Category: Gestapistlar

Pistlar gestahöfunda

Beringssund og hitasveiflur síðasta jökulskeiðs

Lengi vel stóð maður í þeirri meiningu að hvert ísaldarskeið væri samfelld kuldaskeið með sínum ógurlegu jökulskjöldum og freðinni jörð langt suðureftir löndum. Fyrstu hugmyndir vísindamanna á sínum tíma hafa sjálfsagt verið eitthvað svipaðar uns mönnum lærðist að innan hvers jökulskeiðs væru vísbendingar um hlýrri tímabil með mun minni jökulþekju. Það var svo ekki fyrr en eftir borkjarnarannsóknir á Grænlandsísnum að það kom almennilega í ljós hversu óstöðugt loftslag mun í raun hafa verið á síðustu ísöld og hvernig jöklar fóru ýmist hraðminnkandi eða stækkandi með tilheyrandi áhrifum á hæð sjávarborð auk annarra áhrifa á náttúrufar almennt. Sérstaklega hér við Norður-Atlantshaf. Þetta er ólíkt hlýskeiðinu síðustu 10 þúsund árin þar sem loftslag hefur verið mjög stöðugt, en það hefur örugglega haft sitt að segja um velgengni þeirrar dýrategundar sem við teljumst til.

Loftslag síðustu 100.000 ár samkvæmt borkjarnarannsóknum á Grænlandsjökli. (Rauðu punktarnir tengjast ekki efni færslunnar)

Þessi óstöðugleiki og loftslagssveiflur innan síðasta jökulskeiðs virðast í fyrstu hafa verið nokkur ráðgáta meðal vísindamanna því þær eiga ekki samsvörun í sveiflum í inngeislun sólar vegna breytilegs möndulhalla jarðar og fleiri atriða sem oftast eru kallaðar Milankovich-sveiflur, sem þó eru í stærra samhengi taldar höfuðorsök lengri jökulskeiða og hlýskeiða.

Vitað hefur verið að sjávarstraumar við Norður-Atlantshaf geta verið óstöðugir og er þá Golfstraumurinn gjarnan nefndur því án hans væri varla byggilegt á okkar slóðum. Seltujafnvægi sjávar spilar þarna inní og talið að mikil aukning af ferskvatni í norðurhöfin geti stöðvað streymi hlýsjávar hingað norður eins og sumir hafa óttast að gæti gerst með aukinni jökulbráðnun í náinni framtíð. Slík aukning af ferskvatni er þó lítil og hægfara miðað við þá atburði sem áttu sér gjarnan stað þegar jöklar voru að hörfa og risastór jökulvötn ruddu sér leið til út í Atlantshafið ýmist frá Evrópu eða Norður-Ameríku. Þetta atriði þykir geta skýrt ýmislegt og þá sérstaklega það mikla bakslag sem skyndilega varð undir lok síðasta jökulskeiðs fyrir 12.800 árum (Yngra-Dryas) sem tók við af stuttu tímabili sem var nálega eins og hlýtt og hefur verið á nútíma.

Kenningin um áhrif Beringssundsins

Í upphafi þessa árs sá ég athyglisverða kenningu um að stóri örlagavaldurinn í ógnarjafnvægi Norður-Atlantshafsins á síðasta jökulskeiði væri fólgin í hinu þrönga Beringssundi á milli Alaska og Síberíu og ef sú kenning er rétt þykir það vera gott dæmi um hvað lítilvæg atriði geta haft mikið að segja. Þessi kenning er annars fengin útfrá fjölþjóðlegri rannsókn á vegum National Center for Atmospheric Research (NCAR) og gengur út á eftirfarandi atriði:

Þegar loftslag kólnar vegna sveiflna á sporbaug jarðar um sólu, vaxa jöklar á norðurhveli og þar með lækkar sjávarborð nógu mikið til að landbrú myndast við Beringssund milli Asíu og Norður-Ameríku. Kyrrahafssjór sem er í eðli sínu seltulítill streymir þá ekki lengur inn Beringssund og áfram inn í Atlantshafið úr norðri eins og venjan er þegar Beringssund er opið. Við þetta eykst seltustig Norður-Atlantshafs þannig að þungur selturíkur sjór sekkur í ríkara mæli hér í norðurhöfum og eykur á kraft þeirra sjávarhringrása sem dæla suðlægum hlýsjónum norður. Með aukningu á hlýsjó í Norður-Atlantshafi, hlýnar loftslag nógu mikið til að jökulbreiður taka að bráðna á ný. Þótt Kyrrahafið kólni á móti skiptir það ekki máli því jökulbreiður eru ekki þar umhverfis.

Með bráðnandi jökulhvelum hækkar sjávarborð nægilega til að sjór streymir á ný gegnum Beringssund. Seltuminni sjór berst á ný inn Atlantshafið úr norðri og veikir gangverk hlýsjávarstrauma þannig að kólnun tekur við á ný. Jöklarnir taka því að vaxa aftur og að sama skapi lækkar sjávarborð sem endar á því að Beringssundið lokast og ferlið endurtekur sig á ný.

Eftir því sem brautarganga jarðar um sólu varð óhagstæðari mögnuðust harðind síðasta ísaldarskeiðs smám saman og fyrir 34 þúsund árum skipti ekki lengur máli þótt Beringssundið væri lokað, jöklarnir höfðu að lokum náð yfirhöndinni og urðu stærstir fyrir um 25-15 þúsund árum. Eftir mikla hlýnun í framhaldi af því og stóra Dryas-bakslagið hefur hlýskeið ríkt hér á jörð. Það hlýskeið á að öllum líkindum tilveru sína að þakka hagstæðri brautargöngu jarðar um sól með aukinni sólgeislun á norðurhveli að sumarlagi og skapar þær aðstæður að ekki skiptir lengur máli þótt Beringssundið sé opið því sá Kyrrahafs-ættaði og seltusnauði sjór sem nú berst til Atlantshafsins úr norðri, nægir ekki til þess að koma á ísaldarástandi.

– – – – –

Þannig hljóma þessar kenningar samkvæmt því sem ég skil best og með þeim fyrirvara að rétt sé eftir haft af frétt á ScienceDaily-vefnum sem fjallaði um þetta Beringssundsmál þann 11. janúar á þessu ári.
Sjá hér: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100110151325.htm

Hitalínuritið að ofan er fengin af vefsíðu Richard A. Muller / brief introduction to the history of climate http://muller.lbl.gov/pages/iceagebook/history_of_climate.html

21/11/2010
Og árið verður…

Þegar líður að árslokum er áhugavert að velta fyrir sér hvort árið sem er að líða var heitt í hnattrænu tilliti, og hvar það raðist á listann um hlýjustu ár. Frá aldamótum hafa flest árin verið á top-tíu listanum, og reyndar er eina árið á listanum sem er frá síðustu öld árið 1998. – Eins og lesendum Loftslag.is er kunnugt eru til nokkrar ólíkar samantektir á meðalhita (t.d. NCDC, GISS, CRU) og þeim ber ekki alveg saman um röðina. Rætt er um mismun gagnasafna í greininni „Hætti hlýnun jarðar eftir 1998?“, og verður sú umfjöllun ekki endurtekin hér. Hér verður einfaldlega notast við NCDC gagnasafnið eins gert var í pistlinum “Að sannreyna staðhæfingar” ásamt tölfræðiforritinu R til þess að spá í hvar árið 2010 lendi í röðinni. Það er ólíklegt að það muni mörgum sætum ef notuð eru önnur gagnasöfn.

Pistillinn er skrifaður fyrir þá sem vilja prófa sjálfir að greina þessi gögn og því er farið nokkuð ýtarlega yfir notkun tölfræðiforritsins við greininguna. Þeir sem minni áhuga hafa á notkun R ættu hins vegar að geta lesið pistilinn sér til gagns með því að hlaupa yfir R-skipanirnar en skoða myndina og skýringar sem henni fylgja.

Í upphafi hvers árs eru oft vangaveltur um það hvort árið verði hlýtt. Árið 2007 spáðu t.d. loftslagsvísindamenn í Bretlandi því að árið yrði metár, (sjá 2007 to be ‘warmest on record’) enda töldu þeir að öflugur El Nino (víðtæk yfirborðshlýnun í Kyrrahafi) myndi bæta við þá hlýnun sem þegar er orðin vegna aukinna gróðurhúsaáhrifa. En umræddur El Nino entist stutt, og hafði snúist í andhverfu sýna síðsumars. Fyrir vikið varð 2007 ekkert metár, það 6. hlýjasta fram að því ef miðað er við tölur NCDC. Andhverfa litla drengsins (El Nino) er auðvita litla stúlkan (La Nina) en þá er víðtæk yfirborðskólnun í Kyrrahafi. Áhrif El Nino og La Nina á hnattrænan meðalhita eru lesendum loftslag.is einnig kunnug, um þau fjallað um þau snemma árs þegar velt var vöngum yfir því hvort árið í ár yrði hlýjasta árið til þessa (Hitahorfur fyrir árið 2010).

Sem fyrr hefjum við skoðunina með því að nota R til að ná í gögn frá NCDC. (Sjá leiðbeiningar um notkun R hér, og upplýsingar um gögnin í FAQ NCDC). Þetta er gert með skipuninni:

dd=read.table(“ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/monthly.land_ocean.90S.90N.df_1901-2000mean.dat“,na.strings=” 999.0000″,col.names=c(“ar”,”man”,”hiti”))

Þessi skipun les inn hnattræn mánaðarhitafrávik frá 1881 (hita hvers mánaðar frá meðaltali viðkomandi mánaðar á 20. öldinni). Mynd af hitaröðinni fylgdi í fyrri pistli, en nú skulum við skoða 30 ára tímabil sem byrjar í október 1980 og lýkur í september 2010. Það er engin sérstök ástæða þess að velja 30 ára tímabil (nema að veðurfarsfræðin notar oft 30 ár sem viðmið), en þegar þetta er skrifað er september 2010 síðasti mánuðurinn í NCDC gagnasafninu. Til að einfalda okkur vinnuna skulum við teikna hvern mánuð fyrir sig, ásamt meðaltali 12 síðustu mánaða, og merkja sérstaklega 12 mánaða meðaltalið fyrir hvern desember (sem er ársmeðaltalið).

ind79=(dd$ar >1979 & dd$ar <2011)
ind79[dd$ar==1980 & dd$man<10]=FALSE ind79[dd$ar==2010 & dd$man>9]=FALSE

ncdc=dd[ind79,]

Við byrjum á því að reikna “hlaupandi” meðaltal 12 síðustu mánaða. Það er gert með R skipuninni filter

r12fil=filter(ncdc$hiti,rep(1,12)/12,sides=1)

Fyrsti desember sem við höfum áhuga á er árið 1980. Það er 15. mánuðurinn í ncdc röðinni. Eftir það höfum við áhuga á 12 hverjum mánuði. Við búum til breytu sem vísar á þá desember mánuði sem við höfum áhuga á

iAr=seq(15,length(ncdc$hiti),by=12)

Áður en við teiknum gögnin er gott að gera tímaás til að nota á myndinni. Það má gera með skipuninni

tax=ISOdate(ncdc$ar, ncdc$man, 15)

Við teiknum nú upp hitagögnin, 12 mánaða meðaltölin og ársmeðaltölin

plot(tax,ncdc$hiti,ylab=”Hiti (C)”,main=”Hitabreytingar 1980 – 2010″)
lines(tax,r12fil,col=2)
points(tax[iAr],r12fil[iAr],col=”green”,pch=19)
grid(col=”gray”)

Niðurstöðuna má sjá á mynd 1. Opnu hringirnir sýna hvern mánuð. Eins og við er að búast sýnir myndin sveiflukennda hlýnun síðustu þrjá áratugi. Hlýjasti mánuðurinn (að sjálfsögðu þegar miðað er við meðalhita viðkomandi mánaðar á viðmiðunartímabili á 20. öld) er janúar árið 1998 og næst hlýjastur var febrúar 2007. El Nino á sinn þátt í því hversu hlýir þeir voru.

