O aumento do nível do mar é uma conseqüência importante das mudanças climáticas que continuarão muito depois de as emissões de gases de efeito estufa pararem. O Acordo de Paris de 2015 visa reduzir os riscos climáticos, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa para o zero líquido e limitando o aumento da temperatura média global. Aqui quantificamos o efeito dessas restrições sobre o aumento global do nível do mar até 2300, incluindo as instabilidades da camada de gelo da Antártida. Estimamos o aumento médio do nível do mar entre 0,7 e 1,2 m, se as emissões líquidas de gases de efeito estufa forem sustentadas até 2300, variando com o caminho das emissões durante este século. A estabilização de temperatura abaixo de 2 ° C é insuficiente para manter a elevação mediana do nível do mar até 2300 abaixo de 1,5 m. Descobrimos que cada atraso de 5 anos no pico de CO _{2 a} curto prazoas emissões aumentam o ano médio 2300 estimativas do aumento do nível do mar em aprox. 0,2 m e estimativas do aumento do nível do mar extremo no 95º percentil em até 1 m. Nossos resultados sublinham a importância da ação de mitigação a curto prazo para limitar os riscos a longo prazo do aumento do nível do mar.

Na 21ª conferência do clima da UNFCCC em Paris, os países renovaram seu compromisso global de combater a mudança climática e seus impactos. O Acordo de Paris ¹ estabelece um objetivo de temperatura de manter o aumento da temperatura média global bem abaixo de 2 ° C acima dos níveis pré-industriais e buscar esforços para limitar a 1,5 ° C acima dos níveis pré-industriais. Para conseguir isso, o acordo visa superar as emissões globais de gases de efeito estufa (GEE) o mais rápido possível e alcançar “um equilíbrio entre emissões antropogênicas por fontes e remoções por sumidouros de gases de efeito estufa na segunda metade do século XXI”. Este equilíbrio pode ser interpretado como a obtenção de emissões de GEE líquidas-zero entre 2050 e 2100 (referência ^2 , 3 ) .

O aumento do nível do mar é uma das principais conseqüências das alterações climáticas antropogênicas ^{4 , 5 , 6} e os efeitos do aumento do nível do mar em sua combinação com surtos de tempestades e afundamento da terra já podem ser observados hoje ⁷ . O aumento global do nível do mar consiste na soma de vários componentes em resposta a um forçamento comum e mostra uma resposta lenta e retardada ao aquecimento atmosférico atual e às emissões de GEE. A expansão térmica da água do oceano, o recuo das geleiras de montanhas e as calhas de gelo, e a perda de massa das placas de gelo da Groenlândia e da Antártida são os principais impulsionadores do aumento do nível do mar ligado às mudanças climáticas. Esses contribuintes respondem de maneiras diferentes a um clima mais quente, e todos respondem em prazos que variam de séculos a milênios⁸ . As emissões de gases de efeito estufa de hoje e do futuro próximo, portanto, comprometem o sistema da Terra a um legado de aumento do nível do mar, que só se desenvolverá completamente nos séculos vindouros.

Processo-resolver ⁴ e semi-empíricas ^9 , 10 avaliações do aumento do nível do mar sob a mudança climática predominantemente utilizam os cenários RCP ¹¹ e são muitas vezes limitadas ao século 21. Estimativas probabilísticas foram publicadas para o século 22 ¹² e a importância da política climática foi destacada para o aumento do nível do mar durante este século ¹³ e até 2300 (ref. ¹⁴ ). Uma perspectiva recente de 10 mil anos da política climática do século XXI e aumento do nível do mar ⁸amplia as avaliações anteriores do compromisso multinivel do nível do mar ¹⁵. O que não foi examinado até agora são as implicações do aumento do nível do mar de alcançar os objetivos de temperatura e mitigação do Acordo de Paris no próximo século e além.

