Earth’s Energy Imbalance sw

Bild 1. 12 månaders löpande medelvärde för jordens energibalans, baserat på CERES-satellitdata för EEI-förändring normaliserad till 0,71 W/m2 medelvärde för juli 2005 - juni 2015 baserat på in situ-data.

Jordens energibalans och klimatets reaktionstid

22 december 2022

James Hansen, Makiko Sato, Norman Loeb, Leon Simons, Karina von Schuckmann

Vårt kloka val av grafer för Global Warming in the Pipeline[1] (inlämnad till Oxford Open Climate Change, tillgänglig här med en lista över akronymer) pressade ut en graf över jordens energibalans (EEI, fig. 1 ovan). EEI är planetens nettovinst (eller -förlust) av energi, dvs. skillnaden mellan absorberad solenergi och utsänd termisk (värme)strålning. EEI är den grundläggande diagnos som informerar oss om vart det globala klimatet är på väg. Så länge mer energi kommer in än vad som går ut, dvs. så länge EEI är positivt, kommer jorden att fortsätta att bli varmare.

EEI är svårt att mäta, en liten skillnad mellan två stora kvantiteter (jorden absorberar och avger ungefär 240 W/m2 i genomsnitt över hela planetens yta), men förändringen av EEI är väl mätt från rymden. 2. Absolut kalibrering erhålls från förändringen av värme i värmebärarna, främst det globala havet, under en period på minst ett decennium, vilket krävs för att minska felet på grund av det ändliga antalet ställen som havet provtas på. 3.

EEI varierar från år till år (fig. 1), till stor del på grund av att den globala molnmängden varierar med vädret och havets dynamik, men i genomsnitt över flera år talar EEI om vad som behövs för att stabilisera klimatet. 4

När JEH höll ett TED-talk för tio år sedan var EEI cirka 0,6 W/m2, i genomsnitt över sex år (det kanske inte låter så mycket, men det motsvarar energin i 400 000 Hiroshimaatombomber per dag, varje dag). Nu verkar det som om EEI har fördubblats till mer än 1 W/m2. Orsakerna, som diskuteras i vår artikel, är främst en ökad tillväxttakt för växthusgaser (GHG) och en minskning av människoskapade aerosoler (fina partiklar i luften som reflekterar solljuset och kyler planeten). Vi kommer att diskutera de praktiska konsekvenserna av den planetära energibalansen längre fram.

Att regeringarna inte lyckas vidta de åtgärder som krävs för att stabilisera klimatet beror delvis på klimatets fördröjda reaktion. Om den fulla (jämvikts-) klimatpåverkan från förbränning av fossila bränslen inträffade omedelbart skulle vi sannolikt ha agerat mer aggressivt för att begränsa klimatförändringarna. Å andra sidan är den fördröjda reaktionen nyttig, om vi använder tiden klokt och vidtar åtgärder för att begränsa den slutliga klimatförändringen. Det är därför viktigt att ha en god förståelse för klimatets reaktionstid.

Klimatets reaktionstid. Charney-studien[5] från 1979 fokuserade på jämviktsklimatkänsligheten (ECS) för en CO2-fördubbling (2×CO2), ett idealiserat gedankenexperiment där atmosfären och havet reagerar på 2×CO2 men andra klimatvariabler, t.ex. storlek på inlandsisen och vegetation, är fasta. Charneys ECS omfattar således endast "snabba" återkopplingar som vattenånga, moln och havsis. Charney drog slutsatsen att den snabba återkopplingen 2×CO2 ECS var 3 ± 1,5°C, men noterade: "Vi tror dock att det är fullt möjligt att kapaciteten hos havets mellanliggande vatten att absorbera värme kan fördröja den beräknade uppvärmningen med flera decennier."

Charney nämnde inte att fördröjningen är en stark funktion av ECS. Fysiken är enkel. De flesta snabba återkopplingar träder in inte som svar på klimatforceringen utan som svar på den globala temperaturförändringen.

