Oft skjóta upp kollinum spurningar um loftslagsbreytingar sem mjög auðvelt er að svara ef maður hefur aðgang að réttum gögnum. Dæmi um þetta sá ég í nýlegri blaðagrein þar sem eftirfarandi fullyrðing kom fram:
“As the world has already been through two of its coldest winters for decades, with all the signs that we may now be entering a third, the scientific case for CO₂ threatening the world with warming has been crumbling away on an astonishing scale.”
Þó fleiri rangar fullyrðingar væru í greininni hjó ég sérstaklega eftir þessari, því ég kannaðist ekki við að þetta væri rétt, auk þess sem það ætti að vera auðvelt að tékka á henni.
Nokkrar mismunandi samantektir eru til á hnattrænum meðalhita (sjá greinina “Hætti hlýnun jarðar eftir 1998” fyrir nánari umfjöllun), en ágæt röð til að nota hér er frá bandarísku veðurstofunni NOAA. Veðurfarsgagnamiðstöðin (NCDC) heldur úti síðu þar sem nýjustu mánaðargildi eru birt. Á síðunni má finna ítarlegar upplýsingar um það hvernig gögnin sem aðgengileg eru frá síðunni eru sett saman, en ekki verður farið nánar í þá sálma hér.
Gagnaröðin sem hér kemur að gagni má finna neðarlega á síðunni og hún er merkt sem
“The Monthly Global (land and ocean combined into an anomaly) Index (degrees C)”. Ef smellt er á krækjuna fer vafrarinn á FTP svæðið:
Röðin sýnir hnattræn hitafrávik hvers mánaðar miðað við meðaltal 20. aldarinnar. Ef þessi gögn eru skoðuð sést að fyrstu áratugina (fram yfir 1920) eru frávikin iðulega minni en núll, en þau eru stærri en núll síðustu áratugina (Tölur sem vantar eru merktar -999, en þær eru aftast í röðinni og endurspegla þá mánuði sem vantar af árinu sem er að líða).
Hefðbundin skilgreining á vetri í veðurfarsfræðum er tímabilið desember til febrúar. Á Íslandi væri meira vit að nota lengra tímabil, en það er önnur saga. Ef tölurnar fyrir þessa mánuði síðustu tvö ár eru skoðaðar og bornar saman við árin á undan er erfitt að sjá að þær séu óvenjulega lágar.
Til að kanna þetta betur er best að teikna gögnin í töflunni. Hægt er að gera slíkt í töflureikni (t.d. Excel), en ég hef meira gaman af því að nota tölfræði- og teikniforritið R.
R er forrit sem hlaða má niður frá vefsíðunni www.r-project.org. Það er ókeypis og lítið mál að setja það upp á flestum tölvum (sjá leiðbeiningar).
Þegar búið er að setja upp forritið og ræsa það er fyrst að ná í gögnin
Þessi skipun les gögnin inn í töfluna dd. Skipunin read.table hefur marga rofa sem hægt er að stilla þegar hún er gefinn. Til að fá upplýsingar um skipanir í R er sett “?” fyrir framan skipunina, t.d.
>?read.table
sem gefur meiri upplýsingar um skipunina read.table en góðu hófi gegnir. Hér gefum við tvo rofa , sá fyrri na.strings segir read.table að meðhöndla -999.000 sem “gildi vantar” (NA). Seinni rofinn gefur dálkunum nafn. Hvorugur rofinn er nauðsynlegur (sjálfgefin dálkheiti eru V1, V2 og V3) með því að gefa dálkum nafn verða þær skipanirnar sem fylgja læsilegri.
Skipunin
> dim(dd)
[1] 1560 3
segir okkur að taflan sé 1560 línur og 3 dálkar (þetta breytist milli ára).
Fyrstu gildin í töflunni má skoða með:
> dd[1:5,]
ár mán hiti
1 1880 1 -0.0491
2 1880 2 -0.2258
3 1880 3 -0.2095
4 1880 4 -0.1221
5 1880 5 -0.1279
og þær síðustu
> dd[1555:1560,]
ár mán hiti
1555 2009 7 0.5655
1556 2009 8 0.6053
1557 2009 9 0.6126
1558 2009 10 0.5673
1559 2009 11 NA
1560 2009 12 NA
Tölurnar lengst til vinstri eru línunúmer töflunnar, “ár”, “mán” og “hiti” eru dálkheitin. Takið eftir að hitatölurnar í línum 1559 og 1560 vantar, en þetta eru tölur fyrir nóvember og desember 2009 (en þau gildi eru óþekkt þegar þessi pistill er skrifaður). Í stað tölu er NA sem segir R að meðhöndla þær sérstaklega.
Til að teikna hitagögnin þarf einungis
> plot(dd$hiti)
Það hefði mátt nota dd[,3] í stað dd$hiti, fyrri aðferðin vitnar í dálkinn eftir númeri hans, sú seinni eftir nafni (sem er skýrara). Mynd 1 sýnir niðurstöðuna.
Mynd 1
Þessi skipun teiknar hitann sem fall af línunúmerum. Greinilega hlýnar með hækkandi línunúmeri. Ef við viljum hafa eitthvað annað en línunúmer á x-ásnum þurfum við að segja plot skipuinni frá því. Það dugir nota skipunina seq() en hún býr til raðir.
> tt=seq(1880,2010-1/12, length.out=1560)
> plot(tt,dd$hiti)
Hér býr seq(1880,2010-1/12,length.out=1560) til tímaás sem hefur 1560 gildi. Þó þessi ás sé réttur þá hefur R betri aðferðir við að vinna með dagsetningar (meira um það síðar).
Mynd 2 er því sambærileg við mynd 1 en hefur x-ás sem gengur frá 1880 út árið 2009. Ef mynd 2 er skoðuð sjást tveir óvenju hlýir mánuðir skömmu fyrir aldamótin og eftir aldamótin. Með því að skoða töfluna á vefsíðu NCDC sést að hlýjasti mánuðurinn í röðinni er febrúar 1998, og janúar 2007 sá næst hlýjasti. Í fyrra tilvikinu var öflugasti ElNino sem vitað er um á fullu, í því síðara var snubbóttur ElNino í gangi (lista með mánaðartölum fyrir ElNino má sjá í fyrirlestri sem uppfærður er reglulega hjá annarri undirstofnun bandarísku veðurstofunnar).
Mynd 2
Til að kanna fullyrðinguna að síðustu vetur séu óvenjukaldir er best að skoða styttra tímabil. Það getum við gert með því að skorða x-ásinn við árin eftir 1980. Í skipuninni hér að neðan er y-ásinn líka stilltur þannig að gögnin fylli sem best út flötinn, auk þess sem ásar eru eru merktir og myndin titluð.
Við að skoða mynd 3 er ljóst að nýlega hafa verið einstaka óvenju kaldir mánuðir (sérstaklega janúar og febrúar 2008), og þar þarf að fara aftur til áranna 1995 fram yfir aldamót til að sjá annað eins. En voru þessir mánuðir nægilega kaldir til að draga vetrarmeðaltalið niður?
Mynd 3
Til að kanna það er fljótlegast að reikna þriggja-mánaða miðjað hlaupandi meðaltal. Þannig fæst röð með þar sem hvert gildi er meðaltal þriggja gilda, t.d. verður janúar gildið meðaltal desember, janúar og febrúar í upprunalegu röðinni. Í R dugir filter skipunin vel fyrir þetta. Þriggja mánaða hlaupandi meðaltal fæst með skipuninni:
filter(dd$hiti,c(1,1,1)/3)
og við bætum þessari línu (rauðlitaðri) á myndina með skipuninni
lines(tt,filter(dd$hiti,c(1,1,1)/3),col='red')
Nú eigum við bara eftir að merkja inn janúarmánuðina á rauðu línuna (en þeir eru meðaltal desember, janúar og febrúar frávika, þ.e. þeir eru vetrarmeðaltalið). Til að hirða janúarmánuðina úr tímaásnum má enn og aftur nota seq skipunina til að hirða 12 hvert gildi. Skipunin
seq(1,1560,by=12) býr til listann 1,13,25,….1549 og 12 hvert gildi í tt fæst með
tt[seq(1,1560,by=12)]
Hornklofinn við tt inniheldur tilvísanir á stök vigursins tt. Eitt af því snjalla við R er að hægt er að setja slíkar tilvísanir beint aftan við föll sem skila vigrum sem úttaki. Með því að bæta sömu seq skipuninni aftan við filter skipunina er má hirða vetrarmeðaltölin frá úttaki filter. Til að merkja inn punkta notum við skipunina points, og bætum loks við
Mynd 4 sýnir niðurstöðuna. Ef við skoðum nýlega vetur þá eru 2004/5, 2005/6 og 2008/9 álíka hlýir, 2006/8 er hlýjasti veturinn á myndinni, en 2007/8 er kaldur. Þessi síðastnefndi er á svipuðu róli og 2000/1, 1995/6 1996/7
Mynd 4
Svo niðurstaðan er þessi. Síðasti vetur var ekki kaldur. Veturinn þar á undan var álíka kaldur og vetur upp úr aldamótunum og nokkrum árum þar á undan. Hlýjasti vetur raðarinnar var fyrir þremur árum.
Staðhæfingin
“As the world has already been through two of its coldest winters for decades, with all the signs that we may now be entering a third…”
er því röng.
Það er svo annað mál að höfundur virðist telja að tveir kannski þrír vetur í röð nægi til að gera út um málið. Slíkt er auðvita af og frá. Ef myndin er skoðuð vel má finna kólnun þrjá eða fjóra vetur í röð skömmu fyrir 1985, 1995 og um aldamótin. Samt er áberandi hlýnun í röðinni.
Eins og áður sagði er greinin í heild sinni er uppfull af vafasömum og kolröngum fullyrðingum. Þegar ég las hana datt mér í hug að hún væri skriflegt Gish gallop, en sú tækni gengur út á að drekkja andstæðingnum með flóði vafasamra fullyrðinga. En það má furðu sæta þegar höfundur er með fullyrðingar sem einungis þarf nokkurra mínótna vinnu til að hrekja.
Mynd 5
Viðauki
Fyrir þá sem hafa áhuga á að ná sér í R og prófa að teikna þessa röð, þá hef ég með R-forrit sem sækir gögnin, teiknar NCDC hitaröðina, bætir við bestu línu og merkir. Tímaásinn á þessari mynd er gerður með því að nota sérstakt dagsetningarform (en amk. tvö slík eru í R). Þessi útgáfa ætti því ekki að úreldast strax, því hún á að vera rétt þó fleiri mánuðir bætist við í safnið hjá NCDC. Til að nota forritið þarf að hlaða því niður í þá möppu sem R notar sem vinnusvæði
(getwd() skilar því). Síðan þarf bara að gefa skipunina
Eins og flest annað í þessum heimi geta loftslagsmálin í senn verið einföld og flókin. Þau geta líka verið auðskilin eða torskilin en mjög oft eru þau líka misskilin. Fyrir mér eru hugmyndir um hlýnandi loftslag af mannavöldum í sinni einföldustu mynd eitthvað svipaðar því sem sést hér á myndinni. Við erum með hitalínurit sem sýnir nokkuð sveiflukenndan feril, nema hvað myndinni hefur verið lyft upp hægra megin með olíutunnu, en þannig hefur jafnvæginu verið raskað af mannavöldum sem ýtir undir hlýnun. En það eru ýmis atriði sem gera málin flókin, ekki síst fyrir okkur sem fylgjumst með af hliðarlínunni. Hér ætla ég að velta mér upp úr nokkrum atriðum, ekki síst hinum náttúrulegu þáttum sem hafa áhrif á hita jarðar – án þess þó að komast að nokkurri niðurstöðu.