Nós aqui exploramos o legado do nível do mar até 2300 dentro das restrições do Acordo de Paris com um conjunto de modelos de clima e ciclo de carbono de reduzida complexidade ^16 , 17 e um modelo de nível do mar simples baseado em componentes ¹⁸ . O modelo do nível do mar responde por novas evidências que mostram uma maior sensibilidade da camada de gelo antártica às mudanças climáticas globais ¹⁹ . Nós calibramos o componente da Gronelândia para observações mais recentes que incluem os últimos anos de perda de alta massa ^20 , 21 . Aplicamos a metodologia da referência. ¹⁸ sem mudanças para expansão térmica e geleiras, que produzem estimativas semelhantes ao IPCC AR5 para o aumento do nível do mar do século 21 ⁴. Descobrimos que o nível do mar continua a aumentar em quase todos os casos ao longo de 2300, com estabilização do nível do mar possível, mas não provável sob a diminuição das temperaturas médias globais. Em nossos cenários, as reduções de emissões a curto prazo afetam fortemente o aumento do nível do mar a longo prazo, uma vez que as emissões pós-2050 são restringidas pelo Acordo de Paris.

Cenários do Acordo de Paris

Nós investigamos cenários que alcançam o objetivo de emissão de gases de efeito estufa líquido zero do Acordo de Paris e mantêm o aumento da temperatura média global em vários níveis abaixo de 2 ° C (Fig.  1d ). Nós também exploramos cenários que somente alcançam emissões líquidas de CO ₂ , enquanto ainda estabilizamos o aumento da temperatura abaixo de 2 ° C (Fig.  1a ). Ao longo do manuscrito, discutimos os resultados desses dois subconjuntos de nosso conjunto de cenários. Nossos cenários de emissões estilizadas variam as emissões de CO ₂ de uso de combustível fóssil e indústria apenas, e de outra forma são iguais a RCP2.6. As taxas de redução após pico de emissões (0,3, 0,5 e 0,7 GtC ano ^-2) são definidas para abranger o intervalo entre a taxa mínima para alcançar o objetivo de temperatura de Paris com emissões de pico muito precoces e a taxa máxima avaliada na literatura ²² . Consulte a seção Métodos para obter uma descrição detalhada.

Projecto de aumento global do nível do mar

A combinação de uma complexidade reduzida, o modelo de propagação de incerteza da temperatura média global com um modelo de nível do mar baseado em componentes nos permite avaliar as implicações de diferentes vias de emissão no aumento do nível do mar até 2300 (seção de Métodos). O aumento mediano do nível do mar atinge 116-164 cm em 2300 sob cenários de estabilização de temperatura (zero-zero CO ₂ ) (Fig.  1c , Tabela  1a ) e 73-123 cm em cenários zero-zero GHG (Fig.  1f , Tabela  1b ; Todas as projeções absolutas do aumento do nível do mar são expressas em relação aos níveis de 2000). A incerteza combinada da resposta climática às emissões e a resposta do nível do mar ao aquecimento climático é assimétrica (Fig.  1c, f) e dominado pela alta sensibilidade da camada de gelo da Antártida sob alto aquecimento (Figuras  2d e  3d ). Achamos que um risco de aumento do nível do mar de até 5 m (ou 3 m) está dentro do intervalo de incerteza de 90% para três cenários zero-zero CO ₂ (respectivamente, zero zero zero) no extremo superior do nosso conjunto (Tabela  1 ).

Embora o nível médio do mar suba continuamente em todas as vias de emissão até pelo menos o ano 2300, este não é o caso da taxa a que o nível do mar muda. A taxa de elevação mediana do nível do mar começa a desacelerar logo após o pico das emissões e continua a diminuir a partir disso (Figura 2 suplementar  ). Também sob nossas vias com as reduções de emissões mais rápidas e iniciais, o aumento mediano do nível do mar ainda não parou em 2300, apesar da queda das temperaturas globais médias (Fig.  1e e Fig. 2b suplementar  ). As taxas médias no final do século 22 caem para 0,06-0,17 cm ano ^-1 para cenários zero de GEE e para 0,33-0,49 cm ano ^-1 para zero zero CO ₂cenários (mínimo e máximo dentro do conjunto de cenários, Tabela  2 ). A estimativa do 16.6º percentil para cenários zero-zero GHG indica que a estabilização do nível do mar é possível sob temperaturas médias globais em declínio.

