שינויי אקלים הם כל שינוי לטווח הארוך בדפוסי מזג האוויר הממוצעים, באופן גלובלי או אזורי. כפי שמרמנת הגדרה רחבה זו, שינויי אקלים התרחשו פעמים רבות בתולדות כדור הארץ, ומסיבות רבות. השינויים בתבניות הגלובליות ובמזג האוויר הגלובלי שנראים כיום נגרמים כתוצאה מפעילות אנושית. והם קורים הרבה יותר מהר מאשר הווריאציות האקלימיות הטבעיות של העבר.
למדענים דרכים רבות לעקוב אחר האקלים לאורך זמן, כולם מבהירים כי שינוי האקלים של ימינו קשור לפליטה של גזי חממה כמו פחמן דו חמצני ומתאן. גזים אלה יעילים בלכידת חום מקרני השמש בסמוך לפני השטח של כדור הארץ, בדומה לקירות הזכוכית של חממה שומרים על החום בפנים. שינויים קטנים בפרופורציות גזי החממה באוויר יכולים להוסיף לשינויים גדולים בקנה מידה עולמי.
בממוצע, השפעת גזי החממה היא העלאת הטמפרטורות העולמיות. זו הסיבה ששינוי האקלים נקרא לפעמים התחממות כדור הארץ. אולם מרבית החוקרים מעדיפים כיום את המונח שינויי אקלים בגלל השונות של מזג האוויר והאקלים ברחבי העולם. לדוגמה, התחממות הטמפרטורות הממוצעות הגלובליות עשויה לשנות את זרימת זרם הסילון, זרם האוויר העיקרי המשפיע על מזג האוויר בצפון אמריקה, מה שעלול להביא בתורו לתקופות עונתיות של קור קיצוני באזורים מסוימים.
אלן מושלי-תומפסון, פליאוקלימטיקאית במרכז הקוטב ובירדן לחקר האקלים באוניברסיטת אוהיו, אמרה: "חשוב לאנשים להבין שיש הרבה מאוד שונות ממקום למקום על כדור הארץ מבחינת הטמפרטורה. "כשאנחנו מדברים על שינויי אקלים עולמיים, אנחנו מדברים על שינויי טמפרטורה באזורים גדולים."
איך המדענים יודעים ששינוי האקלים הוא אמיתי
האקלים של פעם נרשם בקרח, משקעים, תצורות מערות, שוניות אלמוגים ואפילו טבעות עצים. חוקרים יכולים לבדוק אותות כימיים - כמו דו תחמוצת הפחמן שנלכדה בבועות בתוך קרח קרחוני - כדי לקבוע תנאים אטמוספריים בעבר. הם יכולים ללמוד אבקה מאובנת מיקרוסקופית בכדי ללמוד כיצד צמחייה נהגה לשגשג בכל אזור נתון, מה שבתורו יכול לחשוף את האקלים. הם יכולים למדוד טבעות עצים בכדי לקבל שיא של טמפרטורה ולחות בעונה אחת. יחסי גרסאות כימיות של חמצן באלמוגים ונטיפים ונטיפים יכולים לחשוף דפוסי משקעים בעבר.
לסוגים שונים של רשומות טבעיות יש חוזקות שונות. משקעים של אוקיינוס אינם נושאים רמות מפורטות לעונה או אפילו שנה אחר שנה, אך הם יכולים לספק תמונות מטושטשות יותר של אקלים המתוארך במיליוני שנים, אמר מוסלי-תומפסון ל- Live Science. (הליבות העתיקות ביותר שנקדחו משקעי אוקיינוס מתוארכות 65 מיליון שנה, לפי מוסד סמיתסוניאן.) רישומי העצים הם קצרים יחסית אך מפורטות להפליא. וקרח יכול להיות מלא במידע: לא רק שקרחונים לוכדים גזים אטמוספריים בצורת בועות אוויר, הם לוכדים אבק ומשקעים אחרים, תבואה אבקה, אפר וולקני ועוד. ככל שהקרח מתבגר ודחוס יותר, הרשומה יכולה להיות מעורפלת, אמר מוסלי-תומפסון, אך קרח חדש יותר יכול לספק מבט לשנה על האקלים שעשה.
ניתן לעקוב ישירות אחר השינויים האחרונים באקלים - מאז תחילת המהפכה התעשייתית. רישום התיעוד של דברים כמו טמפרטורת היבשה החל להשתפר בסוף שנות ה -18 של המאה העשרים, וקברניטי הספינות החלו לרשום שפע של נתוני מזג אוויר מבוססי אוקיינוס ביומניהם. הופעתה של טכנולוגיית הלוויין בשנות השבעים סיפקה פיצוץ של נתונים, שכיסתה את הכל, החל ממידת הקרח בקטבים ועד טמפרטורת פני הים ועד כיסוי ענן.
כיצד האקלים משתנה
ביחד, רשומות אלה הראו כי האקלים המודרני עובר סטייה מהירה מדפוסי העבר.