Hvað er vitað og hvað ekki?
Það er allavega tvennt sem engin ástæða er til að efast um í sambandi við loftslagsmálin. Í fyrsta lagi þá hefur hlýnað á jörðinni undanfarin 100 ár eins og allar mælingar staðfesta og í öðru lagi þarf varla að deila um að aukin koltvísýringur í lofti veldur auknum gróðurhúsaáhrifum sem leiðir til hlýnunar. Það eru samt mikilvæg atriði sem óvissa er um. Hversu mikil eru t.d. áhrifin af auknu CO2 í lofthjúpnum og hversu mikið eiga náttúrulegir þættir í þeirri hlýnun sem orðið hefur. Hversu stór ætti tunnan að vera á myndinni hér að ofan? Annað mikilvægt atriði er hvers vegna hlýnunin hefur ekki verið stöðug, en á þessum síðustu 100 árum hefur hlýnunin aðallega átt sér stað í tveimur rykkjum á tímabilunum 1915-1945 og 1977-2005 með lítilsháttar kólnun þess á milli. Vita menn almennilega hvers vegna þetta gerist?
Hitaþróun jarðar 1880-2008 samkvæmt NASA-GISS. Tímabilaskiptingu hefur verið bætt við myndina en greinileg umskipti urðu síðast árið 1977.
Náttúrulegar sveiflur.
Að þekkja það sem veldur hinum stærri hitasveiflum hlýtur að vera mikilvægt atriði til að skilja hvað getur gerst í framtíðinni og hver sé þáttur náttúrunnar í þessu dæmi. Það er t.d. vel þekkt hvernig El Nino og La Nina fyrirbærin á Kyrrahafinu hafa áhrif til skamms tíma á hita jarðar. Þegar þessar Kyrrahafssveiflur eru skoðaðar áratugi aftur í tímann kemur í ljós að tíðni hinna hlýju El Nino hefur verið mun meiri eftir 1977, öfugt við áratugina þar á undan þegar hin kalda La Nina var oftar uppi. Þessi fasaskipting í Kyrrahafinu kemur merkilega vel saman við hnattræna hitalínuritið enda tók hlýnun jarðar mikinn kipp eftir 1977. Þarna gætu verið á ferðinni einhverjar áratugasveiflur í Kyrrahafinu sem stýra því hvort hinir köldu eða hlýju fasar ráða ríkjum yfir lengra tímabil. Slíka sveiflu þykjast menn reyndar sjá og kalla hana Pacific Multidecatal Oscillation sem einmitt á að hafa skipt um ham um 1977 og þar áður á fimmta áratugnum. Hér í Norður-Atlantshafi er síðan talað um aðra áratugasveiflu sem nefnist Atlantic Multidecatal Oscillation og hefur ekki síst áhrif hér á landi. Í framhaldi af þessu má spyrja að því hvort við getum á ný átt von á tímabili stöðnunar í hita jarðar ef köldu fasarnir verða ríkjandi á ný.
Fasaskipting á tíðni El Nino og La Nina í Kyrrahafinu. Hvað gerist árið 1977?
Önnur eldri útskýring, eða viðbótarútskýring á hitasveiflunum snýst um sótagnir í lofti vegna mengunar. Þar er gert ráð fyrir því að þegar aðgerðir hófust til að minnka sótmengun í útblæstri á áttunda áratugnum, hafi loftið orðið hreinna og því sólskinið sterkara, án þess að útblástur CO2 hafi minnkað að sama skapi og því hafi hitinn rokið upp eftir 1977. Þessi sótmengun gæti verið að aukast á ný vegna megna mikillar iðnvæðingar í Asíu sem aftur gæti dregið úr hlýnun. Lítið finnst mér þó hafa farið fyrir umræðum um þetta undanfarið.
Þessar tvær skýringar á náttúrulegum sveiflum geta báðar verið réttar – eða jafnvel hvorug. Þær eru þó ólíkar að því leyti að önnur gerir ráð fyrir aðgerðum mannsins en hin ekki. Stundum er síðan talað um tilviljunarkenndan breytileika sem reyndar þýðir ekkert annað en breytileika af óþekktum ástæðum.
Svo er það blessuð sólin
Það er ekki langt síðan hugmyndir um afgerandi tengsl sólarinnar við hlýnun jarðar komu fram af alvöru en enn sem komið er hafa þær hugmyndir ekki fengið almennan hljómgrunn meðal vísindamanna. Aðallega vegna þess að hlýnun undanfarinna áratuga er ekki í samræmi við þróun sólvirkni á sama tíma. Hinsvegar skapar það óvissu í allri þessari umræðu að síðasta öld einkenndist af mikilli sólvirkni sem þýðir að 20. öldin hefði að öllum líkindum verið eitthvað hlýrri en undanfarnar aldir hvort sem inngrip mannsins hefði komið til eða ekki. Að þekkja áhrif sólarinnar skiptir auðvitað miklu máli ekki síst ef sólvirknin fer minnkandi á næstu áratugum. Hvað gerist síðan ef sólin fer í mjög djúpa lægð eins og sumir eru jafnvel að spá? Eru áhrif sólarinnar örugglega nógu vel þekkt?
Sólvirkni síðustu 400 ára og svartsýnisspá Rússneskra vísindamanna um virknina framundan.
Hvað gera höfin og sólin í sameiningu?
Ef mikil sólvirkni á síðustu öld hefur átt sinn þátt hlýnun jarðar, má spyrja hversu mikið eimir ennþá eftir af þeim hita. Getur verið að úthöfin varðveiti ennþá hluta af þeirri aukavarmaorku sem sólin gaf okkur á liðinni öld eða er allur sá aukavarmi horfinn út í veður og vind? Það er vitað að vegna stærðar sinnar og dýptar, eru úthöfin frekar svifasein að bregðast við utanaðkomandi hitabreytingum og því ekki hægt að ætlast til að hitajafnvægi úthafana fylgi alveg sveiflum í virkni sólarinnar. Kannski spila þarna líka inní áratugalangir andardrættir úthafana þar sem höfin ýmist gleypa í sig hita eða geisla honum frá sér eftir því hvernig kaldur djúpsjórinn og hlýr yfirborðssjórinn blandast á löngum tíma.
– – – – –
Til að setja þetta saman í eitt, þá erum við með aukin gróðurhúsaáhrif, minnkandi sólvirkni, hitasveiflur í úthöfunum, breytilega sótmengun auk fjölda annarra þátta sem hafa áhrif á hitafar jarðar á næstunni. Loftslagsmálin geta kannski verið einföld í grunninn, en í sinni flóknustu mynd eru þau auðvitað langt fyrir ofan minn skilning. Hinsvegar verðum við að vona og treysta á að þau séu ekki of flókin fyrir þá vísindamenn sem fást við þessi fræði. Ef það er þeirra skilningur almennt að mannkynið sé að valda hættulegri hlýnun á jörðinni er varla um annað að ræða en að gera eitthvað í því ef mögulegt er, að minnsta kosti þar til annað kemur í ljós.
Hlýnunar af mannavöldum gætir nú víða um heim og vekja afleiðingar hennar sífellt meiri athygli almennings og fjölmiðla. Sumar afleiðingarnar má segja að séu í stórum dráttum eins og búast mátti við á grundvelli fyrirliggjandi vísindarannsókna en aðrar hafa komið á óvart. Þar er um það að ræða að vísindamenn uppgötva fyrst með mælingum að veigamikil áhrif vaxandi styrks koldíoxíðs eða hlýnunar eru þegar komin fram án þess að spáð hafi verið fyrir um þessi áhrif. Þar má segja að jöklar hafi leynt á sér vegna þess að tvær af þremur óvæntustu uppgötvunum af þessum toga á síðustu árum hafa verið tengdar jöklabreytingum.
Fyrst er rétt að nefna þá uppgötvunina sem ekki tengist jöklum en þar á ég við súrnun yfirborðslaga sjávar sem talin er stafa af vaxandi styrk koldíoxíðs í andrúmsloftinu. Talið var að sýrustig sjávar væri lítt háð styrk koldíoxíðs í andrúmsloftinu og var ekki talin ástæða til þess að hafa áhyggjur af hafefnafræðilegum afleiðingum af losun mannkyns á koldíoxíði. Mælingar sýna hins vegar lækkun sýrustigs um u.þ.b. 0,1 pH einingu og talið er að lækkunin verði 0,4 einingar undir lok aldarinnar miðað við ástandið fyrir iðnbyltingu (sjá t.d. http://www.ocean-acidification.net/ og http://ioc3.unesco.org/oanet/OAdocs/SPM-lorezv2.pdf). Þessar breytingar, sem ekki vöktu verulega athygli fyrr en um og eftir 2004, eru taldar mjög veigamiklar fyrir lífríki hafsins og er merkilegt til þess að hugsa að skilningur á þeim sé nýtilkominn og að þær skuli hafa komið mönnum jafn mikið á óvart og raun ber vitni.
Óvæntu uppgötvanirnar tvær á sviði jöklafræði sem nefndar voru hér að framan eru einnig tengdar heimshöfunum vegna þess að þær leiða til hækkandi sjávarborðs. Annars vegar er aukning á hraða ísskriðs á mörgum stöðum á Grænlandsjökli en hún er rakin til aukinnar yfirborðsleysingar sem veldur hærri vatnsþrýstingi við jökulbotninn og meira skriði jökulsins með botninum. Talið var líklegt að Grænlandsjökull mundi rýrna af völdum hlýnandi loftslags en það var til skamms tíma eingöngu rakið til aukinnar bráðnunar við yfirborð vegna hærri hita. Spár um hækkun sjávarborðs af völdum jökla byggðust þannig einkum á líkanreikningum af jöklaleysingu. Mælingar á hraða ísskriðs á Grænlandsjökli á síðustum árum sýna hins vegar mjög mikla hraðaaukningu sem ekki hafði verið spáð fyrir um. Áhrif Grænlandsjökuls á sjávarborð heimshafanna eru ekki síst tilkomin vegna þessa aukna hraða og aukinnar kelfingar í sjó fram af hans völdum.
