Изменения климата

Потребовалось почти столетие исследований и данных, чтобы убедить большинство научного сообщества в том, что человеческая деятельность может изменить климат всей планеты.

Парниковый эффект

В 1820-х годах французский математик и физик Жозеф Фурье предположил, что энергия, достигающая планеты в виде солнечного света, должна быть сбалансирована энергией, возвращающейся в космос, поскольку нагретые поверхности испускают излучение. Но часть этой энергии, полагал он, должна удерживаться в атмосфере и не возвращаться в космос, сохраняя Землю теплой.

Он предположил, что тонкое воздушное покрытие Земли — ее атмосфера — действует, как стеклянная теплица. Энергия проникает через стеклянные стены, но затем задерживается внутри, как теплица.

С тех пор эксперты отметили, что аналогия с теплицей была слишком упрощенной, поскольку исходящее инфракрасное излучение точно не улавливается земной атмосферой, а поглощается.

Чем больше парниковых газов, тем больше энергии удерживается в атмосфере Земли.

Парниковые газы

Но так называемая аналогия парникового эффекта застряла, и примерно через 40 лет ирландский ученый Джон Тиндалл начал бы изучать, какие именно газы, скорее всего, будут играть роль в поглощении солнечного света.

Лабораторные испытания Тиндалла в 1860-х годах показали, что угольный газ (содержащий CO2, метан и летучие углеводороды) был особенно эффективен для поглощения энергии. В конце концов он продемонстрировал, что один СО2 действует как губка, так как он может поглощать солнечные лучи различной длины.

К 1895 году шведскому химику Сванте Аррениусу стало интересно, как снижение уровня CO2 в атмосфере может охладить Землю. Чтобы объяснить прошлые ледниковые периоды, он задался вопросом, может ли снижение вулканической активности понизить глобальные уровни CO2. Его расчеты показали, что, если уровень СО2 сократится вдвое, глобальные температуры могут снизиться примерно на 5 градусов Цельсия (9 градусов по Фаренгейту).

Затем Аррениус подумал, возможно ли обратное. Аррениус вернулся к своим расчетам, на этот раз исследуя, что произойдет, если уровень СО2 удвоится. В то время эта возможность казалась маловероятной, но его результаты показали, что глобальные температуры увеличатся на ту же величину — на 5 или 9 градусов по Фаренгейту.

Приветствуя теплую землю

Однако еще в 1890-х годах концепция потепления планеты была далекой и даже приветствовалась.

Как писал Арреций, "под влиянием растущего процента углекислоты [CO2] в атмосфере мы можем надеяться на то, что сможем наслаждаться веками с более ровным и лучшим климатом, особенно в отношении более холодных регионов Земли".

К 1930-м годам, по крайней мере, один ученый начнет утверждать, что выбросы углерода уже могут оказывать согревающее действие. Британский инженер Гай Стюарт Каллендар отметил, что Соединенные Штаты и Североатлантический регион значительно нагрелись по пятам промышленной революции.

Расчеты Каллендара показали, что удвоение CO2 в атмосфере Земли может согреть Землю на 2 градуса C (3,6 градуса F). Он продолжал утверждать, что в 1960-х годах происходило потепление на планете с парниковым эффектом.