Mynd 1.

Grænu punktarnir sýna árs meðaltölin, og er árið 2005 hlýjast, en árið 1998 er næst hlýjast. Nánari athugun leiðir í ljós að munurinn á milli þessara tveggja ára er einungis 0.02°C sem er vel innan við eðlileg óvissumörk ársmeðaltala. Í NCDC gögnunum má því segja að munurinn milli þeirra sé ekki tölfræðilega marktækur.

Rauði ferillinn sýnir hinsvegar 12 mánaða hitameðaltölin, og þau sýna að hlýjustu 12 mánaða tímabilin eru frá september 1997 til ágúst 1998, og frá ágúst 2009 til júlí 2010 (munur þessara tveggja er 0.001°). Eins og áður sagði er smávægilegur munur milli gagnasafna og þannig er 08/2009 – 07/2010 hlýjasta tólf mánaða tímabilið í gagnasafnin NASA/GISS (sjá Heitustu 12 mánuðir síðan mælingar hófust).

Hlýindin framan af árinu skýrast af hluta til af El Nino sem lauk á vordögum. Það er merkilegt að hlýindin 1998 eru samfara öflugasta El Nino sögunnar, meðan nýliðin hlýindi eru samfara tiltölulega veikum El Nino. Þetta ætti að vera umhugsunarefni fyrir þá sem héldu því fram að hlýnun jarðar hefði stöðvast 1998.

Nú, spurningin sem þessi pistill átti að ræða er hvar í röðinni lendir árið 2010 ?

Þó við séum búin að reikna ársmeðaltölin með 12 mánaða meðaltölunum, er hentugt að gera það aftur með tapply skipuninni, sem flokkar gögn í töflu, og notar eitthvað fall á þau. Við viljum flokka hitann eftir ári, og beita meðaltalsfalli á það. Skipunin sem við notum er því

tapply(ncdc$hiti,ncdc$ar,mean)

En í raun höfum við ekki áhuga á þessum 30 ársmeðaltölum, heldur einungis10 hlýjustu árunum. Við röðum því niðurstöðu tapply í minnkandi röð og hirðum 11 fyrstu gildin.

sort(tapply(ncdc$hiti,ncdc$ar,mean),decreasing=TRUE)[1:11]

Þetta gefur niðurstöðuna:

2010 0.6453667
2005 0.6153917
1998 0.5970500
2003 0.5817833
2002 0.5745333
2006 0.5600833
2009 0.5551583
2007 0.5478667
2004 0.5415583
2001 0.5173250
2008 0.4803000

Efst á listanum er 2010, en það árið er ekki liðið svo við lítum framhjá toppsætinu. Næst eru 2005, 1998, 2003 o.s.frv. Það er athyglisvert að munur hlýjasta ársins og næstu 8 á listanum er innan við 0.1°C.
Við getum nú lagt mat á það hversu hlýir október til desember 2010 þurfa að vera svo árið verði hlýrra en árið 2005. Hitafrávik frá janúar til og með september 2010 eru

ncdc$hiti[352:360]
0.6043 0.6275 0.7717 0.7238 0.6868 0.6647 0.6571 0.5843 0.4881

Augljóslega náðu hitafrávikin hámarki í mars en síðan hafa þau stefnt niður á við.

Skoðum fyrst hvað gerist ef hitafrávikin síðustu 3 mánuði 2010 verða jöfn hitafrávikinu í september (um 0.49°C)

mean(c(ncdc$hiti[352:360],0.49,0.49,0.49))
0.606525

Ef þetta yrði raunin yrði árið í 2. sæti hjá NCDC, á milli 2005 og 1998. (Það nægir auðvitað að hitafrávikin séu að meðaltali jöfn 0.49°C þau þurfa ekki öll að vera það nákvæmlega)

En er það líklegt að þetta verði raunin? Kólnunin frá því í vor stafar af stórum hluta af La Nina sem verið hefur að þróast síðustu mánuði. Á vefsíðu CPC má finna upplýsingar um þróun El Nino/La Nina hverju sinni. Í nýjustu greiningu þeirra kemur fram að LaNina skilyrði séu nú í Kyrrahafi, og gert er ráð fyrir að þau haldist amk. fram á vor 2011. Frekar en að hitafrávikin haldist að meðaltali jöfn fráviki september 2010 er vel hugsanlegt að kólnun síðustu mánaða haldi áfram. Sú kólnun hefur að jafnaði verið um einn tuttugasti úr gráðu á mánuði (síðan í mars) og haldi svo áfram verður ársmeðaltalið:

mean(c(ncdc$hiti[352:360],0.44,0.39,0.34))
0.581525

Ef þetta gengur eftir verður árið 2010 það 4. hlýjasta, á milli 2002 og 2003.

En hvað þarf að vera hlýtt síðustu þrjá mánuði 2010 til að árið í ár verði metár? Ekki mikið. Það nægir að meðalhitafrávik þeirra verði 0.53°C til að þetta verði hlýjasta árið.

mean(c(ncdc$hiti[352:360],rep(0.53,3)))
0.616525

En hversu líklegt er að síðustu þrír mánuðir ársins verði þetta hlýir?

Þrátt fyrir áframhaldandi LaNina er það ekki útilokað. Það þarf nefnilega ekki mikla hlýnun, því næstu þrír mánuðir þurfa að meðaltali einugis að vera 0.04°C hlýrri en september til að 2010 nái toppsætinu. Þróun síðustu mánaða þýðir samt að er líklegra að næstu mánuðir verði kaldir .

Hitaröðin hefur nefnilega nokkurt “minni” í þeim skilningi að ef einn mánuður er óvenjuhlýr, þá er líklegra að sá næsti sé líka hlýr. Og sama gildir fyrir óvenju kalda mánuði. Þetta minni má meta með því að reikna s.k. sjálfylgni hitaraðarinnar (að teknu tilliti til stöðugrar hlýnunnar) og það er ekki erfitt gera það í R. Það er hinsvegar of langt mál að útskýra hvernig túlka eigi slíka útreikninga til þess að rekja þá hér. Áhugasömum er bennt á að skoða tímaraðapakkann í R (sérstaklega auto.arima og forecast föllin).

Við getum hinsvegar komist áleiðis með að svara spurningunni hvort líklegt sé að þrír síðustu mánuðir ársins séu meira en 0.04° C hlýrri en september með því að skoða hitabreytingar á milli mánaða. Þær eru gefnar með

breytingar=diff(ncdc$hiti)

Við getum nú valið af handahófi eina tölu úr þessari röð og notað hana sem ágiskun okkar fyrir hitabreytinguna frá september til október. Svo veljum við aðra tölu fyrir breytinguna frá október til nóvember og loks þá þriðju fyrir nóvember til desember. Meðaltal þessar þriggja talna er meðalbreytingin síðustu þrjá mánuði ársins. Til að kanna líkur þess að þetta meðaltal sé yfir 0.04°C má endurtaka leikinn 1000 sinnum og skoða dreifingu meðalbreytinga. Í R notar maður skipunina sample til að velja mánuð af handahófi og mean(sample(breytingar,3)) tekur meðaltal þriggja talna sem valdar eru af handahófi. Við búum til Test vigur til að geyma niðurstöðu hverrar endurtekningar og notum for lykkju til að endurtaka leikinn 1000 sinnum. Í lokin finnum við líkindin með því að telja hversu oft niðurstaðan er yfir 0.04°C (hversu oft mánuðurnir þrír eru að meðaltali 0.04°C hlýrri en september). Tilraunin er því eftirfarandi R skipanir:

Test=rep(0,1000)
for (i in c(1:1000)) {Test[i]=mean(sample(breytingar,3))}
likur=sum(Test >=0.04)/1000

Þetta gefur líkur á bilinu 22 – 26%. Þar sem sample dregur tölur af handahófi úr breytingaröðinni, er flökt á líkunum ef tilraunin er endurtekin (fyrir þá sem hafa áhuga er flöktið staðaldreift, með meðaltal 24% og 1.4% staðalfrávik).

Sambærileg tilraun þar sem spurt er hverjar séu líkurnar á því að meðaltal hitabreytinga síðustu þriggja mánaða ársins sé stærri en núll (sem samkvæmt ofanskráðu nægir til að tryggja árinu amk. 2. sætið) gefur líkur á bilinu 46 – 50%.

Loks má spurja hverjar séu líkurnar á að hitabreytingar þriggja síðustu mánaða ársins séu að meðaltali stærri en -0.05°C (sem samkvæmt ofanskráðu tryggir árinu amk. 4 sætið). Svarið við því reynist 79 – 83% líkur.

Niðurstaða þessarar leikfimi er því sú að um fjórðungs líkur eru á að árið verði það hlýjasta, það eru um helmings líkur á að það verði í 1. – 2. sæti og um 4/5 líkur á að það verði í 1. – 4. sæti.

Hér þarf auðvitað að setja allskyns fyrirvara.

Í fyrsta lagi þá eru hér notaðar breytingar milli tveggja samliggjandi mánaða. Ef hitabreytingar tvo eða þrjá mánuði fram í tímann hafa aðra dreifingu, gefur þetta ranga niðurstöðu. Í raun ætti að notast við eins, tveggja og þriggja mánaða breytingu (eins fyrir sept til okt, tveggja fyrir sept til nóv, og þriggja fyrir sept til des). Því er auðveldlega kippt í liðinn með því að reikna breytingar fyrir mismunandi seinkun:

breytingar1=diff(ncdc$hiti,lag=1)
breytingar2=diff(ncdc$hiti,lag=2)
breytingar3=diff(ncdc$hiti,lag=3)

og breyta svo for-lykkjunni í

for (i in c(1:1000)) {
Test[i]= mean(c(sample(breytingar1,1),
sample(breytingar2,1),
sample(breytingar3,1))) }

Þetta breytir niðurstöðunum merkilega lítið. Líkurnar á 1. sæti aukast lítillega (um 3 – 4%) aðrar tölur hreyfast ekki mikið.

