گیری با اطمینان آماری مطلق را برای دانشمندان دشوار سازد.[3][6]

محققان این مشکل را با محاسبه تأثیر دقیق دمایی ال‌نینو، آتشفشان‌ها و چرخه‌های خورشیدی و کسر ریاضی آنها از سوابق دمایی تاریخی حل کردند. آنچه باقی ماند، یک منحنی صاف شده بود که تنها گرمایش ناشی از فعالیت‌های انسانی را نشان می‌داد—عمدتاً انتشار گازهای گلخانه‌ای و تغییرات کاربری زمین.[1][2]

هنگامی که نویز حذف شد، شتاب‌گیری به وضوح آشکار گشت. داده‌های صاف شده یک نقطه عطف متمایز را در حدود سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵ نشان دادند که پس از آن منحنی دما به طور قابل توجهی شیب‌دار شد.[1][3]

اگرچه تحلیل آماری ثابت می‌کند که این شتاب‌گیری واقعی است، اما علت آن را به صراحت مشخص نمی‌کند. با این حال، نظریه اصلی در میان فیزیکدانان اقلیم به یک داستان موفقیت‌آمیز پیچیده و تا حدی متناقض اشاره دارد: تلاش جهانی برای پاکسازی آلودگی هوا.[1][6]

دهه‌هاست که سوزاندن سوخت‌های فسیلی نه تنها گازهای گلخانه‌ای نامرئی مانند دی‌اکسید کربن، بلکه ذرات معلق یا آئروسل‌ها را نیز منتشر کرده است. آئروسل‌های سولفاتی، به ویژه آنهایی که توسط نیروگاه‌های زغال‌سنگ و کشتی‌رانی تجاری منتشر می‌شوند، بسیار بازتابنده هستند.[4][6]

این ذرات، تابش خورشیدی ورودی را به فضا بازتاب می‌دهند و تشکیل ابرهای روشن و بازتابنده را تشویق می‌کنند. این اثر «سرمایش آئروسلی» از نظر تاریخی به عنوان یک سایه‌بان سیاره‌ای عمل کرده و بخش قابل توجهی از گرمایشی را که گازهای گلخانه‌ای انباشته شده در غیر این صورت ایجاد می‌کردند، پنهان کرده است.[4][6]

در سال‌های اخیر، مقررات سخت‌گیرانه زیست‌محیطی—مانند دستورالعمل سازمان بین‌المللی دریانوردی (IMO) در سال ۲۰۲۰ برای کاهش شدید محتوای گوگرد در سوخت کشتی‌ها—با موفقیت هوا را پاک کرده‌اند. با کاهش شدید آلودگی آئروسل، سایه‌بان سیاره‌ای نازک‌تر شده و اجازه می‌دهد انرژی خورشیدی بیشتری به سطح زمین برسد و قدرت گرمایشی واقعی دی‌اکسید کربن آشکار شود.[4][6]

این سازوکار با مشاهدات گسترده‌تر در مورد عدم تعادل انرژی زمین همسو است. بر اساس گزارش «شاخص‌های تغییر اقلیم جهانی ۲۰۲۴»، میزان گرمای به دام افتاده در سیستم زمین همچنان در حال افزایش است، به طوری که جریان‌های بی‌سابقه‌ای از انرژی حرارتی توسط اقیانوس‌های جهان جذب می‌شوند.[4][6]

این گزارش اشاره می‌کند که گرمایش ناشی از انسان برای دهه ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۴ به ۱.۲۲ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطوح پیش از صنعتی شدن رسیده است، که ناشی از ترکیبی از انتشار بی‌سابقه گازهای گلخانه‌ای و کاهش قدرت سرمایش آئروسلی است.[4]

تأیید این نرخ شتاب‌گرفته گرمایش، پیامدهای فوری برای سیاست‌های بین‌المللی اقلیمی دارد. اگر سرعت فعلی ۰.۳۵ درجه سانتی‌گراد در هر دهه حفظ شود، زمین به طور دائمی از آستانه گرمایش ۱.۵ درجه سانتی‌گراد تعیین شده توسط توافق پاریس، قبل از سال ۲۰۳۰ عبور خواهد کرد.[1][2]

توجه به این نکته مهم است که نقض توافق پاریس مستلزم آن است که میانگین بلندمدت از ۱.۵ درجه فراتر رود، نه فقط یک سال غیرعادی. با این حال، داده‌های جدید نشان می‌دهد که خود میانگین بلندمدت به اندازه‌ای سریع در حال افزایش است که ظرف چند سال آینده از آن خط عبور کند.[1][3]

با وجود جدول زمانی سخت، محققان تأکید می‌کنند که این شتاب‌گیری به معنای از کنترل خارج شدن سیستم اقلیمی نیست. نرخ‌های گرمایش فعلی به طور کلی با پیش‌بینی‌های سطح بالای مدل‌های اقلیمی موجود سازگار است، به این معنی که فیزیک جو دقیقاً همانطور که انتظار می‌رفت رفتار می‌کند.[1][4]

در نهایت، مسیر منحنی دما همچنان به اقدامات انسانی گره خورده است. از آنجایی که این شتاب‌گیری ناشی از آشکار شدن گازهای گلخانه‌ای موجود است، تنها سازوکار موجود برای صاف کردن منحنی، کاهش سریع و مطلق انتشار دی‌اکسید کربن جدید است.[2][6]