Perubahan iklim adalah apa-apa perubahan jangka panjang dalam corak cuaca purata, sama ada secara global atau serantau. Memandangkan definisi luas ini menunjukkan, perubahan iklim telah banyak kali berlaku dalam sejarah bumi, dan atas sebab-sebab banyak. Walau bagaimanapun, perubahan suhu dan cuaca global dilihat pada hari ini, disebabkan oleh aktiviti manusia. Dan mereka berlaku jauh lebih cepat daripada variasi iklim semulajadi masa lalu.
Para saintis mempunyai banyak cara untuk mengesan cuaca dari masa ke masa, yang semuanya menjelaskan dengan jelas bahawa perubahan iklim hari ini dikaitkan dengan pelepasan gas rumah hijau seperti karbon dioksida dan metana. Gas-gas ini berkesan untuk menangkap haba dari sinar matahari berhampiran permukaan Bumi, sama seperti dinding kaca rumah hijau yang menyimpan haba di dalamnya. Perubahan kecil dalam perkadaran gas rumah hijau di udara boleh menambah perubahan besar pada skala global.
Secara purata, kesan gas rumah hijau adalah untuk meningkatkan suhu global. Inilah sebabnya mengapa perubahan iklim kadang-kadang dipanggil pemanasan global. Tetapi kebanyakan penyelidik hari ini lebih suka istilah perubahan iklim kerana kebolehubahan cuaca dan iklim di seluruh dunia. Sebagai contoh, pemanasan suhu purata global mungkin mengubah aliran aliran jet, arus udara utama yang mempengaruhi cuaca Amerika Utara, yang boleh membawa kepada tempoh musim sejuk yang melampau di beberapa kawasan.
"Adalah penting bagi manusia untuk menyedari bahawa terdapat banyak variasi dari tempat ke tempat di Bumi dari segi suhu," kata Ellen Mosley-Thompson, ahli paleoklimatologi di Byrd Polar dan Pusat Penyelidikan Iklim The Ohio State University. "Apabila kita bercakap mengenai perubahan iklim global, kita bercakap tentang perubahan suhu di kawasan yang besar."
Bagaimana saintis mengetahui perubahan iklim adalah nyata
Iklim di masa lalu direkodkan dalam ais, sedimen, formasi gua, terumbu karang dan juga cincin pokok. Penyelidik boleh melihat isyarat kimia - seperti karbon dioksida yang terperangkap dalam buih di dalam ais glasier - untuk menentukan keadaan atmosfera pada masa lalu. Mereka boleh mengkaji debunga fosilik mikroskopik untuk mengetahui apa tumbuh-tumbuhan yang digunakan untuk berkembang maju dalam mana-mana kawasan tertentu, yang boleh mendedahkan apa iklim seperti. Mereka boleh mengukur cincin pokok untuk mendapatkan rekod suhu dan kelembapan musim demi musim. Rangkaian varian oksigen dalam karang dan stalaktit dan stalagmit boleh mendedahkan corak pemendapan yang lalu.
Rekod-rekod semulajadi yang berbeza mempunyai kekuatan yang berbeza. Sedimen samudra tidak membekalkan perincian sepanjang musim atau bahkan tahun demi tahun, tetapi mereka boleh memberikan gambaran cuaca yang janggal sejak berjuta-juta tahun, kata Mosley-Thompson kepada Sains Live. (Teras tertua yang dibor dari sedimen lautan bermula 65 juta tahun, menurut The Smithsonian Institution.) Rekod pokok agak pendek tetapi amat terperinci. Dan ais boleh penuh dengan maklumat: Bukan sahaja glasier menangkap gas atmosfera dalam bentuk gelembung udara, mereka memerangkap debu dan sedimen lain, bijirin debunga, abu vulkanik dan banyak lagi. Memandangkan ais menjadi lebih tua dan lebih mampat, rekod itu boleh menjadi kabur, kata Mosley-Thompson, tetapi ais yang lebih baru dapat memberi penjelasan tahun demi tahun mengenai iklim yang sedang berlaku.
Perubahan terkini dalam iklim - sejak permulaan Revolusi Perindustrian - juga boleh dikesan secara langsung. Mengekalkan rekod perkara seperti suhu tanah mula bertambah baik pada akhir 1800-an, dan kapten kapal mula menyimpan banyak data cuaca berasaskan lautan di dalam balak mereka. Kemunculan teknologi satelit pada tahun 1970-an telah menyediakan satu letupan data, yang meliputi segala-galanya dari tahap ais di kutub ke suhu permukaan laut ke liputan awan.
Bagaimana iklim berubah
Diambil bersama, rekod-rekod ini telah menunjukkan bahawa iklim moden sedang menjalani pemergian pantas dari pola-pola masa lalu.
