Diese Wissenschaftler vorhergesagt Erde Zukunft lange bevor die Welt eine Ahnung hatte

Der Klimagipfel in Paris kann als Singular in die Geschichte eingehen Moment Nationen beschlossen, die Bedrohung des anthropogenen Klimawandels anzugehen. Aber nur wenige von uns die Tatsache, die es mehr als ein Jahrhundert ergriffen werden, um einen globalen Konsens über die Wissenschaft zu gelangen.

Jahrzehnte bevor die globale Erwärmung ein Schlagwort in den 90ern wurde, vermutet radikale Wissenschaftler, dass menschliche Aktivitäten mit dem Planeten Thermostat verwirren könnte. Frühe Klima Änderung Wahrsager wurden ignoriert und von ihren Kollegen verspottet – aber ihre Ergebnisse erwies sich als bemerkenswert vorausschauend. Hier sind vier Menschen, die glaubten, dass menschliche Aktivität der Planeten, lange warm würde, bevor die Welt eine Ahnung hatte.

Svante Arrhenius

Die erste Person darauf hin, dass industrielle Aktivität der Erde erwärmen konnte war Svante Arrhenius, schwedischer Chemiker berühmt für seine Entdeckungen über die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit. Arrhenius bevorzugt Stift und Papier zu realen Beobachtungen, und seine Prognosen über das zukünftige Klima stützte sich auf die Arbeit von mehreren seiner Zeitgenossen.

Insbesondere Arrhenius machte Gebrauch von Daten gesammelt vom Astronomen Samuel Pierpoint Langley, die Absorption von Infrarot-Strahlung durch CO2 und Wasserdampf zu berechnen. Nach Monaten der sorgfältigen Berechnungen geschafft Arrhenius, grobe Schätzungen der Energiebilanz für jedes latitudinal Band auf der Erde zu produzieren. "Ich sicherlich nicht diese langwierigen Berechnungen durchgeführt haben sollten," schrieb Arrhenius in seinem bahnbrechenden 1895 Papier auf die Gewächshaus-Eigenschaften von CO2 (damals, Kohlensäure) "Wenn ein außergewöhnliches Interesse nicht mit ihnen angeschlossen hatten."

Das außerordentliche Interesse hat sich gelohnt: Arrhenius entdeckt, dass auch eine kleine Änderung in der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre globale Auswirkungen haben könnte, und dieser Schnitt CO2 durch die Hälfte ausreichen würde, um eine Eiszeit zu produzieren – ein Befund, der ziemlich gut mit Paläoklima-Daten auf der Erde sich stapelt der geologischen Vergangenheit.

Svante Arrhenius, 1909. Bild: Wikimedia

In seinem Vortrag 1895 war Arrhenius in erster Linie mit globalen Abkühlung. Aber kurz darauf ein Kollege – der schwedische Geologe Arvid Högbom – legen Sie eine seltsame Vorstellung in Arrhenius Geist. Högbom hatte errechnet, dass Kohleverbrennung und anderen Wirtschaftszweige CO2 in die Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit vergleichbar mit natürlichen Prozessen hinzufügen. Arrhenius merkte, dass menschlichen CO2-Emissionen könnten, in Zukunft die Kapazität um den Planeten zu wärmen.

Aber aufgrund der relativ niedrigen CO2-Emissionen an der Wende des Jahrhunderts, Arrhenius dachte, der Prozess der anthropogenen globalen Erwärmung würde Tausende von Jahren zu manifestieren. Eine Handvoll Wissenschaftler interessierte sich für seine Ideen, aber sie wurden von den frühen 1900er Jahren, weitgehend diskreditiert. Einfach ausgedrückt, sehen nicht Leute wie Menschen jemals sein könnte, eine Kraft der Natur stark genug, um das Klima beeinflussen. Vorherrschende Meinung entschieden, dass die Natur sich immer ausgleichen würde – und es wäre Jahrzehnte bevor diese Vorstellung noch einmal verunsichert war.

Guy Stewart Callendar

Arrhenius kann waren die ersten darauf hin, dass die fossilen CO2-Emissionen konnte die Planeten warm, aber britische Dampf Ingenieur Guy Stewart Callendar war das erste zu zeigen, dass sie bereits im Jahre 1938 hatte .

Rückseite des Umschlags Wissenschaftler im wahrsten Sinne Callendar verbrachte seine freie Zeit, die Erstellung von weltweiten Temperaturaufzeichnungen und Kohlendioxid-Messungen. Und er begab sich eine bemerkenswerte Entdeckung: die beiden Datasets erschien korreliert werden.

In eine Papier veröffentlicht im Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society im April 1938 Callendar nicht nur zeigte, dass die Erdoberfläche hatte in den vergangenen 50 Jahren erwärmt, argumentierte er, dass die Verbrennung fossiler Brennstoffe verantwortlich war. Für eine kurze Zeit danach kam die globale Erwärmung, bekannt als der "Callendar Effekt."

