DOI: https://doi.org/10.5194/essd-16-2625-2024
تاريخ النشر: 2024-06-04
المؤلف: Piers Forster وآخرون
الموضوع الرئيسي: ديناميات الغازات الجوية والبيئية
مقدمة
ت outlines مقدمة ورقة البحث سياق وأهداف مبادرة مؤشرات تغير المناخ العالمية (IGCC)، التي تهدف إلى تقديم تحديثات سنوية حول مؤشرات المناخ الحرجة في ضوء التغيرات السريعة التي لوحظت منذ تقرير التقييم السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (AR6) الذي نُشر في عام 2021. من المتوقع أن يُصدر تقرير AR7 في نهاية العقد، مما يستلزم تحديثات في الوقت المناسب لدعم صنع السياسات المستندة إلى الأدلة. يتبع هذا التحديث السنوي الثاني تنسيق العام الماضي، مع التركيز على الترابطات بين انبعاثات غازات الدفيئة، والاحترار الناتج عن الإنسان، والميزانية الكربونية المتبقية، كما هو موضح في الشكل 1.
يتبع التحديث المنهجيات التي تم وضعها في تقارير AR6 ويتماشى مع مبادئ FAIR لتعزيز إمكانية التكرار. يهدف إلى تتبع تغييرات نظام المناخ والتقدم المنهجي بشكل شفاف عبر دورات تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ دون محاولة تكرار الطبيعة الشاملة لتقييمات الهيئة. هيكل التحديث مفصل، يغطي الانبعاثات، وتركيزات غازات الدفيئة، والقوة الإشعاعية الفعالة، وعدم توازن الطاقة على الأرض، وتغيرات درجة حرارة السطح العالمية، مما يؤدي إلى تقييم الميزانية الكربونية المتبقية ذات الصلة بأهداف السياسة. يؤكد التحديث على أهمية جعل هذه المؤشرات متاحة ومفهومة، مع توفير توافر البيانات لمزيد من البحث.
الطرق
في هذا القسم، ي outlines المؤلفون المنهجيات المستخدمة لتقدير التغيرات في انبعاثات غازات الدفيئة (GHG)، ملتزمين بالتعريفات التي وضعتها تقارير مجموعة العمل الثالثة (WGIII) في AR6. يتم حساب صافي انبعاثات غازات الدفيئة كإجمالي الانبعاثات من المصادر البشرية، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون (CO₂) من الوقود الأحفوري والصناعة (CO₂-FFI)، واستخدام الأراضي، وتغير استخدام الأراضي، والغابات (CO₂-LULUCF)، بالإضافة إلى انبعاثات الميثان (CH₄)، وأكسيد النيتروز (N₂O)، والغازات الفلورية (F-gases). تميز الورقة بين الغازات الفلورية الخاصة باتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC)، التي يتم الإبلاغ عنها بموجب إطار عمل UNFCCC، والمواد المستنفدة للأوزون (ODS) التي يتم تنظيمها بموجب بروتوكول مونتريال، مشيرة إلى أن الأخيرة غير مدرجة في تقارير انبعاثات غازات الدفيئة ولكن يتم أخذها في الاعتبار في تقييمات تغييرات تركيزات الغلاف الجوي وتأثيرات المناخ.
يستخدم المؤلفون مصادر بيانات ومنهجيات متنوعة لتعزيز دقة تقديراتهم. بالنسبة لـ CO₂-FFI، يستخدمون بيانات الميزانية الكربونية العالمية (GCB)، بينما يتم اشتقاق انبعاثات CH₄ وN₂O من مجموعة بيانات PRIMAP-hist CR. يتم حساب صافي انبعاثات CO₂-LULUCF باستخدام متوسط من ثلاثة نماذج محاسبية. كما يتناول المؤلفون عدم اليقين في تقديراتهم، موفرين فترات ثقة لكل فئة من غازات الدفيئة. من الجدير بالذكر أنهم أبلغوا أن منهجية GCB تشمل انبعاثات CO₂ الناتجة عن إزالة الغابات وحرائق تدهور الغابات ولكن تستثني حرائق الغابات، التي تعتبر طبيعية. يختتم القسم بمناقشة حول تداعيات اختيارات بياناتهم والتحديات المرتبطة بالتقارير الشاملة لانبعاثات الغازات الفلورية، مؤكدين على أهمية استخدام أحدث تقديمات الجرد الوطني لتحسين جودة البيانات.
