ให้ความรู้เกี่ยวกับสัญญาณ

ความแตกต่างระหว่างแนวโน้มอุณหภูมิชั้นโทรโพสเฟียร์และชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนล่างเป็นที่รับรู้กันมานานแล้วว่าเป็นร่องรอยของผลกระทบของมนุษย์ที่มีต่อสภาพอากาศ อย่างไรก็ตาม ลายนิ้วมือนี้ละเลยข้อมูลจากชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนกลางถึงตอนบน ซึ่งอยู่สูงจากพื้นผิวโลก 25 ถึง 50 กิโลเมตร "การรวมข้อมูลนี้ช่วยปรับปรุงความสามารถในการตรวจจับลายนิ้วมือของมนุษย์ได้ 5 เท่า ความสามารถในการตรวจจับที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นเนื่องจากสตราโตสเฟียร์ช่วงกลางถึงบนมีสัญญาณเย็นลงอย่างมากจากการเพิ่มขึ้นของ CO 2 ที่เกิดจากมนุษย์ ระดับเสียงรบกวนเล็กน้อยของความแปรปรวนภายในตามธรรมชาติ และสัญญาณที่แตกต่างกัน และรูปแบบเสียง" อ้างอิงจากบทความในวารสาร " ผลงานชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่ยอดเยี่ยมต่อลายนิ้วมือของมนุษย์ต่ออุณหภูมิบรรยากาศ " ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารProceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). เสียงรบกวนในโทรโพสเฟียร์อาจรวมถึงสภาพอากาศแบบวันต่อวัน ความแปรปรวนระหว่างปีที่เกิดจากเอลนีโญสและลานีญาส และความผันผวนตามธรรมชาติของสภาพอากาศในระยะยาว ในชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนบน เสียงของความแปรปรวนจะน้อยลง และสัญญาณการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากฝีมือมนุษย์จะมีมากขึ้น ดังนั้นสัญญาณจึงสามารถแยกความแตกต่างได้ง่ายกว่ามาก "การขยายลายนิ้วมือไปยังสตราโตสเฟียร์ตอนบนด้วยการบันทึกอุณหภูมิที่ยาวนานและแบบจำลองสภาพอากาศที่ดีขึ้นหมายความว่าขณะนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่สาเหตุทางธรรมชาติจะอธิบายแนวโน้มที่วัดด้วยดาวเทียมในโครงสร้างความร้อนของชั้นบรรยากาศโลก" เอกสารระบุ "นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนที่สุดว่ามี สัญญาณ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของ CO 2 " ผู้เขียนนำ เบนจามิน ซานเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ผู้ช่วยในแผนกสมุทรศาสตร์กายภาพแห่งสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล (WHOI) ในแมสซาชูเซตส์กล่าว "งานวิจัยชิ้นนี้ตัดทอนและโต้แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในบรรยากาศและพื้นผิวเมื่อเร็วๆ นี้เป็นไปตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะเกิดจากดวงอาทิตย์หรือเนื่องจากวัฏจักรภายในของระบบภูมิอากาศ คำอธิบายตามธรรมชาติแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยในแง่ของสิ่งที่เรากำลังดูอยู่ที่นี่: การเปลี่ยนแปลงใน โครงสร้างอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศ” ซานเตอร์ ผู้ซึ่งทำงานด้านการพิมพ์ลายนิ้วมือของสภาพอากาศมากว่า 30 ปีกล่าวเสริม "การวิจัยนี้ยุติการกล่าวอ้างที่ไม่ถูกต้องว่าเราไม่จำเป็นต้องจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างจริงจัง เพราะมันเป็นธรรมชาติทั้งหมด" การวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากงานก่อนหน้านี้ของ Suki Manabe และ Richard Wetherald ซึ่งในปี 1967 ได้ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศอย่างง่ายเพื่อศึกษาว่า CO 2จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลอาจเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบรรยากาศได้ อย่างไร การสร้างแบบจำลองของพวกเขาพบคุณลักษณะที่โดดเด่นมาก: การเพิ่มขึ้นของระดับ CO 2นำไปสู่การดักจับความร้อนในโทรโพสเฟียร์ (ชั้นต่ำสุดของชั้นบรรยากาศโลก) มากขึ้น และความร้อนน้อยลงที่เล็ดลอดขึ้นไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ (ชั้นเหนือโทรโพสเฟียร์) จึงทำให้โลกร้อนขึ้น โทรโพสเฟียร์และทำให้สตราโตสเฟียร์เย็นลง