Hin uppgötvunin tengist bæði Grænlandsjökli og Suðurskautsjöklinum og felur í sér merkileg áhrif sjávarhita á hreyfingu jöklanna. Á árunum 2000–2004 mældist mikil hraðaaukning á mörgum skriðjöklum á Suðaustur-Grænlandi sem talin er hafa stafað af hærri sjávarhita við ströndina. Hærri sjávarhiti bræðir hafís á fjörðum og dregur þar með úr viðnámi sem jökultungurnar mæta þegar þær skríða í sjó fram. Þessi hraðaaukning reyndist tímabundin en sýndi hversu viðkvæmur Grænlandsjökull getur verið fyrir breytingum sem ekki hafði verið gert ráð fyrir til þessa að skiptu miklu máli. Hliðstæðar breytingar hafa einnig mælst á Suðurskautsjöklinum, einkum á Suðurskautsskaganum sem gengur út úr Suðurskautslandinu í átt til Chile, og tengjast þá oft íshellum sem fljóta á sjónum við jökuljaðarinn. Ef umtalsverð hlýnun verður í sjónum í framtíðinni þá kunna þessi áhrif að leiða til mun meiri hækkunar á sjávarborði en gert er ráð fyrir í líkanreikningum sem liggja til grundvallar mati á hækkun sjávarborðs í síðustu skýrslu IPCC.
Þessar uppgötvanir sýna nokkuð dökka mynd af stöðu þekkingar á heimskautajöklunum og áhrifum þeirra á hækkun heimshafanna á næstu áratugum. Má ekki gera ráð fyrir fleiri óvæntum uppgötvunum sem kollvarpi aftur hugmyndum okkar um viðbrögð jöklanna við hlýnun? Það er vissulega hugsanlegt. Það hefur hins vegar orðið mikil framþróun í vísindarannsóknum á heimskautajöklunum og er athyglisvert að rifja upp hvernig skilningi á þætti jökla í hækkun heimshafanna hefur fleygt fram síðustu 10–15 árin.
Hækkun sjávarborðs heimshafanna á 20. öld var í heild um 20 cm eða um 2 mm á ári.
Samkvæmt skýrslu IPCC frá 1995 sýndu afkomumælingar og mælingar á yfirborðshæð að Grænlandsjökull og Suðurskautsjökullinn gætu samtals hafa verið úr jafnvægi sem jafngildir um ±18 cm breytingu á sjávarborði heimshafanna á 20. öld. Þetta þýðir að óvissan um framlag þeirra var talin ámóta mikil og öll hækkun heimshafanna á sama tímabili! Rétt er að taka fram að talið var ólíklegt á grundvelli ýmissa óbeinna vísbendinga að jöklarnir væru svona fjarri jafnvægi en beinar mælingar á jöklunum sjálfum voru sem sé ekki betri en þetta.
Í skýrslu IPCC frá 2001 var frá því greint að afkoma Suðurskautsjökulsins gæti samkvæmt mælingum hugsanlega verið jákvæð um +10% af heildarákomunni á jökulinn, en það samsvarar sjávarborðsbreytingu upp á –0.5 mm á ári (þ.e. lækkun hafsborðsins).
Hins vegar var einnig nefnt að ef gert væri ráð fyrir að stóru íshellurnar, sem fljóta á hafinu við jökuljaðarinn, væru nærri jafnvægi þá mætti meta framlag jökulsins til hækkunar heimshafanna +1.04 ± 1.06 mm á ári.
Það er athyglisvert að þessar tvær tölur úr IPCC skýrslunni frá 2001 hafa ekki sama formerki og fyrri talan er utan óvissumarka þeirrar síðari!
Í IPCC skýrslunni frá 2001 var framlag Grænlands til heimshafanna metið +0.12 ± 0.15 mm á ári, þ.e. það var ekki talið marktækt frábrugðið núlli.
Framlag stóru hveljökla heimskautanna til hafanna var því augljóslega mjög illa þekkt árið 2001.
Nú hafa þyngdarmælingar með nýrri kynslóð gervitungla sem nefnist GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) gerbylt þessari stöðu. Þessar mælingar er unnt að nota til þess að reikna mjög nákvæmlega breytingar á þyngdarsviði jarðar sem stafa af tilfærslu massa og þær hafa verið notaðar til þess að meta jöklabreytingar fyrir bæði stóru jökulhvelin og einnig fyrir smærri jökli eins og hér á landi og á Svalbarða. Segja má að jöklarnir hafi verið viktaðir með þessum mælingum. Meðfylgjandi mynd sýnir niðurstöður GRACE fyrir Norður-Atlandshafssvæðið3. Þar sést skýrt hvernig rýrnun Grænlandsjökuls er mest á suðaustanverðum jöklinum og einnig meðfram norðanverðri vesturströndinni. Einnig sést móta fyrir rýrnun jökla á Íslandi og á Svalbarða ef rýnt er í myndina. Niðurstöður þessara mælinga fyrir einstök svæði koma fram í meðfylgjandi töflu sem sýnir í flestum tilvikum breytingar á árabilinu 2003 til 2007.
Hæðarbreytingar geóíðu yfir Grænlandi frá febrúar 2003 til janúar 2008 (3). Myndin vinstra megin (a) sýnir mælingar GRACE gervitunglsins en sú hægra megin (b) sýnir reiknaða geóíðu út frá breytingum á ísþykkt sem leiddar eru út á grundvelli þyngdarmælinganna. Mesta breyting geóíðunnar er um 12,5 cm lækkun á ári nærri Helheim jökli á Suðaustur-Grænlandi.
Svæði
Breyting sjávarborðs (mm á ári)
Suðurskautsjökullinn1
0.4 ± 0.2
Grænlandsjökull3
0.5 ± 0.1
Jöklar á Íslandi3
0.032 ± 0.01
Jöklar á Svalbarða3
0.026 ± 0.01
Jöklar utan heimskautasvæða alls2
~1.0
Hækkun á sjávarborði alls eftir um 1990 (IPCC)
~3
Það er athyglisvert að jöklar utan heimskautasvæða leggja ámóta mikið til heimshafanna og stóru heimskautajöklarnir tveir samanlagt þrátt fyrir að flatarmál og heildarrúmmál íss í stóru jöklunum sé miklu meira. Þannig var framlag jökla á Íslandi og á Svalbarða samanlagt heldur meira en 10% af framlagi Grænlandsjökuls á árabilinu 2003 til 2007 þrátt fyrir að Grænlandsjökull sé meira en 30 sinnum stærri að flatarmáli og hafi að geyma 250 sinnum meiri ís.
Nýjustu niðurstöður þyngdarmælinganna fyrir Grænland benda til þess rýrnun jökulsins hafi enn hert á sér síðustu árin og að jökullinn hafi lagt um 0,75 mm á ári til heimshafanna síðan 20065. Það er aukning um u.þ.b. 50% frá því sem taflan sýnir fyrir árin 2003 til 2007.
Ekki fer á milli mála þegar bornar eru saman tölurnar í listanum hér að framan og tölurnar í töflunni hversu miklar framfarir hafa orðið í mælingum á ástandi heimskautajöklanna. Óvissa um afkomu Suðurskautsjökulsins og Grænlandsjökuls, sem áður var jafn mikil og mæld árleg heildarhækkun heimshafanna, hefur minnkað niður í um tíundapart af hafsborðshækkuninni, þ.e. óvissan hefur minnkað tífalt á einungis 10–15 árum. Þessar niðurstöður GRACE eru svo nýjar af nálinni að ekki náðist að taka að fullu tillit til þeirra í síðustu IPCC skýrslu sem út kom árið 2007. Þar er gert ráð fyrir sjávarborðshækkun verði á bilinu 20–60 cm til loka 21. aldar. Í nýlegri skýrslu hollenskra stjórnvalda (http://www.deltacommissie.com/doc/deltareport_full.pdf) er hins vegar reynt að taka fullt tillit til nýjustu þekkingar á líklegum breytingum á heimskautajöklunum og komist að þeirri niðurstöðu að líklegasta hækkun heimshafanna til loka aldarinnar sé á bilinu 55–110 cm, þ.e. u.þ.b. helmingi meiri en niðurstaða IPCC frá því fyrir aðeins tveimur árum (þess ber að geta að IPCC tilgreindi að bilið 20–60 cm taki ekki tilliti til áhrifa vaxandi skriðhraða jöklanna en þess er oft ekki getið þegar tölur IPCC eru notaðar). Samkvæmt þessum nýjustu niðurstöðum er gert ráð fyrir því að jöklar muni orsaka meira en helming af hækkun heimshafanna á þessari öld. Árið 2200 gerir hollenska skýrslan ráð fyrir að heimshöfin hafi hækkað um 150 til 350 cm.
Þessar nýju tölur um sjávarborðshækkun af völdum jökla eru mun hærri en áður var gert ráð fyrir sem líklegustu hækkun sjávarborðs af þeirra völdum, t.d. af IPCC. Hins vegar eru þær lægri en miklu hærri tölur sem einnig voru stundum nefndar sem hugsanlegur möguleiki ef allt færi á versta veg. Nýjustu rannsóknir á Grænlandsjökli benda til þess að fyrri hugmyndir um mjög hraða rýrnun jökulsins og annarra jökla, sem svara til um eða yfir 2 m hækkunar sjávarborðs á þessari öld, eigi ekki við rök að styðjast4. Þannig benda nýjustu rannsóknir til þess að rýrnun jökla sé mun hraðari en áður var gert ráð fyrir en jafnframt að ólíklegt sé að þeir hopi í nánustu framtíð jafn hratt og allra svartsýnustu spár gerðu ráð fyrir að væri mögulegt.
Niðurstöður GRACE fyrir Ísland og Svalbarða eru í góðu samræmi við fyrirliggjandi afkomumælingar og mældar breytingar á yfirborði jökla á þessum svæðum. Það gefur til kynna að mælingarnar séu einnig áreiðanlegar fyrir heimskautajöklana þar sem slíkar samanburðarmælingar eru ekki jafn nákvæmar. Niðurstöður GRACE sýna hversu mikilvægt er að nýta nýjustu tækni til þess að fylgjast með og draga úr óvissu um þá þróun sem nú á sér stað í tengslum við hlýnun jarðar. Saga rannsókna á stóru heimskautajöklunum síðustu 10–15 árin sýnir bæði hversu miklar framfarir geta orðið þegar háþróuð tækni er notuð til mælinga en einnig hversu miklar gloppur eru í þekkingu okkar á mörgum sviðum. Það er sjálfsagt að reyna eins og unnt er að sjá mikilvægustu breytingar fyrir með rannsóknum en einnig er mikilvægt að vera undir það búin að í framtíðinni geti komið fram óvænt áhrif sem ekki hefur verið spáð fyrir um.
Heimildir:
1Velicogna, I., og J. Wahr. 2006. Measurements of Time-Variable Gravity Show Mass Loss in Antarctica. Science, 311, 5768, 1754–1756. DOI: 10.1126/science.1123785.
2Meier, F. M., M. B. Dyurgerov, U. K. Rick, S. O’Neel, W. T. Pfeffer, R. S. Anderson, S. P. Anderson and A. F. Glazovsky. 2007. Glaciers Dominate Eustatic Sea-Level Rise in the 21st Century. Science, 317, 1064–1067, doi: 10.1126/science.1143906.
3Wouters, B., D., Chambers og E. J. O. Schrama. 2008. GRACE observes small-scale mass loss in Greenland. Geophys. Res. Lett., 35, L20501, doi:10.1029/2008GL034816.
4Pfeffer, W. T., J. T. Harper og S. O’Neel. 2008. Kinematic Constraints on Glacier Contributions to 21st-Century Sea-Level Rise. Science. Science, 321(5894), 1340–1343, doi: 10.1126/science.1159099.
