Loftslag.is

Tag: Geislunarálag

  • Fingraför mannkyns #5, meiri varmi endurkastast niður að jörðu aftur

    Fingraför mannkyns #5, meiri varmi endurkastast niður að jörðu aftur

    Fyrir nokkru kom út leiðarvísirinn Efasemdir um hnattræna hlýnun – Hinn vísindalegi leiðarvísir. Hér er einn kafli hans.

    Fingraför mannkyns #5, meiri varmi endurkastast niður að jörðu aftur

    Við aukin gróðurhúsaáhrif ættum við að sjá aukningu í endurkasti innrauðrar geislunar til jarðar frá lofthjúpnum. Þetta hefur verið mælt með beinum hætti. Við grandskoðun á litrófi endurgeislunar frá lofthjúpi niður til yfirborðs er hægt að finna út hversu mikil hlýnun orsakast af hverri gróðurhúsalofttegund. Út frá þeim mælingum er hægt að gera eftirfarandi ályktun:

    „Niðurstöður þessara mælinga ættu í raun að gera að engu rök efasemdamanna um að ekki séu til beinar mælingar sem sýna tengsl milli gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum og hnattrænnar hlýnunnar.” [8]

    Leitni innrauðrar endurgeislunar frá lofthjúpi til yfirborðs milli áranna 1973-2008. Gögn frá Norður Ameríku eru ekki sýnd vegna þess að þau ná ekki yfir allt tímabilið.(43)

    Við kíkjum á næsta kafla af Efasemdir um hnattræna hlýnun – Hinn vísindalegi leiðarvísir síðar.

    Heimildir og ítarefni

    8. Evans og Puckrin 2006 (ágrip): Measurements of the Radiative Surface Forcing of Climate.

    43. Wang og Liang 2009 (ágrip):  Global atmospheric downward longwave radiation over land surface under all-sky conditions from 1973 to 2008.

    Tengt efni á loftslag.is

  • Af hverju kólnaði um miðja síðustu öld?

     Hér fyrir neðan er þýðing á mýtu, sem upprunalega var birt á Skeptical Science og mun færast yfir á mýtusíðu loftslag.is innan fárra daga frá birtingu.

    Röksemdir efasemdamanna…

    Það varð hnattræn kólnun á jörðinni á árunum 1940-1970, en þá losuðu menn mikið magn af CO2. Þar áður var mikil hlýnun en svo virðist vera að þrátt fyrir aukningu í útblæstri CO2 þá hafi það ekki skilað sér í hlýnun, því hlýtur eitthvað annað að ráða hitastigi jarðar.

    Það sem vísindin segja…

    Það eru ýmiss konar geislunarálög sem hafa áhrif á loftslag (t.d. örður í heiðhvolfinu og breytingar í sólvirkni). Þegar geislunarálag frá þessum mismunandi þáttum eru teknir saman, þá sýna þeir gott samband við hnattrænan hita – alla síðustu öld, einnig um miðja öldina. Auk þess, þá hefur geislunarálag frá gróðurhúsalofttegundum og þá aðallega CO2 verið ráðandi þáttur í þróun hitastigs síðustu 35 ár.  

    Mynd 1 ber saman CO2 við hnattrænan hita á síðustu öld. Frá 1940-1970 hélt CO2 áfram að aukast í andrúmsloftinu, á sama tíma og hitastigið leitaði í átt til kólnunar. Þetta er 30 ára tímabil, sem er lengra en búast má við frá innri breytileika frá t.d. ENSO og sveiflum í sólinni. Ef CO2 hefur áhrif til hlýnunar, af hverju hækkaði þá ekki hiti fyrir þetta tímabil?

     
    Mynd 1: Styrkur CO2 – græna línan út frá ískjörnum í Law Dome á Austur Suðurskautinu (CDIAC). Styrkur CO2 – bláa línan er mældur styrkur út frá frá Mauna Loa á Hawaii (NOAA). Rauð lína er hnattrænt hitafrávik (GISS).

    Það fyrsta sem hafa ber í huga þegar litið er á heildarmyndina, er að CO2 er ekki eini þátturinn sem hefur áhrif á loftslag. Það eru ýmsir þættir sem hafa áhrif á heildar orkuflæði Jarðarinnar. Örður í heiðhvolfinu (þ.e. af völdum eldvirkni) endurkasta sólarljósi aftur út í geim og valda kælingu. Þegar sólvirkni eykst, þá eykst heildar orkuflæðið. Mynd 2 sýnir hvaða helstu þættir (og geislunarálag þeirra) það eru sem hafa áhrif á loftslagið.


    Mynd 2: Geislunarálag mismunandi þátta sem hafa áhrif á loftslag, miðað við stöðu þeirra um 1880. (mynd frá NASA GISS).

