Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Í vísindum er aðeins eitt sem er betra en bein mæling, gerð í hinum raunverulega heimi, en það eru margar sjálfstæðar beinar mælingar sem allar vísa á sömu niðurstöðu. Það eru til mörg bein sönnunargögn sem öll benda til að fingraför mannkyns hafi áhrif á hnattræna hlýnun:
Fingrafar mannkynsins á koldíoxíð í andrúmsloftinu
Sú staðreynd að styrkur koldíoxíðs stígur vegna áhrifa manna, verða augljós þegar styrkur CO2 er borin saman við losun CO2:
Staðfesting þess að stígandi styrkur koldíoxíðs sé vegna athafna mannsins kemur frá rannsóknum á því hverskonar kolefni finnst í andrúmsloftinu. Kolefnisatómið hefur nokkrar tegundir samsæta (þ.e. – með mismunandi mörgum nifteindum). Kolefni 12 hefur 6 nifteindir, kolefni 13 hefur 7 nifteindir. Plöntur hafa lægra C13/C12 hlutfall en er í andrúmsloftinu. Ef aukinn styrku CO2 kemur frá jarðefna eldsneyti, þá ætti C13/C12 hlutfallið að fara lækkandi. Það er einmitt það sem er að gerast (Ghosh 2003) og sú leitni er í samræmi við leitni hnattrænar losunar koldíoxíðs.
Mynd 2: Árleg hnattræn losun CO2 frá bruna jarðefna eldsneytis og vegna sement framleiðslu í GTC á ári (svart), árleg meðaltal 13C/12C hlutfalls, mælt í andrúmsloftinu við Mauna Loa frá 1981 til 2002 (rauð) (IPCC AR4).
Frekari staðfesting kemur með því að mæla súrefnis styrk í andrúmsloftinu. Þegar jarðefnaeldsneyti er brennt þá bindist kolefnið í jarðefnaeldsneytinu við súrefni, og myndar koldíoxíð. Þegar styrkur CO2 í andrúmsloftinu eykst, þá minnkar styrkur súrefnis. Athuganir sýna að styrkur súrefnis fellur í samræmi við bruna jarðefna eldsneytis.
Mynd 3: Styrkur CO2 á Mauna Loa, Havaí (svart) og Baring Head, Nýja Sjálandi (blátt). Niðri til hægri má sjá mælingar á súrefni (O2) frá Alert, Kanada (bleikt) og Cape Grim, Ástralíu (ljós blátt) (IPCC AR4 2.3.1 unnið úr Manning 2006).
Fingrafar mannkynsins vegna aukningar gróðurhúsaáhrifanna
Gervihnettir eru notaðir til að mæla innrauða geislun sem sleppur út í geim. Samanburður gervihnattagagna frá 1970 til 1996 sýnir fram á, að minni orka sleppur út í geim á þeim bylgjulengdum sem gróðurhúsalofttegundir gleypa (Harries 2001). Í grein Harries kemur fram “beinar tilraunir sýna sönnunargögn um marktæka aukningu á gróðurhúsaáhrifum á Jörðinni (e. direct experimental evidence for a significant increase in the Earth’s greenhouse effect)” . Þessi niðurstaða hefur verið staðfest af nýrri gögnum frá fleiri gervihnöttum (Griggs 2004, Chen 2007).
Mynd 4: Breyting bylgjulengda frá 1970 til 1996 vegna snefil lofttegunda. “Birtu hitastig” (e. brightness temperature) gefur til kynna svartefni hitastig (Harries 2001).
Það er staðfest með mælingum á jörðu niðri, að minni hiti sleppur út úr lofthjúpnum, þar sem meiri innrauð geislun kemur aftur til jarðar. All nokkrar rannsóknir hafa komist að því að þetta sé vegne aukina gróðurhúsaáhrifa (Philipona 2004, Wang 2009). Greining gagna í háupplausnar orkurófsgreiningum gefa vísindamönnum tækifæri til að magngreina þátt aukningarinnar fyrir hverja gróðurhúsalofttegund (Evans 2006). Niðurstaðan leiðir höfunda greinarinnar til að álykta “þessi tilraunagögn ættu á skilvirkan hátt að enda röksemdafærslur efasemdarmanna um að það séu engin bein sönnunargögn fengin með tilraunum sem sýna fram á tenginguna á milli aukningu gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu og hnattrænni hlýnun.”
Mynd 5: Orkuróf geislunar gróðurhúsalofttegunda mæld við yfirborð jarðar. Gróðurhúsaáhrif frá vatnsgufu eru síuð frá, til að sýna framlag hinna gróðurhúsalofttegundanna (Evans 2006).
Fingrafar mannkynsins á hitaleitnina
Enn eitt fingrafar mannkynsins má finna með því að líta á hitaleitni í mismunandi lögum lofthjúpsins. Loftslagslíkön spá því að aukning koldíoxíðs ætti að valda hækkun hitastigs í veðrahvolfinu (e. troposphere) en kólnun í heiðhvolfinu (e. stratosphere). Þetta er vegna þess að aukin “ábreiðu” áhrif í veðrahvolfinu halda meiri hita þar, sem leiðir til þess að minni hiti berst til heiðhvolfsins. Þetta er í mótsetningu við þeim áhrifum sem hægt væri að eiga von á ef sólin ylli hnattrænni hlýnun, þá ættu bæði veðrahvolfið og heiðhvolfið að hlýna. Það sem við sjáum með því að skoða bæði gögn frá gervihnöttum og veðurloftbelgjum, er að heiðhvolfið er að kólna en veðrahvolfið að hlýna, sem er í samræmi við hlýnun af völdum koldíoxíðs (og gróðurhúsalofttegunda almennt):
Mynd 6: (A) Breyting hitastigs í neðra heiðhvolfinu, mælt með gervihnöttum (UAH, RSS) og veðurloftbelgjum (HadAT2 og RATPAC), miðað við tímabilið 1979 til 1997, sjö mánaða meðaltal. Stærri eldgos eru gefin til kynna með bláu brotalínunum (Karl 2006). (B) Breyting hitastigs í efri hluta veðrahvolfsins.
Ef aukning gróðurhúsaáhrifanna veldur hlýnuninni, ættum við að sjá meiri hlýnun á næturnar en á daginn. Þetta er vegna þess að gróðurhúsaáhrifin virka bæði dag og nótt. Gagnstætt er, ef hlýnunin væri af völdum sólarinnar, þá ætti leitni hitastigs til hlýnunar að vera meiri í dagtímunum. Það sem mælingar sýna er samdráttur kaldra nátta er meiri en samdráttur kaldra daga og aukning hlýrra nátta er meiri en aukning heitra daga (Alexander 2006). Þetta er í samræmi við hlýnun af völdum gróðurhúsaáhrifa.