Om klimatsystemets termiska tröghet är fast (säg värmekapaciteten hos havets välblandade övre skikt) ökar således fördröjningen linjärt med ECS

(t.ex. är fördröjningen dubbelt så lång för ECS = 4 °C som för ECS = 2 °C).

När det blandade lagret värms upp utbyter det dock vatten med det djupare havet, vilket bromsar uppvärmningen av det blandade lagret. Om blandningen till det djupare havet approximeras som diffusiv, är svarstiden för yttemperaturen proportionell mot kvadraten på ECS[6].

Det verkliga värmeupptaget i havet är mer komplext än diffusion. Atmosfär-oceaniska GCM:er (globala klimatmodeller) kan ge en mer tillförlitlig klimatresponstid om de realistiskt simulerar havets dynamik och blandning. År 2008 misstänkte en av oss (JEH) att GISS:s (Goddard Institute for Space Studies) GCM blandar värme för effektivt till djuphavet;

På 100 år uppnådde den globala yttemperaturen endast 60 % av sin jämviktsrespons. För sin "Bjerknes"-presentation[7] vid American Geophysical Union-mötet 2008 begärde han 2×CO2-GCM-resultat från de tre ledande modelleringsgrupperna i världen. Alla tre modellerna hade en svarstid som var lika långsam eller långsammare än GISS GCM. Detta löste inte frågan; misstanken kvarstod att alla dessa modeller blandade värme nedåt mer effektivt än den verkliga världen. Det verkade motiverat att ägna mer uppmärksamhet åt den tidsmässiga reaktionen på en omedelbar fördubbling av koldioxid.

För det första utgör denna reaktion en grön funktion[7], vilket underlättar studier av klimatproblem för personer som inte har tillgång till eller inte vill köra en global GCM.

Aerosoler var dock den fråga som var särskilt viktig i denna AGU-diskussion. Misstanken var att en överdriven, orealistisk, blandning av värme i djuphavet gjorde att klimatmodellerare underskattade klimatpåverkan från aerosoler orsakade av människan.

Blandning i havet och aerosoler. Om oceanmodellerna blandar värme nedåt för snabbt, varför ger GCM:erna en realistisk global uppvärmning under det senaste århundradet? De kan göra det genom att underskatta aerosolernas avkylning eftersom aerosolernas klimatpåverkan inte mäts. Överdriven blandning i havet minskar uppvärmningen vid havsytan. Av den anledningen behöver klimatmodellerna inte ha så mycket av den process som faktiskt minskar uppvärmningen i den verkliga världen: mänskligt skapade aerosoler. Det är lätt att uppnå en för liten aerosolförstärkning: utelämna eller underskatta aerosoleffekten på moln.

Frågan om aerosoler fortsätter i dag. Hur stor är aerosolförstärkningen? Är aerosolmängden nu på väg att minska,[9] vilket orsakar en acceleration av den globala uppvärmningen? Med andra ord, är betalningen för vår Faustiska aerosolaffär[10] på väg att betalas? Dessa frågor tas upp i vårt Pipeline paper[1], men för att få en kvantitativ förståelse krävs kunskap om klimatets reaktionstid, och det kräver en förmåga att simulera global havsdynamik och blandning på ett realistiskt sätt.

Fig. 2. (a) Den globala medeltemperaturen vid en omedelbar fördubbling av koldioxid och (b) normaliserad responsfunktion (procent av den slutliga förändringen). Tjocka linjer är utjämnade[11] resultat.

En nyare GISS-modell. Max Kelley förnyade GISS:s havsmodell. Blandningen i havet förbättrades genom användning av ett advektionsschema av hög ordning,[12] finare vertikal upplösning (40 lager), uppdaterad parameterisering av virvelvågor på mesoskala och korrigering av fel i koden för oceanmodellering. Den nyare GCM[13] har förbättrat den interna variabiliteten, inklusive Madden-Julian Oscillation (MJO), El Nino Southern Oscillation (ENSO) och Pacific Decadal Oscillation (PDO), även om den ENSO-liknande variabilitetens spektrala signatur är orealistisk och amplituden är överdriven, vilket framgår av oscillationernas storlek i figur 2, som diskuteras nedan. Havsblandningen i GISS (2020) kan fortfarande vara lite överdriven i Nordatlanten, där modellens simulerade penetration av CFC är större än vad som observerats[14].