לפני המהפכה התעשייתית היו בערך 280 מולקולות פחמן דו חמצני עבור כל מיליון מולקולות באטמוספרה, מדד המכונה חלקים למיליון (ppm). נכון לשנת 2018, הרמה העולמית של CO2 הייתה 407.4 עמודים לדקה, יותר מ -100 עמודים לדקה יותר מזה שהיה במשך 800,000 השנים האחרונות, כך לפי נתוני המינהל הלאומי לאוקיאנום והאטמוספירה (NOAA). הפעם האחרונה בה הפחמן האטמוספרי הגיע לרמות של היום הייתה לפני 3 מיליון שנה, על פי NOAA.
קצב השינוי בפחמן האטמוספרי של ימינו הוא גם מהיר מבעבר, על פי NOAA. קצב הגידול היה מהיר פי מאה במהלך 60 העשורים האחרונים מאשר בכל עת במיליון השנים האחרונות בערך - תקופה בה ראו שמונה כפכפי אקלים עיקריים בין מחזורי קרחונים, בהם קרח התפשט מהקטבים לרחבי האמצע, ומחזורים בין-דתיים, בהם הקרח נסוג למקום בו הוא נמצא היום. והשיעור ממשיך לעלות. בשנות השישים עלה הפחמן האטמוספרי בממוצע 0.6 עמודים לדקה בשנה. בשנות ה- 2010 הוא עלה בממוצע 2.3 דפים לדקה בשנה.
יכולת לכידת החום של כל אותו פחמן נוסף תורגמה לטמפרטורות הממוצעות העולמיות. על פי נתוני מכון גודארד לחקר החלל (NISS) של נאס"א, הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ עלתה קצת יותר משתי מעלות פרנהייט (מעלות צלזיוס) מאז שנת 1880, מדידה מדויקת לטווח של עשירית מעלות פרנהייט. בדומה לשיעור העלייה בפחמן האטמוספרי, גם קצב העלייה בטמפרטורה העולמית מאיץ, כך על פי מצפה הכוכבים של נאס"א: שני שלישים מההתחממות ההיא התרחשו מאז 1975.
מהן ההשפעות של שינויי אקלים?
התחממות זו תורגמה לשינויים במערכות האקולוגיות והסביבות של כדור הארץ. בין השינויים הדרמטיים ביותר התרחשו באזור הארקטי, שם קרח הים נמצא בירידה. נפילות היקף הקרח וירידות השיא היו הנורמלי החדש מאז שנת 2002, על פי נתוני NASA, ומחקרים מגלים כי אפילו קרח הים העתיק ביותר, הרב-שנתי, מתדלדל במהירות. מדענים מצפים כעת לקיץ הארקטי הראשון ללא קרח מתישהו בין 2040 ל 2060.
קרחונים נסוגים ברחבי העולם, במיוחד בקווי הרוחב האמצעיים, אמר מוסלי-תומפסון. הפארק הלאומי של קרחוני מונטנה היה ביתם של 150 קרחונים בשנת 1850. כיום יש רק 25 מוסלי-תומפסון וצוותה מעריכים כי הקרחונים הטרופיים האחרונים ייעלמו בעשור הבא.
התכה של קרח והתרחבות מי האוקיאנוס בגלל החום כבר תרמו לעליית מפלס הים. על פי NOAA, מפלס הים הממוצע העולמי עלה 8-9 אינץ '(21-24 סנטימטרים) מאז 1880. קצב העלייה הולך וגדל, מ- 0.06 אינץ' (1.4 מילימטרים) לשנה במאה ה -20 ל 0.14 אינץ '(3.6 מ"מ) לשנה בין השנים 2006-2015. על פי נתוני NOAA, עליית מפלס הים זו תורגמה לעלייה של 300% עד 900% בהצפות גאות באזורי החוף בארצות הברית.
מי האוקיאנוס סופגים מהאטמוספרה דו תחמוצת הפחמן, מה שיוצר תגובה כימית הגורמת לחמצת האוקיאנוס. רמת החומציות הממוצעת העולמית של מי פני השטח של האוקיינוס ירדה ב- 0.11 מאז החלה המהפכה התעשייתית, עלייה של 30% בחומציות, על פי המעבדה הסביבתית הימית של NOAA. עליית חומציות האוקיאנו מקשה על האלמוגים לבנות את שלדי הפחמן שלהם ועל בעלי חיים המופגזים כמו צדפות וכמה סוגים של פלנקטון לשרוד.
שינויי האקלים אף משפיעים על העיתוי של מזג אוויר דמויי האביב. האביב הקדום ביותר (כפי שהוגדר על ידי צמיחה וטמפרטורות של צמחים) שהיה ברשומות בארצות הברית היה במרץ 2012. מודלים אקלימיים מציעים כעת כי מעיינות מוקדמים כאלה עשויים להיות הנורמה עד שנת 2015. אך ככל הנראה עדיין יקפאו הקפאות המאפשרות ליצור תנאים שבהם צמחים עלולים לצאת מוקדם ואז להיפגע כתוצאה מהטמפרטורות הקרות. מודלים אקלימיים גם חוזים את החמרת המגמות המדאיגות בבצורות ובאש שריפות הודות לטמפרטורות חמות יותר.
