Hvorfor endrer klimaet seg?

• Klimaet er i endring
• Hva er klima?
• Hvordan måler man klima?
• Hvordan virker klimasystemet?
• Naturlig drivhuseffekt
• Menneskeskapt drivhuseffekt
• Avkjølende utslipp
• Ulik virkning av klimagasser
• Økning i den globale gjennomsnittstemperaturen
• Havstigning

 

Klimaet er i endring

Selv om det globale klimaet ikke er stabilt, har klimaendringene de siste hundre årene vært betydelige sett i et tusenårsperspektiv (Se figur 1).

FNs klimapanel (IPCC) konkluderer i sin fjerde hovedrapport fra 2007 med at Det er meget sannsynlig at menneskets utslipp av klimagasser har forårsaket mesteparten av den observerte globale temperaturøkningen siden midten av 1900-tallet.

Tegn på dette er blant annet at den globale middeltemperaturen har økt med om lag 0,74 °C over de siste 100 år og at hyppigheten av kraftig nedbør har økt over de fleste landområder.

Hva er klima?

De fleste forbinder klima med det gjennomsnittlige været. Noen ganger snakker man om lokalklima. Andre ganger er det snakk om klima i større regioner eller til og med hele kloden. Det er når man får avvik fra det gjennomsnittlige klimaet i en lengre periode at man kan snakke om klimaendringer.

Hvordan måler man klima?

Når man skal måle klima eller klimaendringer, er det først og fremst temperatur og nedbør man ser på. Andre sider ved klimaet er luftfuktighet, vindstyrke- og retning, trykkforhold, skydekke og solinnstråling. I global sammenheng er det likevel særlig temperatur som blir brukt for å måle langtidsutviklingen av klimaet.

Hvordan virker klimasystemet?

Det er svært mange faktorer som er med på å bestemme klimaet på jorden. Delvis er det snakk om ytre drivkrefter som solstråling. Drivkreftene på jordkloden virker i et samspill mellom ulike delsystemer som atmosfære, hav, biosfære (de levende organismene), snø og is. Disse drivkreftene og delsystemene er i mange tilfeller koplet sammen på måter som enten kan forsterke eller svekke hverandres betydning. Dette kalles tilbakekoblingseffekter.

Variasjon i sollyset

Når strålingen vi mottar fra Sola blir sterkere eller svakere, påvirker det naturligvis temperaturen på Jorda. Over tusenvis av år bidrar små variasjoner i Jordas bane rundt Sola til vekslingen mellom istider og varmere perioder (se Istider og jordas stilling i forhold til sola). Variasjon i solaktiviteten – forandringer i Solas magnetfelt som blant annet synes som mørkere solflekker og lysbluss – kan også endre energiutstrålingen fra Sola (se En ganske vanlig stjerne). I løpet av solflekksyklusene på omtrent 11 år utgjør ikke variasjonen i sollyset mer enn 0,1 prosent. Når det gjelder variasjon i solstrålingen over lengre tidsrom, er usikkerheten stor. Det er bare for de siste 20 årene vi har direkte satellittmålinger av styrken på sollyset. Den direkte virkningen av variasjon i solstrålingen har antakelig bidratt til klimaendringene vi har sett de siste 150 årene, men det er enighet om at den er for liten til alene å forklare hele oppvarmingen som har funnet sted.

I tillegg til den direkte oppvarmende virkningen av sollyset kan det tenkes at variasjonen i Solas aktivitet har andre, indirekte virkninger. Særlig tre slags mekanismer er mye diskutert. Det er foreløpig usikkert om hver av disse tre indirekte mekanismene virkelig er til stede og påvirker klimasystemet. Det er heller ikke mulig å tallfeste hvilken virkning de eventuelt har.

Les mer om Sola og drivhuset

Naturlig drivhuseffekt

Det eksisterer en naturlig drivhuseffekt som holder jordens middeltemperatur ca. 34 °C høyere enn den ville ha vært uten denne effekten. I dag er middeltemperaturen om lag 15 °C. Uten den naturlige drivhuseffekten ville den globale middeltemperaturen altså vært -19 °C.

Den naturlige drivhuseffekten skyldes tilstedeværelse av skyer og såkalte klimagasser:

• Vanndamp (H₂O)
• Karbondioksid (CO₂)
• Metan (CH₄)
• Lystgass (N₂O)
• Ozon (O₃)

Klimagassene (også kalt drivhusgasser) og skyer har den egenskapen at de slipper gjennom inngående solstråling relativt uhindret, mens de absorberer utgående varmestråling fra jorda. Denne energien sendes ut igjen som stråling i alle retninger. Noe av dette sendes tilbake til jordoverflaten.

Dermed gjør klimagassene at mer av varmen bevares i jordatmosfæren, mens mindre forsvinner ut i verdensrommet igjen.

Menneskeskapt drivhuseffekt

Siden før-industriell tid (omkring 1750) har konsentrasjonen av karbondioksid (CO₂) økt med rundt 31 prosent, konsentrasjonen av metan (CH₄) har økt med rundt 151 prosent og konsentrasjonen av lystgass (N₂O) har økt med rundt 17 prosent. Økningen skyldes menneskeskapte utslipp, og har gitt en forsterket drivhuseffekt. Menneskenes aktiviteter har også tilført atmosfæren mindre mengder av en rekke andre klimagasser som ikke forekommer naturlig i atmosfæren.