Vi kan lära oss något genom att jämföra successiva versioner av GISS-modellen, även om delar av fysiken i modellen fortfarande är orealistisk. Vi använder specifikt två modellversioner: GISS (2014) och GISS (2020),[15] båda beskrivna av Kelley et al. (2020). 12

Moln parametriseras fortfarande grovt i GISS (2020)-modellen, men med en förändring som gör det möjligt att dra slutsatser om ett anmärkningsvärt samband mellan moln och havets reaktionstid. Molnförändringen ligger i glaciations-parameteriseringen vid molntemperaturer med molnpartiklar med blandad fas.

GISS (2014)-modellen har en orealistiskt liten andel underkylda vätskedroppar, medan (2020)-modellen gör fel i motsatt riktning: andelen molnpartiklar som är underkylda droppar är för stor.

Klimatets svarstid. Den överraskande effekten av molnpartiklarnas mikrofysik på havet är i slutändan lätt att förstå. I "Bjerknes"-diskussionen antogs det att fördröjningen i klimatresponsen endast berodde på havets effektiva termiska tröghet (alltså på havets blandning) och ECS.

Baserat på bevis för att GISS (2020)-modellen i stort sett hade eliminerat överdriven, orealistisk, havsmixning, förväntade vi oss därför en snabbare reaktion på yttemperaturen vid en 2×CO2-belastning - men det är inte vad vi fann (fig. 2). I stället är den nyare modellen något långsammare än den gamla modellen som en del av jämviktsreaktionen (fig. 2b). Båda modellerna behöver 100 år för att nå inom 1/e av jämviktsuppvärmningen, dvs. 63 % av jämviktsreaktionen. Det finns två orsaker till den nyare modellens långsamma respons, en uppenbar och en mer intressant.

Inledningsvis värms de två modellerna upp i samma takt (fig. 2a), vilket är förväntat eftersom den starkare återkopplingen i GISS (2020)-modellen kommer in i bilden först när uppvärmningen sker. Den snabbare uppvärmningen av ytan i GISS (2020) på grund av minskad uppblandning i havet uppvägs delvis av den nyare modellens högre ECS, vilket ökar den tid som behövs för att nå jämvikt. Den mer intressanta skillnaden mellan modellerna blir uppenbar när vi jämför EEI-responsfunktionerna för de två modellerna (fig. 3).

Fig. 3. a) Jordens energibalans (EEI) för 2×CO2 och b) EEI:s responsfunktion.

Jordens energibalans i den nyare modellen minskar snabbt, med en tredjedel, som svar på en 2×CO2-belastning (fig. 3a). EEI definierar hastigheten med vilken värme pumpas in i havet, så mindre EEI innebär längre tid för havet att nå sin nya jämvikt. Denna snabba minskning av EEI är ultrasnabb, nästan omedelbar, som svar på forceringen ("snabba" återkopplingar sker snabbt som svar på temperaturförändringar, men temperaturförändringen sker under ett årtusende, figur 2a). I brist på alternativ måste denna ultrasnabba återkoppling vara en molnförändring som orsakas av strålningsdrivningen 2×CO2.

