[論文レビュー] Global warming in the pipeline

James E. Hansen, Makiko Sato+15 more|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2022

Science and Climate Studies被引用数 8

ひとこと要約

本稿は新生代の古気候データを用いて均衡気候感受性を再評価し、速やかに反応するフィードバックの感受性を1.2°C/(W/m²)と特定した。現在のGreenhouse Gas（GHG）の放射強制力によって、2100年までに均衡して8°Cの温暖化が予測される。2010年以降にアeroxールの減少に伴い、温暖化速度は0.27°C/十年に加速する。現在の政策が続く限り、2020年代に1.5°Cの突破が予想され、2050年以前に2°Cに達する。

ABSTRACT

Improved knowledge of glacial-to-interglacial global temperature change implies that fast-feedback equilibrium climate sensitivity (ECS) is 1.2 +/- 0.3°C (2$σ$) per W/m$^2$. Consistent analysis of temperature over the full Cenozoic era -- including "slow" feedbacks by ice sheets and trace gases -- supports this ECS and implies that CO$_2$ was about 300 ppm in the Pliocene and 400 ppm at transition to a nearly ice-free planet, thus exposing unrealistic lethargy of ice sheet models. Equilibrium global warming including slow feedbacks for today's human-made greenhouse gas (GHG) climate forcing (4.1 W/m$^2$) is 10°C, reduced to 8°C by today's aerosols. Decline of aerosol emissions since 2010 should increase the 1970-2010 global warming rate of 0.18°C per decade to a post-2010 rate of at least 0.27°C per decade. Under the current geopolitical approach to GHG emissions, global warming will likely pierce the 1.5°C ceiling in the 2020s and 2°C before 2050. Impacts on people and nature will accelerate as global warming pumps up hydrologic extremes. The enormity of consequences demands a return to Holocene-level global temperature. Required actions include: 1) a global increasing price on GHG emissions, 2) East-West cooperation in a way that accommodates developing world needs, and 3) intervention with Earth's radiation imbalance to phase down today's massive human-made "geo-transformation" of Earth's climate. These changes will not happen with the current geopolitical approach, but current political crises present an opportunity for reset, especially if young people can grasp their situation.

研究の動機と目的

• 氷期と間氷期の全球気温変化に関する改善された知識を用いて、均衡気候感受性（ECS）を再評価すること。
• 新生代にわたるゆっくりとしたフィードバック（氷河、微量ガス）を統合し、放射強制力に対する長期的気候応答を推定すること。
• 現在の排出量にもかかわらず、熱的インertiaとフィードバックによる遅延温暖化が「パイプライン」に蓄積されていることを特定すること。
• アeroxール排出量の低下と現在の地政的GHGトレジェトリに伴う将来の全球温暖化速度を予測すること。
• 気候変動の深刻な影響を回避するため、炭素価格、国際的協力、アルベド変更を含む、緊急の政策的対応を提言すること。

提案手法

• 新生代の古気候温度再構築データを分析し、速やかに反応するフィードバックを含む均衡気候感受性（ECS）を推定する。
• 現在のGHG濃度による放射強制力（4.1 W/m²）を用いて、ゆっくりしたフィードバックを含む均衡温暖化を予測する。
• 2010年以降に減少しているアeroxール強制力を組み込み、一時的な温暖化速度を調整し、2010年以降の加速的温暖化を予測する。
• 1970–2010年の歴史的傾向（0.18°C/十年）と予想されるアeroxール排出量の減少に基づき、将来の温暖化速度をモデル化する。
• 地球の放射バランスを用いて、継続的な気候強制力の大きさと、すでに確定した温暖化の程度を評価する。
• 気候システムの慣性と予想される影響を統合し、政策提言を合成する。特に緊急性と国際的協力の重要性を強調する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 氷期と間氷期の気温変化と速やかに反応するフィードバックによって制約された場合、均衡気候感受性（ECS）はどの程度か？
• RQ2 新生代にわたるゆっくりしたフィードバック（氷河、微量ガス）は、放射強制力に対する均衡温暖化の推定値にどのように影響するか？
• RQ3 アeroxール排出量の低下と現在の放射強制力が続く場合、2010年以降の全球温暖化速度はどの程度か？
• RQ4 現在の地政的GHG排出トレジェトリに従うと、全球気温はいつ1.5°Cおよび2°Cの閾値を超えるか？
• RQ5 深刻な気候影響を回避し、ホロセーンに似た全球気温に戻すために、どのような政策的対応が必要か？

主な発見

• 速やかに反応するフィードバックを含む均衡気候感受性（ECS）は1.2°C/(W/m²)と推定され、95%信頼区間（2σ）は±0.3°Cである。
• ゆっくりしたフィードバックを含めると、現在の4.1 W/m²の放射強制力に対して均衡温暖化は10°Cに達するが、現在のアeroxール冷却の影響を除くと8°Cに減少する。
• 2010年以降の全球温暖化速度は、アeroxール排出量の減少に伴い、少なくとも0.27°C/十年に加速すると予測される。
• 現在の地政的GHG排出トレジェトリに従うと、2020年代に1.5°Cを突破し、2050年以前に2°Cに達する可能性が非常に高い。
• 全球温暖化が進行するにつれて水循環の極端な変動が加速し、生態系および人間社会のリスクが増加する。
• ホロセーンレベルの気温に戻すには、グローバルな炭素価格制度、東・西の協力、および継続的な気候強制力に対抗するためのアルベド変更の可能性が不可欠である。