Í öðru lagi tekur tilraunin hér að ofan ónægt tillit til sjálfylgni í hitabreytingum milli mánaða. Hægt er að gera álíka tilraun og hér að ofan, nema í stað þess að velja þrjú gildi af handahófi er valinn einn mánuður af handahófi, og meðaltal tekið af hitabreytingu þess og næstu tveggja mánaða. Ókosturinn við þessa aðferð er að ekki er hægt að gera tilraunina 1000 sinnum eins og hér að framan, því á 30 ára tímabili eru einungis 356 mismunandi tímabil 3 samliggjandi mánaða, og einungis um 119 tímabil sem skerast ekki. Fyrir vikið verður meira flökt á niðurstöðum.

Test=rep(0,100)
N=length(breytingar) – 3
for (i in c(1:100)) {
pos=sample(c(1:N),1)
Test[i]=mean(c(breytingar1[pos],breytingar2[pos],breytingar3[pos])) }

Þessar tilraunir hækka líkurnar á fyrsta sæti aftur lítillega upp í 30%. Líkurnar á því að árið verði í efstu fjórum sætum lækka lítillega og verða 75%. Líkur á 1. – 2. sæti breytast lítið.

Í þriðja lagi má gagnrýna tilraunina á þeim forsendum að hér séu notuð meðalhitafrávik án þess að leiðrétt sé fyrir hlýnun jarðar, þ.e. hlýnun sé innbyggð í tilraunina. Þetta er auðvelt að laga með því að gera tilraunina fyrir frávik frá línulegri aðfellu að gögnunum. Tilraunir með slík frávik sýna að líkindin lækka lítillega (um 2 – 3%) en ekki nægilega til að kollfella niðurstöðuna hér að framan.

Loks má einskorða útreikningana við La Nina tímabil, en slíkt breytir niðurstöðum ekki verulega.

Öll þessi leikfimi skilar okkur þeirri niðurstöðu að það er ekki óhugsandi að árið verði það hlýjasta (rúmlega fjórðungs líkur), það eru um helmingslíkur að það verði í 1. – 2. sæti og verulegar líkur (7/10) á að það verði meðal efstu fjögurra sæta. Það má deila um hvort gagn sé af þessari vitneskju, en það er önnur saga.

03/11/2010
Madden-Julian veðursveiflan við miðbaug

Þó ótrúlegt megi virðast er oft meiri óvissa í veðurspám frá degi til dags í hitabeltinu en á miðlægum breiddargráðum bæði á norður og suðurhveli jarðar.   Í hitabeltinu nærri miðbaug þykir veður nú engu að síður vera frekar einsleitt. Sé maður staddur á tilteknum stað í hitabeltinu má segja að líkur á miklum síðdegisskúrum séu töluverðar, en þó gerir suma dagana skúri, en aðra ekki. Eins getur stundum ringt fyrri hluta dags og aðra daga um og eftir sólsetur. Oftast fylgja eldingar, en þó ekki alltaf. Lengst af yptu veðurfræðingar öxlum og sögðu að það væri háð tilviljunum hvort og hvenær dagsins himnarnir hvolfdu úr sér nærri miðbaug með sól í hvirfilpunkti þar sem lóðstreymi loftsins er ráðandi fyrir veðrið.

Á miðlægum breiddargráðum, á norðurhveli jarðar á milli 30°N.br og norður fyrir 70° eru stýriþættir veðursins, hinar löngu bylgjur í háloftunum sem ferðast frá vestri til austurs umhverfis jörðina. Þetta eru hinar svokölluðu Rossby-bylgjur með bylgjulengd upp á hundruðir eða þúsundir km. Þær stýra veðrinu nærri jörðu með minni bylgjum, þ.e. þrýstikerfum, lægðum og hæðum. Málið er að á síðari tímum eru þessar löngu bylgjur og þrýstikerfin þar með, betur spáð í reiknilíkönunum, heldur en veðrið í hitabeltinu. Það má orða þetta þannig að lægð sem myndast yfir N-Ameríku , vex yfir Atlanshafi og endar hér við land sjö dögum seinna. Þá er úrkoma kuldaskila lægðarinnar auðspáð, heldur en skúraveðri í Gambíu í V-Afríku, svo dæmi sé tekið.

Rossbybylgjur eru lengstu bylgjur í hreyfingu lofthjúps umhverfis norður- og suðurhvel jarðar. Þær hreyfast frá austri til vesturs og kjarni þeirra er hátt í veðrahvolfi, 8 til 12 km hæð. Sveifla hverrar bylgju getur vaxið með tíma eins og myndir (a)- (c) sýna.

Árið 1971 birtu tveir vísindamenn niðurstöður sínar, sem í fyrstu létu lítið yfir sér. Þetta voru þeir Roland Madden og Paul Julian.   Þeir höfðu skoðað loftþrýstigögn og meðaltal háloftavinda um nokkurt árabil yfir SA-Asíu, nánar tiltekið á milli Canton(3°S) og í Singapore (1°N). Háttbundnar sveiflur í þrýstingi og vindi á 40-50 daga fresti voru greinilegar. Þessi uppgötvun þeirra félaga fékk litla athygli í fyrstu, en þegar El-Nino gerði vart við sig með áþreifanlegum hætti 1982-1983 hlutu rannsóknir sem beindust að lágtíðnisveiflum í hitabeltinu aukna og endurnýjaða athygli. Hugtakið Madden-Julian sveiflan (MJO) fékk þá þýðingu sem mikilvæg breyta í veðurlagi hitabeltisins, einkum þó á austurhelmingi jarðar ( frá 0-lengdarbaugunum um Greenwich austur að daglínu í Kyrrahafinu.) Þessi sveifla þykir skýra ágætlega stóran hluta þess breytileika sem fyrir finnst í veðri hitabeltisins á tímakvarða daga og vikna.

Madden-Julian sveiflan á svokölluðu Hovmöller-riti. Hún ferðast með hraðanum 5-10 m/s til austurs. Á lóðrétta ásnum er tími og efst dagurinn 28. sept. og neðst 28. mars. Á lárétta ásnum eru lengdargráðurnar frá 0° til austur að 180°E.   Einingin er frávik frá meðaltali langbylgjugeislunar í W/m² mælt með gervitungli.

MJO hefur þýðingu fyrir vind, skýjafar, úrkomu og yfirborðshita sjávar. Breytileikinn kemur m.a. fram í sveiflum í útgeislun jaðrar sem skapast aftur af myndun skúraskýja á hverjum stað. Ef við staðsetjum okkur við 0° nærri miðbaug seint í nóvember, sjáum við á meðfylgjandi Hovmöllerriti að frávikið ferðast í austurátt og er komið nærri daglínu, 20 þús km austar, um miðjan janúar.

Nú orðið þekkja menn ágætlega Madden-Julian veðursveifluna, en helsta óvissan kemur fram í hraða hennar austur á bóginn. Tímaspönnin er nú álitin meiri, en fyrstu rannsóknir gáfu til kynna eða 30-60 dagar. Áður en skýrt er frekar hvernig MJO hefur áhrif á veður og þar með spáhæfni í vestanvindaveltinu þar sem Rossby-bylgjurnar ráða ríkjum er rétt að skýra betur með hjálp einfaldaðrar skýringarmyndar hvað á sér í raun stað þarna suðurfrá.

Ráðandi veðurþættir í MJO. Sjá skýringar í texta.

Nú vilja menn kanna í þaula hvort og þá hvernig Julian-Madden sveiflan hefur áhrif á veðurlag á norðurslóðum þar sem Rossby bylgjurnar og vestanvindarnir í háloftunum ráða ríkjum.   Með keyrslu margvíslegra líkana og tölfræðilegum samanburði hafa vísindamenn komist að því að uppstreymissvæðin við miðbaug geta virkað eins og öflug vifta á Rossby-bylgjurnar norðar. Ekki nóg með það heldur þykjast menn einnig hafa fundið út með nokkurri vissi að sveifla MJO sem hafi átta fasa eða andlit. Sumir þessara fasa leiða til ákveðins veðurlags eða ríkjandi lægðagangs t.a.m. við Atlantshaf nokkru síðar.

Raunveruleg og meðvituð tenging á milli kerfa getur aukið spáhæfni veðurspáa til lengri tíma og sá tími er liðinn að líta á veðurfar hitbeltis sem einangrað fyrirbæri ótengdu því sem á sér stað á norðurslóðum (eða á suðurhvelinu).

Þannig getur aukið uppstreymi lofts (fasi nr. 3 og 4 í MJO) við norðvestur Ástralíu og Indónesíu augljóslega haft þau áhrif nokkrum dögum seinna að styrkja vestanvindinn yfir Íslandi og hér suðurundan á Atlantshafinu. Dýpri lægðir með úrkomu hér við land má því samkvæmt þessu að einhverju leyti rekja til þess sem er í gangi í veðrinu í hitabeltinu hinu meginn á hnettinum nokkru áður !

Hinir átta fasar eða andlit MJO við miðbaug. Þeir endurtaka sig nokkuð háttbundið á 30-60 daga fresti.

Einhverjir kunna að segja að þessi röksemdarfærsla sé eins og hvert annað bull. En það verður stöðugt ljósara að orka í veðurkerfum sem á uppruna sinn á fjarlægum slóðum hefur talsvert meiri áhrif á veðurlagið en marga grunar. Hér er átt við veðurlag eða breytileika frá dögum til vikna í veðrinu. Veðurfarið sjálft, þ.e. meðaltal yfir lengri tíma sjórnast af öðrum og nærtækari þáttum s.s. sjávarhitanum umhverfis landið og lengri tíma sveiflum í eðlisástandi sjávar og hafíss hér við land.

14/09/2010
Kaupmenn vafans
Gestapistill eftir Elvar Örn Arason, birtist fyrst á eyjan.is.

Það hefur vakið heimsathygli að einn þekktasti efasemdamaður um loftlagsbreytingar af mannvöldum hefur skipt um skoðun. Björn Lomborg telur nú að þær séu ein mesta ógn sem steðjar að mannkyninu og að það þurfi stórauknar fjárveitingar til að berjast gegn henni.

Það er mjög áhugavert að velta fyrir sér þeirri mynd sem dregin er upp í fjölmiðlum. Eins og hún birtist almenningi þá lítur út fyrir að fylkingar vísindamanna sem telja hlýnun jarðar vera raunverulega ógn og þeirra sem afneita henni séu jafnstórar. Staðreyndin er hins vegar sú að afneitunarsinnar samanstanda af fámennum hópi vísindamanna og öðrum sérvitringum á borð við Söru Palin, Hannesi Hólmsteini og Rush Limbaugh. Langflestir vísindamenn telja að vandamálið sé mjög alvarlegt og hluti þeirra telja ógnina mun alvarlegri en sú mynd sem dregin er upp af meginþorra vísindamanna.

Nýlega kom út bókin Merchant of Doubt sem reynir að svara því hvers vegna umræðan í fjölmiðlum sé ekki í samræmi við það sem á sér stað innan vísindasamfélagsins. Í bókinni kemur fram að fjölmiðlar hafa staðið sig afar illa í að kynna fyrir almenningi niðurstöður vísindamanna og þær sannanir sem liggja að baki hlýnun jarðar.