การทำนายภาวะโลกร้อนในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์และการเย็นตัวของบรรยากาศในชั้นบรรยากาศชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เพื่อตอบสนองต่อการเพิ่ม CO 2ได้รับการยืนยันหลายครั้งโดยแบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้น และได้รับการยืนยันโดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ของแบบจำลองกับการสังเกตอุณหภูมิบรรยากาศเฉลี่ยทั่วโลกจากบอลลูนตรวจอากาศและดาวเทียม แม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้จะพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกในสตราโตสเฟียร์ตอนกลางและตอนบน ซึ่งอยู่สูงจากพื้นผิวโลกประมาณ 25 ถึง 50 กิโลเมตร แต่พวกเขาไม่ได้ดูรูปแบบโดยละเอียดของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในชั้นนี้ ภูมิภาคนี้สามารถศึกษาได้ดีขึ้นในขณะนี้เนื่องจากการจำลองที่ดีขึ้นและข้อมูลดาวเทียม งานวิจัยชิ้นใหม่นี้เป็นครั้งแรกที่ค้นหารูปแบบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ หรือที่เรียกว่า "ลายนิ้วมือ" ในชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนกลางและตอนบน "รอยนิ้วมือของมนุษย์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนกลางถึงตอนบนเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของ CO 2นั้นยอดเยี่ยมมาก เพราะพวกมันมีขนาดใหญ่มากและแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่นั่น เนื่องจากความแปรปรวนภายในและการบังคับตามธรรมชาติจากภายนอก รอยนิ้วมือที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านี้ทำให้สามารถตรวจจับได้ ผลกระทบของมนุษย์ต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจาก CO 2ในช่วงเวลาสั้น ๆ (ประมาณ 10 - 15 ปี) ด้วยความมั่นใจอย่างสูง" Qiang Fu ผู้เขียนร่วมศาสตราจารย์ภาควิชาวิทยาศาสตร์บรรยากาศแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าว ซูซาน โซโลมอน ผู้ร่วมเขียนบทความ ศาสตราจารย์มาร์ตินด้านสิ่งแวดล้อมศึกษาแห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ กล่าวว่า "โลกต้องตกอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ดังนั้นการมีความมั่นใจมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เกี่ยวกับบทบาทของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จึงเป็นเรื่องสำคัญ" "ข้อเท็จจริงที่ว่าการสังเกตการณ์ไม่ได้แสดงให้เห็นเพียงชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ที่ร้อนขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนบนที่เย็นลงอย่างมากด้วย เป็นหลักฐานบอกเล่าที่ไม่เหมือนใครซึ่งตอกย้ำถึงบทบาทสำคัญของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเพิ่มความมั่นใจอย่างมาก" Santer กล่าวว่าแม้ว่าจะเป็นเรื่องน่ายินดีทางปัญญาที่สามารถขยายลายนิ้วมือให้สูงขึ้นไปในชั้นบรรยากาศเพื่อทดสอบคำทำนายของ Manabe และ Wetherald ได้ แต่ก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง "ในฐานะคนที่พยายามทำความเข้าใจโลกที่คนรุ่นหลังจะต้องอาศัยอยู่ ผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้ฉันกังวลมาก เรากำลังเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางความร้อนของชั้นบรรยากาศโลกโดยพื้นฐาน และไม่มีความสุขเลยที่จะรับรู้ถึงสิ่งนั้น" ซานเตอร์กล่าว "การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าโลกแห่งความจริงได้เปลี่ยนไปในแบบที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยสาเหตุทางธรรมชาติ" ซานเตอร์กล่าวเสริม "ตอนนี้เราเผชิญกับการตัดสินใจที่สำคัญในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลกว่าจะทำอย่างไรกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ฉันหวังว่าการตัดสินใจเหล่านั้นจะขึ้นอยู่กับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดของเราเกี่ยวกับความเป็นจริงและความร้ายแรงของผลกระทบของมนุษย์ต่อสภาพอากาศ"