5van den Broeke, M., J. Bamber, J. Ettema, E. Rignot, E. Schrama, W. J. van de Berg, E. van Meijgaard, I. Velicogna og B. Wouters. 2009. Partitioning Recent Greenland Mass Loss. Science, 326(5955), 984–986, doi: 10.1126/science.1178176.
Rannsóknir á tengslum loftslagsbreytinga við vistkerfi og tegundir hafa stóraukist á síðustu árum. Flest bendir til að viðbrögð dýra og plantna við þeim breytingum séu yfirstandandi (t.d. Huntley o.fl. 2007, Thuiller o.fl. 2005). Þó getur reynst erfitt að aðgreina áhrif loftslagsbreytinga frá öðrum atburðum sem verka á smærri mælikvörðum í tíma og rúmi en eru ríkjandi í stjórnun vistfræðilegra ferla (t.d. Parmesan & Yohe 2003).
Rannsóknir á fuglum hafa verið fyrirferðarmiklar í þessum geira, enda eru fuglar sýnilegir og áberandi. Áhrif á fugla eru einkum mæld í tveimur flokkum, annars vegar áhrif á útbreiðslu og hins vegar áhrif á tímasetningar atburða yfir árið (Wormworth & Mallon 2006). Atburðir í þessum tveimur flokkum tengjast og geta haft mikil áhrif á eintaklinga og stofna. Fuglar bregðast við loftslagsbreytingum með tvennu móti. Annars vegar með innbyggðum sveigjanleika í atferli og lífeðlisfræði (phenotypic flexibility) og hins vegar með náttúrulegu vali fyrir eiginleikum sem aðlögun að hinum breyttu aðstæðum. Það síðarnefnda tekur lengri tíma og áhrif loftslagsbreytinga á fuglastofna eru líkleg til að ráðast, í mörgum tilfellum, af því hversu hratt þróun gengur á vistfræðilegum tímakvörðum. Hér verður greint stuttlega frá helstu áhrifum sem loftslagsbreytingar virðast hafa á fuglastofna og mælingum á slíkum ferlum.
Útbreiðslubreytingar
Ljóst er að loftslagsbreytingar geta haft mikil áhrif á útbreiðslu tegunda og stofna fugla. Útbreiðsla fugla ræðst einkum af ýmsum nærtækum þáttum eins og fæðuframboði, afráni og eðli búsvæða en slíkir þættir eru undir áhrifum af loftslagi. Hlýnandi loftslag er almennt talið muni hafa þau áhrif að færa útbreiðslusvæði á norðurhveli norðar en samspil veðurfars við umhverfi fugla er þó flókið og ólíklegt að slík tilfærsla gangi alltaf greiðlega fyrir sig.
Á síðustu árum hefur færst í vöxt að rannsakendur reyni að skýra útbreiðslubreytingar fugla eða spá fyrir um áhrif loftslagsbreytinga út frá svokölluðum rammalíkönum (climate envelope models). Þá er útbreiðsla tiltekinna tegunda og/eða stofna borin saman við það loftslag sem ríkir á útbreiðslusvæði þeirra. Því næst er sá rammi sem loftslagið setur (t.d. uppsafnað hitastig yfir árið) færður í takt við spár um loftslagsbreytingar (nær alltaf norður á norðurhveli) og útbreiðsla fuglanna með (t.d. Huntley o.fl. 2007). Þó það sé eðli líkana að einfalda raunveruleikann þá er þessi nálgun þó helst til mikil einföldun. Enda tekur hún ekki til fjölbreyttra og nærtækari þátta sem miðla áhrifum loftslags á fugla eins og fæðuframboðs og dreifingarhæfileika einstakra tegunda. Fuglar hafa oft víðara þolsvið gagnvart loftslagi og veðurfari en útbreiðsla segir til um og menn, rándýr og aðrir fuglar hafa einnig mikil áhrif á útbreiðslu. Gagnrýni á rammalíkön hefur enda orðið æ háværari. Raunar hefur samanburður sem skýrir skráðar útbreiðslubreytingar 100 evrópskra fuglategunda út frá tilviljanakenndum þáttum hliðstætt forspárgildi og rammalíkön (Beale o.fl. 2008).
Þó að reynst hafi erfitt að einangra loftslagsbreytingar sem drifkraft útbreiðslubreytinga fuglastofna á stórum landfræðilegum mælikvörðum er ýmislegt sem bendir til að slík áhrif séu raunveruleg, a.m.k. á smærri mælikvörðum. Ýmsar fuglategundir hafa verið að færa sig norðar, t.d. á Bretlandseyjum, að meðaltali um 18.9 km á tveimur síðustu áratugum (Thomas & Lennon 1999), en það er einkum talið tengjast lægri tíðni harðra vetra sem halda lífslíkum ýmissa viðkvæmari fugla niðri. Þá hefur verið leitt að því líkum að ýmsir fuglar opinna svæða á norrænum slóðum eigi eftir að hörfa er hávöxnum gróðri fer fram við hlýnandi loftslag (Meltofte o.fl. 2008). Sömu áhrif eiga sér stað með hæð yfir sjávarmáli. Ef við höfnum rammalíkönum sem fullnægjandi tæki til að sýna fram á að loftslagsbreytingar drífi útbreiðslubreytingar fugla þá er enn fátt sem bendir til að loftslagsbreytingar séu farnar að hafa stórfelld áhrif á útbreiðslu fugla á stórum mælikvörðum. Af sömu ástæðu skortir enn tæki til að spá fyrir um framtíðina. Ef hins vegar loftslag heldur áfram að hlýna hratt næstu árin er líklegt að einhverjar tegundir sýni breytingar að því marki að gagnasett verði nothæf til að byggja á spár fyrir framtíðina. Fuglar eru erfiðir að þessu leiti þar sem að þeir þola verulegar sveiflur í hitastigi ef fæðuframboð er nægt. Hjá lífverum sem sýna sterkari lífeðlisfræðilega svörun við sjálfum hitanum eru mynstrin skýrari. Til dæmis fer ekki milli mála að fjölmargar fiskitegundir hafa færst norðar á síðustu árum og þær sem eru smærri og hafa styttri lífsferil hafa oftar færst meira (t.d. Perry o.fl. 2005).
Breytingar á tímasetningum í ársferli fugla
Þó að upplýsingar um áhrif loftslagsbreytinga á útbreiðslu fuglastofna séu enn tvíræðar eru miklar upplýsingar til af norðurhveli um breytingar á tímasetningum atburða í ársferli fugla. Sérlega áberandi er hve fartími hefur færst framar en slík mynstur eru ríkjandi hjá fjölda fuglategunda bæði í Evrópu og í N-Ameríku (t.d. Walther o.fl. 2002, Butler 2003 Murphy-Klaasen & Heather 2005). Misjafnt er hversu miklar breytingarnar eru en meðalkomutími einstaklinga hefur gjarnan færst fram 2-5 daga á áratug. Það sem gerir kleyft að skoða breytingar á komutíma eru langtíma mælingar á komutíma farfugla en varla er fýsilegt að tengja breytingar á komutíma langlífra fugla við loftslagsbreytingar nema hafa nokkra áratugi af mælingum undir.
1. Mynd. Þó að karlfuglar og kvenfuglar jaðrakana sem hafa verið paraðir á ári n séu aðskildir á vetrum koma þeir aftur á varpóðul sín á ári n+1 með ótrúlega samhæfðum hætti (Tómas Grétar Gunnarsson o.fl. 2004). Sjá skýringar í texta.
Í ofangreindum rannsóknum og mörgum fleiri á sama sviði er áberandi hversu mikill munur er á breytingum hjá langdrægum farfuglum (gjarnan þeir sem ferðast 3000 km eða meira milli varp- og vetrarstöðva) og þeim sem ferðast styttra. Langdrægu farfuglarnir hafa yfirleitt breytt fartíma sínum mjög lítið eða ekkert á síðustu árum þrátt fyrir hlýnun meðan þeir skammdrægari hafa flýtt sér mikið. Ástæðan fyrir því er almennt talin vera að skammdrægir fuglar hafa meiri möguleika á að meta aðstæður á varpstöðvum áður en lagt er í farflugið, t.d. með því að hafa veður af sömu veðrakerfum og þeim sem ákvarða aðstæður á áfangastað. Sterkt val er gegn því að koma það snemma að enn séu verulegar líkur á lífshættulegum vorhretum. Þannig eru skammdrægir fuglar færir um að uppfæra ferðaáætlun og stilla fartíma sinn og komutíma eftir aðstæðum. Gott dæmi má sjá hjá íslenskum jaðrakönum (Limosa limosa islandica) sem hafa vetursetu í V-Evrópu frá Bretlandseyjum til Portúgals. Jaðrakanar eru átthagatryggir og pör halda yfirleitt saman ár frá ári ef bæði láta sjá sig á varpstöðvum. Þó að karlfuglarnir og kvenfuglarnir séu aðskildir á vetrum (oft þúsundir km á milli) þá koma pöruðu fuglarnir á ótrúlega samhæfðan hátt aftur á varpóðul sín að vori (Tómas Grétar Gunnarsson o.fl. 2004) (1. mynd). Fýsilegasta skýringin á þessu fyrirbæri er að fuglarnir uppfæri ferðaáætlun sína á svipaðan hátt eftir ytri aðstæðum, hvor um sig.
Ágætt dæmi um mun á langdrægum og skammdrægum farfuglum hvað varðar breytingar á komutíma, má sjá hjá jaðrakan og spóa (Numenius phaeopus) sem verpa á Íslandi. Þessar tegundir eru náskyldar og verpa nánast á sama tíma (toppur í byrjun álegu hjá báðum tegundum í lok maí). Algengt er að fæðuframboð fyrir unga stjórni tímasetningu varps hjá fuglum og gera má ráð fyrir að það komi við sögu hér. Andstætt jaðrakan kemur spóinn langt að, frá V-Afríku. Komutími þessara tegunda (og fleiri) hefur verið mældur árlega í Laugarási í Biskupstungum frá 1988 (2. mynd). Á þessu tímabili hafa jaðrakanar sýnt sterkt línulegt mynstur og hafa að jafnaði flýtt sér um 0,55 daga á ári. Á sama tíma hefur spóinn ekki sýnt neitt marktækt mynstur (2. mynd). Meðalhiti á svæðinu að vori hefur hækkað mikið(allt að 4 gráður) á þessu, fremur stutta, tímabili sem skýrist að miklu leiti af nokkrum köldum árum um 1990. Þó að jaðrakan hafi flýtt komutíma sínum verulega verpur hann enn á sama tíma og spói. Samkeppni um góð óðul er mikil í báðum stofnum og sennilegt er að jaðrakanar nýti sér hlýrri vor til að tryggja sér óðul eins fljótt og hægt er (Tómas Grétar Gunnarsson, sent til birtingar). Allar líkur eru á að innbyggður sveigjanleiki í atferli valdi þessum hröðu viðbrögðum jaðrakans. Um spóann sannast það fornkveðna að úti er vetrarþraut þegar spóinn vellir graut. Spói hefur væntanlega litla möguleika á að meta aðstæður á Íslandi að vori þegar hann leggur í hann frá Afríku og kemur ávallt á svipuðum tíma, þegar líkur á vorhretum eru orðnar hverfandi. Spói getur einkum brugðist við loftslagsbreytingum að þessu leiti með náttúrulegu vali en slíkt er hægara ferli en sá sveigjanleiki í atferli sem jaðrakan sýnir ár frá ári.