Það eru nokkur atriði sem höfundarnir nefna sem valda þessari skökku mynd. Í fyrsta lagi hafa fjölmiðlar tilhneigingu til að flytja fréttir af ágreiningi, sem leiðir til þess að hann virðist djúpstæðari en efni standa til. Báðir hóparnir fá sama vægi í fjölmiðlum, þó svo að sá sem talar fyrir viðtekinni skoðun sé á sama máli og þorri vísindamanna, en efasemdamaðurinn á sér fáa skoðabræður innan vísindasamfélagsins. Í öðru lagi greina fjölmiðlar ekki frá bakgrunni þeirra einstaklinga sem afneita vandanum. Í bókinni kemur meðal annars fram að sumir efasemdamennirnir eiga oft á tíðum ótrúverðugan feril að baki, t.d. var sami maðurinn ósammála eyðingu ósonlagsins og taldi óbeinar reykingar ekki skaðlegar.

Hérna er viðtal við annan höfund bókarinnar

Tengt efni á loftslag.is:
02/09/2010
Íshafsbráðnun og siglingaleiðir
Sumarvertíðin á Norðurslóðum er nú í algleymingi og með hverjum sumardegi sem líður minnkar umfang hafíssins á Norður-Íshafinu. Einn eitt árið fylgjast menn með framvindunni – verður þetta metár í bráðnun eða er hafísinn kannski að jafna sig á ný eftir hrunið 2007? Við þessu fást ekki svör fyrr en í lok sumars þegar útbreiðsla hafíssins á norðurhveli nær sínu árlega lágmarki í september. Þangað til látum við okkur nægja að rýna í stöðuna eins og ég ætla að reyna að gera hér en best er að árétta að ég er enginn sérfræðingur á þessu sviði, fylgist bara þessu af óútskýrðum áhuga.

Ekki minni útbreiðsla mælst áður í júní.

Það sem af er sumri hefur þróunin í stuttu máli verið sú að eftir meiri útbreiðslu hafíssins í lok vetrar en verið hefur í nokkur ár er nú svo komið að útbreiðslan er minni en hún hefur áður mælst á þessum árstíma. Þetta undirstikar meðal annars hversu lítið samhengi er á milli vetrarútbreiðslu og þess sem gerist sumarið á eftir. Eins og ég sagði í síðasta gestapistli þá verður að líta á hafíssvæðið sem tvö svæði, annarsvegar Norður-Íshafið sjálft og svo einstök hafssvæði þar suður af. Mikil hafísútbreiðsla í Norður-Kyrrahafi og jafnvel í Eystrasalti að vetrarlagi er t.d. engin vísbending um ástand kjarnasvæðisins á Norður-Íshafinu þar sem sumarbráðnunin á sér stað.

Útbreiðsla hafíssins 24. júní 2010. Til samanburðar er lágmarksútbreiðslan haustið 2007. Norðvestur-siglingaleiðirnar eru merktar inn: Amundsen leiðin 1903-1906 (blá) og beina breiða leiðin um Parry-sund (græn). Kortið sem notað er í grunninn er af síðunni Cryosphere Today

Opnast Norðvesturleiðin?

Í síðasta pistli hálfpartinn lofaði ég óvenjumikilli bráðnun á heimskautasvæðunum norður af Kanada, aðallega þá vegna þess hversu hlýtt var á þeim slóðum síðasta vetur. Mér finnst enginn ástæða til að bakka með þá spádóma. Forvitnilegt verður að sjá hvort fær siglingaleið muni opnast að þessu sinni um hið breiða Parry sund eins og gerðist í fyrsta almennilega sinn svo vitað sé árið 2007. Skipum hafði að vísu fyrir þann tíma tekist að sigla þar einstaka sinnum í gegn með herkjum, gjarnan þá með aðstoð ísbrjóta. Það kæmi mér allavega ekkert á óvart að þarna galopnist allt í haust. Önnur leið sem er mun þrengi og oftar opin liggur sunnar þar sem Amundsen tókst fyrstum manna að sigla í gegn á árunum 1903-1906.

Þótt deila megi um ágæti þess að heimskautaísinn bráðni mikið, þá horfa ýmsir vonaraugum til Norðvesturleiðarinnar í sambandi við skipaferðir. Sjálfsagt er þó langt í að slíkar siglingar verði almennar nema í mjög takmarkaðan tíma á ári. Norðausturleiðin sem liggur norður fyrir Síberíu er hinsvegar mun oftar aðgengileg stórskipum, ísinn er samt óútreiknanlegur og sem dæmi um það þá opnaðist Norðausturleiðin ekki árið 2007 þrátt fyrir metbráðnun.

Bræðsluspár

Nú er það svo að mjög margir þættir spila inn í varðandi sumarafkomu heimskautaíssins og kannski ekki furða þó spádómar séu misvísandi og sennilega bara tilviljun hvað af þeim rætist. Almennt virðast flestir spá því að lágmarkið í haust verði í stíl við það sem verið hefur 2 síðustu ár og að lágmarksmetið frá því 2007 verði ekki slegið að þessu sinni. Í þeim spádómum er t.d. horft til þróunar á aldursamsetningu íssins. Mjög lítið er eftir að gömlum lífseigum ís miðað við það sem var fyrir aldamót. Á móti kemur að hinn viðkvæmi fyrsta árs ís er þó ekki eins áberandi og verið hefur allra síðust ár og hlutfall 1-3ja ára íss hefur aukist sem bendir til einhvers endurbata á heimskautaísnum eftir nokkuð öflug vetrarhámörk síðustu 3 ár. Eftir því sem líður á sumarið verða spárnar auðvitað nákvæmari, ef til vill mun hinn mikla bráðnun í þessum mánuði fá einhverja til að endurskoða varfærnislegar spár sínar.

Mynd frá Bandarísku hafísmiðstöðinni NSIDC sem sýnir aldurssamsetningu hafíssins í lok hverrar bræðsluvertíðar síðustu 3 ár ásamt meðaltali áranna 1981-2000.

Tengt efni á loftslag.is:
28/06/2010
Orkusetur | Ný reiknivél
Bifreiðakaup eru ein allra stærsta ákvörðun sem einstaklingar taka í umhverfismálum. Ríki heims keppast nú við að setja sér markmið í loftslagsmálum þ.e.a.s hversu mikið eigi að takmarka útblástur gróðurhúsalofttegunda. Meginuppsretta gróðurhúsalofttegunda er vegna bruna jarðefnaeldsneytis eins og olíu. Ísland er ríkt af grænni orku sem gefur kolefnisfrítt rafmagn og hita og því er bruni jarðefnaeldsneytis hjá einstaklingum bundinn við samgöngur. Ef ná á árangri í samdrætti á útblæstri verða allir að leggja sig fram, fyrirtæki sem og einstaklingar. Þar sem einkabíllinn er stærsta útblástursuppspretta heimila er brýnt að beina sjónum að því hvernig minnka megi útblástur og þar með jarðefnaeldsneytiseyðslu fólksbifreiða á Íslandi.

Árið 2020 hefur verið notað sem viðmiðun í áætlunum ríkja í loftlagsmálum og stefna ríki að mismunandi miklum samdrætti fyrir þann tíma. Ef miðað er við meðallíftíma bifreiða þá er ljóst að langstærstum hluta bifreiða sem nú er á götum landsins verður skipt út fyrir árið 2020. Ef neytendur velja bifreiðar með t.d. 20% lægra útblástursgildi þá er ljóst að samdráttur í útblæstri frá samgöngum verður kringum 20% minni fyrir árið 2020.

Jákvæð þróun í hönnun bifreiða hjá framleiðendum hjálpar mikið til að gera slíkan árangur raunhæfan. En neytendur verða að þekkja eyðslu- og útblásturgildi bifreiða til að geta tekið þetta skref við næstu bifreiðakaup. Orkusetur kynnir nú nýja reiknivél sem aðstoða á neytendur til að velja betri bifreiðar með tilliti til útblásturs. Neytandinn þarf einungis að slá inn skráningarnúmer eigin bifreiðar og þá koma upplýsingar um eyðslu og útblástur bifreiðarinnar. Einnig kemur upp einföld einkunnargjöf sem raðar bifreiðum eftir útblástursgildum. Því næst getur neytandinn valið hversu mikið hann hyggst draga úr útblæstri við næstu bifreiðakaup. Neytandinn velur bifreiðaflokk sem sýnir glöggt að auðvelt er að draga verulega úr útblæstri án þess að nauðsynlegt sé að skipta um stærðarflokk. Reiknivélinni er ætlað að slá tvær flugur í einu höggi þ.e. kynna fyrir neytendum lykilstærðir um eyðslu- og útblástursgildi og aðstoða um leið við að finna eyðsluminni bifreiðar.

Smíði reiknivélarinnar er fjármögnuð með styrk frá Norrænu ráðherranefndinni og verður reiknivélin því aðgengileg á öllum tungumálum Norðurlanda. Það er fróðlegt að velta upp tölum um hvaða áhrif smávægilegar breytingar á bílaflota Norðurlanda hafa á útblástur. Fólksbifreiðar á Norðurlöndum eru um tíu milljónir talsins og ef meðalútblástursgildi færi úr 180 niður í 150 CO2 g/km á næstu tíu árum myndi útblástur frá bifreiðum minnka um 5 milljón CO2 tonn á ári. Árlegur heildarútblástur gróðurhúsaloftegunda á Íslandi er einmitt í kringum 5 milljónir tonna þannig að segja má að skynsamlegar ákvarðanir bifreiðaeiganda á Norðurlöndum geti hreinsað út ígildi alls Íslands í útblástursbókhaldi heimsins. Það er vonandi að reiknivélin komist í notkun á Norðurlöndunum og hafi áhrif á einhverja þeirra 10 milljón ákvarðanna sem teknar verða um bifreiðakaup á Norðurlöndum fyrir 2020.

Reiknivélina má prófa á eftirfarandi slóð: Reiknivél

Tengt efni á loftslag.is:
30/05/2010
Síðbúið vetrarhámark hafíssins á norðurhveli

Tvisvar á ári sýna menn hafísnum á norðurslóðum meiri áhuga en venjulega. Annarvegar er það á haustin þegar hafísinn er í lágmarki eftir sumarbráðnunina og hinsvegar síðla vetrar þegar útbreiðslan nær sínu árlega hámarki – oftast snemma í marsmánuði. Þessir árlegu vendipunktar eru síðan notaðir sem mælikvarðar til að meta ástand og þróun hafíssbreiðunnar til lengri tíma.

Hafíssveifla síðustu ára. Mynd frá Nansen rannsóknastofnunni í Noregi

Að þessu sinni kom upp sú óvenjulega staða eftir að hafísinn virtist hafa náð sínum árlega toppi snemma í mars, að í stað þess að dragast saman þá tók útbreiðslan að aukast á ný uns nýju hámarki var náð um mánaðarmótin mars og apríl sem er síðbúnasta vetrarhámark hafíssins sem vitað er um frá upphafi gervihnattamælinga árið 1979. Þetta þýddi einnig að nú í byrjun apríl var meiri hafís á norðurhveli en verið hafði á sama tíma í mörg ár og því erfitt að halda því fram að ísinn væri í krítísku ástandi miðað við útbreiðsluna sem þarna var allt í einu komin upp í meðallag. En hvaða ályktanir má draga af þessu? Má nú halda því fram að hafísnum sé hér með borgið?