    Þegar geislunarálag þessara þátta eru settir saman, þá sýnir heildargeislunarálagið gott samræmi við hnattrænt hitastig. Það er samt enn breytileiki í loftslagskerfum sem endurspeglast í hitastiginu vegna breytinga í t.d. ENSO. Helst er þó að hægt sé að sjá ósamræmi í áratuginum sitt hvoru megin við árið 1940. Það er talið að þarna sé villa sem stafi af mæliskekkju í sjávarhita í bandarískum skipum þess tíma.


    Mynd 3: Heildar geislunarálag – blá lína (NASA GISS), á móti hnattrænu hitafráviki – rauð lína (GISS Temp). 

    Eins og sést þá er loftslag ekki háð eingöngu einum þætti – það e fjöldinn allur af þáttum sem hafa áhrif á geislunarbúskap Jaðrarinnar. Þar utan, þá hefur það verið þannig síðastliðin 35 ár, að CO2 hefur verið ráðandi þáttur í þróun hitastigs síðustu 35 árin.

  • Afsanna loftslagsbreytingar fyrri tíma, hlýnun jarðar af mannavöldum?

    Blogg ritstjórnar

    Fyrir stuttu þá var ritstjórum loftslag.is boðið að gerast þýðendur fyrir síðuna Skeptical Science, en eins og eflaust einhverjir hér vita þá er það síða sem að sérhæfir sig í að greina röksemdir efasemdamanna um hlýnun jarðar af mannavöldum og skoða hvort einhver vísindi eru á bak við þau rök. Því má búast við því í framtíðinni að þegar skoðuð eru rök á heimasíðunni, þá fari að birtast valmöguleikar um að skoða viðkomandi síðu á íslensku.

    Nú erum við búnir að þýða fyrstu færsluna, en hún fjallar um þau rök efasamdamanna að þar sem það hafa áður orðið loftslagsbreytingar án athafna manna, þá séu loftslagsbreytingar nú ekki af mannavöldum. Sjá Does past climate change disprove man-made global warming? – en þar á nú að sjást íslenskur fáni ofarlega til hægri. Endilega skoðið og látið okkur vita ef textinn er í einhverju rugli – en það hafa verið vandamál með íslenska stafi.

    Við munum setja inn þýðingarnar á loftslag.is jafn óðum og þær eru tilbúnar. Sú fyrsta er hér fyrir neðan.

    Afsanna loftslagsbreytingar fyrri tíma, hlýnun jarðar af mannavöldum?

    Röksemdir efasemdamanna…

    Loftslag jarðar hefur sveiflast mikið löngu áður en við byrjuðum losun á CO2 út í andrúmsloftið. Evrópa var hlýrri á Miðöldum. Á átjándu öld, var mun kaldara, samanber svokallaða “Litlu ísöld”. Ef við horfum lengra aftur í tíman, þá var hitastig Jarðar nokkrum gráðum meira en það er í dag.

    Það sem vísindin segja…

    Náttúrulegar loftslagsbreytingar fyrri tíma sýna fram á viðkvæmni loftslags við breytingm í orkujafnvægi. Þegar Jörðin safnar í sig hita, hækkar hnattrænt hitastig. Sem stendur er CO2 að auka orkuójafnvægi vegna aukinna gróðurhúsáhrifa. Fyrri loftslagsbreytingar veita okkur sönnun fyrir viðkvæmni loftslags við breytingum á CO2.

    Ef það er eitt sem báðar hliðar loftslagsumræðunnar geta verið sammála um, þá er það sú staðreynd að loftslag hefur breyst áður af náttúrulegum völdum. Löngu fyrir iðnbyltinguna, þá urðu á Jörðinni miklar sveiflur í hitastigi til hlýnunar og kólnunar. Sumir hafa dregið þá ályktun af því að fyrst loftslag breyttist til forna, þá hljóti náttúran að valda núverandi hlýnun jarðar. Sú niðurstaða er öfugt við það sem ritrýnd vísindi bjóða upp á.

    Loftslag okkar stjórnast af ákveðinni reglu: þ.e. þegar bættur er við meiri hiti, þá eykst hnattrænt hitastig. Á móti þá má segja að ef loftslag missir hita, þá fellur hnattrænt hitastig. Segjum að Jörðin sé í jákvæðu orkuójafnvægi. Meiri hiti kemur inn í andrúmsloftið en geislast út í geim. Þetta kallast geislunarálag (e. radiative forcing), þ.e. breyting í orkuflæði við efra borð andrúmsloftsins. Þegar Jörðin verður fyrir jákvæðu geislunarálagi, tekur loftslag við auknum hita og hnattrænt hitastig Jarðar eykst (ekki jafnt og þétt, innri breytileiki í loftslagi veldur óreglulegum sveiflum – suði).