Molnfysikerna är medvetna om att moln reagerar snabbt på strålningsdrivning. Andrews et al.[16],[16] Zelinka et al.[17] och Kamae et al.[18] granskar snabba molnjusteringar som är skilda från globala temperaturmedierade förändringar. Moln kan reagera på strålningsdrivning, t.ex. genom effekter på molnpartikelfasen, molntäcket, molnalbedo och nederbörd.[19]

Detta väcker frågan om det är mer användbart att betrakta denna snabba reaktion som en justering - och införliva den i en justerad klimatdrivning - eller som en ultrasnabb återkoppling. Snabb respons av stratosfärisk temperatur på CO2-ändring, t.ex. inkluderas i en justerad forcering. Detta är användbart: den justerade forceringen ger sedan en global temperaturförändring som är förenlig med andra forcingar av liknande storleksordning. Alla klimatmodeller med realistiska strålningsberäkningar finner liknande forcering efter justering för stratosfärisk förändring.

Däremot är det osannolikt att molnjusteringar kommer att vara likartade i alla klimatmodeller eftersom molnfysikbehandlingarna varierar kraftigt och fortfarande håller på att utvecklas. Vi föreslår att det finns fördelar med att beskriva molnjusteringen som en ultrasnabb klimatåterkoppling för att tolka temperaturens (fig. 2) och EEI:s (fig. 3) svar på en klimatforcering. Den nästan omedelbara minskningen av EEI med en tredjedel i GISS-modellen (2020) bör inte tolkas som att molnen orsakar en mindre forcering, vilket skulle ge intryck av att den förväntade klimatförändringen är mindre.

Tvärtom är det troligt att molnen orsakar att ECS blir större (fig. 2a), men molnens ultrasnabba återkoppling kan ha en tendens att lura oss genom att den bromsar upp uppvärmningen av haven, vilket ökar det globala klimatets reaktionstid.

Klimatets responsfunktioner. EEI når 63 % respons (återgång till jämvikt) på bara 10 år (fig. 3b) i GISS-modellen (2020). Denna snabba reaktion av EEI minskar energiflödet till havet. Men är denna snabba respons realistisk? EEI-reaktionstiden varierar från ~10 år i GISS (2020)-modellen till ~50 år i GISS (2014), kanske för att fördelningen av molnpartiklar mellan vatten och is ligger på motsatta sidor av verkligheten i dessa två modeller (fig. 1 i Kelley, et al.). 13 De exakta molnförändringar som orsakar detta beteende i modellerna kan bestämmas från en stor uppsättning korta GCM-körningar, var och en med 2×CO2 tillsatt vid en annan punkt i en kontrollkörning av GCM:n, vilket definierar molnförändringar och andra diagnostiska kvantiteter med godtycklig noggrannhet.

Flera forskargrupper arbetar med att inkludera detaljerad molnmikrofysik i GCM:er. Det skulle vara användbart om temperatur- och EEI-responsfunktionerna tillhandahölls för alla modeller. Med tanke på att ECS i den verkliga världen är minst ~4 °C för 2×CO2 finns det förmodligen mer förstärkande molnåterkoppling i den verkliga världen än i GISS-modellen (2020). Hur stor del av återkopplingen är ultrasnabb, till skillnad från snabb? Den fördelningen avgör i vilken grad jordens energibalans är ett mått på den minskning av klimatforceringen som krävs för att stabilisera klimatet, vilket framgår av Pipeline-dokumentet.

Andrews et al. (2012)[16] uppskattar att snabb molnjustering bidrar med 0,8 °C av den 4,4 °C stora 2×CO2-jämviktsreaktionen i en klimatmodell från Hadley Centre, vilket innebär att deras modell också har en stor ultrasnabb reaktion. Detta är förenligt med en betydande ultrasnabb respons, men en tilldelning till specifika molnförändringar skulle underlättas av diagnostiska studier enligt förslaget ovan.

Sammanfattning. Låt oss nu återgå till diskussionen om figur 1, Jordens energibalans (EEI). EEI är i sig själv den enskilt viktigaste diagnostiska storheten som karakteriserar statusen för klimatförändringarna, utsikterna för fortsatt global uppvärmning, stabilisering av den globala temperaturen eller avkylning av planeten.

