[논문 리뷰] Global warming in the pipeline

James E. Hansen, Makiko Sato외 15명|arXiv (Cornell University)|2022. 12. 08.

Science and Climate Studies인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 고생대 기간의 고기후 데이터를 사용하여 평형 기후 민감도를 재평가하며, 빠른 피드백 민감도를 1.2°C per W/m²로 추정한다. 현재 온실가스 강제력으로 인해 2100년까지 평형 기후 상온이 8°C 상승할 것으로 예측되며, 2010년 이후 에어로졸 농도 감소로 인해 0.27°C/십년의 가속화된 상승 속도를 보일 것으로 예측된다. 이는 현재 정책 하에 2020년대에 1.5°C 상승이 발생하고, 2050년 이전에 2°C 상승이 발생할 것으로 보여준다.

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.

연구 동기 및 목표

• 빙하기-온기 사이의 전 세계 기온 변화에 대한 향상된 지식을 바탕으로 평형 기후 민감도(ECS)를 재평가한다.
• 고생대 기간 동안의 느린 피드백(빙상, 희귀 기체)을 통합하여 방사력 강제력에 대한 장기 기후 반응을 추정한다.
• 현재 배출량에도 불구하고 열 관성과 피드백으로 인해 여전히 '파ip라인에 있는' 지연된 기후 상온을 정량화한다.
• 에어로졸 배출 감소와 현재 지리정치적 온실가스 궤적 하에서 향후 기후 상온 속도를 추정한다.
• 침식성 기후 변화를 방지하기 위해 탄소 가격 책정, 국제 협력, 반사율 조작을 포함한 긴급한 정책 개입을 촉구한다.

제안 방법

• 고생대 기간의 고기후 기온 재구성 데이터를 분석하여 빠른 피드백을 포함한 평형 기후 민감도(ECS)를 추정한다.
• 현재 온실가스 농도로 인한 방사력 강제력(4.1 W/m²)을 사용하여 느린 피드백을 포함한 평형 기후 상온을 추정한다.
• 에어로졸 강제력(2010년 이후 감소)을 통합하여 일시적 기후 상온 속도를 조정하고, 2010년 이후 가속화된 기후 상온을 추정한다.
• 역사적 추세(1970–2010년 기간 0.18°C/십년)와 예상되는 에어로졸 감소를 기반으로 향후 기후 상온 속도를 모델링한다.
• 지구의 복사 불균형을 사용하여 지속적인 기후 강제력의 크기와 고정된 기후 상온의 정도를 평가한다.
• 기후 시스템의 관성과 예상되는 영향을 종합하여 정책 권고안을 도출하며, 긴급성과 국제 협력을 강조한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 빙기-온기 사이의 기온 변화와 빠른 피드백으로 제약된 평형 기후 민감도(ECS)는 얼마인가?
• RQ2 고생대 기간 동안 느린 피드백(빙상, 희귀 기체)은 방사력 강제력에 대한 평형 기후 상온 추정치에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 에어로졸 배출 감소와 현재 방사력 강제력 하에서 2010년 이후의 전 세계 기후 상온 속도는 어떻게 예측되는가?
• RQ4 현재 지리정치적 온실가스 배출 궤적 하에서 전 세계 기온은 언제 1.5°C 및 2°C 임계점을 넘어서는가?
• RQ5 침식성 기후 영향을 방지하고 헬로센드 기간 수준의 전 세계 기온을 복원하기 위해 어떤 정책적 조치가 필요한가?

주요 결과

• 빠른 피드백 평형 기후 민감도(ECS)는 1.2°C per W/m²로 추정되며, 2σ 불확실성은 ±0.3°C이다.
• 느린 피드백을 포함할 경우, 현재 4.1 W/m²의 방사력 강제력에 대한 평형 기후 상온은 10°C로 추정되나, 현재 에어로졸 냉각 효과로 인해 8°C로 감소한다.
• 2010년 이후 전 세계 기후 상온 속도는 에어로졸 배출 감소로 인해 최소 0.27°C/십년으로 가속화될 것으로 예측된다.
• 현재 지리정치적 온실가스 배출 궤적 하에서 전 세계 기후 상온은 2020년대에 1.5°C를 초과할 가능성이 크며, 2050년 이전에 2°C에 도달할 것으로 예측된다.
• 기후 상온이 심화될수록 수문학적 극단 현상이 가속화되어 생태계와 인류 사회에 대한 위험을 증가시킨다.
• 헬로센드 수준의 기온으로 복귀하기 위해서는 전 세계 탄소 가격 책정 제도, 동서 간 협력, 그리고 지속적인 기후 강제력에 대비한 반사율 조작이 필요하다.