Совершенствование наблюдений за теплосодержанием океана показывает, что Земля поглощает от Солнца больше энергии, чем она излучает в космос в виде тепла, даже в течение последнего периода минимума солнечной энергии. Предполагаемый энергетический дисбаланс планеты, 0,58 ± 0,15 Вт м-2 в течение 6-летнего периода 2015-2020 годов, подтверждает доминирующую роль антропогенного парникового эффекта в стимулировании глобального изменения климата. Наблюдаемое изменение температуры поверхности и повышение температуры океана в совокупности сдерживают чистое воздействие климатических факторов и темпы смешивания океанов.
Многие исследования приходят к выводу, что большинство климатических моделей слишком эффективно смешивают тепло в глубоководных слоях океана и в результате недооценивают негативное воздействие аэрозолей, создаваемых человеком. Аэрозольный климат, воздействующий сегодня, предположительно составляет -1,6 ± 0,3 Вт м2 , что подразумевает значительное аэрозольное косвенное воздействие на климат через облака.
Постоянная неспособность количественно определить конкретное происхождение этого мощного воздействия неприемлема, поскольку для понимания будущего изменения климата необходимо знать об изменении аэрозольных эффектов.
Наблюдаемое повышение уровня моря легко объяснимо таянием льдов и расширением границ океана, однако тенденция к таянию льдов заставляет нас ожидать ускорения темпов повышения уровня моря в этом десятилетии.
Человечество потенциально уязвимо к глобальным изменениям температуры, как это обсуждалось в докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата и бесчисленными авторами.
Хотя движущей силой изменения климата являются многие факторы, вызывающие изменение климата, и климатическая система также демонстрирует нерушимую (хаотическую) изменчивость, в настоящее время широко признается, что сильная тенденция глобального потепления последних десятилетий обусловлена главным образом антропогенными изменениями состава атмосферы.
Фундаментальная физика, лежащая в основе этого глобального потепления, парниковый эффект, проста. Увеличение количества газов, таких как CO2, делает атмосферу более непрозрачной на инфракрасных длинах волн. Эта дополнительная непрозрачность приводит к тому, что тепловое излучение планеты в космос возникает в результате более высоких и холодных уровней в атмосфере, что снижает выброс тепловой энергии в космос.
Временный дисбаланс между энергией, поглощаемой Солнцем, и тепловыделением в космос заставляет планету нагреваться до восстановления энергетического баланса планеты. Планетарный энергетический дисбаланс, вызванный изменением состава атмосферы, определяет климатическое воздействие.
Чувствительность к изменению климата, возможное глобальное изменение температуры на единицу измерения, хорошо известна из палеоклиматической истории Земли. Однако две фундаментальные неопределенности ограничивают нашу способность прогнозировать изменения глобальной температуры в десятилетних временных шкалах.
- Во-первых, хотя климатическое воздействие антропогенных парниковых газов известно точно, климатическое воздействие, вызванное изменением антропогенных аэрозолей, практически не измеримо. Аэрозоли - это мелкодисперсные частицы, взвешенные в воздухе, такие как пыль, сульфаты и черная сажа. Воздействие аэрозольного климата является сложным, поскольку аэрозоли одновременно отражают солнечное излучение в космос (эффект охлаждения) и поглощают солнечное излучение (эффект потепления). Кроме того, атмосферные аэрозоли могут изменять облачный покров и свойства облаков. Поэтому для оценки роли аэрозолей в изменении климата необходимы точные измерения состава аэрозолей и их влияния на облака.
- Во-вторых, скорость, с которой температура поверхности Земли приближается к новому равновесию в ответ на климатические воздействия, зависит от того, насколько эффективно возмущения тепла смешиваются в более глубоководные слои океана. Смешивание океана является сложным для прогнозирования и не обязательно хорошо имитируется климатическими моделями.