EEI har en stor naturlig variabilitet på tidsskalor på några få år och till och med på längre tidsskalor, främst på grund av att moln är känsliga för fluktuationer i vädermönster och havsdynamik. Vi behöver därför mer tid för att få tillgång till omfattningen och betydelsen av ökningen av EEI under det senaste decenniet.

Vi kan dock med säkerhet säga att EEI har ökat under det senaste decenniet, en ökning som är förenlig med oberoende bevis för att tillväxttakten för den mänskligt orsakade klimatdrivningen har ökat. Det ökade EEI ligger till grund för vår prognos att den globala uppvärmningen kommer att accelerera med så mycket som 50-100 % under de få decennier som följer på 2010 (fig. 4). Längden på denna period av accelererad uppvärmning kommer att bero på vilken väg mänskligheten följer i sina fortsatta förändringar av atmosfärens sammansättning.

Bild 4. Den globala yttemperaturen i förhållande till medelvärdet för 1880-1920.

Vår pragmatiska utvärdering som bygger på verkliga data är ett viktigt motgift mot de bedömningar som görs i samband med FN:s årliga COP-möten (Conference of the Parties) och som ger intryck av att det görs stora framsteg och att det fortfarande är möjligt att begränsa den globala uppvärmningen till så lite som 1,5 °C. När regeringarna och allmänheten väl har förstått figur 1 bör de se det som en väckarklocka om den ohållbara situation som vi skapar för unga människor.

Det är därför avgörande att de anmärkningsvärda observationer som möjliggjorde konstruktionen av figur 1 fortsätter och förbättras - vilket är en större utmaning än vad regeringarna kanske är medvetna om. Det behövs exakta observationer från rymden och från hela det globala havet.

Mätningarna av jordens strålningsbudget från rymden var till stor del en produkt av den explosion av statliga utgifter på 1990-talet för NASA:s jordobservationssystem. Ännu finns det inga fasta och tillräckliga planer för en långsiktig fortsättning av dessa observationer. NASA tenderar att betrakta sig självt som ett organ som utvecklar vetenskaplig och instrumentell teknik, medan fortsatta långsiktiga observationer bör utföras av andra. När det gäller klimatförändringar är dock långsiktiga observationer vetenskapen. Det är mycket viktigt att NASA utarbetar planer för att fortsätta dessa viktiga mätningar.

Mätningar i havet är lika viktiga. Argoprogrammet, som har distribuerat omkring 4 000 autonoma, djupdykande flottar runt om i världshaven, måste fortsätta och förbättras. Fler mätningar behövs särskilt i polarområdena där några av de mest betydande klimatförändringarna börjar ske, förändringar som kommer att påverka hela planeten. USA:s nationella administration för atmosfär och oceanologi (NOAA) har tillhandahållit en stor del av Argo-skeppen, men många andra nationer bidrar också.

Det bör noteras att vi använder EEI som ett grovt, indirekt sätt att bedöma förändringar i globala aerosoler och den klimatpåverkan som orsakas av aerosoler och som huvudsakligen sker genom effekter på moln. Det skulle vara mycket bättre om vi också hade mer direkta mätningar av aerosolernas (och andra) klimatdrivande faktorer, vilket föreslogs för ett Climsat-uppdrag för flera decennier sedan. 20

Även om ett sådant övervakningsuppdrag ansågs ligga utanför räckvidden för NASA:s vetenskapliga program skulle det inte vara mindre värdefullt i dag. En av de mättekniker som föreslås för Climsat, polarimetri med hög precision, kommer att testas på NASA:s PACE-uppdrag (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem)[21] som planeras att skjutas upp 2024.

Twitter-World "vetenskap". Vi har fått veta att en bisarr kritik av  Pipeline-artikeln dök upp på Twitter, där man drog slutsatsen att vår artikel var "felaktig", eftersom vi inte tog hänsyn till att växthusgaser i atmosfären snart skulle minska i takt med att de mänskliga utsläppen minskar och havet och atmosfären absorberar den av människan orsakade ökningen av växthusgaser.

