Þar sem loftslagsráðstefna Sameinuðu Þjóðanna er nú í hámæli, þá er ekki úr vegi að skoða hver þekkingin er í loftslagsmálum, þó ekki væri nema til að vita hvers vegna vísindamenn hvetja þjóðir heims til að draga úr losun á gróðurhúsalofttegundum og þá sérstaklega CO2.

Samkeppni en samt samhljóða álit

Í vísindasamfélaginu er mikil samkeppni í hverju fagi fyrir sig um að komast að réttri niðurstöðu eða réttari niðurstöðu en aðrir í faginu koma fram með – menn efast um niðurstöður annarra vísindamanna og reyna að afsanna þær. Þrátt fyrir það, þá myndast alltaf ákveðinn þekkingargrunnur sem flestir aðilar innan greinarinnar eru sammála um – einhverskonar samhljóða álit (e. Scientific consensus). Vísindamenn innan þessa samhljóða álits eru þó ávallt að reyna að hrekja ríkjandi hugmyndir, hugtök og kenningar annarra, með betri mælingum, rannsóknaraðferðum og úrvinnslu. Þótt samhljóða álit geti verið nokkuð sterkt í kjarnanum, þá er þó alltaf deilt um áherslur.

Loftslagfræðin eru engin undantekning og jafnvel er meiri áhersla lögð á að reyna að afsanna ríkjandi hugmyndir í því fagi – auk þess sem á þau fræði herja öflugir hópar þeirra sem hafa hag af því að reyna að afsanna þær kenningar, sem oft er blásið upp af öflugum efasemdabloggsíðum – stundum eru jafnvel vísindamenn þar framarlega í flokki (reyndar eru þeir fáir og oftast þeir sömu).

Sökum mikilvægi þess að vita hvaða öfl eru að verki við að breyta loftslagi jarðar, þá eru hópar alþjóðlegra stofnanna að keppast við að afla betri gagna og smíða betri loftslagslíkön.  Það samhljóða álit sem er ríkjandi í dag í loftslagsfræðum er því ekki bundið fámennan hóp vísindamanna né einyrkja sem mögulega gætu framið einhvers konar samsæri eða fiktað við gögn til að ýkja þá hlýnun sem er – til þess eru þessir hópar of stórir og margir.

Hin viðamikla þekking á loftslagskerfum jarðar er byggð á athugunum, tilraunum og líkönum gerð af efnafræðingum, veðurfræðingum, jöklafræðingum, stjarneðlisfræðingum, haffræðingum, jarðfræðingum, jarðefnafræðingum, líffræðingum, steingervingafræðingum, fornloftslagsfræðingum, fornvistfræðingum svo einhverjir séu upp taldir.

Að komast að samhljóða áliti innan svona fjölbreytilegs hóps er oft eins líklegt og friðarumleitanir stríðandi fylkinga. Þrátt fyrir það, þá er meginmyndin skýr varðandi loftslagsbreytingar og vísindamennirnir sammála um hana.

Flókið samspil

Geislunarálag (í W/m2) frá upphafi iðnbyltingar og helstu orsakaþættir. Rauðar súlur sýna áhrif til hlýnunar jarðar en bláar til kólnunar (mynd úr skýrslunni Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi).

Það er vitað að loftslag og hiti jarðar verða fyrir flóknu samspili hitunar frá sólu, sjávar, hafís og jökla, vatnsgufu, skýja, arða í lofthjúpnum, líffræðilegra ferla og gróðurhúsalofttegunda. Að svipta hulunni af þessu samspili og að ákvarða hvert stefnir í loftslagi jarðar út frá þessu samspili hefur krafist samstarfs vísindamanna sem starfa á mjög ólíkum sviðum.

Það er vitað að CO2 (koldíoxíð) hefur aukist gríðarlega frá upphafi iðnbyltingarinnar og er vegna losunnar manna – og að miklu leiti vegna bruna jarðefnaeldsneytis. Við vitum að CO2 er gróðurhúsalofttegund sem fangar útgeislun af innrauða sviðinu og hitar upp jörðina. Sem dæmi um gróðurhúsaáhrif þá eru þau mikil á Venus, þar sem yfirborðshiti er það mikill að berg á yfirborði þess lýsir í myrkri. Þrátt fyrir að Venus sé nær sólinni en jörðin, þá er þessi gríðarlegi hiti að mestu vegna þess hve mikið CO2 er í lofthjúpi þess.