Mynd 7: Mæld leitni (dagar á áratug) fyrir 1951 til 2004 í köldum dögum og nóttum. Kuldi er skilgreindur sem köldustu 10%. Hiti er skilgreindur sem heitustu 10%. Appelsínugulu línurnar sína áratuga leitni (IPCC AR4 FAQ 3.3 aðlagað frá Alexander 2006).
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Fyrr í vikunni [ágúst 2010] fjölluðum við um skýrslu NOAA um stöðu loftslags 2009, sem er góð samantekt á hinum fjölmörgu vísbendingum um að hnattræn hlýnun sé raunveruleg (sjá 10 vísar hnattrænnar hlýnunar). Þegar komið er á hreint að Jörðin sé að hlýna, þá leiðir það af sér mikilvæga spurningu: Hvað er að valda þessari hnattrænu hlýnun?
Hér fyrir neðan er samantekt á mælanlegum vísbendingum sem svara þeirri spurningu. Margar mismunandi mælingar finna greinileg ummerki um þátt manna í loftslagsbreytingum:
10 vísar um mannlegan þátt hnattrænnar hlýnunar (af Skeptical Science).
Til að skoða þetta nánar, þá eru hér fyrir neðan frekari upplýsingar um hvern vísir (ásamt tenglum í upprunalegu gögnin eða ritrýndar greinar):
Menn eru að losa um 30 milljarða tonna af CO2 út í andrúmsloftið (CDIAC). Til að athuga hvort það sé tilviljun að á sama tíma sé styrkur CO2 að aukast í andrúmsloftinu, þá er rétt að skoða gögn sem sýna að styrkaukningin sé af völdum manna.
Þegar mælt er hvaða samsætur kolefnis eru að safnast fyrir í andrúmsloftinu, þá sést að kolefni frá bruna jarðefnaeldsneytis er að aukast (Manning 2006).
Að auki þá sýna mælingar á súrefni í andrúmsloftinu að styrkur þess er að falla, sem er í takt við það sem búast má við af bruna jarðefnaeldsneytis (Manning 2006).
Önnur óhað gögn sem sýna að styrkaukning CO2 í andrúmsloftinu sé af völdum bruna jarðefnaeldsneytis má finna í mælingum á kolefni í kóröllum nokkra áratugi aftur í tíman. Þau gögn sýna snögga aukningu í kolefni sem kemur frá bruna jarðefnaeldsneytis (Pelejero 2005).
Við vitum þar með að styrkaukning CO2 í andrúmsloftinu er af völdum manna. En hver eru áhrifin? Gervihnettir mæla minni varmageislun út í geim, á þeirri bylgjulengd sem CO2 gleypir hita. Þar með fást beinar rannsóknarniðurstöður sem sýna fram á aukningu á gróðurhúsaáhrifum á Jörðu (Harries 2001, Griggs 2004, Chen 2007).
Ef minni hiti sleppur út í geim, hvert fer hann? Aftur að yfirborði Jarðar. Mælingar við yfirborð Jarðar staðfesta það, en þær mæla aukningu í innrauðri geislun úr lofthjúpnum (Philipona 2004, Wang 2009). Nánari skoðun á þeirri geislun staðfestir meiri varmageislun á bylgjulengdum CO2, sem ætti í raun að eyða rökum efasemdamanna sem segja að ekki séu til mælingarniðurstöður sem sýna greinileg tengsl milli aukningu gróðurhúsalofttegunda og hnattrænnar hlýnunar (Evans 2006).
Ef aukning gróðurhúsalofttegunda er að valda hnattrænni hlýnun, þá ættum við að sjá ákveðið munstur í hlýnuninni. T.d. þá ætti Jörðin að hlýna hraðar að nóttu en á daginn. Þau áhrif eru greinileg (Braganza 2004, Alexander 2006).
Annað mynstur sem búast má við, við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda er kólnun í heiðhvolfinu. Það mynstur er einnig greinilegt (Jones 2003).
Þegar veðraholfið hlýnar og heiðhvolfið kólnar, þá ættu mörk þeirra (veðrahvörf) að rísa sem afleiðing af hlýnun vegna gróðurhúsalofttegunda. Það hefur verið staðfest (Santer 2003).
Hærra upp í lofthjúpnum er hitahvolfið. Búist er við að það muni kólna og þynnast sem afleiðing af auknum gróðurhúsaáhrifa. Það hefur verið staðfest með gervihnöttum (Lastoviska 2006).
Vísindi eru ekki spilaborg, sem geta hrunið við minnsta rask sönnunargagna. Þau eru frekar eins og púsluspil. Því fleiri púsl sem bætast í safnið, því betri mynd fáum við af þeim þáttum sem hafa áhrif á loftslagið. Nú þegar vísa gögnin á eitt ákveðið svar – aðaldrifkraftur hlýnunar jarðar er aukning í styrk CO2 í andrúmsloftinu sem er af völdum losunar manna, að mestu við bruna jarðefnaeldsneytis.
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Það er staðreynd að komið hafa hlýrri og kaldari skeið í sögu jarðar en nú er. En hvað hefur orsakað þessar breytingar í loftslagi áður fyrr? Um leið opnast fyrir spurninguna: Er þetta hlýskeið sem við upplifum núna náttúrulegt?
Undirliggjandi langtímabreytingar í hita jarðar
Miklar breytingar á hita hafa orðið í fyrndinni, svo miklar að við mennirnir eigum erfitt með að ímynda okkur það. Í jarðfræðilegum skilningi þá eru langtímabreytingar, þær breytingar sem tekið hafa milljónir, jafnvel milljarða ára (jörðin sjálf er talin vera 4,5 milljarða ára). Sem dæmi þá var orka sólarinnar í upphafi jarðsögunnar einungis um 70% af orkunni sem er nú í dag, en orka hennar hefur aukist smám saman síðan þá og í mjög fjarlægri framtíð munu breytingar sólarinnar einar og sér nægja til að eyða öllu lífi á jörðinni. Í upphafi jarðarinnar var andrúmsloft jarðar einnig allt öðruvísi en það er í dag. Líf tók að þróast og breytti andrúmsloftinu smám saman og í samvinnu við sólina hefur það skapað þær aðstæður sem við lifum við í dag.
Óreglulegar sveiflur í hita jarðar
Þrátt fyrir misgóð gögn um hitastig síðustu hundruði milljóna ára, þá er heildarmyndin nokkuð ljós:
Hér er áætlað hitastig jarðar aftur til byrjun Kambríum fyrir um 540 milljónum ára. Eins og sjá má vinstra megin á myndinni þá er hitastig núna frekar lágt. Mynd af wikipedia.
