Refleksi ‘grand oasis’ yang berkelanjutan di ruang angkasa

Ilmuwan Met Office, Nick Dunstone, merefleksikan gambar ‘Earthrise’ terbaru yang diambil baru-baru ini oleh Artemis 1 dan bagaimana iklim kita telah berubah dalam 54 tahun sejak Apollo 8 mengambil foto ikonik aslinya.

“Ya Tuhan! Lihat gambar di sana! Ada Bumi yang muncul. Wow, cantik sekali,” kata astronot NASA Bill Anders ketika melihat Bumi tampak naik di atas cakrawala bulan saat pesawat ruang angkasa Apollo 8 mereka mengelilingi bulan pada Malam Natal 1968.

Itu adalah sudut pandang yang unik: pertama kali manusia melihat planet kita pada jarak sedemikian jauh, dan dari benda angkasa lain.

Seperti yang dikatakan rekan astronot Jim Lovell beberapa jam kemudian: “Bumi dari sini adalah oasis besar di ruang angkasa yang sangat luas.”

Citra asli Earthrise itu secara luas dikreditkan dengan membantu menggerakkan gerakan lingkungan arus utama. Meskipun saya belum lahir ketika foto asli Apollo 8 diambil, cetakan berbingkai tergantung di atas meja saya sebagai pengingat akan keindahan dan kerapuhan planet kita.

Artemis adalah program baru NASA untuk mengembalikan manusia ke Bulan dan kemudian ke Mars. Artemis 1 adalah uji terbang tanpa awak sebelum misi Artemis 2 berawak pada tahun 2024, jadi tidak ada yang berebut untuk menemukan film berwarna untuk gambar baru ini. Banyak yang telah berubah sejak 1968, dan saya ingin merenungkan secara singkat perubahan planet kita di antara dua gambar indah ini, yang diambil dengan jarak 54 tahun.

Pertama, ada lebih banyak dari kita di planet ini sekarang. Tahun ini kita melewati tonggak sejarah 8 miliar populasi global, yang berarti jumlah orang di planet ini meningkat lebih dari dua kali lipat dari ~3,5 miliar pada tahun 1968. Pembangunan industri yang berkelanjutan selama setengah abad – terutama didorong oleh pembakaran bahan bakar fosil – telah menghasilkan peningkatan pesat dalam konsentrasi karbon dioksida (dan gas rumah kaca lainnya) di atmosfer kita.

Hal ini diilustrasikan dengan jelas oleh ikon ‘Kurva Keeling’, yang memplot rekaman berkelanjutan karbon dioksida atmosfer dari Observatorium Mauna Loa di Hawaii (dimulai oleh Charles Keeling pada tahun 1958).

Kurva ini, ditunjukkan di bawah, menunjukkan lintasan ke atas yang curam dan stabil, meningkat dari ~320 ppm pada tahun 1968 menjadi hampir 420 ppm pada tahun 2022 – itu adalah peningkatan 100 ppm (31%) – tanpa ada tanda-tanda akan melambat.

‘Selimut’ gas rumah kaca tambahan ini telah meningkatkan suhu permukaan planet kita. Catatan suhu global Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) diplot di atas dan dibuat dari lima analisis data suhu global yang berbeda, termasuk HadCRUT5 milik Met Office. Ini menunjukkan permukaan bumi telah menghangat sekitar +1°C sejak foto Apollo 8 Earthrise diambil.

Mengingat suhu global saat ini adalah +1,2°C di atas iklim pra-industri abad ke-19, kita dapat melihat bahwa sebagian besar pemanasan ini telah terjadi dalam setengah abad terakhir. Sementara kenaikan suhu global rata-rata +1°C mungkin tidak terdengar besar, itu berarti peristiwa iklim panas yang ekstrem lebih mungkin terjadi. Misalnya, Inggris mengalami musim panas yang sangat hangat tahun ini menempatkannya di antara lima musim panas terpanas dalam catatan, dengan empat dari lima musim panas tersebut terjadi sejak tahun 2000.

Selama musim panas ini, Inggris mengalami rekor suhu maksimum harian yang baru, ketika 40,3°C tercatat di Coningsby, Lincolnshire pada 19 Juli. Ini adalah pertama kalinya suhu 40°C tercatat di Inggris, dan penelitian Met Office memperkirakan bahwa peristiwa ini 10 kali lebih mungkin terjadi dalam iklim saat ini dibandingkan dengan iklim alami yang tidak terpengaruh oleh pengaruh manusia.

