Loftslag.is

Tag: Lofthjúpurinn

  • 10 vísar um þátt manna í hnattrænni hlýnun

    10 vísar um þátt manna í hnattrænni hlýnun

    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):

    1. 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.
    2. Þegar mælt er hvaða samsætur kolefnis eru að safnast fyrir í andrúmsloftinu, þá sést að kolefni frá bruna jarðefnaeldsneytis er að aukast (Manning 2006).
    3. 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).
    4. 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).
    5. 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).
    6. 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).
    7. 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).
    8. Annað mynstur sem búast má við, við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda er kólnun í heiðhvolfinu. Það mynstur er einnig greinilegt (Jones 2003).
    9. 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).
    10. 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.

    Ítarefni og tengdar færslur

    Þetta er að hluta til þýðing á færslu af Skeptical Science 10 Indicators of a Human Fingerprint on Climate Change, sjá einnig íslenska þýðingu

    Tengdar færslur á loftslag.is

  • Gróðurhúsaáhrifin mæld

    Gróðurhúsaáhrifin mæld

    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.

    Heimildir og ítarefni

    Færslan er þýðing á færslu Gavin Schmidt loftslagsfræðings hjá NASA: Taking the Measure of the Greenhouse Effect

    Byggt á grein Schmidt o.fl. 2010, sem birtist í Journal of Geophysical Research: The attribution of the present-day total greenhouse effect.

    Tengt efni á loftslag.is

  • Fingraför mannkyns #7, kólnun í efri hluta lofthjúpsins

    Fingraför mannkyns #7, kólnun í efri hluta lofthjúpsins

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

    Fingraför mannkyns #7, kólnun í efri hluta lofthjúpsins

    Við það að gróðurhúsalofttegundir beisla meiri varma í neðri hluta lofthjúpsins fer minni varmi upp í efri hluta lofthjúpsins (heiðhvolfið og ofar). Því er búist við hlýnun í neðri hluta lofthjúpsins og kólnun í efri hluta lofthjúpsins. Þetta hefur verið staðfest með gervihnattamælingum og veðurbelgjum [1].

    Frávik hitastigs (gráður á selsíus) í efri og neðri hluta lofthjúpsins, mælt með gervihnöttum (RSS).-64

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

    Heimildir og ítarefni

    1. Jones o.fl. 2003 (ágrip): Causes of atmospheric temperature change 1960-2000: A combined attribution analysis.

    64. Mears og Wentz 2009 (ágrip): Construction of the Remote Sensing Systems V3.2 atmospheric temperature records from the MSU and AMSU microwave sounders.

    Tengt efni á loftslag.is

  • Breytingar á loftslagi af mannavöldum á einni mynd

    Breytingar á loftslagi af mannavöldum á einni mynd

    Árið 1859 gerði eðlisfræðingurinn John Tyndall tilraun sem sýndi fram á gróðurhúsaáhrifin. Sýnilegt ljós fer auðveldlega í gegnum lofthjúpinn til að hita upp jörðina. Annað mál gegnir um hina ósýnilegu innrauðu varmageislun sem kemur frá yfirborði jarðar. Hún sleppur ekki svo auðveldlega út í geim. Í tilraunastofu sýndi Tyndall, með því að senda hitageislun í gegnum lofttegundir, t.d. vatnsgufu og koldíoxíð (CO2), að sumar lofttegundir hindra varmageislun. Þær hafa verið kallaðar gróðurhúsalofttegundir.

    Tyndall spáði einnig fyrir því hvað myndi gerast ef gróðurhúsalofttegundir myndu valda hlýnun (Tyndall 1861). Búast má við sérstöku mynstri í hinni hnattrænu hlýnun, ef hún er af völdum aukinna gróðurhúsalofttegunda. Mælingar á þeim mynstrum styrkir vísbendingar um að mannkynið sé að valda þeirri hlýnun – auk þess sem þau útiloka náttúrulegar ástæður. Við skulum líta á hin fjölmörgu fingraför mannkyns á breytingum loftslags:

    Mannkynið eykur styrk CO2 í andrúmsloftinu

    Fyrst verður að minnast á það að það er mannkynið sem er að auka styrk CO2 í andrúmsloftinu. Magn CO2 í andrúmsloftinu er að aukast um 15 milljarða tonna á ári. Menn losa um tvöfalda þá upphæð. Aðrar vísbendingar um að menn eru að auka styrk CO2 í andrúmsloftinu eru fjölmargar.