Þessar gríðarlegu hitasveiflur eiga sér margar ástæður og er ein af þeim magn CO2 í andrúmsloftinu. Það er þó langt í frá eina ástæða hitabreytinga fyrri jarðsögutímabila, eins og sést ef skoðað er áætlað magn CO2 í andrúmsloftinu fyrir sama tímabil:
Hér má sjá nokkrar mismunandi rannsóknir á magni CO2, aftur til loka Kambríum. Eins og sést eykst óvissan mikið eftir aldri. Mynd af wikipedia.
Það sem talið er að hafi hvað mest áhrif á sveiflur í hitastigi fyrri jarðsögutímabila er lega landanna, sem hreyfast af völdum flekahreyfinga (e. plate tectonics). Þegar stórir landmassar eru á pólunum er kaldara á jörðinni, heitara þegar pólarnir eru landlausir. Við flekahreyfingar kítast einnig saman flekar sem oft á tíðum mynduðu stóra fellingagarða (sambærilega við Himalayjafjöllin og Andesfjöllin sem dæmi). Þær breytingar breyttu vindakerfi heims og höfðu þar með mikil áhrif á loftslag jarðar. Lega landanna hefur einnig haft gríðarleg áhrif á sjávarstrauma og þar með hvernig hiti dreifðist um jörðina. “Nýlegt” dæmi er þegar Ameríkuflekarnir tengdust fyrir um 5 milljónum ára og Panamasundið lokaðist. Við það breyttust hafstraumar og talið er líklegt að það sé ein af ástæðunum fyrir því að ísöldin byrjaði smám saman fyrir um 2,6 milljónum ára.
Reglulegar breytingar í hita
Hitastigsferillinn sem við sáum hér fyrir ofan virðist mjúkur að sjá þegar hann er skoðaður – enda um langt tímabil að ræða, en undir niðri eru reglulegar hitastigsbreytingar sem verða á skemmri tíma. Þær breytingar sjást ekki í þeim gögnum sem til eru fyrir þessi fyrri jarðsögutímabil, en ískjarnar úr jöklum Grænlands og Suðurskautsins sýna okkur sveiflur sem eru töluverðar yfir þúsundir ára:
En hver er ástæða þessara reglulegu breytinga?
Sporbaugur 0, alveg hringlaga
Til að byrja að svara þessari spurningu verður m.a. að skoða sveiflur Milankovitch. Milutin Milankovitch var rússneskur vísindamaður sem rannsakaði og kortlagði loftslagsbreytingar fyrri tíma út frá gögnum um sporbaug braut jarðar, halla hennar um möndul sinn og snúning jarðar um möndul sinn. Þessi atriði hafa áhrif á loftslag jarðar og eftir að hann kom fram með þessa kenningu þá kom í ljós að þessi atriði féllu saman við hlý- og kuldaskeið ísaldar. Allir þessir þættir gerast með ákveðnu millibili og geta ýmist haft jákvæða svörun, þ.e. allir þættir ýti í sömu átt (til annað hvort hlýnunar eða kólnunar) eða “unnið” hver á móti öðrum og þar með dregið úr áhrifunum.
Sporbaugur 0,5 ekki hringlaga og miðjuskekkja
Sporbaugur jarðar breytist í tíma. Það má segja að það sé miðskekkja í sporbaugnum (sem ekki er hringlaga) og sú skekkja er ekki alltaf eins heldur breytist með tíma. Sporbaugurinn fer frá því að vera næstum hringlaga til þess að vera meira sporöskjulaga og tekur þessi sveifla u.þ.b. 413.000 ár. Einnig eru aðrir þættir í ferli sporbaugsins sem hafa áhrif og eru það sveiflur sem taka u.þ.b. 96.000 – 136.000 ár. Þessi breyting hefur áhrif á hversu langar árstíðirnar eru og hversu mikil inngeislun sólarinnar er. Þetta hefur misjöfn áhrif eftir á hvoru jarðhvelinu áhrifin eru í hvert skiptið. Þetta er þó eitt af þeim atriðum sem hefur áhrif til lengri tíma. Á myndunum hér til hliðar má sjá breytingar í sporbaug jarðar.
.
Möndulhalli jarðar sveiflast frá 22,1°-24,5°Möndulsnúningssveifla jarðar
Möndulhallinn er einn af þeim þáttum sem hafa áhrif á þessar reglubundnu breytingar. Í dag er hallinn um 23,44° (sem er u.þ.b. við miðju þess sem hallinn getur orðið. Möndulhallinn fer frá því að vera 22,1°-24,5°. Þessi sveifla tekur um 41.000 ár. Þegar möndulhallinn er meiri, þá hitnar á báðum jarðhvelum að jafnaði, en sumrin verða heitari en veturnir kaldari. Það má því kannski segja í þessari sveiflu séum við í meðalstöðu.
Næsti þáttur sem er hluti af sveiflum Milankovitch, er svokallaður möndulsnúningur. Möndulsnúningurinn er einhverskonar snúðshreyfing. Þannig að það er misjafnt að hvaða fastastjörnum pólarnir vísa. Þessi sveifla tekur um 26.000 ár. Þetta hefur þau áhrif að það hvel sem er í áttina að sólu, við sólnánd, er með meiri mun á milli sumars og veturs, en hitt jarðhvelið hefur mildari sumur og mildari vetur. Staðan í dag er þannig að suðurhvelið upplifir meiri mun á milli árstíða, þ.e. að suðurpóllinn er í átt að sólu við sólnánd.
Eins og áður sagði, þá hafa Milankovitch sveiflur allar samanlögð áhrif, þar sem þær magna eða draga úr sveiflunum eftir hvernig þær hitta saman. Heildaráhrif þessara sveiflna, er einn af þeim þáttum sem hafa ráðið miklu um það hvort jörðin hefur upplifað hlý eða köld skeið í jarðsögunni:
Sveiflur Milankovitch. Myndin sýnir allar sveiflurna á einni mynd. Rauði ferillinn og svarti ferillinn sýna heildaráhrifin á tvo vegu. Svarti ferlillinn sýnir sólarinngeislun á sólstöðum á 65. breiddargráðu norðurs. Þegar inngeislunin er há, þá er hlýskeið og öfugt. Þetta fellur nokkuð vel að fyrri hlý og kuldaskeiðum ísaldar, til lengri tíma litið. Fyrir neðan eru svo tvö hitastigsproxý (götunga í sjávarsetlögum og ískjarna úr Vostock ískjarnanum) sem styðja þessa kenningu Milankovitch.
Milankovitch sveiflurnar eru því taldar frumorsök sveifla í hitastigsbreytingum ísaldar, í átt til kulda- og hlýskeiða.