Ada warisan abadi dari teknologi yang dikembangkan selama pertengahan 20-an^th ras luar angkasa abad yang telah mengubah kemampuan kita untuk memahami, memantau, dan memprediksi perubahan pada iklim kita. Berkat banyak satelit pengamatan Bumi yang diluncurkan dalam setengah abad terakhir, kami sekarang memiliki pemantauan terus menerus terhadap banyak komponen utama sistem iklim, termasuk suhu permukaan laut, permukaan laut, luas es laut kutub, gletser, dan perubahan permukaan tanah.

Sayangnya, banyak di antaranya menunjukkan tren yang mengkhawatirkan, seperti meningkatnya frekuensi gelombang panas terestrial dan laut, hilangnya es laut Arktik, penyusutan glasial, hilangnya massa lapisan es, penggundulan hutan hutan hujan tropis, dan kenaikan permukaan laut tanpa henti. ‘Lompatan kuantum’ teknologi lainnya sejak 1968 adalah peningkatan luar biasa dalam daya komputasi yang memungkinkan kita mensimulasikan sistem iklim global.

Dengan menggabungkan pengamatan Bumi yang lebih baik dan model iklim yang dijalankan pada superkomputer yang kuat, kita dapat memprediksi cuaca dan iklim global dengan mulus dari jam ke abad. Berkat upaya ini, pemahaman kami tentang respons iklim rata-rata global akibat peningkatan gas rumah kaca kini menjadi matang dan memberikan bukti jelas untuk jalur mitigasi yang diperlukan untuk menghindari tingkat perubahan iklim yang berbahaya.

Namun, salah satu tantangan utama yang tersisa dalam ilmu iklim adalah memahami perubahan dinamis terperinci yang akan mendorong perubahan iklim regional. Misalnya, perubahan regional dalam sistem monsun dan aliran jet mid-latitude masih belum pasti dengan penyebaran besar dalam perubahan yang diproyeksikan antara model iklim yang berbeda.

Pekerjaan terbaru – dipimpin oleh para ilmuwan Met Office – telah menggunakan prediksi iklim musiman hingga dekadel, yang berada pada rentang waktu yang cukup singkat untuk diverifikasi, untuk mengidentifikasi bahwa model iklim saat ini memiliki sinyal yang sangat lemah dalam sirkulasi ekstratropis. Sementara kami belum sepenuhnya memahami penyebab masalah ini, kami menjadi semakin sadar bahwa dinamika skala besar seperti itu terhubung melalui putaran umpan balik ke proses skala kecil, seperti pusaran transien di atmosfer, interaksi udara-laut, dan interaksi lokal yang intens. konveksi.

Banyak dari fitur fisik ini tidak disimulasikan secara eksplisit pada resolusi yang relatif kasar (~50-150 km jarak grid) dari model iklim generasi saat ini yang digunakan untuk membuat prediksi iklim dekade hingga seratus tahun. Oleh karena itu, kami sekarang berjuang sebagai komunitas untuk mendorong model iklim global beresolusi lebih tinggi di mana proses ini dapat dimodelkan secara lebih lengkap; memungkinkan kami untuk mengukur respons regional terhadap variabilitas dan perubahan iklim dengan lebih baik. Untuk memungkinkan kami mulai menjalankan model seperti itu, kami memanfaatkan fasilitas superkomputer yang lebih canggih dan mengoptimalkan model iklim kami untuk memanfaatkannya dengan sebaik-baiknya.

Ke depan, saya berharap pada saat para astronot mengambil foto Earthris pertama dari Mars (mungkin pada pertengahan hingga akhir tahun 2030-an), kita sebagai masyarakat global memenuhi janji pengurangan emisi karbon kita. Kemudian, saat kita menuju emisi karbon nol bersih, kurva Keeling akan mulai mendatar dan suhu global akan mulai stabil. Mencapai net-zero adalah ‘Moonshot’ abad ini dan hadiahnya adalah meminimalkan tingkat keparahan dampak iklim terburuk yang diproyeksikan dari pemanasan global (termasuk gelombang panas, kekeringan, banjir, kenaikan permukaan laut) dan karenanya meninggalkan anak-anak kita, dan generasi mendatang. , dengan ‘grand oasis’ yang berkelanjutan di luar angkasa.

Pekerjaan Nick Dunstone di Met Office mencakup prakiraan suhu global. Prakiraan untuk tahun 2023 telah dipublikasikan di sini.