Økningen i atmosfærens CO₂-konsentrasjon betyr mest (omkring 60 %) for den menneskeskapte forsterkningen av drivhuseffekten. De menneskeskapte utslippene av CO₂ skyldes først og fremst bruk av fossile brensler (kull, olje og gass) og avskoging i tropiske strøk.

Menneskenes utslipp utgjør bare en liten del av tilførselen av klimagasser til atmosfæren, og virkningen er liten i forhold til for eksempel effekten av naturlig forekommende vanndamp. Problemet er at klimasystemet er veldig komplisert og følsomt, og til og med små endringer i dette systemet kan utløse store konsekvenser. Naturens egne utslipp av klimagasser inngår i et kretsløp, hvor for eksempel råtnende trær slipper ut CO₂ og levende trær tar opp CO₂ gjennom fotosyntese. Våre CO₂ -utslipp, blant annet fra forbrenning av fossilt materiale, inngår ikke i dette kretsløpet. Når vi bruker fossile brensler henter vi fram karbon som er lagret nede i bakken eller havbunnen for lang tid tilbake. Dette er ikke en del av kretsløpet og gir et overskudd av CO₂ som blir værende i atmosfæren i lang tid.

Avkjølende utslipp

Men noen utslipp har faktisk en motsatt effekt på klimaet. Utslipp av svoveldioksid (SO₂) omdannes til partikler som reflekterer sollys og dermed reduserer solinnstrålingen. Dette har motvirket oppvarmingseffekten av drivhusgassene noe, men den avkjølende effekten er begrenset til visse områder. Slike partikler gir også avkjøling gjennom å påvirke skyenes utbredelse og egenskaper, men det er vesentlig usikkerhet knyttet til betydningen av denne effekten.

Reduksjon av ozonlaget i stratosfæren (området i atmosfæren fra omkring 15 til 50 kilometers høyde) har også hatt en avkjølingseffekt, mens økt konsentrasjon av ozon i troposfæren (de nederste 15 km av atmosfæren) har gitt en oppvarmingseffekt.

Ulik virkning av klimagasser

De forskjellige klimagassene har forskjellig virkning på klimaet . Det er også forskjellig hvor lenge utslipp av de ulike gassene fortsetter å påvirke atmosfærens sammensetning. CO₂ har for eksempel en forholdsvis svak, men svært langvarig virkning på klimaet, mens metan har en langt kraftigere, men mer kortvarig virkning.

I forbindelse med tiltak for å redusere utslippene av klimagasser (og internasjonale avtaler som Kyotoprotokollen) har man for enkelthetens skyld beregnet en felles skala slik at de ulike gassene kan sammenlignes. Ved hjelp av den såkalte GWP-skalaen (Global Warming Potensial) kan utslipp av andre klimagasser som CH₄ , N₂O, HFK, PFK og SF₆ regnes om til såkalte CO₂-ekvivalenter. Det er vanlig å anta at å redusere utslippene med ett tonn CO₂ har samme virkning som å redusere utslippene med ett tonn CO₂-ekvivalenter av en hvilken som helst annen gass. Men så enkelt er det ikke. Siden gassene har ulik levetid, spørs det hvilken periode man sammenligner klimaeffekten over. I Kyoto-protokollen og i mange andre sammenhenger sammenligner man oppvarmingspotensialet over de første 100 år etter at utslippet fant sted.

Selv om vi stabiliserer utslippene av klimagassene i dag, vil det ta lang tid før tiltakene vil ha noen virkning. Klimagassene har lang levetid i atmosfæren. For eksempel er det regnet ut at 20 - 25 prosent av økningen av CO₂ i atmosfæren fortsatt vil være til stede i flere hundre år etter at utslippsøkningen fant sted.

Økning i den globale gjennomsnittstemperaturen

Om drivhuseffekten blir forsterket som følge av menneskelige aktiviteter, vil dette først og fremst føre til en økt global gjennomsnittstemperatur. Den globale middeltemperaturen har økt med om lag 0,74 °C over de siste 100 år. Selv om dette tallet ser lite ut, kan de regionale endringene være mye sterkere. Forskere har nylig funnet tegn fra fortiden på at klimaet i enkelte områder har endret seg med over 10 °C over en tiårsperiode, selv om den globale gjennomsnittstemperaturen er endret svært lite.

FNs klimapanel (IPCC) regner med at gjennomsnittstemperaturen vil stige med mellom 1,4 og 5,8 °C som følge av meneskelig påvirkning i tidsrommet 1990-2100. Forskjellen mellom det høyeste og det laveste tallet skyldes delvis usikkerhet om hvordan det globale klimasystemet virker, men først og fremst skyldes det usikkerhet om hvor store utslippene blir. Disse anslagene tar ikke hensyn til eventuelle nye tiltak for å redusere utslippene.

Havstigning

En oppvarming av kloden vil føre til et stigende havnivå. Dette skyldes i første rekke to forhold. Når temperaturen i havet stiger vil vannmassene utvide seg slik at havet stiger. Dessuten kan en temperaturøkning over land føre til at ismasser smelter slik at mengden av vann som renner ut i havet vil øke. Begge disse prosessene foregår over et langt tidsrom.

Med en temperaturstigning på 1,4 til 5,8 °C regner IPCC med at havnivået i gjennomsnitt vil stige med mellom 9 og 88 cm fram til 2100. Det kan være store lokale variasjoner i hvordan endringen i havnivå slår ut. På grunn av systemets treghet vil havet fortsette å stige i mange århundrer etter at CO₂-utslippene eventuelt er stabilisert.