Aðrir þættir hafa síðan magnað upp þessar breytingar, svokölluð magnandi svörun. Þættir sem taldir eru hafa magnað upp þessar breytingar eru t.d. aukning í CO2, en vitað er að við hlýnun sjávar þá minnkar geta þess til að halda CO2. Eins og sjá má á mynd hér ofar sem sýnir hitastig síðustu 650 þúsund ára og tengsl við meðal annars CO2, þá eykst CO2 í kjölfarið á hlýnun jarðar (sú aukning gerist almennt um 800 árum eftir að það byrjar að hlýna). Það má því segja að við það að hlýna af völdum Milankovitch sveifla, þá losnar meira CO2 sem veldur meiri hlýnun. Svipuð ferli eiga sér stað í átt til kólnunar, nema með öfugum formerkjum. Annar stór þáttur í magnaðri svörun til hlýnunar og kólnunar ísalda er t.d. hafís- og jöklamyndanir, en þeir þættir minnka og auka endurkast frá sólinni út úr lofthjúpnum.
Skammtímasveiflur í loftslagi/veðri
Áður er en farið yfir skammtímasveiflur í loftslagi, þá er rétt að geta að það er munur á loftslagi og veðri:
Loftslag er í raun tölfræðilegar upplýsingar á bak við hitastig, raka, loftþrýsting, vindstyrk, regn, efnasamsetningu lofthjúpsins og ýmsir aðrir veðurfræðilegir þættir á ákveðnu svæði yfir langt tímabil. Loftslag er því ekki veður, sem er gildi fyrrnefndra veðurfræðilegra þátta á ákveðnum stað og tíma.
Hitastig síðustu 1800 ár fyrir norðurhvel jarðar. Rauða línan sínar beinar mælingar en ýmsar óbeinar mælingar í ýmsum litum.
Hér fyrir ofan var minnst á langtímabreytingar af völdum sólarinnar, en einnig eru skammtímasveiflur í sólinni sem hafa áhrif á loftslag til skamms tíma, t.d. sólblettasveiflur og útgeislun sólar (sjá Sólin). Þessar sveiflur eru ekki miklar alla jafna, en þó er talið að lágmark í sólblettasveiflunni Maunder lágmarkið (e. Maunder Minimum – niðursveifla í sólblettum sem stóð frá árinu 1645-1715) hafi átt töluverðan þátt í að viðhalda litlu ísöldinni (e. Little Ice Age – kuldatímabil sem varð frá sirka 14. öld, sumir segja 17. öld og fram til sirka 1850) .
Maunder lágmarkið frá 1645-1715. Sólblettasveiflur síðustu 400 ára.
Eins og sést á myndinni, þá er niðursveifla í sólblettum í gangi núna. Því þykir ljóst að sú hækkun sem orðið hefur á hitastigi jarðar eftir 1950 er ekki af völdum sólblettasveifla.
Breytileiki í hafinu, þ.e. sjávarstraumar sem knúnir eru af mismunandi sjávarhita og hafa áhrif á loftslag eru nokkur t.d. El Niño–Southern Oscillation (ENSO) og Pacific Decadal Oscillation (PDO), einnig Norðuratlantshafsstraumurinn og fleiri. Þau áhrif er þó varla hægt að kalla loftslagsbreytingar, heldur frekar flökt eða breytileiki í loftslagi, þar sem þau hafa áhrif í stuttan tíma (nokkur ár til áratuga breytileiki), en þau dreifa hita um jarðkúluna og eru því mikilvæg yfir langan tíma (til kólnunar og hlýnunar), þar sem þau hafa áhrif á ferli sem geta valdið magnandi svörun TENGILL.
Hitastig jarðar mælt með gervihnöttum frá 1975 til ársins í ár. Takið eftir uppsveiflunni árið 1998 af völdum El Nino og niðursveiflunni eftir 1991 af völdum eldgossins í Mount Pinatubo.
Stór eldgosgeta valdið snöggum breytingum í stuttan tíma og þá til kólnunar (ár eða nokkur ár), t.d. eldgosið í Mount Pinatubo árið 1991 sem lækkaði hitastig jarðar tímabundið um sirka 0,4°C . Þau tímabil í jarðsögunni þar sem eldvirkni hefur verið mun meiri en nú, hafa þó getað valdið töluverðri kólnun þann tíma. Þess lags eldvirkni verður þó einungis nokkrum sinnum á hverjum hundrað milljón árum og veldur gríðarlegum loftslagsbreytingum í milljónir ára með tilheyrandi útdauða lífvera. Eldfjöll gefa frá sér CO2 í nokkuð miklu magni en það er þó einungis 1/130 af því sem menn losa á ári eins og staðan er í dag.
Það sama má segja um stóra loftsteina og halastjörnur sem lenda á jörðinni. Slíkir árekstrar valda miklum breytingum yfir stuttan tíma jarðsögulega séð og geta því valdið útdauða dýra í miklu magni, t.d. er talið að loftsteinn sem lenti á Mexíkó fyrir um 65 milljónum ára hafi átt töluverðan þátt í því að risaeðlurnar dóu út (aðrar kenningar eru til um þann útdauða en við ætlum ekki út í þá sálma hér).
Kenningin um loftslagsbreytingar af mannavöldum
Eins og sést af ofangreindri upptalningu á áhrifavöldum loftslagsbreytinga þá er margt sem hefur áhrif á loftslag. Undanfarna áratugi hefur breytingin þó verið óvenju hröð og lítið tengd þeim náttúrulegu ferlum sem þekktir eru, þó vissulega séu tímabundnar sveiflur, tengdar virkni sólar, El Nino og eldvirkni svo dæmi séu tekin.
Hitastig jarðar frá því mælingar hófust.
Það er nú talið nokkuð víst að núverandi breytingar í loftslagi jarðar sé af mannavöldum (sjá kaflann um Grunnatriði kenningunnar).
Það skal á það bent að auki, að þrátt fyrir að hitastig fyrr í jarðsögunni hafi oft verið hærra en það er nú, þá eru bara um 200 þúsund ár síðan maðurinn (homo sapiens) gekk fyrst um lendur Austur-Afríku og það eru einungis nokkur þúsund ár síðan siðmenningin varð til. Því hefur samfélag manna aldrei upplifað aðrar eins breytingar og nú eru byrjaðar, né þær sem mögulega eru í vændum.
* Það voru svo sem engar merkilegar fréttir frá COP19 sem haldið var í Varsjá núna í nóvember – en það voru svo sem engin vonbrigði, þar sem vonbrigði byggja á því að til staðar hafi verið von til að byrja með. Við hlökkum til að ræða um COP20 á næsta ári, vonandi verður það fréttnæmt.
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Flestir vita að gróðurhúsaáhrifin valda því að Jörðin er mun heitari en annars væri og að aukinn styrkur gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu er að auka þau áhrif. En fæstir þekkja þó hvað það er í raun og veru í andrúmsloftinu sem gerir það að verkum að gróðurhúsaáhrifin verða og hvers vegna lítil breyting í snefilgösum í andrúmsloftinu – líkt og koldíoxíð (CO2) – skiptir svona miklu máli.