2. Mynd. Fyrstu komudagar ættingjanna jaðrakans og spóa í Laugarás (og nágrenni) í Biskupstungum frá 1988 (Tómas Grétar Gunnarsson og Gunnar Tómasson óbirt gögn). Jaðrakan er skammdrægur farfugl sem hefur vetursetu í V-Evrópu en spóinn kemur langt að frá V-Afríku. Jaðrakan hefur að jafnaði flýtt sér um 0,55 daga á ári á þessu tímabili en spói sýnir ekkert marktækt mynstur. Sjá skýringar í texta.
Nátengdar breytingum á komutíma fugla eru breytingar á varptíma. Fuglar hafa víða fært varptíma sinn fram á síðustu áratugum í takt við hlýnun. Rannsóknir á Bretlandseyjum (Crick o.fl. 1997, Crick & Sparks 1999) á meginlandi Evrópu (t.d. Both o.fl. 2004) og í N-Ameríku (t.d. Dunn & Winkler 1999) sýna sömu mynstur. Slíkt er í sjálfu sér ekki áhyggjuefni ef aðrir þættir umhverfisins breytast á sama hraða. Nokkuð hefur þó borið á afkomubresti af þessum sökum einmitt vegna þess að tímasetning mesta fæðuframboðs hefur ekki breyst í takt við breytingar á fartíma. Gott dæmi má finna hjá flekkugrípum (Ficedula hypoleuca) í Hollandi þar
sem skordýralirfur (aðalfæða unga) sýna hámark í fjölda talsvert áður en
ungar skríða úr eggjum. Þetta hefur áhrif á stofna þar sem færri ungar
komast á legg. Á síðustu tveimur áratugum hafa níu hollenskir stofnar
flekkugrípa að meðaltali minnkað um 90% af þessum sökum (Both o.fl. 2006).
Lítil merki virðast um að gríparnir séu að nálgast það að verpa nógu
snemma til að bregðast við þessu misræmi milli tímasetningar varps og
fæðuframboðs en þeir eru langdrægir farfuglar. Talið er að hliðstæð mynstur séu algeng hjá fuglum (Both o.fl. 2006) en skortur er á ítarlegum langtímarannsóknum sem duga til að kanna slík ferli.
Áhrif loftslagsbreytinga á stofna á stórum mælikvörðum
Athygli hefur vakið að síðustu ár og áratugi hefur fækkað verulega í nokkrum íslenskum sjófuglastofnum (Arnþór Garðarsson 2006). Fækkunin er líklega afleiðing breytinga á fæðuskilyrðum á stórum mælikvörðum í hafinu og hefur verið tengdar við loftslagsbreytingar (Reid o.fl. 1998, Arnþór Garðarsson 2006). Hliðstæðum breytingum á sjófuglastofnum hefur verið lýst víða annars staðar og eru taldar til afleiðinga loftslagsbreytinga (t.d. Reid o.fl. 1998, Gaston o.fl. 2005).
Margt bendir til að áhrif loftslagsbreytingar verði hvað mest nyrst og syðst á hnettinum (Serreze o.fl. 2000, IPCC 2001). Fuglar á heimskautasvæðum, sem oft lifa þegar við ýtrustu þolmörk lífeðlisfræði sinnar eru í sérstakri hættu ef spár um aukna öfga í veðurfari rætast (IPCC 2001). Sumarið er t.d. stutt á háum breiddargráðum og því lítið sem ekkert svigrúm til að verpa aftur ef varp misferst. Því skiptir miklu máli að fuglar geti hafið varp tímanlega að vori og að þeir séu í góðu líkamsástandi. Spáð er að tíðni storma muni víða aukast og öfgar í hitastigi og úrkomu einnig. Slík áhrif geta haft áhrif á varpárangur og lífslíkur fullorðinna fugla og einnig á langdræga farfugla sem treysta á vindakerfi, sem stöðug eru í tíma, til að komast milli fjarlægra staða (Stokke o.fl. 2005). Vetrarveður hefur talsverð áhrif á stofna margra norrænna fugla og einkum á fullorðnu fuglana (Jón Einar Jónsson o.fl. 2009). En almennt má segja að stofnar langlífra fugla, t.d. sjófugla og vaðfugla, bregðast meira við breytingum á lífslíkum fullorðinna fugla en við breytingum á afkomu unga sem oftast er stopul. Rysjóttara veður (einkum sveiflur í hitastigi og úrkomu) hefur almennt neikvæð áhrif sem verka í gegnum breytingar á fæðuframboði eða aðgengi að fæðu. Breytingar á ísalögum munu hafa áhrif á fugla. Þekkt er hjá æðaröndum (æðarfugl og skyldar tegundir) að ef ísa leysir fyrr að vori gengur varp betur (Lehikoinen o.fl. 2006, Petersen & Douglas 2004). Tíðni hafísára á eflaust eftir að minnka á næstu áratugum svo mildara tíðafar getur eflaust haft jákvæð áhrif á stofna að þessu leiti. Þó er erfitt að spá fyrir um heildaráhrif á stofna því samspil þátta eins og tíðafars, fæðu og afráns við stofnbreytingar á eflaust eftir að verða flókið og staðbundin áhrif gera rannsakendum erfitt fyrir um að greina heildaráhrif loftslagsbreytinga.
Hér að ofan hefur verið gerð, mjög stuttleg, grein fyrir nokkrum helstu málaflokkum er varða tengsl fugla við loftslagsbreytingar. Áhrif loftslagsbreytinga eru víða farin að koma fram, stundum jákvæð (sjá t.d. dæmi um hafís) en mun oftar neikvæð. Þó að rannsakendur geri sér vel ljóst á hvaða sviðum neikvæð áhrif eru líklegust til að koma fram (sjá t.d. yfirlit í Wormworth & Mallon 2006) skortir enn talsvert á að hægt sé að smíða góð spálíkön um líkleg áhrif loftslagsbreytinga á fugla. Þar veldur einkum tvennt. Annars vegar skortir ítarlegar langtímarannsóknir á fuglastofnum og hins vegar eru flestir fuglar svo hreyfanlegir að stofntakmörkun þeirra fer fram á mjög stórum landfræðilegum mælikvörðum. Hvort tveggja magnar upp óvissu. Ljóst er að margir, ef ekki flestir, fuglastofnar munu þurfa að aðlaga sig hratt að breyttum aðstæðum ef þeir eiga að tóra. Stundum munu breytingar á umhverfi fugla verða það litlar að innbyggður sveigjanleiki í atferli og lífeðlisfræði mun vel duga til að halda í við loftslagsbreytingar. En að öllum líkindum mun oft þurfa náttúrulegt val sem gerir fuglum kleyft að lifa við aðstæður sem stofnar þeirra gætu ekki í dag. Hraði hlýnunar og tengdra atburða mun augljóslega hafa mikil áhrif á hvernig fuglastofnum gengur að aðlagast breyttum aðstæðum (van Vliet & Leemans 2006). En jafnvel þó að aðeins hógværari spár um hraða breytinga rætist þá virðist yfirvofandi að fuglastofnum stafar meiri hætta af loftslagsbreytingum en flestum öðrum umhverfisógnum, m.a. vegna þess að þær hafa áhrif á afskekktustu svæðum jarðarinnar þar sem fátt annað ógnar náttúrufari (Malcolm o.fl. 2006).
Áhugasömum er bent á að kynna sér skýrslu Wormworth og Mallon (2006) sem er á netinu og í heimildaskrá hér að neðan.
Heimildir
Arnþór Garðarsson 2006. Nýlegar breytingar á fjölda íslenskra bjargfugla. Bliki 27: 13-22.
Beale, C.M., Lennon, J.J. & Gimona, A. 2008. Opening the climate envelope reveals no macroscale associations with climate in European birds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105: 14908-14912.
Both, C., Artemyev, A.V., Blaauw, B., Cowie, R.J. o.fl. 2004. Large-scale geographic variation confirms that climate change causes birds to lay earlier. Proc. Roy. Soc. B. 271: 1657-1667.
Both, C., Bouwhuis, S., Lessels, C.M. & Visser, M.E. 2006. Climate change and population declines in a long-distance migratory bird. Nature 441: 81-83.
Butler, C.J. 2003. The disproportionate effect of global warming on the arrival dates of short-distance migratory birds in North America. Ibis 145: 484-495.
Crick, H.Q.P. & Sparks, T.H. 1999. Climate change related to egg laying trends. Nature 399: 423-454.
Crick, H.Q.P., Dudly, P.D., Glue, D.E. & Thomson, D.L. 1997. UK birds are laying eggs earlier. Nature 388: 526.
Dunn, P.O. & Winkler, D.W. 1999. Climate change has affected the breeding date of tree swallows throughout North America. Nature 266: 2487-2490.
Gaston, A.J., Gilchrist, H.G. & Hipfner, J.M. 2005. Climate change, ice condidions and reproducion in an Arctic nesting marine bird: Brunnich’s guillemot (Uria lomvia L.). Journal of Animal Ecology 74: 832.
Huntley. B, Green, R., Collingham, Y & Willis, S.G. 2007. A Climatic Atlas of European Breeding Birds. Lynx Editions.
IPCC 2001. Climate Change 2001. Synthesis Report. A contribution of working groups I, II and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Watson, R.T. og kjarnateymi sérfræðinga (ritstj.)). Cambridge University Press, Cambridge & New York. 398. bls.
Jón Einar Jónsson, Gill, J.A., Arnþór Garðarsson, Ævar Petersen og Tómas Grétar Gunnarsson 2009. Weather effects on breeding parameters in a sub-arctic, capital breeding resident: long-term data from Iceland. Climate Research 38: 237-248.
Lehikoinen, A., Kilpi, M. & Öst, M. 2006. Winter climate affects subsequent breeding success of common eiders. Global Change Biology 12: 1355-1365.
Malcolm, J.R., Liu, C., Nelson, R.P., Hansen, L. & Hannah, L. 2006. Global warming and extincitions of endemic species from biodiversity hotspots. Conservation Biology 20: 538.
Meltofte, H., Hoye, T.T. & Scmidt, N.M. 2008. Effects of food availability, snow and predation on breeding performance of waders at Zackenberg. Advances in Ecological Research 40: 325-343.
Murphy-Klaasen, H.M. & Heather, M. 2005. Long-term trends in spring arrival dates of migrant birds at Delta Marsh, manitobe in relation to climate chnage. Auk 122: 1130.
Parmesan, C. & Yohe. G. 2003. A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature 421: 37-42.
Perry, A.L., Low, P.J., Ellis, R.J. & Reynolds, J.D. 2005. Climate change and distribution shifts in marine fishes. Science 308: 1912-1915.
Petersen, M.R. & Douglas, D.C. 2004. Winter ecology of spectacled eiders. Environmental characteristics and population change. Condor 106: 79-94.
Reid, P.C., Planque, B. & Edwards, M. 1998. Is observed variability in the long-term results of the Continuous Plankton Recorder survey a response to climate change? Fish. Oceanogr. 7: 282-288.