Vi hoppas att även icke vetenskapsmän kan se igenom ett sådant tänkande. När Charney definierade gedankenproblemet: vad är jämviktsklimatkänsligheten (ECS) för 2×CO2 -forcering, visste han att om man hållerCO2 fast på den nivån och fastställer vissa randvillkor, t.ex. storleken på inlandsisen, är det en idealiserad situation som är utformad för att hjälpa till att utveckla en förståelse för klimatförändringar och klimatåterkopplingar. Vår slutsats att ECS är minst ~4°C, nära den övre delen av Charneys uppskattade intervall, hänvisar till detta specifika problem.

Vår studie gör dock mer än så, vi tar också upp den fördröjning av klimatresponsen som orsakas av havets termiska tröghet (fig. 2). Med hjälp av jordens paleoklimathistoria tar vi också upp frågan: vad är jordens systemkänslighet (ESS) för det idealiserade fallet där 2×CO2-forcering hålls konstant tills alla snabba och långsamma återkopplingar tillåts nå jämvikt.

Svaret vi finner är nära 10 °C, enbart för koldioxidpåverkan.

Om vi inkluderar den negativa påverkan från dagens aerosoler kan svaret bli så lågt som 6-7 °C, men ESS är ~10 °C.

Bild 5. Uppdatering[22] av den årliga ökningen av klimatpåverkan från växthusgaser, inklusive en del av O3-påverkan via effektiviteten av CH4-påverkan (se stödmaterial i Pipeline-publikationen). MPTG och OTG står för Montrealprotokollet och andra spårgaser. RCP2.6 är ett scenario som syftar till att hålla den globala uppvärmningen under 2 °C.

Naturligtvis säger vi inte att sådana temperaturer kommer att inträffa på kort sikt - vi måste vänta tills istäcken krymper till en mycket mindre storlek och det globala djuphavet värms upp. På kort sikt kommer vi dock sannolikt att se en accelererande uppvärmning (fig. 4).

Detta väcker frågan om huruvida FN:s COP och dess rådgivande process fungerar bra. Det är bra att tillhandahålla scenarier med en snabb minskning av det mänskligt orsakade klimatdrivkraften, såsom scenario RCP2.6 (fig. 5), men vi bör inte tillåta att beslutsfattare ser på världen genom orealistiska rosafärgade glasögon som lämnar unga människor att bära bördan av vår okunskap.

Det kan vara roligt att twittra. Kanske finns det fördelar med att twittra saker som bygger upp ett stort antal "följare" och bidrar till att sälja böcker som kan hjälpa till att informera allmänheten, men informationen måste vara giltig om den ska vara användbar. Vi hoppas att det också finns stöd för ett tillvägagångssätt som fokuserar på att främja vetenskapen, vilket nödvändigtvis innebär att man måste undvika att fastna i Twitter-snack.

[1] Hansen, J.E., M. Sato, L. Simons, L.S. Nazarenko, K. von Schuckmann, N.G. Loeb, M.B. Osman, P. Kharecha, Q. Jin, G. Tselioudis, A. Lacis, R. Ruedy, G. Russell, J. Cao, J. Li, Global Warming in the Pipeline, submitted to Oxford Open Climate Change.

[2] Loeb, N. G., Johnson, G. C., Thorsen, T. J., Lyman, J. M., Rose, F. G., & Kato, S., Satellite and ocean data reveal marked increase in Earth’s heating rate, Geophys. Res. Lett. 48, e2021GL093047, 2021.

[3] von Schuckmann, K., L. Cheng, M.D. Palmer, J. Hansen et al.: Heat stored in the Earth system: where does the energy go?, Earth System Science Data 12, 2013-2041, doi:10.5195/essd-12-2013-2020, 2020.

[4] Sentinel for the Home Planet, 7 September 2020 Climate Science, Awareness and Solutions communication.