Það hefur verið þekkt frá því á nítjándu öld að sumar lofttegundir gleypa innrauða útgeislun sem berst frá Jörðinni, sem um leið hægir á kólnun frá Jörðinni og hitar upp yfirborð hennar. Þessar svokölluðu gróðurhúsalofttegundir eru meðal annars koldíoxíð (CO2) og vatnsgufa, auk ósons, metans og fleiri lofttegunda. Meirihluti lofttegunda í andrúmsloftinu sleppa þó þessari innrauðu útgeislun í gegnum sig, t.d. niturgas og súrefni. Auk þess má nefna að ský gleypa einnig innrauða útgeislun og leggja þar með sitt að mörkum til gróðurhúsaáhrifanna. Hins vegar þá valda ský því einnig að sólargeislar berast minna til jarðar og því eru heildaráhrif þeirra í átt til kólnunar.
Útgeislunarlitróf (e. outgoing spectral radiance) efst í lofthjúpi Jarðar, sem sýnir gleypni lofttegunda á mismunandi tíðni. Til samanburðar er sýnt með rauðu hvernig flæði er frá klassískum svarthlut er við 294°K (31°C).
Oft eru gróðurhúsaáhrifin skilgreind sem munurinn á milli yfirborðshita Jarðar og þess hitastigs sem væri ef gróðurhúsaáhrifanna nyti ekki við – en með nákvæmlega sama endurkast sólarljóss (e. albedo) frá yfirborði Jarðar – og hefur það verið reiknað um 33°C. Önnur leið til að setja gróðurhúsaáhrifin í samhengi er að mæla mismunin á innrauðri útgeislun við yfirborð Jarðar og þeirri útgeislun sem nær út fyrir lofthjúp Jarðar. Ef ekki væru gróðurhúsaáhrif, þá væri munurinn enginn. Mælingar sýna aftur á móti að yfirborð Jarðar geislar um 150 wött á fermetra (W/m2) meira en fer út í geim.
En hvað gleypa mismunandi gróðurhúsalofttegundir mikið af útgeislun? Að svara þessu er flóknara en mætti ætla í fyrstu, vegna eðli gleypninnar og þeirrar flóknu dreifingu efnanna, bæði í lóðréttu og á láréttu plani. Mismunandi efni gleypa auk þess í sig mismunandi tíðni innrauðu útgeislunarinnar og mismunandi svæði Jarðar gefa frá sér mismunandi styrk innrauðrar útgeislunnar, fer eftir yfirborðshita Jarðar, en einnig eftir því hversu mikið er af skýjum og vatnsgufu á því svæði. CO2 er aftur á móti vel blandað í andrúmsloftinu. Sumar bylgjulengdir útgeislunarinnar eru gleyptar af vatnsgufu eða skýjum eða vatnsgufu og CO2. Þessi skörun þýðir að ef þú tekur í burt eitt efnið þá er breytingin í því hversu mikil innrauð útgeislun er gleypt minni en ef eingöngu væri eitt efni um hverja bylgjulengd. Alla þessa þætti þarf að taka með í reikningin ef reikna á út þátt hvers efnis í gróðurhúsaáhrifunum.
Gervihnattamynd sem sýnir útgeislun frá Jörðinni í september 2008 og sýnir glögglega mismunandi útgeislun Jarðar. Takið t.d. eftir því að sitt hvoru megin við Miðbauginn þá sleppur meiri útgeislun, þar sem yfirborð jarðar er heitara og það er minna um ský (Mynd NASA/Earth Observatory/Robert Simmon frá CERES gervihnattagögnunum.)
NASA notar líkön af flæði útgeislunar Jarðar um lofthjúpinn og reyna þannig að brjóta niður til mergjar mismunandi þátt hvers efnis í góðurhúsaáhrifunum, þá með því að nota dreifingu á staðbundnum hita, vatnsgufu og skýjum. Með því að taka hvert það efni út úr líkaninu sem veldur gróðurhúsaáhrifum og reikna út gleypni sem verður fyrir mismunandi samsetningu lofthjúpsins, þá geta vísindamenn NASA reiknað út skörun og gleypni hvers efnis nokkuð raunsætt. Eins og við er að búast þá eru gróðurhúsaáhrif vatnsgufu áhrifamest, en hún gleypir um 50 % af útgeisluninni, á meðan ský gleypa um 25 % og CO2 um 20 %. Afganginn gleypa aðrar gróðurhúsalofttegundir, t.d. óson og metan, auk smásærra agna sem kallaðar eru örður (e. aerosols).
Þar sem CO2 hefur þetta mikilvæga hlutverk í hinum náttúrulegu gróðurhúsaáhrifum, þá er augljóst að breyting í styrk þess í andrúmsloftinu, vegna losunar CO2 af mannavöldum, mun auka á gróðurhúsaáhrifin. Að reikna út áhrif þessarar styrkbreytingar CO2 er hins vegar allt annað en að reikna út núverandi áhrif þess miðað við áhrif vatnsgufu og skýja. Það er vegna þess að hvort tveggja (vatnsgufa og ský) stjórnast af hitastigi og loftstraumum lofthjúpsins, sem CO2 gerir ekki. Sem dæmi, að þegar hiti eykst þá eykst styrkur vatnsgufu í andrúmsloftinu um 7 % fyrir hverja 1°C. Ský stjórnast ennfremur af hitastigi, þrýstingi, hitauppstreymi og styrk vatnsgufu. Þannig að breyting í styrk CO2 eykur gróðurhúsaáhrifin en um leið breytir það áhrif vatnsgufu og skýja. Þannig að reikningur á heildargróðurhúsaáhrifum við styrkbreytingu CO2 verður að taka með í reikninginn breytingar á hinum þáttunum að auki. Ef t.d. styrkur CO2 tvöfaldast þá mun gleypni af þess völdum aukast um 4 W/m2, en þegar vatnsgufa og ský bregðast við þeim breytingum, þá aukast gróðurhúsaáhrifin um næstum 20 W/m2 samtals. Þetta sýnir að svörun (e. feedback) vatnsgufu og skýja magnar upp áhrifin frá upphaflega geislunarálagi (e. radiative forcing) við styrkaukningu CO2. Loftslagsbreytingar fyrri tíma benda til þess að þetta gerist einnig í raunveruleikanum – en ekki bara í líkönum.
En hvað gerist þegar gróðurhúsalofttegundir eru teknar í burtu? Vegna þess að áhrif CO2 á gleypni er ekki línuleg, þá eru áhrif þess að fjarlægja CO2 úr andrúmsloftinu um sjö sinnum áhrifameira en að tvöfalda það. Ef það væri í raun hægt að fjarlægja það úr andrúmsloftinu í einum vettvangi, þá yrði töluverð kólnun, bæði bein og óbein – vegna þess að vatnsgufa og ský myndu einnig bregðast við því. Í tilraunum með líkönum þar sem allar gróðurhúsalofttegundir eru fjarlægðar þá kólnar Jörðin niður í fimbulkulda, þannig að hún verður um 35°C kaldari en hún er í dag – við það einnig að vatngsufa minnkar um 10% og endurskin Jarðar eykst (vegna snjóa og skýja) sem kælir Jörðina enn frekar.