Guy Stewart Callendar, 1934. Bild: Wikimedia

Hier ist die Übersicht, die Callendar zu Beginn seiner Arbeit vor über 75 Jahren schrieb:

Durch Kraftstoff hat Verbrennung Mann etwa 150000 Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Luft während des letzten halben Jahrhunderts hinzugefügt. Der Autor schätzt aus den besten verfügbaren Daten, die etwa drei Viertel davon in der Atmosphäre geblieben.

Die Strahlung Absorption Koeffizienten von Kohlendioxid und Wasserdampf werden verwendet, um die Wirkung von Kohlendioxid auf "Himmelsstrahlung." Daraus wird der Anstieg der Durchschnittstemperatur aufgrund der künstlichen Erzeugung von Kohlendioxid, voraussichtlich in Höhe von 0,003 ° C. pro Jahr in der heutigen Zeit.

Die Temperatur-Beobachtungen im Zoo meteorologischen Stationen werden verwendet, um diese Welt zu zeigen, die Temperaturen tatsächlich mit einer durchschnittlichen Rate von 0,005 ° c gestiegen pro Jahr während des letzten halben Jahrhunderts.

Callendar Berechnungen waren bemerkenswert genaue angesichts seiner einfachen Methoden, seine begrenzten CO2-Daten und unsere mangelnde Verständnis Strahlungs für Physik der Atmosphäre in den 1930er Jahren. Seine Beobachtungen der globale Temperaturänderung Karte nicht nur fein säuberlich auf moderne Rekonstruktionen des frühen 20. Jahrhunderts, er richtig beobachtet, dass mehr Erwärmung bei hohen Breitengraden stattfand. Callendar nahm auch Schritte Unternehmen, um die städtischen Wärmeinsel-Effekt, ein Phänomen zu erklären, die zur Zeit nicht bekannt war.

Globale Temperatur Abfahrten für die Atmosphäre beobachtet über Westeuropa und Staat New York. Bild: Callendar (1938)

Vergleich der modernen Rekonstruktionen des 19., Anfang des 20. Jahrhunderts Temperatur Abfahrten (schwarz) mit Callendar 1938 (rot) und Callendar 1961 (blau). Bild: Hawkins & Jones (2013)

Es gibt ein paar Parallelen zwischen Callendar und Arrhenius. Zum einen wurden beide Herren Schlussfolgerungen ziemlich viel von der wissenschaftlichen Gemeinschaft entlassen. Callendar, schien zumindest gewisse Befriedigung von Stanzen von Löchern in die gängige Meinung der angeblichen Experten ableiten. "Nur wenige Kenner der natürlichen Wärmetauschern der Atmosphäre, die gehen in die Herstellung von unserem Klima und Wetter, wäre bereit, zuzugeben, dass die Aktivitäten des Menschen keinerlei Einfluss auf die Phänomene so groß eine Skala,,haben könnte", schrieb er. Unbeeindruckt von Pessimisten, würde der Ingenieur gehen an Autor Dutzende mehr Papiere auf die globale Erwärmung in den nächsten dreißig Jahren.

Zweitens wäre Arrhenius und Callendar dachte Erderwärmung etwas Gutes für den Planeten. Arrhenius-Klartext reden aus Erfahrung als Schwede – vorgesehen, dass die globale Erwärmung im Norden einen angenehmeren Ort zum Leben machen würde. Callendar glaubte vom Menschen verursachten Klimawandels "unendlich" die Rückkehr der "tödlichen Gletscher," verzögern würde neben der Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität in hohen Breitengraden. "[I] t kann gesagt werden, dass die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, seien es Torf von der Oberfläche oder Öl von 10.000 Fuß unten, vorteilhaft für die Menschheit in mehrfacher Hinsicht, neben der Bereitstellung von Wärme und Strom, erweisen dürfte" Callendar schrieb.

Hey, ist niemand alles Recht.

Roger Revelle und David Keeling

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts hatte kaum jemand des anthropogenen Klimawandels gehört. Am besten war, die die Vorstellung absurd betrachtet. Aber nach dem Aufkommen der Kernenergie im Jahr 1945, Nachdenken über das Verhältnis des Menschen zur Natur zu ändern begann. Plötzlich hatten Menschen technologischen Zivilisation zerstören, wenn nicht sogar allen Lebens auf der Erde auszulöschen. Also warum kontrollieren sollten nicht wir das Wetter zu? Zur gleichen Zeit bot Fortschritte in der digitalen Datenverarbeitung und Strahlungs Physik Wissenschaftler die Werkzeuge, die sie brauchten, um Staub von Callendar Papiere und moderne schauen Sie sich die Fragen, die er angesprochen.

Unter den Wissenschaftlern: amerikanische Ozeanograph Roger Revelle, der als Direktor für das Scripps Institute of Oceanography (SIO) von 1950 bis 1964 diente. Ein Argument, das Erde-Wissenschaftler wurden in den 1950er Jahren kicken war, dass die Ozeane effektiv saugte alle Kohlenstoff-Menschen in die Luft gebracht. Die Fristen für diesen Prozess waren jedoch unbekannt.