Serreze, M.C., Walsh, J.E., Chapin, o.fl. 2000. Observational evidence of recent change in the northern high-latitude environment. Climatic Change 46: 159-207.
Stokke, B.G., Moller, A.P., Sæther, B.E., Goetz, R. & Gutscher, H. 2005. Weather in the breeding area and during migration affects the demography of a small long-distance passerine migrant. The Auk 122: 637.
Thuiller, W., Lavorel, S., Araujo, M.B., Sykes, M.T., & Prentice, I.C. 2005. Climate change threats to plant diversity in Europe. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 8245-8250.
Tómas Grétar Gunnarsson (sent til birtingar). Contrasting the flexibility of schedules in related species with different migration strategies: Black-tailed Godwits and Whimbrels breeding in Iceland.
Van Vliet, A. & Leemans, R. 2006. Rapid species’ responses to changes in climate require stringent climate protection targets. Í Schellenhuber, H.J., Cramer, W., Nakicénovic, N., Wigley, T. & Yohe G. (ritstj.). Avoiding Dangerous Climate Change, pp. 135. Cambridge University Press, Cambridge.
Walther, G.E., Post, E., Convey, P., Mentzel, A., Parmesan, P., Beebe, T.J.C., Fromentin, J., Guldberg, O.H. & Bairlein, F. 2002. Ecolocical responses to recent climate change. Nature 416: 389-395.
Wormworth, J. & Mallon, K. 2006. Bird species and climate change. The Global Status Report: A syntehsis of current scientific understanding of anthropogenic climate change impacts on global bird species now, and projected future effects. Climate Risk Pty Limited for World Wildlife Fund (Australia). 75 pp. Lesa skýrslu – pdf
Til skamms tíma hafa loftslagsmál verið næsta lítið í almennri umræðu á Íslandi. Sú umræða sem þó hefur átt sér stað, hefur lengst af einkennst annars vegar af fáum en vönduðum greinum sérfræðinga sem hafa útskýrt áhrif mannlegra athafna á loftslag á jörðinni og hvatt til markvissra aðgerða til að sporna gegn hættulegri hlýnun og hins vegar af fyrirferðarmiklum svörum svonefndra efasemdarmanna, sem telja sig vita betur en 90-100% vísindamanna þessa heims og halda því enn fram að allt tal um loftslagsbreytingar af mannavöldum sé kjaftæði, hræðsluáróður og samsæri.
Nú bendir hins vegar flest til að umræðan sé að breytast, eða öllu heldur að verða að almenningseign. Almenningur er með öðrum orðum að vakna til vitundar um að framtíð þeirra sjálfra og afkomenda þeirra sé í hættu vegna loftslagsbreytinga ef ekkert verður að gert, og að loftslagsmál séu eitthvað annað og meira en flókinn og kerfislægur málaflokkur sem embættismenn þrefa um á alþjóðlegum fundum og leiðindaskarfar skrifa um í leiðinleg blöð. Fólk er sem sagt að átta sig á því að loftslagsmál varða það sjálft, og að það sjálft sé bæði mikilvægur hluti af vandamálinu og lausninni.
Þegar litið er út fyrir landsteinana er augljóst að almenningur í nágrannalöndunum er löngu vaknaður til vitundar um loftslagsvandann. Þessa dagana eru loftslagsmálin reyndar meira til umræðu í grasrótinni en nokkru sinni fyrr, enda stendur nú fyrir dyrum ein mikilvægasta loftslagsráðstefnan til þessa, þ.e.a.s. 15. aðildarþing loftslagssáttmála Sameinuðu þjóðanna, COP-15, sem haldið verður í Kaupmannahöfn 7.-18. desember nk. Þar þurfa þjóðir heims að ná saman um skjal sem leysir Kyoto-bókunina af hólmi þegar hún rennur sitt skeið á enda árið 2012.
Víða um heim hefur fólk bundist samtökum um að láta loftslagsmálin virkilega til sín taka og senda leiðtogum þjóða heims skýr skilaboð um vilja grasrótarinnar til að ná fram raunverulegum úrbótum á þessu sviði. Upp úr þessu hafa sprottið þó nokkur verkefni sem íslenskur almenningur gæti sem best kynnt sér og tekið þátt í. Í þessum pistli verður minnst á fáein þeirra.
350.org
Grasrótarhreyfingin 350 er ein þeirra hreyfinga sem orðnar eru áberandi í loftslagsumræðunni. Hreyfingin rekur uppruna sinn til bandaríska rithöfundarins Bill McKibben og hreyfingar sem hann og félagar hans hleyptu af stokkunum árið 2007 undir yfirskriftinni „Step It Up“. Sú hreyfing skipulagði rúmlega 2.000 viðburði í öllum ríkjum Bandaríkjanna til að vekja athygli á loftslagsvandanum og setja hann í samhengi við daglegt líf fólks. Þessi hreyfing mun hafa átt sinn þátt í að sannfæra Barack Obama, núverandi forseta Bandaríkjanna um mikilvægi þess að draga verulega úr losun gróðurhúsalofttegunda.
Hreyfingin 350 er alþjóðlegt átak sem ætlað er að byggja upp samstöðu um loftslagsmál um víða veröld og stuðla að lausnum sem byggja á vísindalegum grunni og eru jafnframt sanngjarnar fyrir jarðarbúa, hvar sem þeir eru búsettir. Nafnið 350 er engin tilviljun, því að nú er almennt talið að styrkur koltvísýrings í andrúmsloftinu megi ekki fara yfir 350 milljónustuhluta (ppm) ef takast eigi að afstýra verulegum loftslagsbreytingum með ófyrirsjáanlegum afleiðingum. Reyndar er styrkurinn þegar kominn hátt í 390 ppm, þannig að viðfangsefnið er að ná honum aftur niður í 350!
Hreyfingin 350 ætlar sér að fylkja almenningi, fjölmiðlum og stjórnmálaforingjum á bak við 350-markmiðið. Í þeim tilgangi verður efnt til alþjóðlegs loftslagsaðgerðadags 24. október nk. Skipulagðar hafa verið uppákomur á fjölmörgum áberandi stöðum um heim allan, þar sem leiðtogar heimsins verða minntir á að lausnir á loftslagsvandanum þoli enga bið. Um miðjan dag 15. október var vitað um samtals 2.496 uppákomur í 157 löndum af þessu tilefni.
Nokkrir heimsþekktir einstaklingar hafa gerst sérstakir sendiherrar 350. Í þeim hópi eru m.a. Desmond Tutu erkibiskup, baráttukonurnar Vandana Shiva og Sheila Watt-Cloutier, Mohamed Naseed forseti Maldíveyja, Bianca Jagger og þáttastjórnandinn David Suzuki.
Önnur grasrótarhreyfing sem er áberandi í loftslagsumræðunni um þessar mundir er Hopenhagen. Eins og sést rímar nafnið við Copenhagen, enda gengur hreyfingin út á að breyta Kaupmannahöfn í Vonmannahöfn, eða með öðrum orðum að stuðla að því að mannkynið eignist nýja von á fundinum í Kaupmannahöfn í desember. Vonin er í raun sú, að í Kaupmannahöfn takist að leggja grunn að betri framtíð með sjálfbærari lífsháttum. Aflið til að koma þessu í kring er heimssamfélag sem leiðir leiðtoga sína inn á braut réttra ákvarðana.
Á heimasíðu Hopenhagen er m.a. hægt að undirrita sérstakt bænaskjal. Þar með gerist maður íbúi í Vonmannahöfn og segir um leið öðrum frá því hvað það er sem fyllir mann von. Um miðjan dag 15. október höfðu 77.388 manns víða um heim gerst íbúar í Vonmannahöfn.
Undirskriftasöfnun Hopenhagen-hreyfingarinnar er hluti af stærra átaki undir forystu Sameinuðu þjóðanna, sem gengur undir nafninu „Seal the Deal“. Samtals höfðu 321.399 manns undirritað skjalið um miðjan dag 15. október, þar af 40 Íslendingar. Þeir sem undirrita skjalið á heimasíðu Hopenhagen (sjá framar) komast sjálfkrafa á þennan lista. Bænaskjalið með undirritunum verður afhent leiðtogum heimsins á ráðstefnunni í Kaupmannahöfn í desember.
Meiri upplýsingar um „Seal the Deal“ er að finna á www.sealthedeal2009.org. Og að sjálfsögðu hefur einnig verið stofnaður „Seal the Deal“-hópur á Facebook.
Avaaz
Auk þess sem hér hefur verið nefnt hafa Avaaz-samtökin beitt sér mjög í loftslagsmálum á síðustu vikum og mánuðum. Skemmst er að minnast alþjóðlegrar bylgju sem reis hátt 21. september sl., þegar gríðarlegur fjöldi fólks í meira en 130 löndum tók upp símann og hringdi til eigin þjóðarleiðtoga til að hvetja þá til dáða í loftslagsmálum. Átakið, sem nefnt var „Global Wake-up Call“, virðist hafa skilað miklum árangri. Í framhaldinu ákváðu m.a. Gordon Brown, forsætisráðherra Bretlands, og Luiz Inácio Lula da Silva, forseti Brasilíu, að mæta sjálfir á Kaupmannahafnarfundinn í desember. Hægt er að fræðast meira um þetta átak á https://secure.avaaz.org/en/sept21_hub. Nú undirbýr Avaaz í samvinnu við tcktcktck (sjá neðar) alþjóðlegan loftslagsdag 12. desember nk., en þar er ætlunin að láta raddir fólksins heyrast þannig að þær fari ekki fram hjá leiðtogunum sem þá sitja á fundi í Kaupmannahöfn.
Tcktcktck
Enn má nefna hreyfinguna tcktcktck, en þar er um að ræða gríðarstóra alþjóðlega fjöldahreyfingu einstaklinga og samtaka. Tcktcktck hefur í aðalatriðum sömu markmið og hreyfingarnar sem nefndar eru hér að framan. Þessar hreyfingar eiga ekki í innbyrðis samkeppni, heldur tengjast þær og styðja hver við aðra. Um miðjan dag 15. október höfðu rúmlega 2,2 milljónir einstaklinga og samtaka gerst aðilar að tcktcktck. Nánari upplýsingar um hreyfinguna er að finna á www.tcktcktck.org.
Lokaorð
Hér hefur aðeins fátt eitt verið nefnt. Ljóst er að nú er vaxin úr grasi alþjóðleg fjöldahreyfing, hvaða nafni sem hún nefnist, sem gerir ákveðið og einlægt tilkall til leiðtoga heimsins um að þeir nái samkomulagi um aðgerðir í loftslagsmálum, sem nægja til að þess að börnin okkar, barnabörnin og börnin þeirra geti lifað góðu lífi á jörðinni, rétt eins og við. Einstaklingarnir geta vissulega haft áhrif, og verkefnin sem nefnd hafa verið í þessum pistli bjóða einmitt upp á tækifæri til þess.
Í fyrirsögn þessa pistils var spurt hvort almenningi væri sama um loftslagsmál. Svarið er augljóslega NEI. Sameiginlegt átak nógu margra getur leitt til breytinga sem gerast miklu hraðar en nokkurn órar fyrir. Þetta er bara spurning um í hvaða liði maður vill vera.