Sebelum Revolusi Perindustrian, terdapat kira-kira 280 molekul karbon dioksida untuk setiap juta molekul di atmosfera, satu ukuran yang dikenali sebagai bahagian per juta (ppm). Sehingga 2018, purata CO2 purata global ialah 407.4 ppm, lebih daripada 100 ppm lebih tinggi daripada paras 800,000 tahun yang lalu, menurut Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Negara (NOAA). Kali terakhir karbon atmosfera mencapai tahap hari ini adalah 3 juta tahun yang lalu, menurut NOAA.
Kadar perubahan dalam karbon atmosfera hari ini juga lebih cepat berbanding dahulu, menurut NOAA. Kadar kenaikan adalah 100 kali lebih pantas dalam tempoh 60 tahun yang lalu berbanding bila-bila masa dalam juta tahun yang lalu atau lebih - satu tempoh yang menyaksikan lapan flip-flop iklim utama antara kitaran glasier, di mana ais berkembang dari tiang ke latitud tengah, dan kitaran interglacial, di mana ais berundur ke tempat hari ini. Dan kadar terus bertambah. Pada tahun 1960an, karbon atmosfera naik sebanyak purata 0.6 ppm setahun. Pada tahun 2010, ia meningkat purata 2.3 ppm setahun.
Keupayaan menangkap haba semua karbon tambahan telah diterjemahkan kepada suhu rata-rata global yang semakin meningkat. Menurut Institut Goddard untuk Pengajian Angkasa (GISS) NASA, suhu rata-rata bumi telah meningkat hanya lebih dari 2 darjah Fahrenheit (1 darjah Celsius) sejak 1880, pengukuran tepat ke dalam sepersepuluh darjah Fahrenheit. Seperti kadar peningkatan karbon atmosfera, kadar peningkatan suhu global juga mempercepatkan, menurut Balai Cerap Bumi NASA: Dua pertiga daripada pemanasan itu telah berlaku sejak tahun 1975.
Apakah kesan perubahan iklim?
Pemanasan ini telah diterjemahkan kepada perubahan dalam ekosistem dan persekitaran bumi. Antara perubahan yang paling dramatik telah berlaku di Artik, di mana lautan laut semakin menurun. Tahap rendah ais dan rekod rendah telah menjadi yang normal sejak tahun 2002, menurut NASA, dan kajian mendapati bahawa walaupun es laut tertua, banyak penipisan cepat. Para saintis kini menjangkakan musim panas Artik bebas es pertama sekitar 2040 dan 2060.
Glasier berundur secara global, terutamanya di latitud tengah, kata Mosley-Thompson. Taman Negara Glacier Montana adalah rumah kepada 150 glasier pada tahun 1850. Hari ini, terdapat hanya 25. Mosley-Thompson dan pasukannya menganggarkan bahawa glasier tropika terakhir akan hilang dalam dekad yang akan datang.
Es lebur dan pengembangan perairan lautan akibat panas telah menyumbang kepada kenaikan paras laut. Menurut NOAA, paras laut purata global meningkat 8-9 inci (21-24 sentimeter) sejak 1880. Kadar kenaikan meningkat dari 0.06 inci (1.4 milimeter) setiap tahun pada abad ke-20 hingga 0.14 inci (3.6 mm) setahun dari 2006-2015. Menurut NOAA, kenaikan paras laut ini telah diterjemahkan kepada 300% hingga 900% peningkatan banjir pasang surut di kawasan pantai di Amerika Syarikat.
Air laut menyerap karbon dioksida dari atmosfera, yang menghasilkan tindak balas kimia yang menyebabkan pengasidan laut. Purata pH permukaan lautan permukaan laut telah menurun sebanyak 0.11 sejak Revolusi Perindustrian bermula, kenaikan keasaman sebanyak 30%, menurut Makmal Alam Sekitar Pasifik NOAA. Keasaman laut yang semakin meningkat menjadikannya lebih sukar bagi batu karang untuk membina rangka karbonat mereka dan untuk binatang-binatang berkaki seperti kerang dan beberapa jenis plankton untuk bertahan.
Perubahan iklim bahkan menjejaskan cuaca musim bunga seperti musim bunga. Musim bunga terawal (seperti yang ditakrifkan oleh pertumbuhan tumbuhan dan suhu) pada rekod di Amerika Syarikat adalah pada bulan Mac 2012. Model iklim sekarang menunjukkan bahawa mata air awal itu boleh menjadi norma menjelang 2015. Tetapi pembekuan lewat mungkin masih berlaku, mewujudkan keadaan di mana tumbuhan boleh dibuang awal dan kemudian rosak oleh suhu sejuk. Model-model iklim juga meramalkan peningkatan trend kecemasan dalam kemarau dan kebakaran hutan akibat suhu yang lebih panas.