Roger Revelle. Bild: San Diego History Center

Revelle hat die Mathematik, und in 1957, er Co-Autor eine Papier zeigen, dass die Weltmeere absorbieren waren nicht CO2 überhaupt sehr schnell. Dies führte Revelle zu dem Schluss, dass die Anhäufung von CO2 aus der Atmosphäre "Bedeutung kann in künftigen Jahrzehnten wenn industrielle Verbrennung weiterhin exponentiell steigen." Revelle wurde bewusst von den – wenn auch begrenzten – globale Erwärmung Forschung seiner Zeit, und er erkannte bald, dass das Klima der Erde könnte für eine dramatische Veränderung in der nicht-zu-fernen-Zukunft sein.

Angesichts Revelles Stellung als angesehener Wissenschaftler, zog seine Ansprüche die Bekanntmachung über die Journalisten und Politiker. Revelle die Aufmerksamkeit nicht scheuen. Vielmehr war er der erste Wissenschaftler, öffentliche Verwarnungen aussprechen, dass Menschen ein großes Experiment "Durchführung" wurden mit der Atmosphäre und das Klima der Erde. Er ging auf die Platte Vorhersagen, dass CO2-Emissionen zu "echten Wüsten" Teile des Südwestens machen könnte und Arktis schmilzt der Sowjetunion zu einer Seemacht im 21. Jahrhundert führen könnte.

Während Revelle nicht der dramatisch veränderten globalen geopolitischen Landschaft bis Ende des Jahrhunderts Voraussagen hätte, seine Kommentare eine störende Luft der Voraussicht vor dem Hintergrund der California laufende 500 Jahre Dürre haben und die jüngsten Gerangel um neu Aussicht arktische Gewässer für Öl eröffnet, haben die einige getauft "einen neuen Kalten Krieg."

Die Keeling-Kurve, 1960 von Charles Keeling entwickelt. Bild-Gutschrift: Scripps

Dennoch waren viele Revelle es Vorhersagen kaum mehr als Spekulation. Um tiefer in die Wissenschaft von der globalen Erwärmung zu bohren, rekrutiert Revelle Geochemiker Charles David Keeling, Scripps an der Spitze ein neues Programm von atmosphärischem Kohlendioxid. Keeling begann die atmosphärische CO2-Messungen am Mauna Loa auf Hawaii und in der Antarktis. Nach ein paar Jahren der mühsame Datenerfassung Keeling angekündigt, dass er einen Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration, entdeckt hatte, wodurch die früheste Version von seinem berühmten "Keeling Kurve." Jahr für Jahr, würde dieser Kurve, dem Trend immer unmöglich zu ignorieren verlängert werden. Die Keeling-Kurve bleibt bis heute ein starkes Symbol für die Auswirkungen der menschlichen Gesellschaft und Technologie auf der Erde.

Charles David Keeling eine Medaille der Wissenschaft von Präsident Bush im Jahr 2001 erhalten. Bild: Wikimedia

Letzten Monat vor fünfzig Jahren verfasste Revelle, Keeling und drei andere prominenter Klimaforscher einen Bericht für Präsident Lyndon Johnson, warnt ihn, dass die fossilen CO2-Emissionen einen erheblichen Einfluss auf das Klima haben. Zusätzlich zu den Mechanismen des Klimawandels mit bemerkenswerter Genauigkeit auslegen, fordert der Bericht Kohlendioxid eine "unsichtbare"Schadstoff-eine Klassifizierung, die bis zu diesem Jahr offiziell anerkannt war nicht.

Es hat auch eine Reihe von Vorhersagen über die Folgen des Klimawandels, einschließlich des Meeresspiegels, Antarktis schmelzen und eine Erhöhung in den Säuregehalt von frischem Wasser. Klingt das vertraut? Zu guter Letzt die Wissenschaftler zur UNO-Angaben auf fossile Brennstoffe Wachstum die Konzentration von Kohlendioxid in die Atmosphäre bis zum Jahr 2000 Schätzung – 350 Teile pro million. Die tatsächliche Zahl? 370.

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Viele betrachten die Entwicklung der Keeling-Kurve als der Wendepunkt bei der globalen Erwärmung trat aus den schattigen Rändern, seinen Platz als ein wichtiges Thema des wissenschaftlichen Diskurses. Aber es dauerte noch dreißig Jahre, Hunderte mehr wissenschaftliche Arbeiten und einige bösen Stulpen für die Idee, ins Bewusstsein der Öffentlichkeit zu sickern. Und Akzeptanz des Klimawandels ist heute bei weitem nicht universell.

Arrhenius, waren Callendar, Revelle und Keeling alles vor ihrer Zeit, mit einfachen Werkzeugen und nur begrenzte Daten um zu sehen, die Zukunft mit bemerkenswerter Klarheit. Da Nationen auf der ganzen Welt beherzigen den Rat von Wissenschaftlern endlich, ist es lohnt ein Augenblick zu schätzen, wie weit diese Datenspur zurück geht.

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Oben: Das Mauna Loa Observatorium, Hawaii, 1965. Bild Credti: NCAR/HAO