Íshafið og jaðarsvæði

Til að reyna að skilgreina ástand hafíssins vil ég skipta heimskautasvæðunum í tvo hluta eftir aðstæðum. Í fyrsta lagi er það Norður-Íshafið sjálft ásamt heimskautasvæðum Kanada. Þar er hinn eiginlegi heimskautaís sem bráðnar ekki nema að hluta til á sumrin en er alltaf hulinn 100% ísþekju á veturna, alveg óháð því hversu óvenjumiklar eða litlar frosthörkur eru á veturna. Í öðru lagi eru það jaðarsvæðin fyrir utan, svo sem Berings- og Barentshafið ásamt ýmsum öðrum norðlægum strandsvæðum þar sem allur hafís hverfur á sumrin á meðan vetrarúrbreiðslan er háð tíðarfari hverju sinni. Það eru sem sagt þessi jaðarsvæði sem skipta máli þegar rætt er um vetrarútbreiðslu hafíssins, þótt sum þeirra séu varla í neinum tengslum við Norður-Íshafið sjálft.

Sumarútbreiðslan í september 2009 og vetrarútbreiðslan í mars 2010. Meðalútbreiðslan sýnd til viðmiðunnar. Myndir frá National Snow and Ice Data Center, Bandaríkjunum.

Í vetur hafa aðstæður verið þannig að hiti hefur verið yfir meðallagi víðast á Norður-Íshafinu og þá sérstaklega á norðurhjarasvæðum Kanada. Samt sem áður er allt þar helfrosið eins og gengur og gerist á veturna.

Á jaðarsvæðunum hafa hafa aðstæður verið misjafnari. Mjög lítill ís hefur verið á við Nýfundnaland og tengist það hlýindum í Kanada. Hinsvegar hefur meiri ís en venjulega verið í Beringshafinu milli Síberíu og Alaska og það er aðallega kuldakast á þeim slóðum síðustu vikurnar sem hefur haldið aftur af heildarrýrnun hafíssins undanfarið, því þarna mun nýr hafís hafa verið að myndast allan marsmánuð. Á Barentshafinu munu kaldir vindar einnig hafa blásið síðasta mánuð með tilheyrandi nýmyndun á hafís. Þessi nýmyndaði ís verður þó varla langlífur frekar en annar ís sem myndast svona síðla vetrar og þarf því ekki að vera vísbending um afkomu heimsskautaíssins næstu misseri.

Einnig má hafa í huga að síðla vetrar er hafísinn sumstaðar farinn að brotna upp og dreifast út frá jaðarsvæðunum þegar norðlægir vindar blása, þannig getur aukin útbreiðsla því einnig þýtt veikari og opnari hafísbreiðu.

Hafísinn brotnar upp undan ströndum Síberíu. MODIS-gervitunglamynd frá 9. apríl.

Sumarhorfur

Til að meta sumarhorfurnar þarf fyrst og fremst að velta fyrir sér kjarnasvæðinu sjálfu þ.e. Norður-íshafinu, enda mun ísinn á jaðarsvæðunum bráðna hvort sem er. Á norður-Íshafinu skiptir aldur og þykkt íssins máli og þar hefur langtímaþróunin verið sú að ísinn hefur verið að þynnast og yngjast. Sérstaklaga var það áberandi eftir metbráðnunina 2007. Nýliðinn vetur er sagður hafa verið frekar hagstæður fyrir ísinn, ekki þá vegna kulda heldur frekar vegna hagstæðra veðurskilyrða sem tengjast óvenju neikvæðri heimskautalofthringrás (Arctic Oscillation) sem þýtt hefur hærri loftþrýstings og minni lægðargang. Það er sagt hafa valdið því að minni ís hafi borist út frá heimskautasvæðinu en annars, en aðalútgönguleið undankomuleið hafíssins liggur um Fram-sund milli Grænlands og Svalbarða. Þetta gæti þýtt traustari ís sem minnkar líkur á metbráðnum sem slær út sumarið 2007. Við sjáum þó til með það.

Hinsvegar gæti verið athyglisvert að fylgjast með hvað gerist á heimskautasvæðum Kanada eftir óvenju mildan vetur þar. Á þessum slóðum hefur ísinn ekki horfið að fullu svo lengi sem menn hafa þekkt svæðið. Þarna liggur hin svokallaða norðvestur-siglingarleið sem galopnaðist eftirminnilega síðsumars 2007 en annars hefur einungis verið hægt að sigla þar í gegn með miklum herkjum einstaka ár. Kannski er raunhæft að spá hraðri bráðnun þarna í sumar og greiðfærum siglingarleiðum áður en vetrarísinn leggst svo aftur yfir á ný.

– – – – –

Nánari og vísindalegri úttekt á stöðu hafíssins má finna hér: http://nsidc.org/arcticseaicenews/

14/04/2010
Himalayajöklar og hlýnun andrúmslofts

Gestapistill – Þorsteinn Þorsteinsson, jöklafræðingur á Veðurstofu Íslands

Inngangur

Ártalið 2035 hefur verið mjög til umræðu í dagblöðum og vefmiðlum um víða veröld frá því í nóvember sl. Skyndilega komst í hámæli að margumrædd loftslagsnefnd Sameinuðu þjóðanna, IPCC, hefði spáð því í viðamikilli skýrslu sinni að jöklar Himalayafjalla bráðnuðu svo ört í hlýnandi loftslagi að þeir yrðu líklegast með öllu horfnir árið 2035. Það mundi þýða að um 4.000 rúmkílómetrar jökulíss, sem er ámóta og samanlagt rúmmál allra jökla á Íslandi, bráðnuðu úr fjöllunum á komandi aldarfjórðungi og rynnu til sjávar um stórfljót á borð við Ganges, Indus og Brahmaputra. Þessi frægu fljót má kalla lífæðar hundraða milljóna manna í Asíulöndum og hafa menn haft að því nokkrar áhyggjur að bráðnun jöklanna gæti breytt rennslisháttum þeirra verulega og þarmeð lífsskilyrðum á Indlandi og víðar.

Varla er ofmælt að gagnrýni á umrædda spá og fleira í starfi nefndarinnar hafi gengið Himalayafjöllunum hærra í heimspressunni að undanförnu og verður nánar að því máli vikið síðar í þessum pistli. En hugum fyrst að stuttu yfirliti um snjó- og ísþekju í þessum mesta fjallgarði Jarðar, sem stundum hefur verið nefndur Himinfjöll á íslensku.

Staða þekkingar á Himalayajöklum

Jöklar í Himalayafjöllum (1. mynd) skipta þúsundum og er samanlagt flatarmál þeirra yfir 30.000 ferkílómetrar [1]. Flestir eru smáir dal- eða hvilftarjöklar sem svipar til jöklanna á Tröllaskaga. Stærstur er Siachen-jökullinn (700 km²), um 70 km langur daljökull sem á upptök sín í nær 6000 m hæð. Liggur hann í þeim hluta Kashmírhéraðs sem Indverjar og Pakistanar hafa deilt um og í mörg ár hafa hermenn þessara þjóða staðið þar andspænis hverjir öðrum, gráir fyrir járnum. Alloft hafa orðið þar skærur og mun með réttu mega kalla jökulinn hæsta vígvöll Jarðar.

Af Himinfjallajöklum sem teljast til Indlands mun Gangotri-jökullinn vera þekktastur meðal almennings á þeim slóðum, enda á meginkvísl hins heilaga Gangesfljóts þar upptök sín. Hopaði Gangotri mjög á 20. öld líkt og fjallajöklar mjög víða um Jörð (2. mynd) en heimildir eru um að hægt hafi á hopinu frá árinu 2007 og það jafnvel stöðvast alveg [2]. Reglulegar mælingar á legu jökulsporða gagnast vel ásamt loftmyndatöku og könnun gervitunglamynda til að fylgjast með breytingum á flatarmáli jöklanna, þótt sums staðar sé reyndar erfitt að greina útlínur þeirra nákvæmlega vegna þykkrar aurkápu. Til mats á rúmmálsbreytingum og árlegu afrennsli leysingarvatns þarf viðameiri mælingar á jökulafkomu; er þá vetrarákoman mæld með snjóborunum og gryfjugreftri að vori og mælistikum eða vírum komið fyrir í borholunum. Af þeim er svo sumarleysingin lesin að hausti og má að því loknu gera upp heildardæmið með því að leggja saman ákomu og leysingu jökulársins, sem venjulega er reiknað frá hausti til næsta hausts.

1. mynd – Indlandsskagi og Himalayafjöll. Fjöllin eru sem kunnugt er mynduð við flekahreyfingar, þ.e. við árekstur Indlandsflekans og Evrasíuflekans. Á hverju ári færist Indlandsflekinn 7 cm norður á bóginn og fjöllin hækka um 5 mm. Rauðu punktarnir marka legu þeirra jökla, sem nefndir eru í texta greinarinnar. Erfitt er að koma nákvæmri heildartölu á jökla í fjöllunum, en þeir munu vera um 15.000 talsins. Fjöllin og þar með jöklarnir skiptast niður á landsvæði Indlands, Pakistans, Kína, Tíbets, Nepals, Bútans og Sikkims (sem nú telst hérað í Indlandi).

2. mynd – ASTER gervihnattarmynd af Gangotri skriðjöklinum (NASA). Á myndina eru dregnar útlínur jökultungunnar árin 1780, 1935, 1956, 1964, 1971 og 2001. Nýjustu gögn benda til að hægt hafi á hopi jökulsins eftir árið 2001 og hopaði hann nánast ekkert milli áranna 2007 og 2009 [2].

Sé litið til mældra jöklabreytinga um alla jörð þá má sjá af 3. mynd að þróunin er mjög á einn veg skv. gögnum sem margumrædd milliríkjanefnd SÞ leggur til grundvallar; þ.e. eindregið hop jökulsporða í fjalllendi um víða veröld sl. 100-150 ár. Mælingar á afkomu jökla eru strjálli og eiga sér skemmri sögu en þó hefur rúmmál jökla farið minnkandi á flestum eða öllum helstu fjallasvæðum á liðnum áratugum. Rýrnunin er mjög eindregin eftir 1995 og á það ekki síst við hér á landi, því afkoma allra meginjökla miðhálendisins hefur verið neikvæð frá því ári. Til dæmis má nefna að rúmmál Hofsjökuls hefur rýrnað um nálægt 5% á árabilinu 1995-2009.