[5] Charney, J., Arakawa, A., Baker, D., Bolin, B., Dickinson, R., Goody, R., Leith, C., Stommel, H. and Wunsch, C.: Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment, Natl. Acad. Sci. Press, Washington, DC, 33p, 1979.

[6] Hansen, J., G. Russell, A. Lacis, I. Fung, D. Rind, and P. Stone: Climate response times: dependence on climate sensitivity and ocean mixing. Science, 229, 857-859, 1985.

[7] Hansen J Climate Threat to the Planet, American Geophysical Union, San Francisco, California, 17 December 2008, http://www.columbia.edu/~jeh1/2008/AGUBjerknes20081217.pdf. (3 December 2022, date last accessed).

[8] Tom Delworth (NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory), Gokhan Danabasoglu (National Center for Atmospheric Research), and Jonathan Gregory (UK Hadley Centre) provided long 2×CO2 runs of their GCMs.

[9] Quaas, J., H. Jia, C. Smith, A.L. Albright, W. Aas, N. Bellouin, O. Boucher, M.Doutriaux-Boucher, P.M. Forster, D. Grosvenor, S. Jenkins, Z. Klimont, N.G. Loeb, X. Ma, V. Naik, F. Paulot, P. Steir, M. Wild, G. Myhre and M. Schulz: Robust evidence for reversal of the trend in aerosol effective climate forcing, Atmos. Chem. Phys. 22, 12,221-12,239, 2022.

[10] Hansen, J., 2009: Storms of My Grandchildren, Bloomsbury, New York, 320 pages.

[11] Yr 1 (no smoothing), yr 2 (3-yr mean), yr 3-12 (5-yr mean), yr 13-300 (25-yr mean), yr 301-5000 (101-yr mean).

[12] Prather, M. J.: Numerical advection by conservation of second order moments. J. Geophys, Res. 91, 6671–6680, 1986.

[13] Kelley, M., G.A. Schmidt, L. Nazarenko, S.E. Bauer, R. Ruedy, G.L. Russell, et al., GISS-E2.1: Configurations and climatology. J. Adv. Model. Earth Syst., 12, no. 8, e2019MS002025, 2020.

[14] Romanou, A., Marshall, J., Kelley, M., & Scott, J., Role of the ocean's AMOC in setting the uptake efficiency of transient tracers. Geophysical Research Letters, 44, 5590–5598, 2017.

[15] The GISS (2014) model is labeled as GISS-E2-R-NINT and GISS (2020) as GISS-E2.1-G-NINT in published papers, where NINT (noninteractive) signifies that the models use specified GHG and aerosol amounts.

[16] Andrews,T., Gregory, J.M., Forster, P.M., and Webb, M.J.: Cloud adjustment and its role in CO2 radiative forcing and climate sensitivity: a review. Surv. Geophys. 23, 619-635, 2012.

[17] Zelinka, M.D., S.A. Klein, K.E. Taylor, T. Andrews, M.J. Webb, J.M. Gregory and P.M. Forster: Contributions of different cloud types to feedbacks and rapid adjustments in CMIP5, J. Clim. 26(14), 5007-5027, 2013.

[18] Kamae, Y., M. Watanabe, T. Ogura, M. Yoshimori and H. Shiogama: Rapid adjustments of cloud and hydrological cycle to increasing CO2: a review, Curr. Clim. Chan. Rep 1, 103-113, 2015.

[19] Zelinka, M.D., T.A. Myers, D.T. McCoy, S.Po-Chedley, P.M. Caldwell, P. Ceppi, S.A. Klein and K.E. Taylor, Causes of higher climate sensitivity in CMIP6 models, Geophys. Res. Lett. 47, e2019GL085782, 2020.

[20] Hansen, J., W. Rossow and I. Fung, Long-Term Monitoring of Global Climate Forcings and Feedbacks, NASA CP-3234, 91 pages, 1993.

[21] Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) satellite mission.

[22] Hansen, J. and M. Sato. Greenhouse gas growth rates. Proc. Natl. Acad. Sci. 101, 16109-16114, 2004.