    En hversu mikið breytist hitastig við gefið geislunarálag? Það er áætlað út frá jafnvægissvörun (e. climate sensitivity) loftslagsins. Því hærri sem jafnvægissvörunin er því meiri verða breytingar í hitastigi. Algengasta leiðin til að lýsa jafnvægissvörun er breyting á hnattrænum hita ef styrkur CO2 í andrúmsloftinu er tvöfaldaður (og miðað við jafnvægisástand). Hvað þýðir þetta? Hægt er að reikna út hversu mikla orku CO2 dregur í sig, með kóðum sem reikna flutning geislunnar (e. radiative transfer codes). Þær niðurstöður hafa verið staðfestar með gervihnatta og yfirborðsmælingum. Geislunarálag við tvöföldun á CO2 er 3,7 Wm-2 (IPCC AR4 kafli 2.3.1)

    Þannig að þegar við tölum um jafnvægissvörun miðað við tvöföldun á CO2, þá erum við að tala um hvaða breyting verði á hitastigi jarðar við geislunarálag upp á 3,7 Wm-2. Álagið þarf þó ekki að koma frá CO2. Það getur komið frá öllum þáttum sem valda orkuójafnvægi.

    En hversu mikið hlýnar við tvöföldun á CO2? Ef loftslagið væri laust við svörun (e. feedback), þá myndi hitastig jarðar hækka um 1,2°C (Lorius 1990). En svo er ekki, loftslagið bregst við bæði magnandi og dempandi svörunum (e. positive/negative feedback). Sterkasta magnandi svörunin er vatnsgufa. Þegar hiti eykst, þá eykst einnig vatnsgufa í andrúmsloftinu. Vatnsgufa er gróðurhúsalofttegund sem eykur á hlýnunina, sem aftur eykur vatnsgufuna og svo koll af kolli. En það eru einnig dempandi svörun í loftslaginu, en meiri vatnsgufa í andrúmsloftinu getur aukið skýjamyndun sem getur endurkastað inngeislun sólar – kælandi áhrif.

    Hver er heildar svörunin? Hægt er að reikna jafnvægissvörun frá niðurstöðum beinna og óbeinna mælinga. Nauðsynlegt er að notast við tímabil þar sem hiti er þekktur og hvaða geislunarálag var að verki sem hafði áhrif á loftslagið. Ef það er þekkt, er hægt að reikna út jafnvægissvörun.  Mynd 1 sýnir samantekt á ritrýndum niðurstöðum þar sem áætuð hefur verið jafnvægissvörun út frá fortíðinni (Knutti & Hegerl 2008).

    Mynd 1: Dreifing og svið jafnvægissvörunar frá mismunandi sönnunargögnum. Hringur gefur til kynna liklegasta gildið. Þykku lituðu línurnar  líklegt gildi (yfir 66% líkur) og þunnu lituðu línurnar gildi sem eru mjög líkleg (yfir 90%). Brotalínur sýna mörk efstu gilda. Svið gilda sem er líklegast miðað við IPCC (2-4,5°C) og líklegasta gildið (3°C) er sýnt með grárri súlu og svartri línu.

    Mat á jafnvægissvörun miðað við gildi beinna mælinga (e. instrumental record) eru mörg. Töluverðar rannsóknir hafa verið gerðar á breytingum á hitastigi yfir jörð og hafi á tuttugustu öld og mati á geislunarálagi. Margar aðferðir hafa verið notaðar – mis flókin líkön, tölfræðileg líkön og orkujafnvægis útreikningar. Gervihnattagögn til að meta geislunarbúskap hefur einnig verið notað til að meta jafnvægissvörunina.

    Nýlegar greiningar hafa notað vel skilgreint geislunarálag og viðbrögð við stórum eldgosumsíðustu aldar. Nokkrar hafa skoðað fornloftslag síðusut þúsund árin eða tímabilið fyrir sirka 12 þúsund árum – þegar Jörðin var á leið út úr síðasta kuldaskeiði Ísaldar.

    Hvað er hægt að álykta út frá þessu? Við höfum fjöldan allan af óháðum rannsóknum þar sem skoðuð hafa verið mismunandi tímabil og skoðuð mismunandi þættir loftslag með mismunandi aðferðum. Allar rannsóknirnar gefa svipaða niðurstöðu yfir svið jafnvægisvörunarinnar með líklegasta gildi í kringum 3°C fyrir tvöföldun á CO2.

    Þau benda því til þess að magnandi svörun sé ríkjandi við gefið geislunarálag. Það er ekkert sem bendir til þess að sú svörun sé mjög há eða mjög lág.

    CO2 veldur því að hiti safnast fyrir í loftslaginu. Geislunarálagið frá CO2 er vel þekkt og hefur verið staðfest með beinum mælingum. Viðbrögð loftslagsins við þessa aukningu á hita hefur verið ákvarðað með jafnvægissvöruninni.

    Það er því kaldhæðnislegt að þegar efasemdamenn benda á það að loftslag hafi áður breyst, þá eru þeir í raun að benda á háa jafnvægissvörun og magnandi svörun. Hærri jafnvægissvörun þýðir meiri viðbrögð loftslagsins við geislunarálagi CO2 – fyrri loftslagsbreytingar eru í raun og veru stór þáttur í þeim gögnum sem benda til þess að maðurinn sé nú að hafa áhrif á loftslag Jarðar.