Þannig að þrátt fyrir að styrkur CO2 í andrúmsloftinu sé lítill miðað við heildina, þá er mikilvægi CO2 í andrúmsloftinu ekki lítið, né heldur hlutverk þess við að móta loftslagsbreytingar framtíðarinnar.
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Vatnsgufa og ský eru stórir þættir í gróðurhúsaáhrifum Jarðar, en ný líkön sem líkja eftir loftslagi lofthjúps og sjávar, sýna að hitastig Jarðar stjórnast að mestu leyti af styrk CO2 í andrúmsloftinu.
Mismunandi þættir í lofthjúpnum hafa mismunandi virkni í gróðurhúsaáhrfinum, sumir eru álag (forcing) og sumir eru svörun (feedback). Án CO2 og annarra gróðurhúsalofttegunda sem þéttast ekki, þá myndu vatnsgufa og ský ekki virka sem magnandi þáttur í gróðurhúsaáhrifunum.
Í grein sem nýlega kom út í Science (Lacis o.fl. 2010), þá greina vísindamenn frá NASA GISS hvernig gróðurhúsaáhrif Jarðar virkar og útskýra þátt gróðurhúsalofttegunda og skýja við gleypni útgeislunar á innrauða sviðinu á útleið út úr lofthjúpnum. Í ljós kom við keyrslu líkana að gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki (e. non-condensing) – líkt og CO2, metan, nituroxíð (hláturgas) og fleiri, eru þær sem eru ráðandi. Án þeirra myndi vatnsgufa og ský ekki ná að magna upp gróðurhúsaáhrif og fimbulkuldi myndi ríkja á Jörðinni.
Önnur grein frá sama teymi (Schmidt o.fl. 2010) hefur verið samþykkt til birtingar í Journal of Geophysical Research, en þar er sýnt fram á að CO2 veldur um 20 % af gróðurhúsaáhrifunum. Vatnsgufa og ský aftur á móti valda samtals um 75 % og aðrar minniháttar lofttegundir og loftörður valda um 5 % af gróðurhúsaáhrifunum. Þrátt fyrir minni hlut í heildar gróðurhúsaáhrifunum þá eru það fyrrnefndar gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki sem gegna lykilhlutverki í geislunarálagi (e. radiative forcing) því sem veldur gróðurhúsaáhrifum – og CO2 um 80 % af geislunarálaginu.
Tilraunin sem lýst var í áðurnefndri grein í Science var einföld í hönnun og framkvæmd – allar fyrrnefndar gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki voru teknar út úr loftslagslíkaninu og það látið keyra í nokkurn tíma til að sjá hvaða áhrif það hefði á gróðurhúsaáhrifin.
Án stöðugs stuðnings frá fyrrnefndum gróðurhúsalofttegundum, þá hurfu gróðurhúsaáhrifin og vatnsgufa féll sem úrkoma úr lofthjúpnum, þannig að hitastig Jarðar féll og fimbulkuldi tók yfir Jörðina. Þetta þykir sína að vatnsgufa – þrátt fyrir að valda um 50 % af heildar gróðurhúsaáhrifunum – er í raun eingöngu svörun (e. feedback) og getur í raun ekki eitt og sér staðið undir gróðurhúsaáhrifunum.
Greinin styður vel við það sem setlög Jarðar sýna okkur um þróun styrks CO2 í jarðsögunni. T.d. hefur styrkur þess sveiflast á milli 180 ppm á kuldaskeiðum ísaldar og upp í um 280 ppm á hlýskeiðum. Á milli þeirra skeiða er oft um 5-6°C munur á hitastigi. Nú er styrkur CO2 kominn upp í 390 ppm og hitastig búið að hækka um tæplega eina gráðu frá því fyrir iðnbyltingu og því ljóst að með eða án frekari losun gróðurhúsalofttegunda þá er meiri hækkun hitastigs Jarðar í farvatninu.
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Lausnin að gátunni, um hvort aukning CO2 í andrúmsloftinu myndi valda hækkun hitastigs, er gömul, auk þess sem það var ekki þrautalaust að finna hana. Hér fyrir neðan er farið nánar í gegnum söguna af frumkvöðlum þeim sem uppgötvuðu áhrif CO2.
Árið 1861 gaf John Tyndall út niðurstöður á tilraunum sem hann gerði á rannsóknastofu sinni, þar sem hann sýndi fram á að ákveðnar gastegundir gætu dregið í sig varmageislun. Koldíoxíð (CO2) er ein þeirra gastegunda. Á þeim grunni komst Tyndall að þeirri niðurstöðu að við breytingu á styrk gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu yrði breyting í hitastigi (Tyndall 1861).
Svante Arrhenius kom fram með kenningu um áhrif gróðurhúsalofttegunda á loftslag jarðar, árið 1896. Útreikningar hans bentu til að aukning á styrk CO2 myndi hafa sterk áhrif á hitastig jarðar (Arrhenius 1896).
John Tyndall (1820-1893), Svante Arrhenius (1859-1927), Knut Ångström (1857-1910) og Charles Greeley Abbot (1872-1973).
Árið 1900 sýndi Knut Ångström fram á það, með tilraunum í rannsóknastofu (Ångström 1900) að breyting í styrk CO2 myndi í raun ekki hafa ýkja mikil áhrif á hitastig, þrátt fyrir allt. Útreikningar hans bentu til að aukning á styrk CO2 myndi hafa lítil áhrif á magn geislunar sem færi í gegnum lofttegundina og það virtist sem gleypnisvið CO2 og vatnsgufu myndu skarast. Það voru reyndar ekki nýjar upplýsingar, t.d. höfðu Rubens og Aschkinass (1898) þá þegar skrásett þessa skörun milli gleypnisviðs CO2 og vatnsgufu, en einnig töldu þeir að lofthjúpurinn væri algjörlega ógegnsær á bylgjulengdum sem innihalda CO2. Eftir rannsóknir Ångström þá töldu menn að það væri mun meiri vatnsgufa í andrúmsloftinu og þar með að það væri áhrifamesta gróðurhúsalofttegundin, svo virtist vera að áhrif vatnsgufu myndu hylja möguleg áhrif vegna breytinga á styrk CO2 í andrúmsloftinu og þar með að aukinn styrkur CO2 myndi ekki valda hlýnun. Þetta varð almenn skoðun vísindamanna í nokkra áratugi. Til dæmis skrifaði Charles Greeley Abbot (Abbot, 1920):
The other two absorbents are each confined in their absorbing regions to comparatively narrow ranges of spectrum, but the ozone absorption band, at about 10 microns, occurs in a region where water vapor absorbs scarcely anything while the carbon dioxide absorption band at about 14 microns occurs in a region where water vapor is also powerfully absorbing. The atmospheric proportion of carbon dioxide is sensibly constant, while water vapor and ozone are variable. Accordingly, while water vapor is certainly the most important of the three, probably ozone, although much less plentiful in the atmosphere, and certainly not more powerful as an absorber for the spectrum of a perfect radiator than carbon dioxide, is yet entitled to be regarded as second in importance on account of this peculiar posture of affairs.