Respostas de componentes individuais do nível do mar

As quatro contribuições individuais do aumento do nível do mar para cenários zero-zero CO ₂ (estabilização de temperatura) são exibidas na Fig.  2 . As contribuições medianas têm a mesma ordem de grandeza. Devido à alta sensibilidade à mudança de temperatura global do componente antartico ¹⁹ , a estimativa de alta probabilidade de baixa probabilidade é dominada pelas folhas de gelo. Uma contribuição de 3 m da Antártida não pode ser descartada para o nosso cenário mais caloroso, que atinge a estabilização da temperatura através do zero de zero CO ₂ , emissões de picos no ano 2035 e depois segue uma taxa de redução de 0,7 GtC ano ^-2. Isto é> 2 m acima do cenário de estabilização de temperatura mais rigoroso em nosso conjunto com o pico do ano 2020 e taxa de redução subsequente de 0,7 GtC ano ^-2 (Dados Suplementares  4 ). Uma contribuição antártica negativa não é provável, mas é possível sob estabilização de temperatura. Em contrapartida, a expansão térmica, as geleiras das montanhas e a camada de gelo da Gronelândia continuam a aumentar o aumento do nível do mar sob estabilização da temperatura (ver também a Fig. 3 suplementar  ). De acordo com a restrição de GEE zero do zero do Acordo de Paris e as temperaturas implícitas da média global em declínio, todas as contribuições, exceto a Groenlândia, podem se estabilizar durante o século 22 (Fig.  3 e Suplementar Fig.  4). A expansão térmica, as geleiras de montanhas e a camada de gelo da Antártida podem contribuir negativamente para o final do século 22 em nosso modelo, mas apenas a contribuição antártica pode ser significativamente negativa. Consulte a seção Métodos para obter mais detalhes sobre as respostas dos componentes individuais, incluindo uma comparação com os resultados de modelos mais abrangentes. As estimativas do percentil para cada resposta do componente do nível do mar a cada cenário zero de CO ₂ e zero de zero são fornecidos como Dados Suplementares  4 .

Vinculação do aumento do nível do mar e ação climática a curto prazo

Nosso conjunto de cenários nos permite avaliar como o aumento do nível do mar 2300 muda como uma função de nossos parâmetros de cenário. Todos os outros parâmetros sendo iguais, o aumento médio do nível do mar em 2300 é de cerca de 40 cm maior em cenários que apenas estabilizam o aumento de temperatura, mantendo as emissões globais de CO ₂ em níveis zero-zero, em comparação com cenários que, adicionalmente, alcançam emissões zero de zero em GEE e, portanto, pico e declínio das temperaturas médias globais (Fig.  4a ). A propagação dentro de cada um desses dois grupos de cenários é de magnitude similar. Uma vez que os níveis de emissão no final do século são limitados pelo objetivo neto-zero do acordo de Paris, as emissões a curto prazo (por exemplo, no ano 2030) tornam-se um preditor para o aumento do nível do mar 2300. As emissões mais elevadas em 2030 implicam um maior aumento do nível do mar a longo prazo (ver Fig. 4a ). Uma relação clara entre os níveis de emissão de 2050 (Fig.  4b ) e a elevação do nível do mar a longo prazo é válida para cenários de GEE negativos para zero. Os cenários zero-zero CO ₂ que atingiram zero emissões em 2050 mostram uma diferença de 30 cm para o aumento mediano do nível do mar em 2300 (Figura  4b ), que é causada exclusivamente pela diferença de emissões