Är det vi som påverkar klimatet? - Del 2

Ingenstans i del ett gjorde jag någon referens till klimatmodeller. Det finns alltså övertygande argument för AGU även utan dessa. Men ska man säga något kvantitativt om vad som är att vänta, behöver man dem.

Klimatmodeller

Klimatmodeller finns från mycket enkla till numera enormt komplexa. I grunden bygger de mer avancerade på flödesekvationer där atmosfären och haven delas upp i ett tredimensionellt rutmönster. Modellen har successivt byggts ut och förfinats, i takt med ökad förståelse och tillgänglig datorkraft, så de tar med i beräkningen inverkan av allt fler saker: solcykler, land, hav, moln, aerosoler, nederbörd, havsis, växtlighet, kretslopp, vulkaner, floder o.s.v. Med dessa modeller gör man sedan prognoser över hur klimatet kan väntas bli i framtiden, utifrån vad vi vet om systemet och vår nuvarande och förväntade inverkan på det.

Verifiering av modellerna

Hur kan vi då veta om vi törs lita på resultaten av dessa modeller, utan att behöva vänta och se om prognoserna stämde? Ett sätt är att se hur de modellerar effekterna av saker som redan inträffat, t.ex. utbrottet på Pinatubo 1991. Utsätter man modellerna för samma "störning" överensstämmer simuleringen väl med vad som hände på riktigt: en lätt avkylning av jorden som varade i ungefär två år. Men man kan också låta modellerna simulera klimatet under hela 1900-talet:

a) Simulering gjord endast med naturlig inverkan b) Simulering endast med mänsklig inverkan c) Simulering med både naturlig och mänsklig inverkan. Källa IPCC

Framför allt under de senaste årtiondena blir skillnaden mellan modellen och verkligheten stor, om inte antropogena effekter tas med. Gör man det stämmer det mycket bra. Detta stärker ytterligare argumentationen för AGU och är även ett bra kvitto på modellernas tillförlitlighet. Därför finns det stor anledning att studera prognoser framtagna med klimatmodeller. Vad säger då dessa prognoser?

Klimatprognos: hett om öronen

Prognoserna är uppdelade i olika scenarier (Representative Concentration Pathways) beroende på hur mycket växthusgaser vi släpper ut. Här är den färskaste, från den digra luntan IPCC Assessment Report 5 från 2014.

Förändring i global yttemperatur enligt RCP2.6 (blått) och RCP8.5 (rött) med felmarginaler i ljusare färg. (Från IPCC AR5)

RCP2.6 svarar mot mycket kraftig reduktion av utsläpp, RCP8.5 är höga utsläpp utan specifika åtgärder ("business as usual"). Än så länge är det den vi följer.

Det finns en del okända faktorer som ger en osäkerhet i prognoserna, som styrkan hos vissa återkopplingseffekter. Modellerna gör konservativa antaganden om styrkan på dessa återkopplingar för att inte överdriva resultaten. Ett exempel vi redan sett på detta är att avsmältningen i Arktis gått fortare än alla modeller förutsett.

Arktis smälter snabbare än alla modeller förutspått (från Copenhagen Diagnosis)

Tvågradersmålet

Två graders höjning över förindustriell nivå anses som gränsen för vad som kommer vara hanterbart. Notera att nollnivån i figuren är medeltemperaturen för spannet 1986 - 2005. Man behöver alltså lägga på ungefär en halv grad för att få hela den ökning vi orsakat. Vi är redan halvvägs dit och kommer att ha passerat två grader någonstans kring 2040, och då ska man komma ihåg att alla effekter av det vi redan släppt ut inte realiserats än (punkt 4 i argumentationskedjan i del 1).

För att klara två grader krävs drastiska åtgärder genast, och för varje år vi väntar kommer det krävas ännu mer.

Minskning i utsläpp som krävs för att klara tvågradersmålet. Den här bilden är från 2009, och vi befinner oss nu ovanför den röda kurvan: 2013 var utsläppen 35,3 Gt (Källa: German advisory council on global change)

Lokala effekter

Två grader kan låta lite, men det är global medeltemperatur som avses, och uppvärmningen blir inte alls jämnt fördelad. Över land kommer det bli betydligt mer, och vid polerna, i synnerhet den norra, ännu mycket mer. I vissa områden kommer det betyda skillnaden mellan skog och öken eller mellan trist gråväder och störtfloder. Generellt verkar uppvärmningen som en förstärkning: torra områden blir torrare och blöta blir ännu blötare. Förekomsten av extrema väderfenomen förväntas öka.

Vissa anser att även två grader är för mycket. Det finns tecken på att det kan krävas mindre än så för att destabilsera istäckena på Grönland och västra Antarktis, och om de skulle halka ner i havet har vi femton meter högre havsnivå att hantera. Enligt alla nuvarande modeller skulle en sådan avsmältning ta hundratals år, men som vi sett tenderar modellerna att underskatta ickelinjära effekter, och förståelsen för hur sånt här sker är begränsad - ingen har sett det hända.

Växthuseffekten på andra planeter

Mars har en tunn atmosfär, bara en hundradel av jordens. Ändå värmer den 5 grader. Den består nämligen nästan enbart av koldioxid.

Venus ligger närmre solen, och gör man motsvarande strålningsbalansberäkning för Venus som för jorden kommer man fram till att det borde vara behagliga 28 grader där. I själva verket är det 460 grader. Vad beror det på? Koldioxid, visar det sig. Venus har en mycket tjock atmosfär som består till 96% av koldioxid. Den totala mängden kol som finns på Venus är inte större än den som finns på jorden, skillnaden är att på Venus finns nästan allt i atmosfären.

Förmodligen var Venus ursprungligen inte alls var så varm och planeten kan ha haft en global ocean. När den unga solen växte i ljusstyrka, blev det tillräckligt varmt för att avdunsta så mycket vattenånga att en feedback startade som gjorde att hela oceanen kokade bort. Nu finns inte ens vattnet kvar i atmosfären utan har försvunnit ut i rymden. Ett misstänkt spår är den höga förhållandet mellan deuterium (tungt väte) och vanligt väte, som skulle förklaras av att det från början funnits mycket vatten.

Venus är alltså ett exempel där den global uppvärmningen fullständigt skenat iväg, och det pågår nu forskning för att bedöma om något sådant skulle kunna hända på jorden.


Del tre handlar om kunskapsläget: är forskarna överens om detta och finns det skäl att ifrågasätta dem?