النتائج
يقدم قسم النتائج نتائج محدثة حول الاحترار الناتج عن الإنسان والميزانية الكربونية المتبقية، مع تلخيص البيانات الرئيسية في الجدول 6 والأشكال 6 و7. تشير التقييمات إلى أن متوسط الاحترار الناتج عن الإنسان لعقد 2014-2023 يُقدر بـ 1.19 °C، وهو 0.12 °C أعلى من التقييم السابق لعام 2010-2019. يُبلغ عن المتوسط السنوي لعام 2023 كـ 1.31 °C، مما يمثل الحالة الأولى للوصول إلى عتبة 1.3 °C. من الجدير بالذكر أن الزيادة في مستويات الاحترار تُعزى إلى كل من التحديثات المنهجية وإدراج بيانات رصد إضافية، حيث أن جزءًا كبيرًا من الزيادة ناتج عن إضافة عام دافئ بشكل خاص (2023) وتعديلات على البيانات التاريخية.
يناقش القسم أيضًا معدل الاحترار الناتج عن الإنسان، الذي يُقدر بـ 0.26 °C لكل عقد لفترة 2014-2023، وهو زيادة عن المعدل المبلغ عنه سابقًا والبالغ 0.2 °C لكل عقد. تُعزى هذه التغييرات إلى تعديلات في دقة التقريب والتحديثات المنهجية. يُلاحظ أن الميزانية الكربونية المتبقية (RCB) للحد من الاحترار العالمي إلى 1.5 °C تتناقص بسرعة، مع تقديرات محدثة تعكس ميزانية أصغر مقارنة بالتقييمات السابقة. تتأثر RCB بعوامل متنوعة، بما في ذلك انبعاثات CO2 التراكمية والاستجابة المناخية العابرة لهذه الانبعاثات، مما يبرز الحاجة الملحة لمعالجة انبعاثات غازات الدفيئة للتخفيف من تغير المناخ بشكل فعال.
المناقشة
يؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الدور الحاسم لتقييمات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في إبلاغ المفاوضات المناخية بموجب اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC). يبرز المؤلفون ضرورة التحديثات في الوقت المناسب حول مؤشرات المناخ الرئيسية، نظرًا للفترات الزمنية التي تتراوح بين 5-10 سنوات بين تقارير IPCC، والتي يمكن أن تخلق فجوات معلوماتية. يقدمون تقديرات محدثة سنويًا لمؤشرات المناخ الأساسية، بما في ذلك انبعاثات غازات الدفيئة، والتركيزات، والقوة الإشعاعية، استنادًا إلى منهجيات تتماشى مع تقرير التقييم السادس للهيئة (AR6). من الجدير بالذكر أن متوسط الاحترار الملحوظ من 2014 إلى 2023 كان 1.19 °C، مع مساهمة الاحترار الناتج عن الإنسان بـ 1.19 °C، مما يبرز معدل الاحترار غير المسبوق المنسوب إلى ارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة وتقليل تأثيرات تبريد الهباء الجوي.
توفر الورقة أيضًا تقديرات محدثة لانبعاثات غازات الدفيئة، كاشفة أن إجمالي الانبعاثات العالمية بلغ 55 ± 5.3 غيغا طن من CO₂e في عام 2022، متماشية مع مستويات عالية سابقة. تشير التوقعات لعام 2023 إلى استقرار الانبعاثات، مع مساهمة ملحوظة من احتراق الوقود الأحفوري وتغير استخدام الأراضي. يناقش المؤلفون تعقيدات تقدير الانبعاثات، لا سيما بالنسبة لـ CO₂ الناتج عن تغير استخدام الأراضي، الذي لا يزال غير مؤكد ولكنه أظهر مراجعة هبوطية بسبب بيانات زراعية محدثة. بالإضافة إلى ذلك، يتناول القسم انبعاثات العوامل المناخية قصيرة العمر غير الميثانية (SLCFs)، التي انتعشت في عام 2023، مدفوعة بأحداث حرق الكتلة الحيوية الكبيرة، لا سيما في كندا. تسلط النتائج الضوء على الحاجة إلى المراقبة المستمرة والتحديثات لإبلاغ سياسات المناخ واستراتيجيات الاستجابة بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.5194/essd-16-2625-2024
Publication Date: 2024-06-04
Author(s): Piers Forster et al.
Primary Topic: Atmospheric and Environmental Gas Dynamics
Introduction
The introduction of the research paper outlines the context and objectives of the Indicators of Global Climate Change (IGCC) initiative, which aims to provide annual updates on critical climate indicators in light of the rapid changes observed since the IPCC Sixth Assessment Report (AR6) published in 2021. The forthcoming AR7 report is anticipated towards the end of the decade, necessitating timely updates to support evidence-based policymaking. This second annual update follows the previous year’s format, focusing on the interconnections between greenhouse gas emissions, human-induced warming, and the remaining carbon budget, as illustrated in Figure 1.