Eftirmáli
Það vill svo skemmtilega til að í dag, 15. október 2009, er alþjóðlegur aðgerðadagur bloggara, sem er að þessu sinni helgaður loftslagsbloggum, (sjá nánar á www.blogactionday.org).
Þær hafa vakið talsverða athygli niðurstöður þær sem birtar voru í Science í byrjun september þar sem lesin voru saman ólík veðurvitni af svæðum norðurhjarans. Af þeim var síðan dregin ályktun um hitasveiflur norðurheimskautssvæða síðustu 2.000 árin eða svo.
Leiddar eru að því líkur að á þeim hluta norðurhvels sem er norðan 60°N br. ( Ísland þar með) hefði veðurfar farið hægt og bítandi kólnandi frá því um kristburð og þar til um 1850-1900. Síðan þá bendi þessi sömu gögn til skarprar hlýnunar. Geislunarmætti sólar hefur farið minnkandi að sumarlagi á norðurhveli jarðar ef miðað er við 65°N.br. Samdrátturinn nemur heilum 6W/m2 miðað við ytri mörk lofthjúps. Kólnun lengst af þessi tvö síðustu árþúsund kemur því heim og saman við langtímasveiflur í sólgeislun. Litla Ísöldin, kalda tímabilið frá því um 1300 er því með einum eða öðrum hætti afleiðing þessa.
Bandaríkjamaðurinn Darrel S. Kaufman fer fyrir hópnum sem skrifar sig fyrir þessari grein og þarna má sjá nokkur mjög þekkt nöfn í loftslagsvísindunum. Aðferðarfræði þeirra er í sjálfu sér einföld. Safnað var saman niðurstöðum ólíkra rannsóknaleiðangra sem allir áttu það sammerkt að safna gögnum um loftslag fyrri tíma á stöðum norðan 60°N.br. Sjá má staðsetningu á kortinu. Alls voru 23 óháðar niðurstöður sem krufnar voru til mergjar og út frá þeim mælingum var útbúið gagnasafn 2.000 ár aftur í tímann. Veðurvitnin voru þrennskonar:
4 þeirra komu frá árhringjamælingum gamaltrjáa.
7 eru borkjarnar í ís, einkum frá Gænlandi.
Flest veðurvitnin eða 12 talsins eru hins vegar fengin úr setlögum á botnin stöðuvatna.
Eitt þeirra er Haukadalsvatn, en Áslaug Geirsdóttir prófessor við Jarðvísindastofnun Háskólans hefur farið fyrir setlagagreiningum þar og má lesa nánar um þær í nýrri grein hér sem auk hennar skrifa m.a. Þorvaldur Þórðarson og Kristín B. Ólafsdóttir.
Nú er það svo að talsverð óvissa kemur fram í þessum veðurvitnapælingum öllum þar sem þau endurspegla veðráttuna, en mæla hana ekki nákvæmlega. Í setlagarannsóknum er þannig gjarnan sagt að frávik í sjálfum mælingunum frá ári til árs geti verið allt að 10%. En sú leið að taka margar sambærilegar rannsóknir og leggja saman, jafnar út margvísleg frávik og skekkjur mælinga í óháðum rannsóknum. Myndin hér að neðan sýnir hvernig trjáhringir og ískjarnar víkja frá línu mælds hita (svört) frá því fyrir 1960. Vatnasetið kemur betur út og trjáhringir sveiflast eins og kunnugt er eftir öðrum þáttum en hitanum eingöngu s.s. aðgangi að vatni og þar með úrkomu. En þegar þessi ólíku veðurvitni eru vegin saman (gráa línan) verður frávik frá hitamælingum minniháttar. Það að hægt sé að prófa aðferðina og bera saman við raunverueg mæligögn síðustu áratuga gerir niðurstöður og túlkun þeirra trúverðugri en annars væri.
Nú eru það svo sem engin ný tíðindi að loftslag hafi farið kólnandi á norðurhveli jarðar síðasta árþúsundið eða svo ef 20. öldin er undanskilin. Hin svokallaða fjölvitnaröð Moberg og hinn frægi hokkístafur Mann hafa sýnt svipaða þróun, en báðar byggja þær á ýmsum gerðum veðurvitna. Kaufman og félagar einskorða sína skoðun hins vegar við norðurhjarann og í því liggur mestur munurinn. Sjá má nokkurn mun á milli þessara niðurstaðna þó svo að heildarmyndin sé sambærileg. Það er einna helst að álykta megi að hlýrra hafi verið á norðurskautssvæðum en annars á norðurhveli framan af tímanum s.s. nærri árinu 400.
David Scneider einn höfunda greinarinnar sagði að þessi rannsókn á langtímahitasveiflum gæfi fyrst og fremst til kynna hve aukin gróðurhúsaáhrif síðari tíma hafi náð að yfirgnæfa algerlega hinar náttúrulegu langtíma veðurfarssveiflur norðurhjarans.
Undanfarin ár hefur athygli manna í auknum mæli beinst að Norður-Íshafinu enda er það sá staður á jörðinni sem hlýnandi loftslag hefur einna mest áhrif. Minnkandi ís á norðurpólnum hefur þar af leiðandi orðið ein af táknmyndunum fyrir loftslagsbreytingar af mannavöldum og neikvæðar afleiðingar þeirra. Jafnvel er hægt að segja að norðurpóllinn sé orðinn að einskonar vígvelli í umræðunni um loftslagsmál en um leið vopn í baráttunni um að sannfæra heimsbyggðina um þær loftslagsbreytingar sem eiga sér stað í heiminum.
Jákvæð eða neikvæð þróun?
Það eru líka skiptar skoðanir hvort íslaust Norður-Íshaf að sumarlagi hafi einhverjar alvarlegar afleiðingar í för með sér. Það getur auðvitað komið sér vel ef siglingaleiðir opnast norður fyrir Síberíu eða Kanada þótt það verði aldrei nema nema hluta af ári. Einnig gera sjálfsagt einhverjir sér vonir um að komast í hugsanlegar auðlindir á svæðinu. Það á síðan eftir að koma í ljós hvort vistfræðilegar breytingar verði jákvæðar eða neikvæðar í heild sinni. Áhyggjur manna af minnkandi hafís snúast hinsvegar ekki síst um svokallaða magnandi svörun (e. positive feedback). Á norðurslóðum byggist það á því að dökkur sjórinn gleypir í sig varma sólarinnar og hitnar í stað þess að hitinn endurkastist frá hvítum ísnum. Afleiðingin er þá enn meiri hlýnun við Norður-Íshafið sem eykur á annað vandamál sem er aukin metangaslosun vegna bráðnandi sífrera á norðurslóðum og þar af leiðandi enn aukin gróðurhúsaáhrif. Þó verður að hafa í huga að þegar liðið er svona seint á árið eru áhrif sólarinnar hverfandi þetta norðarlega og því gæti minni hafís á haustin allt eins leitt til aukins hitataps frá sjónum þangað til ísinn leggst yfir svæðið á ný yfir veturinn.
Þróunin síðustu ár
Einn besti mælikvarði á ástand hafísbreiðunnar er hið árlega útbreiðslulágmark í septembermánuði þegar sumarbráðnuninni lýkur og vetrarfrostin taka við. Að þessu sinni átti þetta útbreiðslulágmark sér stað í kringum 13. september og þá kom í ljós, eins komið hefur fram í fréttum, að útbreiðslan var hin þriðja lægsta frá því nákvæmar gervihnattmælingar hófust árið 1979. Þetta hefur hinsvegar verið túlkað á mismunandi hátt enda vilja sumir frekar benda á að hafísútbreiðslan hafi aukist annað árið í röð, sem er vissulega líka rétt. Hvernig sem þetta er annars orðað þá er staðreyndin sú að útbreiðsla hafíssins hefur farið minnkandi síðustu áratugi og þá sérstaklega að sumarlagi.
Árið 2007 sló sumarbráðnunin öll fyrri met, auk þess sem óvenjumikið ísmagn tapaðist út úr íshafinu vegna óhagstæðra ríkjandi vindátta fyrir ísinn. Sömu óvenjulegu aðstæður hafa hinsvegar ekki verið fyrir hendi síðustu tvö ár og því eðlilegt að hafísinn hafi eitthvað náð að jafna sig aftur. En það er ekki bara útbreiðslan sem þarf að horfa á þegar ástand hafíssins er metið. Samkvæmt nýjum fréttum frá Dönsku veðurstofunni, sem fylgist vel með ástandi íssins, hefur heildarrúmmál íssins aldrei verið minni en í nú ár í 30 ára sögu gervitunglamælinga, enda er ísinn orðinn mun þynnri og gisnari en áður var. Þynnri ís er þar að auki mun hreyfanlegri en sá þykki og gamli sem eykur líkurnar á því að hann brotni upp og berist frá pólnum til hlýrri svæða.
Íslaust íshaf að sumarlagi
Í rauninni er varla mögulegt að spá því með nokkru viti hvenær við getum átt von á allsherjar bráðnun íssins að sumarlagi. Þó að norðurpóllinn sjálfur nái því einn daginn að vera íslaus geta liðið mörg ár þar til við sjáum Norður-Íshafið íslaust í heild sinni en samkvæmt spám virðist sumarísinn hverfa síðast af svæðum norður af Grænlandi og Kanada. Einnig verður að gera ráð fyrir því að þegar og ef Norður-Íshafið nær því að loks að verða íslaust í fyrsta sinn, er ekki víst að það verði endanlegur atburður og öll sumur þar á eftir verði íslaus. Líklegra er að það verði stakur atburður í fyrstu vegna óvenjulegra aðstæðna, svipað og lágmarkið 2007 og einhver ár munu svo jafnvel líða þar til slíkt gerist á ný. Íslaust íshaf yrði svo í framhaldinu sífellt algengari atburður eftir því sem loftslag hlýnar.
Hvað sem annars má segja um framhaldið má líta svo á að hafíslágmarkið 2007 hafi gefið sterka vísbendingu um hversu viðkvæm ísbreiðan er orðin fyrir óhagstæðum skilyrðum. Það munu áfram koma ár sem eru kaldari en árin á undan, en svo lengi sem hlýnun til lengri tíma er í gangi, ætti að vera óhætt að spá íslausu Norður-Íshafi að sumarlagi, jafnvel innan nokkurra áratuga.
Hafísútbreiðsla á Norður-Íshafinu þann 15. september árin 1979, 1989, 1999, 2007, 2008 og 2009. Myndin er sett saman útfrá kortum sem hægt er að nálgast að á vefsíðunni, The Cryosphere Today (http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/index.noshade.html).