3. mynd – Jöklabreytingar um alla jörð skv. sporðamælingum á 169 jöklum. Dregin eru meðaltöl fyrir mismunandi heimshluta og sýnir lóðrétti ásinn legu jökulsporða miðað við stöðuna árið 1950 (= 0). Allir fara ferlarnir lækkandi frá 1830 og hörfun jökla er ör á 20. öld. Rauði ferillinn sýnir meðaltalsferil fyrir svæðin sem liggja að N-Atlantshafi (jöklar á Íslandi, S-Grænlandi, Svalbarða, Jan Mayen og Skandinavíu). Vegna aukinnar snjókomu í Vestur-Noregi eftir 1990 rís sá ferill lítillega við lok 20. aldar en hefur fallið á ný eftir 2000. Asíuferillinn byggist á mælingum í Kákasus og Mið-Asíu, þ.á.m. fáeinum Himalayajöklum. Heimild: Oerlemans (2005) [3] – sjá einnig Fig. 4.13 bls. 357 í 1. hefti IPCC skýrslunnar [4].

Hvernig skyldi nú vera ástatt um jöklana í Himalayafjöllum í þessu samhengi? Því er til að svara að þekking manna á þeim er enn takmörkuð því jöklarnir liggja hátt yfir sjávarmáli í torfarnasta fjallgarði Jarðar og eru flestir mjög óaðgengilegir. Örfáir jöklar í fjöllunum hafa verið afkomumældir og mæliraðir eru slitróttar. Í tveimur nýlegum skýrslum, sem sennilega veita nýjasta og ítarlegasta yfirlit, sem unnið hefur verið um jöklabreytingar á Jörðinni á 20. öld [5,6], er t.d. fjallað um mæligögn frá 287 jöklum í öllum heimsálfum; þar af eru aðeins 8 í Indlandshluta Himalayafjalla og 3 í Nepal. Mælingar á afkomu þessara 11 jökla eru flestar frá því fyrir 1990, engin mæliröð nær áratug að lengd og eftir árið 2000 er í ritheimildum aðeins getið um mælingar á einum þessara 11 jökla, Chhota Sigri jöklinum í Himachal Pradesh fylki Indlands (sjá 1. mynd). Lítum nú aðeins á niðurstöður þessara nýjustu mælinga, sem franskir jöklafræðingar og indverskir samstarfsmenn þeirra birtu í tímaritinu Journal of Glaciology árið 2007 [7].

Dæmi um nýlegar afkomumælingar á Himalayajökli

Chhota Sigri jökullinn er 9 km langur daljökull í Himachal Pradesh. Hann nær upp í tæplega 6300 m hæð yfir sjávarmáli og skríður til norðurs eftir rúmlega kílómetrabreiðum dal. Sporðurinn nær niður í 4050 m hæð og var afkoma jökulsins mæld árlega í 20-30 punktum á árunum 2002-2006.

4. mynd – Reiknuð úrkoma og lofthiti í Himachal Pradesh (skv. NCEP/NCAR veðurlíkani). Sýnd eru meðaltöl fyrir árabilið 1980-2006. Gráu súlurnar sýna mánaðarúrkomu í reiknipunkti 105 km frá Chhota Sigri jöklinum, svörtu súlurnar í punkti 173 km frá jöklinum. Línuritið sýnir reiknaða árssveiflu lofthita í svipaðri hæð og jökullinn (loftþrýstingur 600 hPa). Gögn skv. Wagnon o.fl. (2007) [7].

Veðurmælingar eru fáar og strjálar í þessum hluta fjallanna og til að glöggva sig á loftslagi svæðisins nýttu vísindamennirnar gögn úr NCEP/NCAR veðurlíkaninu, reiknuð fyrir árabilið 1980-2006.

4. mynd sýnir reiknaða árstíðasveiflu úrkomu í tveimur reiknipunktum líkansins ekki allfjarri jöklinum. Í ljós kemur að árstíðaskipting úrkomu er þarna með nokkuð öðrum hætti en við eigum að venjast hér á norðurslóðum. Hér á landi þekst hálendið og jöklarnir snjólagi á veturna, sem svo leysir (a.m.k. að hluta) að sumri og svona er þetta einnig í vestasta hluta Himalayafjalla, þótt veturinn sé þar styttri en hér. Í austurhluta fjallanna og inn á það svæði, sem hér ræðir um, gætir hins vegar mjög áhrifa monsúnvindanna, sem blása úr suðvestri seinni hluta sumars. Snjóar þá á jöklana á frá júlí fram í september (sjá einkum gráu súlurnar á 4. mynd) en mun þurrara er síðan til ársloka. Síðan kemur annað ákomutímabil á stuttum vetri frá janúar fram í apríl.

Hitaferillinn á 4. mynd er reiknaður fyrir svipaða hæð yfir sjávarmáli og jökullinn liggur í og sýnir hann að leysingartímabilið, þegar lofthiti er að meðaltali yfir frostmarki, nær þarna frá maí fram í september líkt og algengast er hérlendis.

Lítum næst á niðurstöður Wagnon og félaga úr mælingum á afkomu jökulsins á árabilinu 2002-2006. Í 5500 m hæð ofarlega á jöklinum mældist vatnsgildi árlegrar afkomu minnst 600 mm en mest 1900 mm; samsvarar seinna gildið um 4 m þykku snjólagi sem einnig er nokkuð dæmigert gildi vetrarákomu á allstórum svæðum á meginjöklum Íslands. Til samanburðar við niðurstöðurnar frá Chhota Sigri jöklinum setjum við hér niðurstöður afkomumælinga á Þjórsárjökli jökulárið 2007-2008 (sjá 5. og 6. mynd).

5. mynd – Niðurstöður afkomumælinga á Þjórsárjökli, þ.e. suðausturhluta Hofsjökuls, jökulárið 2007-2008. Hæð jafnvægislínu er þar sem svarti ferillinn sker lóðlínu frá núllpunkti lárétta ássins, þ.e. 1200 m þetta árið. Í þeirri hæð bráðnar að sumri nákvæmlega allur sá snjór, sem á jökulinn féll um veturinn, en ekkert meira. Punktar sýna mæligildi á stikum, ferningar meðalgildi fyrir hvert 100 m hæðarbil. Heimild: [8].

6. mynd – Ársafkoma Chhota Sigri jökulsins í Himalayafjöllum. Ferlarnir sýna tvær meðaltalslínur, sem dregnar eru gegnum niðurstöður mælinga jökulárin 2003-2004 (ferill t.h.) og 2004-2005 (ferill t.v.). Hæð jafnvægislínu er nálægt 5000 m. Heimild: Wagnon o.fl. (2007) [7].

5. mynd sýnir að snjókoma (blái ferillinn) fer jafnt og línulega vaxandi með hæð á Hofsjökli úr um 1000 mm neðst upp í rúmlega 3000 mm efst. Leysing (rauði ferillinn) hegðar sér með öðrum hætti því brot kemur á ferilinn rétt ofan við 1200 m hæð. Stafar þetta af því að neðan jafnvægislínu leysir smám saman allan vetrarsnjó yfir sumarið og kemur þá bert yfirborð jökulíssins undan snjónum. Jökulísinn endurkastar mun síður sólarljósi en hvítur snjórinn og skýrir það breytinguna á halla línunnar; leysingin eykst hraðar með minnkandi hæð neðan jafnvægislínunnar. Marga metra af ís og snjó leysir neðst á Hofsjökli á sumri hverju. Svarti ferillinn sýnir svo ársafkomuna, sem fengin er með því að leggja saman vetrar- og sumarafkomu og gætir nokkuð á henni áhrifa brotsins á rauðu línunni. Þennan svarta feril skulum við nú bera saman við ferlana tvo á 6. mynd, en þeir sýna einmitt ársafkomu Chhota Sigri jökulsins, reiknaða út frá mælingum 2003-2005. Tölur um árlega ákomu og leysingu eru nokkuð svipaðar og á Hofsjökli, ársafkoman er jákvæð efst (breytileg eftir árum) og líkt og á Þjórsárjökli kemur brot (eða beygja) á ferilinn nálægt jafnvægislínunni. Við 4700 m hæð sveigja ferlarnir báðir hins vegar niðurávið og þar fyrir neðan eykst leysing ekki jafn ört er neðar dregur. Stafar þetta af aurkápu á Chhota Sigri jöklinum, sem sumsstaðar er svo þykk að hún hindrar að geislar sólar nái að skína á sjálfan jökulísinn og bræða hann. Slíkar aurkápur eru mjög algengar neðan til á Himinfjallajöklum, enda eru fjöllin að verulegu leyti byggð upp af setlögum og molna ört undan veðrun. Þær veita jöklunum því nokkra vernd gagnvart hlýnandi loftslagi.

Ársafkoma Chhota Sigri jökulsins í heild mældist að meðaltali um –1.0 m (vatnsgildi) á árabilinu 2002-2006, þ.e. verulega neikvæð (sjá töflu 2 í [7]). Mörg fleiri dæmi má nefna um hörfandi jökla í fjöllunum og sýnir 7. mynd eitt þeirra. Lónið á þeirri mynd sýnir einnig ljóslega þá hættu, sem íbúum fjalldala neðan jöklanna getur verið búin vegna flóða úr lónum við jökulsporða.

7. mynd – Lónið á myndinni er framan við Tsho Rolpa jökulinn í Nepal og hefur farið stækkandi vegna hörfunar jökulsins sl. hálfa öld. Lónið liggur innan jökulgarðs sem myndaðist við fyrri framrás jökulsins en ekki virðist þessi náttúrulegi stíflugarður mjög traustlegur. Manntjón hefur orðið í Himalayafjöllum við hlaup úr lónum af þessu tagi. Ljósmynd: P.K. Mool (2000), fengin úr [9].

Himalayajöklar og loftslagsskýrsla IPCC

Gagnasöfn um afkomu jökla og legu jökulsporða í Himalayafjöllum eru fátækleg í samanburði við gögn um jökla í Alpafjöllum, í Skandinavíu og hérlendis. Ennfremur er vöntun á vandlega reiknuðum spám um framtíðarþróun Himinfjallajökla í loftslagi, sem flestir vísindamenn telja að fara muni hlýnandi þegar á öldina líður. Á árinu 2007 kynnti forseti Íslands, Ólafur Ragnar Grímsson, íslenskum jöklafræðingum hugmyndir sínar að samvinnuverkefni íslenskra, indverskra og bandarískra fræðimanna um auknar rannsóknir á Himalayajöklum. Bandaríski Carnegie sjóðurinn tilkynnti haustið 2008 myndarlega styrkveitingu til þessa verkefnis en jafnframt var ákveðið að styrkurinn yrði í vörslu Carnegie þar til áætlanir um verkefnið væru fullmótaðar. Þreifingar hófust um samstarf við TERI stofnunina í Delhi (The Energy and Resources Institute), sem stýrt er af formanni IPCC, Rajendra Pachauri. Svo sem alþjóð heims er nú kunnugt, hefur sú stofnun og yfirmaður hennar mátt þola nokkurt stormviðri að undanförnu vegna ásakana, sem fram hafa komið um ónákvæmni í skýrslunni. Ennfremur hafa sumir höfundar hennar sætt óvæginni gagnrýni vegna framsetningar tiltekinna gagna. Margt virðist óréttmætt í þeirri gagnrýni, svo sem rakið er í pistli þeirra Tómasar Jóhannessonar og Halldórs Björnssonar á vef Veðurstofu Íslands [10], sjá:

http://www.vedur.is/vedur/frodleikur/greinar/nr/1805

Ónákvæm umfjöllun um Himalayajökla hefur hins vegar orðið IPCC nokkur álitshnekkir. Á bls. 493 í 2. hefti IPCC skýrslunnar [11] standa þessi orð, sem hér eru birt óþýdd:

“Glaciers in the Himalaya are receding faster than in any other part of the world (see Table 10.9) and, if the present rate continues, the likelihood of them disappearing by the year 2035 and perhaps sooner is very high if the Earth keeps warming at the current rate. Its total area will likely shrink from the present 500,000 to 100,000 km² by the year 2035 (WWF, 2005).”