The update adheres to methodologies established in the AR6 reports and aligns with the FAIR principles to enhance reproducibility. It aims to transparently track climate system changes and methodological advancements across IPCC report cycles without attempting to replicate the comprehensive nature of the IPCC assessments. The structure of the update is detailed, covering emissions, greenhouse gas concentrations, effective radiative forcing, Earth’s energy imbalance, and global surface temperature changes, culminating in an assessment of the remaining carbon budget relevant to policy targets. The update emphasizes the importance of making these indicators accessible and comprehensible, with data availability provided for further research.
Methods
In this section, the authors outline the methodologies employed to estimate changes in greenhouse gas (GHG) emissions, adhering to the definitions established in the AR6 Working Group III (WGIII) report. Net GHG emissions are calculated as the total emissions from anthropogenic sources, including carbon dioxide (CO₂) from fossil fuels and industry (CO₂-FFI), land use, land-use change, and forestry (CO₂-LULUCF), as well as emissions of methane (CH₄), nitrous oxide (N₂O), and fluorinated gases (F-gases). The paper distinguishes between UNFCCC F-gases, which are reported under the UNFCCC framework, and ozone-depleting substances (ODS) that are regulated under the Montreal Protocol, noting that the latter are not included in GHG emissions reporting but are considered in assessments of atmospheric concentration changes and climate impacts.
The authors employ various data sources and methodologies to enhance the accuracy of their estimates. For CO₂-FFI, they utilize the Global Carbon Budget (GCB) data, while CH₄ and N₂O emissions are derived from the PRIMAP-hist CR dataset. The net CO₂-LULUCF emissions are calculated using an average from three bookkeeping models. The authors also address uncertainties in their estimates, providing confidence intervals for each GHG category. Notably, they report that the GCB methodology includes CO₂ emissions from deforestation and forest degradation fires but excludes wildfires, which are considered natural. The section concludes with a discussion on the implications of their data choices and the challenges associated with comprehensive reporting of F-gas emissions, emphasizing the importance of using the most recent national inventory submissions to improve data quality.
Results
The results section presents updated findings on human-induced warming and the remaining carbon budget, with key data summarized in Table 6 and Figures 6 and 7. The assessment indicates that the average human-induced warming for the decade 2014-2023 is estimated at 1.19 °C, which is 0.12 °C higher than the previous assessment for 2010-2019. The single-year average for 2023 is reported as 1.31 °C, marking the first instance of reaching the 1.3 °C threshold. Notably, the increase in warming levels is attributed to both methodological updates and the inclusion of additional observational data, with a significant portion of the increase stemming from the addition of a particularly warm year (2023) and revisions to historical data.
The section also discusses the rate of human-induced warming, which is assessed at 0.26 °C per decade for the 2014-2023 period, an increase from the previously reported rate of 0.2 °C per decade. This change is attributed to adjustments in rounding precision and methodological updates. The remaining carbon budget (RCB) for limiting global warming to 1.5 °C is noted to be rapidly diminishing, with updated estimates reflecting a smaller budget compared to previous assessments. The RCB is influenced by various factors, including cumulative CO2 emissions and the transient climate response to these emissions, highlighting the urgency of addressing greenhouse gas emissions to mitigate climate change effectively.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the critical role of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) assessments in informing climate negotiations under the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). The authors highlight the necessity for timely updates on key climate indicators, given the 5-10 year intervals between IPCC reports, which can create information gaps. They present annually updated estimates for essential climate indicators, including greenhouse gas emissions, concentrations, and radiative forcing, based on methodologies aligned with the IPCC Sixth Assessment Report (AR6). Notably, the average observed warming from 2014 to 2023 was 1.19 °C, with human-induced warming contributing 1.19 °C, underscoring the unprecedented rate of warming attributed to high greenhouse gas emissions and reduced aerosol cooling effects.
The paper also provides updated greenhouse gas emission estimates, revealing that total global emissions reached 55 ± 5.3 Gt CO₂e in 2022, consistent with previous high levels. Projections for 2023 indicate stable emissions, with a notable contribution from fossil fuel combustion and land-use change. The authors discuss the complexities of estimating emissions, particularly for CO₂ from land-use change, which remains uncertain but has shown a downward revision due to updated agricultural data. Additionally, the section addresses emissions of non-methane short-lived climate forcers (SLCFs), which have rebounded in 2023, driven by significant biomass burning events, particularly in Canada. The findings highlight the need for continuous monitoring and updates to better inform climate policy and response strategies.