Horace-Bénédict de Saussure mældi hita hlutar í glerhylki, bæði á fjallstindi og við rætur fjallsins. Hitinn inn í glerhylkinu breyttist lítið þó lofthitinn væri allt annar á fjallinu. Af þessu dró hann þá ályktun að glerið tefði fyrir varmageislun frá hlutnum. Hann taldi einnig að lofthjúpurinn hefði sömu áhrif, og þess vegna væri kaldara á fjöllum. Þessi stytta í Chamonix sýnir de Saussure ásamt Jacques Balmat en sá síðarnefndi var fyrstur til að klífa Mont Blanc svo vitað sé. (Mynd: Wikipedia)
Árið 1824 birti franski vísindamaðurinn Joseph Fourier grein þar sem hann reyndi að leggja mat á þá þætti sem hita yfirborð jarðarinnar. Fourier ræðir m.a. varmajafnvægi jarðar, þ.e. þegar sólin hitar jörðina verður jörðin að geisla þeim varma frá sér svo hitastig hennar haldist í jafnvægi. Geislun jarðarinnar er ósýnileg, svo hann talaði um “hulinn varma” til að lýsa fyrirbæri því sem nú á dögum er kallað innrautt ljós.
Í greininni fer hann nokkrum orðum um tilraun sem eðlisfræðingurinn og fjallaklifrarinn Horace de Saussure framkvæmdi. Horace þessi lagði það í vana sinn að klífa fjöll vopnaður hitamæli, rakamæli og loftvog, – og er frægur í sögu fjallaklifurs í Ölpunum. Horace var umhugað um áhrif lofthjúpsins og hæðar yfir sjávarmál á lofthita, og í tilrauninni sem Fourier lýsir mældi hann hvernig sólin hitaði svartann hlut meira ef hlutnum var komið fyrir í glerhylki. Útskýring Fourier á niðurstöðunni er sú að tilvist glerhjúpsins breyti varmajafnvægi hlutarins, það hindri flæði hulda varmans frá honum. Þó verið sé að lýsa tilraun í glerhylki, þá gæti niðurstaðan allt eins átt við gróðurhús.
Fourier segir svo að sama gildi um lofthjúpinn, varmi eigi greiða leið niður að yfirborði sem sýnilegir geislar sólar, en huldi varminn eigi ekki jafn greiða leið til baka út úr andrúmsloftinu og af þessum sökum sé yfirborðið hlýrra en ella.
Þetta er fyrsta lýsingin sem vitað eru um á þeim áhrifum sem nú eru kölluð gróðurhúsaáhrif, en lýsing Fourier var þó ófullnægjandi á margan hátt. Meðal annars mátti draga þá ályktun af skrifum hans að þykkt lofthjúpsins skipti meginmáli.
Á dögum Fourier var stærð jarðar vel þekkt og einnig var til mörg hundruð ára gamalt mat á þykkt lofthjúpsins. Fyrsta vísindalega tilraunin til að meta hana var gerð af Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham, írönskum vísindamanni sem starfaði í Egyptalandi um árið 1000, – á þeim tíma þegar forfeður okkar voru loks búnir að leggja skjaldrendur af sem fæðutegund. Í latneskri þýðingu verka hans var nafnið stytt í Alazen, en hann er talinn einn höfunda ljósfræðinnar. Alhazen reyndi að nota ljósbrot sólarljóss í lofthjúpnum til að meta þykkt hans og niðurstaðan (um 80 km) er merkilega nærri réttu lagi.
Fourier má því hafa verið ljóst að í samanburði við stærð jarðar væri lofthjúpurinn næfurþunnur, í reynd sambærilegur við hýði á epli, og því mætti það teljast stórmerkilegt að hann hefði einhver áhrif á yfirborðshita jarðar. En það sem Fourier vissi ekki var að í raun skipti þykkt lofthjúpsins ekki máli, heldur samsetningin. Upp úr miðbiki 19. aldarinnar sýndi írski vísindamaðurinn John Tyndall fram á að stærstum hluta andrúmsloftsins fylgja ekki gróðurhúsaárhif, heldur eru það örfáar lofttegundir sem valda þeim. Tyndall skoðaði bæði áhrif koldíoxíðs (CO2) og vatnsgufu (H2O) en báðar eru stórvirkar gróðurhúsalofttegundir.
Það var svo ekki fyrr en undir lok 19. aldarinnar sem reynt var að reikna út hversu mikið gróðurhúsaáhrif hituðu yfirborð jarðar. Sá sem reyndi það var sænski vísindamaðurinn Svante Arrhenius, sem var prófessor í Stokkhólmi. Einn kollega hans, maður að nafni Arvid Högbom taldi að kolabruni (sem var fylgifiskur iðnbyltingarinnar) væri að auka magn CO2 í lofthjúpnum. Arrhenius athugaði hvaða áhrif þetta hefði á hitafar á jörðinni. Niðurstaða hans var sú að ef styrkur CO2 tvöfaldaðist myndi hlýna á jörðinni um 5 – 6 gráður. Þó þessi tala sé um tvöfalt hærri en það gildi sem nú er talið líklegast, er eigi að síður merkilegt að fyrir rúmlega einni öld voru vísindin að baki gróðurhúsaáhrifum nægilega vel skilin til að hægt væri að leggja tiltölulega gott tölulegt mat á áhrif iðnbyltingarinnar á loftslag jarðar.
Styrkur CO2 hefur aukist um rúmlega þriðjung frá iðnbyltinu, og um helmingur viðbótarinnar kom á síðustu 50 árum. Hugmynd Arrheniusar og Högbom um að aukning í styrk CO2 myndi leiða til hnattrænnar hlýnunar hefur gengið eftir. Rannsóknir síðustu áratuga hafa skotið frekari stoðum undir þessa hugmynd og ef styrkur gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum heldur áfram að aukast mun hlýnunin að öðru óbreyttu halda áfram.
Þrátt fyrir þessar framfarir er mörgum stórum spurningum enn ósvarað og þau líkön sem notuð eru til að spá fyrir um loftslagsbreytingar á komandi áratugum eru enn of ófullkomin. Þetta skilar sér í ríflegum óvissumörkum í spám og takmörkuðum skilningi á því hvernig ýmiss náttúruleg ferli breytast með hlýnandi loftslagi. Svo dæmi sé tekið þá er ekki víst hvernig veðurfar næstu ára og áratuga mun þróast, þó jafnaðarhlýnun verði um 0.2°C á áratug. En ofan á þá hlýnun leggst náttúrulegur breytileiki sem getur tímabundið aukið við hana eða dregið úr henni. Spár fyrir næstu ár og áratug eru enn sem komið er á tilraunastigi.
Samantekt á framreiknuðu áhættumati vegna hnattrænnar hlýnunnar. Rauða línan sýnir hitaþróun á 20. öldinni, en gráu línurnar sýna dæmi um mikla og vægari hlýnun. Gráu línurnar byggja á tveimur ólíkum sviðsmyndum frá IPCC. Eftir því sem liturinn er rauðari, er áhættan meiri. (Heimild: IPCC (2007), Working Group II, Technical Summary; Mynd 6)
Óvissa er eðlilegur hluti vísinda, og það ætti ekki að koma á óvart að í jafn flóknu kerfi og því sem loftslagsvísindi fást við sé margt illa skilið. Óvissan er þó léleg afsökun fyrir því að gera ekkert til að bregðast við hugsanlegum loftslagsbreytingum, – t.d. með því að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda. Óvissan er nefnilega sem tvíeggjað sverð, raunveruleg þróun getur orðið vandræðaminni en spár segja, en hún getur allt eins orðið skaðlegri.
Í skýrslu breska hagfræðingsins Nicholas Stern er bennt á að stjórnmálamenn og aðrir stefnumótendur geti ekki bara notast við spár um líklegustu hlýnun og miðað viðbrögð við þær, heldur þurfi líka að taka tillit til óvissunnar og þess að mögulega verið afleiðingarnar skaðlegri.
Sem dæmi þessar skaðlegri afleiðingar má nefna hvernig loftslagsbreytingar valda álagi á ýmiss vistkerfi, á þjóðir og þjóðfélagshópa. Þetta álag leggst misþungt á heimsbyggðina, ekki bara vegna þess að loftslagsbreytingar eru mismunandi stað frá stað. Einnig eru möguleikar fátækra samfélaga til aðlögunar gjarnan takmarkaðri en þeirra vel stæðu, auk þess sem fátæk samfélög eru mörg háð staðbundnum matar- og vatnsforða.
Afleiðingar loftslagsbreytingar leggjast oft saman við annað álag á náttúruleg kerfi, t.d. vegna breytinga á landnýtingu, mengun eða ofnýtingu auðlinda. Ef ekkert verður að gert leiðir þetta til þess að álag á mörg vistkerfi verður meira en þau ráða við og hætta á stórfelldum tegundadauða eykst. Af því að við samverkandi þætti er að glíma er tilgangslítið að ræða hvort mikilvægara sé að bregðast við loftslagsbreytingum eða staðbundnara álagi, t.d. mengun, – slíkt gefur ranglega til kynna að val sé til staðar.
Margir álagsþættir í Afríku geta valdið umhverfisbreytingum í Afríku, og loftslagsbreytingar auka á vandann. Myndin sýnir álagsþætti og skaðlegar afleiðingar fyrir mismunandi svæði í Afríku. Meðal afleiðinga má nefna stækkun eyðimarka, sjávaryfirborðshækkun, ferskvatnsskort, óveður, strandrof, hnignun skóglendis, kóraleyðingu, útbreiðslu malaríu og minna fæðuöryggi. (Heimild: UNEP/GRID-Arendal, 2002)
Það eru hinsvegar ákveðin tækifæri í að nýta samverkandi álagsþætti til að ná sem mestum árangri. Oft er nefnilega hægt að vinna gegn staðbundu álagi og bregðast við loftslagsbreytingum samtímis. Dæmi um þetta er skógareyðing í hitabeltinu, en henni fylgir stórfellt álag á vistkerfi og aukinn tegundadauði. Rúmlega 17% af allri losun gróðurhúsalofttegunda má rekja til skógareyðingar. Endurheimt skóglendis, sérstaklega í hitabeltinu getur því bæði dregið úr losun og bætt vistkerfi samtímis. Þarna er tækifæri til að slá tvær flugur í einu höggi.
Það má nefna mörg dæmi af þessu tagi, bæði sem snúa að lífríkinu og einnig sem snúa að samfélagi manna. Dæmi um hið síðarnefnda er má finna í húshitun og matseld. Stór hluti mannkyns notar ofna sem brenna taði, viðarkolum eða brúnkolum til húshitunar og matseldar. Þessir ofnar eru oft mengandi og eyðslufrekir. Betri ofnar og aðrir orkugjafar geta dregið úr mengun, aukið lífsgæði milljarða manna og dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda samtímis. Samdráttur í losun þarf ekki að bitna á þeim sem minna mega sín.
Ef til vill er augljósasta dæmið um tvær flugur í einu höggi samt notkun iðnríkja á jarðefnaeldsneyti til orkuframleiðslu. Olía og gas eru sannkölluð undraefni sem hafa ótal not, t.d. í efnaiðnaði, áburðarframleiðslu og víðar. Fjölliður sem unnar eru úr jarðefnaeldsneyti er mjög erfitt og kostnaðarsamt að gera með öðrum aðferðum, ef það er þá hægt. Jarðefnaeldsneyti er takmörkuð auðlind, sem ganga mun til þurrðar að lokum. Við þurfum því að venja okkur af þessari orkulind fyrr en síðar. Því fyrr sem við gerum það, því minni verður loftslagsvandinn og þeim mun lengur getum við og afkomendur okkar haft afganginn til þarfari nota. Það er ekki eftir neinu að bíða.