Samkvæmt þessu þá taldi Abbot að óson hefði meiri áhrif en CO2. Taka skal með í reikningin að á þessum tíma voru ekki til nógu góðar mælingar á styrk CO2 í andrúmsloftinu og töldu menn allt eins líklegt að sá styrkur væri nokkuð stöðugur (á þeim tíma var styrkur þess að aukast lítillega – eins og síðar kom í ljós þegar menn fóru að efnagreina loft í ískjörnum). Á svipuðum tíma þá taldi Simpson (1929) upp þrjár ástæður af hverju aukning á styrk CO2 myndi hafa lítil áhrif til hlýnunar. Samkvæmt honum er gleypnisvið CO2 of þröngt til að hafa mikil áhrif. Önnur ástæða er áðurnefnd skörun milli gleypnisviðs CO2 og vatnsgufu og þriðja ástæðan sem hann nefnir er að styrkur CO2 í andrúmslofti (þá) hafi náð að fylla gleypnisvið sitt og að viðbót í styrk CO2 myndi ekki breyti því að ráði. Þetta er kallað mettun gleypnisviðsins.
Almenn skoðun vísindamanna þess tíma var því að aukning á styrk CO2 í andrúmsloftinu myndi ekki hafa merkjanleg áhrif á varmageislun frá Jörðu og þar með hefði hún ekki áhrif á hitastig Jarðar. Stakar raddir heyrðust þó, þar sem því var haldið á lofti að CO2 myndi hafa áhrif á hitastig. Hulbert (1931) gerði útreikninga þar um, á sama hátt og Arrhenius gerði og tók þar með undir niðurstöðu Tyndalls og Arrheniusar:
Calculation shows that doubling or tripling the amount of the carbon dioxide of the atmosphere increases the average sea level temperature by about 4° and 7°K, respectively; halving or reducing to zero the carbon dioxide decreases the temperature by similar amounts. Such changes in temperature are about the same as those which occur when the earth passes from an ice age to a warm age, or vice versa. Thus the calculation indicates that the carbon dioxide theory of the ice ages, originally proposed by Tyndall, is a possible theory.
Fáir tóku þó eftir útreikningum Hulberts, en Callendar (1938) komst þó að svipaðri niðurstöðu. Callendar hafði veitt því athygli að hitastig Jarðar var á aukast og tók því saman eldri gögn mælinga á styrk CO2 í andrúmsloftinu og komst að því að styrkur þess væri að aukast. Hann lagði einnig fram reikninga sem bentu til þess að aukið CO2 myndi hafa töluverð áhrif til hækkunar hitastigs. Vísindasamfélagið tók þó ekki undir niðurstöðu Callendes. Mælingar á styrkaukningu CO2 sem Callendar notaði þóttu ónákvæmar auk þess sem vankantar voru á útreikningum hans. Þrátt fyrir það vöktu niðurstöður hans nægilega mikla athygli til þess að fleiri færu að skoða málið.
Á rannsóknastofum héldu rannsóknir áfram á gleypnieiginleikum lofttegunda. Martin og Barker (1932) sýndu fram á að gleypnisvið CO2 væri í raun margþætt, vegna mismunandi tíðniástands CO2 sameindarinnar. Þetta þýddi að gleypnisvið CO2 væri ekki mettað eins og áður var talið.
Strong og Plass (1950) rannsökuðu áhrif þrýstings á eiginleika lofttegunda til að gleypa geislunarvarma. Þeir tóku eftir því að eiginleikar þeirra breittust við hæð. Þeir sýndu að því hærra í lofthjúpnum, því minni var gleypni lofttegundanna. Þar með gæti hluti af geislunarorku úr neðri lögum lofthjúpsins sloppið út úr lofthjúpnum. Ástæðan er sú að gleypnissvið lofttegundanna er breiðara neðar í lofthjúpnum en ofar, sem gerir það að verkum að varmageislun frá ytri mörkum gleypnisviðsins sleppur þegar ofar dregur. Það gerir það að verkum að þótt gleypnisvið CO2 sé mettað í neðri lögum lofthjúpsins, þá er það ekki mettað í þeim efri og aukinn styrkur CO2 í efri lögum mun auka gleypni varmageisla. Strong og Plass tóku þó ekki beint afstöðu til málsins, annað en að þeir einbeittu sér að greiningu á áhrifum þess á heiðhvolfið. Þeir sögðu þó þetta:
According to equation (18), the radiation exhausted from the atmosphere by the CO2 increases as the square root of the concentration of CO2. Since the atmosphere is at a lower temperature than the surface of the earth, the surface temperature rises as the CO2 concentration increases.
Plass 1956
Gilbert Plass (1956) er síðan oft nefndur sem sá sem kom með lausnina. Hann hafði notað nýjustu mæliniðurstöður úr rannsóknastofum (þess tíma) á gleypnieiginleikum gróðurhúsalofttegunda og fundið út geislunarflæði á megin gleypnisviðum CO2 í lofthjúpnum og birti tilgátulíkan þar um (upp að 75 km hæð). Auk annars þá sýndi líkan hans þrýsting og hvernig gleypnisviðið breyttist með hæð, auk skörunar í litrófi. Samkvæmt niðurstöðum hans, þá myndi tvöföldun í styrk CO2 í andrúmsloftinu valda um 3,6°C hlýnun við yfirborð Jarðar. Að auki svaraði hann öllum helstu rökunum sem áður sýndu fram á að aukning CO2 í andrúmsloftinu hefði lítil áhrif. Plass (1956b) skrifaði grein um málið fyrir almenning, þar svarar hann helstu rökunum. Fyrst að gleypnisvið vatnsgufu og CO2 skarist:
The fact that water vapor absorbs to some extent in the same spectral interval as carbon dioxide is the basis for the usual objection to the carbon dioxide theory. According to this argument the water vapor absorption is so large that there would be virtually no change in the outgoing radiation if the carbon dioxide concentration should change. However, this conclusion was based on early, very approximate treatments of the very complex problem of the calculation of the infrared flux in the atmosphere. Recent and more accurate calculations that take into account the detailed structure of the spectra of these two gases show that they are relatively independent of one another in their influence on the infrared absorption. There are two main reasons for this result: (1) there is no correlation between the frequencies of the spectral lines for carbon dioxide and water vapor and so the lines do not often overlap because of nearly coincident positions for the spectral lines; (2) the fractional concentration of water vapor falls off very rapidly with height whereas carbon dioxide is nearly uniformly distributed. Because of this last fact, even if the water vapor absorption were larger than that of carbon dioxide in a certain spectral interval at the surface of the Earth, at only a short distance above the ground the carbon dioxide absorption would be considerably larger than that of the water vapor.