Þessi setning olli miklum umræðum á alþjóðlegum tölvupóstlista jöklafræðinga (og mun víðar!) fyrir jól. Bent var á að ekki væri vísað í neina frumheimild varðandi ártalið 2035 en sumir röktu það til skýrslu alþjóðlegrar vinnunefndar um Himalayajökla á vegum ICSI-samstarfsins (International Commission of Snow and Ice). Sú skýrsla fannst hins vegar ekki þótt leitað væri í hverjum krók og kima. Í ofangreindri setningu er líka rangt farið með tölur og einkennilega; ekki er ljóst til hvers orðið “its” vísar og auk þess fer því fjarri að samanlagt flatarmál Himalayajökla sé 500,000 km². Og reyndar segir í sömu IPCC skýrslu (bls. 481) að þessi tala eigi við flatarmál jökla á Tíbethásléttunni.

Nú upphófst mikil leit og fannst þá skýrsla útgefin 1996, rituð af rússneska jöklafræðingnum V.M, Kotlyakov á vegum UNESCO [12].

Þar segir á bls. 66:

“The extrapolar glaciation of the Earth will be decaying at rapid, catastrophic rates – its total area will shrink from 500,000 to 100,000 km² by the year 2350.”

Þessi tala var byggð á einföldum reikningum og sýnist ekki ýkja óraunhæf, þótt vandi sé að spá svo langt fram í tímann. En þarna er orðið “its” í réttu samhengi og varðar réttilega samanlagt flatarmál jökla á jörðinni utan heimskautasvæðanna. Einnig er þarna ártal sem líkist ártalinu fræga 2035; ályktuðu því sumir að ártalið hefði verið mislesið og þannig ratað inn í IPCC skýrsluna.

Síðar hefur hins vegar komið í ljós að ártalið 2035 birtist árið 1999 í viðtali sem blaðamaður vísindafréttaritsins New Scientist átti við indverskan fræðimann, Syed Hasnain [13]. Ekki er að sjá að spáin hafi byggst á ítarlegum rannsóknum, frekar mun hann hafa nefnt ártalið í viðtalinu án verulegs rökstuðnings. Hasnain, sem undanfarin ár hefur starfað við TERI stofnunina, hefur staðhæft að undanförnu að sér þyki of langt seilst að gera sig ábyrgan fyrir því að ártalið birtist í IPCC skýrslunni.

Loftslagsnefndin hefur nú viðurkennt með nýlegri yfirlýsingu [14] að ekki hafi verið nógu vel vandað til umfjöllunar um Himalayajöklana. Þessi mistök mega teljast bagaleg, því almennt treysta vísindamenn því að skýrslurnar séu svo vandlega unnar að vitna megi beint í texta þeirra án þess að rýna í sjálfar frumheimildir skýrslunnar; þ.e. ritrýndar vísindagreinar sem vonandi eru í langflestum tilfellum byggðar á vönduðum rannsóknum. En þarna var semsagt ekki um neina raunverulega frumheimild að ræða.

Stormviðrið sem geisað hefur um milliríkjanefndina og TERI stofnun Rajendra Pachauri hefur enn tafið áætlanir um að hleypa af stokkunum áðurnefndu samvinnuverkefni íslenskra, indverskra og bandarískra jöklafræðinga. Nokkrar ferðir hafa verið farnar til Indlands til könnunar á samstarfsgrundvelli og verður hér í lokin sagt stuttlega frá leiðangri að Himinfjallajökli einum í Kashmirhéraði, sem greinarhöfundur tók þátt í ásamt nokkrum indverskum vísindamönnum í nóvember 2008.

Leiðangur að Kolahoi-jöklinum í Kashmir

Í Kashmir ríkir ótryggt ástand og eru Vesturlandabúar um þessar mundir varaðir við ferðalögum á þær slóðir. Sá er þetta ritar komst þó klakklaust með flugi til borgarinnar Srinagar í Kashmirdalnum og þaðan með bifreið ásamt félögum sínum til fjallabæjarins Pahalgam í 2000 m hæð. Frá smábænum Aru þar í nánd gengu leiðangursmenn síðan á tveim dögum inn Liddardalinn og að Kolahoi jöklinum, sem valinn hafði verið til forkönnunar (8. mynd). Neðsta tunga jökulsins er sýnd á 9. mynd og fer ekki á milli mála að hann hefur látið verulega á sjá á undanförnum áratugum, því greinileg ummerki þykkari jökultungu sjást í hlíðum dalsins. Ljósmyndir af jöklinum teknar um 1940 sýna líka að hann lá þá talsvert lengra fram í dalinn.

Kolahoi-jökullinn er um 12 km² að flatarmáli og skiptist í tvær álmur, fellur sú hin austari niður af ákomusvæðinu í myndarlegum jökulfossi. Ákomusvæði jökulsins nær upp undir 5000 m hæð en ekki varð þangað komist í þessari atrennu vegna sprungna. Þess í stað voru boraðar niður nokkrar leysingarstikur neðarlega á jöklinum og mæld þversnið yfir jökulinn með GPS tæki, auk þess sem sett var upp veðurstöð. Einnig var hugað að staðsetningu rennslismælis í Liddar ánni, sem frá jöklinum rennur. Hefur verið stefnt að því að mæla afkomu jökulsins árlega, nýta veðurgögn til líkanreikninga á ákomu og leysingarþáttum, auk þess sem framlög jökulvatns, snjóbráðar, rigningar og grunnvatns til vatnsrennslis í Liddar ánni yrðu mæld og reiknuð. Rennsli hennar skilar sér reyndar til sjávar í Pakistan, um stórfljótið Indus, en það skiptir raunar ekki höfuðmáli því niðurstöður frá einu jökulsvæði Himalaya nýtast reikningum sem varða önnur svæði fjallanna.

Forkönnun aðstæðna, borunum og mælingum var lokið á þrem dögum og sneru leiðangursmenn þá aftur til byggða. Indverjarnir hafa vitjað jökulsins aftur á árinu 2009 en fyrstu mæliniðurstöður eru enn óbirtar og þegar þetta er ritað er enn ekki ljóst hvort samstarf verður tekið upp við TERI stofnunina. Samvinnuverkefninu hefur frá upphafi verið ætlað að stuðla að þjálfun indverskra jöklafræðinema, m.a. með náms- og kynnisferðum til Íslands, auk þess sem Himalayajöklar væru kjörinn vettvangur til að nýta reynslu íslenskra jöklafræðinga af afkomumælingum, íssjármælingum og þróun ýmiss konar reiknilíkana. Það yrði því allra hagur að verkefnið kæmist á góðan rekspöl hið fyrsta.

8. mynd – Kolahoi-jökull séður með augum Google Earth í októberlok 2006. Blái punkturinn sýnir legu búða leiðangursins í nóvemberbyrjun 2008.

9. mynd – Neðsta tunga Kolahoi jökulsins. Svörtu örvarnar benda á greinileg ummerki stærri jökultungu (sennilega frá 20. öld), hinar bláu á eldri ummerki mun þykkari jökuls.

Lokaorð

Eitt innlegg í áðurnefnda umræðu um Himalayajökla var skýrsla, sem út kom á vegum indverska umhverfisráðuneytisins á liðnu hausti [2], sjá einnig fréttagrein í Science [15]. Er þar veitt greinagott yfirlit um sögu mælinga og rannsókna á jöklunum og birtar helstu niðurstöður þeirra. Höfundurinn er V.K. Raina, fyrrum varaforstjóri Jarðfræðirannsóknar Indlands (Geological Survey of India). Fengur er að skýrslunni, því hún tekur saman niðurstöður gagna frá indverskum stofnunum, sem ekki hafa verið aðgengilegar vísindamönnum á Vesturlöndum fram til þessa og raunar ekki heldur mörgum indverskum fræðimönnum, því upplýsingar berast oft seinlega milli stofnana í stjórnkerfi hins geysifjölmenna ríkis.

Skýrslan staðfestir að tugir jökulsporða hörfuðu jafnt og þétt á 20. öld og afkomumælingar á síðustu þrem áratugum 20. aldar sýndu rýrnun allra hinna mældu jökla. Höfundurinn er þó ekki þeirrar skoðunar að um mjög óvenjulega hörfun („abnormal retreat“) af völdum hnatthlýnunar sé að ræða og rekur einnig nýleg dæmi um jökla, sem gengið hafa fram nýlega. T.d. mun hinn stóri Siachen jökull tæpast hafa hörfað að ráði sl. hálfa öld.

Ef rétt reynist að rýrnun jökla í Himalayafjöllum sé ekki jafn eindregin og á öðrum jöklasvæðum Jarðar má benda til skýringar á hina miklu hæð fjallgarðsins; áhrif hlýnunar andrúmslofts hljóta að koma fyrr fram á jöklum á hæðarbilinu 0-4000 m heldur en hæðarbilinu 4000-8000 m. Ennfremur ber að nefna að snjókoma getur vel aukist við hlýnun og staðbundnar sveiflur í vetrarákomu á jökla geta verið verulegar. Munu víst fáir vera því ósammála að aukinna rannsókna sé þörf til að skýra þessi mál til frekari hlítar.

Lýkur þá þessu spjalli um jöklana í Himinfjöllum.

Tilvitnanir

1. Dyurgerov, M. B. & Meier, M. F. (1997). Mass Balance of Mountain and Subpolar Glaciers: A New Global Assessment for 1961-1990. Arctic and Alpine Research, 29(4): 379-391.

2. Raina, V.K. (2009). Himalayan Glaciers: A State of Art Review of Glacial Studies, Glacial Retreat and Climate Change. Ministry of Environment and Forests Discussion Paper. Skýrsla útgefin af Umhverfisráðuneyti Indlands 2009.

3. Oerlemans, J. (2005). Extracting a Climate Signal From 169 Glacier Records. Science, 308, 675-677.

4. Climate Change 2007 – The Physical Science Basis. IPCC Fourth Assessment Report (Working Group 1). Cambridge University Press. 996 pp.

5. Dyurgerov, M.B. (2002). Glacier Mass Balance and Regime: Data of Measurements and Analysis. Occasional Paper No. 55. Institute of Arctic and Alpine Research, University of Colorado.

6. Dyurgerov, M.B. & M.F. Meier (2005). Glaciers and the Changing Earth System: A 2004 Snapshot. Occasional Paper No. 58. Institute of Arctic and Alpine Research, University of Colorado.

7. Wagnon, P. og 11 meðhöfundar (2007). Four years of mass balance on Chhota Sigri Glacier, Himachal Pradesh, India, a new benchmark glacier in the Western Himalaya. Journal of Glaciology, Vol. 53 (No. 183), 603-611).