Model adalah alat penting untuk saintis iklim, kata Kathie Dello, ahli iklim negara Carolina Utara. Tidak ada planet perbandingan untuk Bumi, kata Dello, tetapi model membolehkan saintis membuat versi maya planet untuk menguji senario yang berbeza. Walaupun sistem Bumi rumit, model komputer ini terbukti mampu meramal masa depan. Satu kertas 2020 dalam jurnal Surat Penyelidikan Geofizik mendapati ramalan model iklim yang diterbitkan antara tahun 1970-an dan 2010 adalah tepat jika dibandingkan dengan pemanasan sebenar yang berlaku selepas penerbitan.
Bolehkah kita membalikkan perubahan iklim?
Peningkatan bilangan pemimpin perniagaan, pegawai kerajaan dan rakyat swasta bimbang tentang perubahan iklim dan implikasinya, dan mencadangkan langkah untuk membalikkan trend.
"Walaupun ada yang berpendapat bahawa 'Bumi akan menyembuhkan dirinya sendiri,' proses semula jadi untuk menghilangkan CO2 yang dihasilkan oleh manusia ini dari atmosfera pada skala masa beratus-ratus ribu hingga berjuta-juta tahun," kata Josef Werne, ahli geokimia dan paleoklimatologi di Universiti dari Pittsburgh, berkata. "Jadi, ya, Bumi akan menyembuhkan diri sendiri, tetapi tidak tepat pada masanya untuk institusi-institusi kebudayaan kita dipelihara kerana mereka. Oleh itu, dalam kepentingan diri kita sendiri, kita mesti bertindak dalam satu cara atau lain untuk menangani perubahan iklim kami menyebabkan. "
Sekiranya semua pelepasan gas rumah hijau dihentikan dengan serta-merta, Bumi mungkin akan mengalami lebih banyak pemanasan, beberapa kajian mencadangkan, kerana karbon dioksida kekal di atmosfera selama beratus-ratus tahun. Terdapat cadangan yang secara teorinya boleh membalikkan beberapa pemanasan "terkunci" ini dengan mengeluarkan karbon dioksida dari atmosfera, seperti penangkapan dan penyimpanan karbon, yang melibatkan karbon menyuntik ke dalam takungan bawah tanah. Peguambela berpendapat bahawa penangkapan dan penyimpanan karbon secara teknologi dapat dilaksanakan, tetapi kekuatan pasar telah menghalang penggunaannya secara meluas.
Sama ada atau tidak mengeluarkan karbon yang telah dikeluarkan dari atmosfera adalah mustahil, menghalang pemanasan masa depan memerlukan menghentikan pelepasan gas rumah hijau. Usaha yang paling bercita-cita untuk menghalang pemanasan sejauh ini ialah Perjanjian Paris. Perjanjian antarabangsa yang tidak mengikat ini, yang mula berkuatkuasa pada November 2016, bertujuan untuk memanaskan "jauh di bawah 2 darjah Celsius di atas paras pra-industri dan berusaha untuk mengehadkan kenaikan suhu lebih jauh kepada 1.5 darjah Celsius," menurut Pertubuhan Bangsa-bangsa Bersatu. Setiap penandatangan kepada perjanjian bersetuju untuk menetapkan had pelepasan sukarela mereka sendiri dan untuk menjadikannya lebih ketat dari masa ke masa. Ahli sains iklim berkata bahawa had pelepasan yang dilakukan di bawah perjanjian itu tidak akan memanaskan serendah 1.5 atau bahkan 2 darjah C, tetapi ia akan menjadi peningkatan dalam senario "perniagaan seperti biasa".
Di bawah pentadbiran Obama, Amerika Syarikat berikrar untuk membatasi pelepasan rumah hijau kepada kurang daripada 28% pada tahun 2005 oleh 2025. Bagaimanapun, Presiden Donald Trump mengumumkan tidak lama selepas pemilihannya bahawa pentadbirannya tidak akan menghormati Perjanjian Paris. Pentadbiran Trump memulakan proses pengeluaran formal dari perjanjian pada 2019.
Beberapa kerajaan negeri dan tempatan telah melancarkan usaha sendiri untuk memerangi perubahan iklim. Sebagai contoh, 24 negara dan Puerto Rico telah menyertai Aliansi Iklim A.S., berjanji untuk memenuhi matlamat yang ditetapkan di bawah Perjanjian Paris.
"Kerajaan persekutuan, walaupun ia beroperasi dengan baik, bukanlah institusi paling lincah," kata Dello. "Tetapi negeri-negeri dan bandar-bandar sedikit lebih fleksibel."