מודלים הם כלי מרכזי עבור מדעני אקלים, אמרה קתי דלו, אקלימת המדינה בצפון קרוליינה. אין כדור הארץ השוואה לכדור הארץ, אמר דלו, אך מודלים מאפשרים למדענים ליצור גרסאות וירטואליות של כדור הארץ כדי לבדוק תרחישים שונים. למרות שמערכת כדור הארץ מסובכת, דגמי מחשב אלה הוכיחו שהם מסוגלים לחזות את העתיד. במאמר בשנת 2020 בכתב העת Geophysical Research Letters נמצא כי תחזיות מודל האקלים שפורסמו בין שנות השבעים ל -2010 היו מדויקות בהשוואה להתחממות בפועל שהתרחשה לאחר הפרסום.
האם אנו יכולים להפוך את שינויי האקלים?
מספר הולך וגדל של מנהיגים עסקיים, פקידי ממשל ואזרחים פרטיים מודאגים משינויי האקלים והשלכותיו ומציעים צעדים להפיכת המגמה.
"בעוד שיש הטוענים כי 'כדור הארץ ירפא את עצמו', התהליכים הטבעיים להוצאת CO2 זו הנגרמת על ידי האדם מהאטמוספרה עובדים על פי זמנים של מאות אלפים עד מיליוני שנים", ג'וזף ורנה, גיאוכימאי ופלאוקלימטיקאי באוניברסיטה. מפיטסבורג, אמר. "אז כן, האדמה תרפא את עצמה, אך לא בזמן שיישמרו מוסדות התרבות שלנו כמו שהם. לכן, באינטרסים העצמיים שלנו, עלינו לפעול בדרך זו או אחרת כדי להתמודד עם השינויים באקלים. אנו גורמים. "
אם כל פליטת גזי החממה האנושית תיפסק באופן מיידי, כדור הארץ ככל הנראה עדיין יחווה התחממות רבה יותר, כך טוענים חלק מהמחקרים, מכיוון שהפחמן הדו-חמצני נשאר באטמוספרה במשך מאות שנים. ישנן הצעות שיכולות באופן תיאורטי להפוך חלק מההתחממות "הנעולה" על ידי הוצאת פחמן דו חמצני מהאטמוספרה, כגון לכידת ואחסון פחמן, הכרוכה בהזרקת פחמן למאגרים תת קרקעיים. הסנגורים טוענים כי לכידת ואחסון פחמן קיימת מבחינה טכנולוגית, אולם כוחות השוק מנעו אימוץ נרחב.
בין אם ניתן לבצע הסרת פחמן שכבר נפלט מהאטמוספרה או לא, מניעה של התחממות עתידית מחייבת הפסקת פליטת גזי חממה. המאמץ השאפתני ביותר למנוע את ההתחממות עד כה הוא הסכם פריז. אמנה בינלאומית בלתי מחייבת זו, שנכנסה לתוקף בנובמבר 2016, שמה לה למטרה לשמור על התחממות "הרבה מתחת ל -2 מעלות צלזיוס מעל לרמות הטרום-תעשייתיות ולפעול למאמצים להגביל את עליית הטמפרטורה עוד יותר ל -1.5 מעלות צלזיוס", על פי האו"ם. כל חתימה על האמנה הסכימה לקבוע גבולות פליטות מרצון משלהם ולהחמיר אותם לאורך זמן. מדעני אקלים אמרו כי מגבלות הפליטה שהתחייבו במסגרת ההסכם לא ימשיכו להתחמם עד 1.5 או אפילו 2 מעלות צלזיוס, אלא שזה יהיה שיפור לעומת התרחיש "עסקי כרגיל".
תחת ממשל אובמה התחייבה ארצות הברית להגביל את פליטת החממה לפחות מ- 28% מרמות 2005 עד שנת 2025. עם זאת, הנשיא דונלד טראמפ הודיע זמן קצר לאחר בחירתו כי ממשלתו לא תכבד את הסכם פריז. ממשל טראמפ החל את תהליך הנסיגה הרשמי מההסכם בשנת 2019.
מספר ממשלות ומדינות מקומיות החלו במאמציהן להילחם בשינויי אקלים. לדוגמה, 24 מדינות ופורטו ריקו הצטרפו לברית האקלים האמריקאית, ומתחייבות לעמוד ביעדים שנקבעו במסגרת הסכם פריז.
"הממשלה הפדרלית, גם כשהיא פועלת היטב, היא לא המוסד הזריז ביותר," אמר דלו. "אבל מדינות וערים קצת יותר גמישות."