8. Þorsteinn Þorsteinsson (2009). Afkoma Hofsjökuls 2007-2008. Skýrsla VÍ 2009-015. Veðurstofa Íslands. 15 bls.

9. WWF (2005). An Overview of Glaciers, Glacier Retreat, and Subsequent Impacts in Nepal, India and China. World Wildlife Fund (WWF) Nepal Program 2005. 70 pp.

10. http://www.vedur.is/vedur/frodleikur/greinar/nr/1805

11. Climate Change 2007 – Impacts, Adaptation and Vulnerability. IPCC Fourth Assessment Report (Working Group 2). Cambridge University Press. 976 pp.

12. Kotlyakov, V.M. (1996). The Future of Glaciers Under the Expected Climate Warming, p. 61-66. In: Kotlyakov, V.M., ed. (1996). Variations of Snow and Ice in the Past and at Present on a Global and Regional Scale. Technical Documents in Hydrology, 1. UNESCO, Paris (IHP-IV Project H-4.1). 78p. [http://unesdoc.unesco.org/images/0010/001065/106523e.pdf].

13. http://www.newscientist.com/article/mg16221893.000-flooded-out.html

14. http://www.ipcc.ch/pdf/presentations/himalaya-statement-20january2010.pdf

15. Bagla, P. (2009). No sign of Himalayan meltdown yet, Indian report finds. Science, 326, 924-925.

16/02/2010
Hin stuttu tímabil hlýnunar

Í umræðunni um hlýnun jarðar er stundum minnst á að ekkert hafi hlýnað á jörðinni undanfarin ár. Gjarnan er þá sagt að ekkert hafi hlýnað frá árinu 1998 enda er það samkvæmt ýmsum gögnum talið vera hlýjasta árið sem komið hefur á jörðinni frá því mælingar hófust. Samkvæmt þessari skilgreiningu á hlýnun, þá tölum við ekki um að það sé að hlýna á einhverju tímabili ef hlýrra ár er að finna á undan. Allt gott um það að segja enda ekki hægt að toppa eitthvað fyrr en það hefur verið toppað. Alvöru hlýnunartímabil eru því skilgreind hér í þessum pistli, sem tíminn frá því að fyrra hitamet hefur verið jafnað og þangað til kólna fer á ný.

Nú er það svo, að það eru nokkrir aðilar sem taka saman gögn um hitafar jarðar. Þar af eru tveir aðilar (UAH og RSS) sem byggja á gervihnattamælingum á lofthjúpnum frá árinu 1979 og svo eru aðrir rannsóknaraðilar sem byggja á hefðbundnum athugnum á jörðu niðri (t.d. GISS og HadCRUD) en þær gagnaraðir ná vitanlega mun lengra aftur í tímann. Öllum þessum athugunum ber saman um helstu aðalatriði, en vegna óvissu sem alltaf er og breytilegra aðferða er röðin á heitustu árunum ekki alltaf sú sama. GISS gagnaröðin hefur þá sérstöðu að vera ósammála öðrum um að árið 1998 hafi verið heitasta árið á jörðinni og setur 2005 í fyrsta sætið. GISS tekur meira tillit til pólasvæðanna en aðrir og vegna minnkandi ísþekju á Norður-Íshafinu hin síðustu ár þarf þessi munur ekki að vera óeðlilegur.

En burt séð frá því hvort gögn frá GISS gefa raunhæfari mynd af hitaþróun jarðar eða ekki, þá nota ég GISS tölur í línuritinu hér að neðan en því er ætlað að varpa ljósi á það sem ég var að reyna að segja í innganginum. Tímabilin sem merkt eru rauð eiga það sameiginlegt að akkúrat þá hafði ekki verið hlýrra á jörðinni áður (a.m.k. frá aldamótunum 1900) og skilgreinast því sem hlýnunartímabil. Bláu tímabilin eiga það hinsvegar sameiginlegt að hlýrra hefur verið áður og skilgreinast því sem tímabil þar sem hlýnun er ekki í gangi.

Ef línuritið er skoðað með tilliti til þessara tímabila sést að þrátt fyrir alla þá hlýnun sem á að hafa verið á jörðinni, þá eru rauðu tímabilin í rauninni undantekning frekar en regla, sem þýðir, svo undarlegt sem það má vera, að það er mjög sjaldan að hlýna. GISS-gögnin sýna fram á að það hafi kólnað frá árinu 2005 og jafnvel hefur kólnað frá árinu 1998 samkvæmt öðrum gögnum. Það sem greinilega einkennir hitaþróunina allt frá aldamótunum 1900, eru kólnunartímabil eða tímabil stöðnunar í hitafari jarðar og því kannski ekki furða að kólnunarumræðan sé eins hávær og raunin er.

En svo má í ljósi nýjust upplýsinga velta fyrir sér hvar við erum stödd nákvæmlega í dag. Árið 2010 er efnilegt hlýnunarár og svo gæti jafnvel farið að við þurfum ekki lengur að velta fyrir okkur hvort kólnað hafi frá árinu 1998 eða 2005. Kannski mun nefnilega nýtt óumdeilanlegt kólnunartímabil hefjast strax á næsta ári en ómögulegt er að spá í hversu lengi það mun vara.

08/02/2010
Trúverðug 10 ára veðurfarsspá?

Hér verður kynntur til sögunnar einn hinna ungu loftslagsvísindamanna sem áorkað hafa miklu á örfáum árum í því að sannreyna orsakasamhengi veðurfars við breytingar í hita sjávar og hafstrauma.

Noel S. Keenlyside er einn af lykilvísindamönnum við hina virtu rannsóknastofnun IFM-GEOMAR við Kielarháskóla í Þýskalandi. Þar standa haffræðirannsóknir á gömlum merg og Háskólinn í Kiel hefur verið í fremstu röð í áratugi, ekki síst í rannsóknum og mælingum á samspili hafs og lofthjúps.

Sjálfur er Keenlyside þó ekki Þjóðverji. Hann er frá Eyjaálfu og stundaði fyrst háskólanám í Tasmaníu. Doktorsverkefni hans frá 2001 fjallar um líkanagerð hafstrauma og seltu sjávar í miðbaugshluta Kyrrahafsins. Í kjölfarið hóf Keenlyside rannsóknir sínar í Þýskalandi, fyrst við Max-Planck veðurfræðistofnunina í Hamborg.

Þessi ungi vísindamaður fæst einkum við rannsóknir á breytileika veðurfars á áratugakvarða, en hann hefur líka lagt mikilsverð lóð á vogarskálar þekkingar á áhrifum frávika hita og seltu og breytileika straumakerfa sjávar á tíðni fellibylja og lægðagang, m.a. á Atlantshafi.

Hluti af hita/seltuhringrás sjávar (mynd af scienceimage.csiro.au).

Sú rannsókn sem skaut Keenlyside á stjörnuhimininn ef svo má segja er orðin tveggja ára gömul. Þá kynnti hann ásamt samstarfsmönnum sínum til sögunnar verðurfarsspá til næstu 10 ára. Ágætis þróun hefur átt sér stað í veðurspám eins og okkur er kunnugt. Einnig í veðurlagsspám (Seasonal forecast) allt að 6 mánuði. Eins telja menn ágætar framfarir í stórum veðurfarslíkönum til næstu 50 eða 100 ára, en þau eru byggð upp á allt annan hátt en líkön til skemmri tíma, þar sem ekki er verið að fást við veðurfarssveiflur ef svo má segja. Rannsóknin var kynnt í Nature vorið 2008 og vakti þá nokkra athygli. Ýmsir hafa þó orðið til að benda á hana síðar í ljósi nýrra mælinga og annarra vísbendinga sem að nokkru leyti virðast koma heim og saman við þessa spá.

Erfiðlega hefur gengið til þessa að fá veðurfarsspálíkönin sem tengja saman sjóinn og loftið til að spá sæmilega réttum sveiflum í hita/seltuhringrás sjávar. Þ.e. varmastreyminu norður eftir Atlantshafinu og tilheyrandi botnsjávarmyndun sem keyrir kerfið áfram að hluta. (MOC – Meridional Overturning Circulation). Keenlyside reyndi aðrar aðferðir við ákvörðun upphafsástands sjávar í reiknilíkaninu, meira í líkingu við meðhöndlun í árstíðarspám. Það gaf góða raun, því þessar nýju aðferðir voru reyndar þegar söguleg gögn voru keyrð (hindcasting) frá 1950 til ársins 2005. Og viti menn, mun betur tókst að líkja eftir sveiflu í MOC en með eldri aðferðum, m.a. straumhvörfum í hringrásinni sem kennd eru við árið 1970 þegar streymi sjávar norður á bóginn er álitið að hafa aukist á ný eftir tvo til þrjá áratugi með tregara norðurstreymi í sniði við 30°N.br.

Áætlað streymi sjávar til norðurs á Atlantshafi við 30°N, reiknað út frá greiningu á yfirborðshita sjávar. Einingin er Sverdrup eða milljónir tonna á sekúndu. Sjá má að aukinn kraftur færðist í hringrásins og streymi hlýsjávar norður eftir á árunum frá 1970 þar til um 1990 (Keenlyside o.fl. 2008).

Í spá Keenlyside var gert ráð fyrir þekktum breytileika nokkurra þátta á skemmri tímakvarða og áframhaldandi auknu geislunarálagi af völdum mannsins. Spáin hljóðaði annars svona í megindráttum:

Á næstu 10 árum mun hægja á straumhringrásinni (MOC) niður í það sem vænta má að jafnaði til lengri tíma. Við það lækkar sjávarhiti N-Atlansthafsins lítið eitt, sem og hiti meginlands Evrópu og N-Ameríku. Litlar bretingar verða í hita Kyrrahafsins (miðbaugshluta þess). Niðurstaða okkar er sú að meðalhiti jarðar muni ekki hækka næsta áratuginn, þar sem náttúrulegur breytileiki í átt til kólnunar muni vega á móti hækkun hita af völdum auknu geislunarálagi gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum.

Gavin Schmidt hjá NASA, einn þeirra sem heldur úti Real Clamate vefsíðunni, var sannfærður um að þessi spá væri hreinasta della og lá ekkert á skoðun sinni. Hann fullyrti meira að segja að aðferð Keenlyside við að spá breytingu á hringrás Atlantshafsins væri svo vitlaus að næsta öruggt væri að hún gæfi ranga niðurstöðu. Einhverjir kumpánar Gavin´s á Real Climate vildu veðja 2.500 evrum upp á það að meðalhiti jarðar 2005-2015 yrði hærri en næstu 11 árin þar á undan, þ.e. 1994-2004. Það fylgir sögunni að veðmálinu hafi ekki verið tekið, en það styttist hins vegar í það að hægt verði að fá niðurstöðu því spátímabilið er brátt hálfnað.

Keenlyside, N.S., M. Latif, J. Jungclaus, L. Kornblueh, and E. Roeckner, 2008: Advancing Decadal-Scale Climate Prediction in the North Atlantic Sector. Nature, 453, 84-88.

03/02/2010