Um mettun á gleypnisviði CO2 í andrúmsloftinu skrifaði hann enn fremur:
One further objection has been raised to the carbon dioxide theory: the atmosphere is completely opaque at the center of the carbon dioxide band and therefore there is no change in the absorption as the carbon dioxide amount varies. This is entirely true for a spectral interval about one micron wide on either side of the center of the carbon dioxide band. However, the argument neglects the hundreds of spectral lines from carbon dioxide that are outside this interval of complete absorption. The change in absorption for a given variation in carbon dioxide amount is greatest for a spectral interval that is only partially opaque; the temperature variation at the surface of the Earth is determined by the change in absorption of such intervals.
Niðurstaðan er sú að CO2 hefur áhrif á hitastig Jarðar, því að þegar gleypnisvið CO2 er skoðað nánar þá sést að það skarast ekki við gleypnisvið vatnsgufu en að auki þá virkar vatnsgufa mest í neðri lögum lofthjúpsins. Þótt tekið sé með í reikningin mettun í hluta gleypnissviðs CO2, þá er niðurstaðan sú að aukning í styrk CO2 leiðir af sér hækkun hitastigs.
Vísindamenn leystu gátuna fyrir rúmri hálfri öld. Lausnin er frekar einföld og liggur beint við – og ætti ekki að valda miklum misskilningi. Þrátt fyrir það, þá er enn verið að þylja upp sömu gömlu rökin, eins og gátan sé enn óleyst.
Þegar Íslendingar eru spurðir út í það hvort að þeir séu hlyntir olíuvinnslu á Drekasvæðinu, þá svara 80% því til að vera því hlyntir. Þegar Íslendingar eru spurðir út í hnattræna hlýnun af mannavöldum þá hefur mikill meirihluti velt málinu fyrir sér og hefur áhyggjur af loftslagsbreytingum vegna aukina gróðurhúsaáhrifa af mannavöldum. Það má því halda því fram með góðum rökum að fólk hér á landi virðist almennt vita af loftslagsvandanum.
En hvernig stendur þá á því að það er misvægi á milli þess að meirihluti þjóðarinnar virðist vita af loftslagsvandanum og svo því að 80% landsmanna vill meiri olíuvinnslu sem eykur vandann? Ætli almenningur hafi almennt ekki kynnt sér málin í þaula? Það virðist vanta tenginguna á milli þess að þekkja til þeirrar staðreyndar að vandamálið sé til staðar og svo því að þekkja til orsaka og afleiðinga sama vandamáls. Þegar fólk telur að rök séu til þess að auka vandamálið með því bæta við olíuforða heimsins þá hefur sennilega ekki myndast nauðsynleg tenging varðandi orsakasamhengi hlutanna.
Það er nú þegar til mikið meira en nægur forði jarðefnaeldsneytis í heiminum til að hækka hita jarðar um meira en þær 2°C sem þjóðir heims virðast sammála um að forðast. Til að halda okkur inna 2°C hækkun hitastigs, þá mega þjóðir heims ekki brenna nema sem nemur u.þ.b. fimmtungi af núverandi þekktum birgðum jarðefnaeldsneytis sem eru enn í jörðu. Það þýðir á manna máli að um 80% af hinum þekktu birgðum þurfa að vera áfram í jörðu til að við getum með nokkurri vissu haldið okkur innan 2°C marksins. Við hækkandi hitastig má til að mynda eiga von á fleiri sterkum fellibyljum svipuðum Sandy og Haiyan – s.s. líkur á sterkum fellibyljum aukast með hækkandi hitastigi. Það ásamt öðrum öfgum í veðri tengist m.a. hlýnandi loftslagi – annað sem nefna má er að jöklar bráðna, sjávarstaða hækkar, bráðnun íss og hnignun vistkerfa, svo eitthvað sé nefnt. Það er því ekki laust við að afleiðingar fylgi núverandi stefnu varðandi jarðefnaeldsneytisnotkun jarðarbúa.
Það má ekki heldur gleyma að minnast á það hér að losun koldíoxíð fylgir annað vandamál, sem er súrnun sjávar – enn önnur ástæða fyrir Íslendinga að tengja. Súrnun sjávar ætti eitt og sér að fá þjóð sem lifir af fiskveiðum til að tengja saman orsakir og afleiðingar í þessum efnum. Ekki síst í ljósi þess að meirihluti þjóðarinnar virðist telja að vísindamenn hafi rétt fyrir sér varðandi vandamálið og það bendir til þess að þjóðin sé upplýst. En sú staðreynd að sama þjóð heimtar olíuvinnslu á Drekasvæðinu, hlýtur að benda til þess að það vanti tengingar á milli þessara þátta. Það er ekki nema von að ríkisstjórn Íslands hafi það í stefnuskrá sinni að hefja olíu- og gasvinnslu sem fyrst, þegar þjóðin heimtar það – eða eins og það er orðað í stjórnarsáttmálanum:
Ríkisstjórnin mun eins og kostur er stuðla að því að nýting hugsanlegra olíu- og gasauðlinda geti hafist sem fyrst
(úr stefnuyfirlýsingu ríkisstjórnarinnar)
Við Íslendingar teljum okkur upplýsta þjóð og það á vafalítið við á mörgum sviðum. En þjóð sem ekki hefur náð betri tengingu varðandi loftslagsmálin, þrátt fyrir að flestir virðist samþykkja að um vandamál sé að ræða, virðist ekki vel tengt þegar að ákveðnum hliðum málsins kemur. Það er óábyrgt og óviðunandi að stór gjá sé á milli orsakasamhengis og afleiðinga varðandi þessi mál í huga fólks. Við eigum að hafa þor og dug til að segja nei við skammtíma hagsmunum gamaldags “hagvaxtar” sjónarmiða og virða rétt komandi kynslóða til að við skiljum plánetuna eftir í eins góðu ástandi og hægt er. Það þýðir að við megum ekki halda áfram að vera háð jarðefnaeldsneyti og að olíu- og gasvinnsla í íslenskri lögsögu er ekki raunverulegur valmöguleiki til framtíðar. Eftirspurn almennings eftir stjórnmálamönnum með þor til að taka á málunum ætti að vera meira en þeirra sem velja veg skammtíma “hagsmuna”.