Aukning CO2 í lofthjúpnum setur af stað önnur áhrif, svokallaðar magnandi svaranir (e. positive feedbacks) – sem eru afleiðingar af aukningu í hitastigi. Þegar hitastig eykst, þá gufar meiri vatnsgufa upp úr höfunum. Vatnsgufa er enn ein mikilvæg gróðurhúsalofttegund sem eykur á hitann. Heitari höf eiga einnig erfiðara með að binda CO2 úr lofthjúpnum á meðan bráðnun sífrera getur aukið magn CO2 og metans, en metan er enn ein öflug gróðurhúsalofttegund. Hlýnun minnkar einnig hafís og jökla, hina náttúrulegu spegla sem að spegla sólargeislum aftur út í geiminn – sem verður til þess að jörðing gleypir meira af sólargeislunum og hitnar enn frekar – og meira bráðnar.  Þessar magnandi svaranir valda því aukningu í hitastigi jarðar og talið er að litlar breytingar í ýmsum þáttum sem stjórna loftslagi jarðar – geti þannig magnað upp sveiflur í loftslagi. Auk þess er það ákveðin viðvörun um það að full áhrif aukningarinnar í CO2, gerist ekki samstundis.

Hvað er óljóst?

Sum atriði í samspili ferla sem stórna loftslagi eru minna þekkt, eins og hvaða áhrif ský og örður hafa á loftslag – til kólnunar eða hlýnunar. Þetta eru mikilvægir ferlar sem mikið hafa verið rannsakaðir undanfarin ár.

Það má búast við því, að þrátt fyrir minnkandi losun CO2 þá muni halda áfram að hitna – hversu mikið fer eftir því hversu hratt minnkunin verður. Höfin eru gríðarlega umfangsmikil og það tekur þau langan tíma að hitna og ná jafnvægi við hlýnun lofthjúpsins – og þegar það gerist þá munu þau binda minna og minna CO2 og meiri vatnsgufa mun stíga upp úr þeim.

Það er samt ekki til samhljóða álit um það hversu mikið mun hlýna á næstu áratugum og öldum. Það er háð ýmsum óvissuþáttum líkt og hversu mikið CO2 verður losað út í andrúmsloftið og hver viðkvæmni loftslagsins (e. climate sensitivity) er fyrir aukningu CO2 – þ.e. hvernig hitastig jarðar bregst við áðurnefndum magnandi svörunum. Þótt ekki sé til ákveðið samhljóða álit um viðkvæmni CO2, þá sýna flestir útreikningar  að við tvöföldun á CO2 einu í andrúmsloftinu leiði til þess að hiti hækki um 1,5-4,5°C.

Fortíð, nútíð, framtíð

Hér er áætlað hitastig jarðar aftur til byrjun Kambríum fyrir um 540 milljónum ára (af wikipedia).

Loftslagsbreytingar til forna segja mikið til viðkvæmni loftslags og hlutverk CO2 í þeim. Við endursköpum á loftslagi fortíðar, þá sjást tímabil hægra og hraðra loftslagsbreytinga og miklar sveiflur í hitastigi. Þótt mikill hluti fjölmiðla fókusi á síðastliðin hundrað til hundrað þúsund ár og hið mikla samband milli CO2 og hitastigs á þeim tíma, þá er einnig gagnlegt að skoða loftslagsbreytingar milljónir ára aftur í tíman.

Jörðin hefur í raun verið íslaus stóran hluta sögu sinnar. Sem dæmi þá var jörðin töluvert hlýrri og nánast engir jöklar frá sirka fyrir 65-34 milljónum árum síðan. Fyrir fimmtíu og fimm milljón árum síðan þá varð mikil losun CO2, þannig að höfin súrnuðu (líkt og er byrjað nú) og hiti jarðar jókst um sirka fimm gráður á selsíus á jörðinni, sem þá þegar var mjög heit. Þegar hún var sem heitust, þá syntu krókódílar um Norðuríshafið, þrátt fyrir að útgeislun sólar hafi verið minni þá en nú. Mun hærra magn CO2 var á þessum tíma og lækkun hitastigs þar á eftir fylgdi minnkandi magni CO2 í andrúmsloftinu.

Saga loftslagsbreytinga segja okkur að CO2 hafi töluverð áhrif á loftslag jarðar – þó ekki eitt og sér – en leiðandi. Hún segir okkur einnig að loftslagsviðkvæmni af völdum CO2 er jafnvel enn hærri en það sem um er rætt meðal þeirra sem nú eru að semja um minnkandi losun þess.  Fyrir fimm miljónum ára var CO2 svipað og það er í dag og jörðin var fjórum gráðum hlýrri en nú og sjávarstaða tugum metrum hærri.

Það eru miklar vísbendingar og rannsóknir sem segja okkur hver áhrif CO2 er á hitastig jarðar. Í sögu jarðar fylgist oftast að mikil aukning í CO2 og mikill hiti á jörðinni. Það er óvarlegt að áætla að aukning CO2 nú og í framtíðinni, muni af einhverjum undarlegum ástæðum, valda öðruvísi útkomu.

Ítarefni

Þessi færsla er að nokkru leiti byggð á færslu sem höfundur sá á SolveClimate – The Big Picture: What Scientists Do and Do Not Know About Climate Change. Túlkun er þó algjörlega á ábyrgð undirritaðs.

Athugasemdir

ummæli