    Við mælingar á tegundum kolefnis (samsætur- e. isotopes), sem eru að safnast fyrir í andrúmsloftinu , þá mælum við mun meiri aukningu á þeim tegundum sem myndast við bruna jarðefnaeldsneytis (Manning 2006). Við bruna jarðefnaeldsneytis þá tekurðu auk þess súrefni úr andrúmsloftinu. Mælingar á styrk súrefnis bendir til þess að það sé að minnka í tak við styrkaukningu CO2 (Manning 2006). Styrkaukning kolefnis úr jarðefnaeldsneyti hefur aukist til muna í kóröllum (Pelejero 2005) og sjávarsvömpum (Swart 2010). Manngert CO2 er að auki farið að aukast í djúpsjó úthafana (Murata 2010). Mælingar á kolefni í árhringjum trjáa staðfestir að mannkynið er ábyrgt fyrir auknum styrk CO2 (Levin 2000). Jafnvel efnagreiningar á blaðsíðum fornbóka sýna aukningu á bruna jarðefnaeldsneytis aftur að upphafi iðnbyltingunarinnar (Yakir 2011).

    Margar mismunandi vísbendingar staðfesta að við, mannkynið, er ástæða nýlegrar styrkaukningar á CO2 í andrúmsloftinu.

    Aukinn styrkur CO2 breytir varmageislun í lofthjúpnum

    Skilningur okkar á því hvernig gróðurhúsaáhrifin virka, gefur möguleikann á því að staðfesta spár þar um. Við aukinn styrk CO2 í andrúmsloftinu, ætti varmageislun út í geim að minnka. Gervihnettir sem mæla innrauða útgeislun frá jörðu, sýna að minni hiti sleppur út í geim nú ef miðað er við fyrir nokkrum áratugum, á þeim bylgjulengdum sem CO2 gleypir orku (Harries 2001, Griggs 2004, Chen 2007). Þeir sem lýstu þessu fyrstir sögðu ennfremur (bein þýðing):

    „ …þetta eru beinar mælingar sem sýna marktæka aukningu gróðurhúsaáhrifa.“
    Harries 2001

    Ef minni hiti sleppur út í geim, þá er einungis ein leið fyrir hitan að fara – þ.e. til baka að yfirborði jarðar. Með því að mæla varmageislun á innrauðum bylgjulengdum geta vísindamenn mælt þá varmageislun sem kemur niður til jarðar úr lofthjúpnum. Þær mælingar staðfesta fyrrnefnd gervihnattagögn – aukin varmageislun er niður í átt að yfirborði jarðar (Philipona 2004, Evans 2006, Wang 2009). Eitt teymi vísindamanna sem lýstu þessu sögðu ennfremur (bein þýðing):

    „Þessi mæligögn ættu í raun að enda rökræður efasemdamanna sem segja að engin gögn sýni tengsl milli styrkaukningu gróðurhúsalofttegunda og hnattrænnar hlýnunar.“
    Evans 2006

    Hin hnattræna hlýnun fylgir mynstri hlýnunar af völdum gróðurhúsalofttegunda.

    Á miðri nítjándu öld, spáði Tyndal því að við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda þá myndu nætur hlýna hraðar en dagar. Það er vegna þess að á nóttunni, þá kólnar yfirborð jarðar við varmaflæði út í geim. Gróðurhúsalofttegundir hindra þetta varmaflæði og minnka því þá kólnun sem verður á nóttunni. Um 130 árum síðar þá var búið að staðfesta spá Tyndalls. Á síðustu áratugum þá hefur yfirborð jarðar hlýnað hraðar á nóttunni en á daginn (Braganza 2004, Alexander 2006, Zhou 2009).

    Tyndall spáði öðru um það hvernig hlýnun vegna aukinna gróðurhúsaáhrifa birtast í gögnunum. Rétt eins og gróðurhúsalofttegundir hægja á kólnun á nóttunni, þá hægja þær einnig á kólnun á veturna. Þannig að Tyndall bjóst við að vetur myndu hlýna hraðar en sumur. Þetta hefur verið staðfest með því að skoða leitni hitastigs undanfarna áratugi (Braganza et al 2003, Braganza et al 2004). Bæði mælingar við yfirborð jarðar og með gervihnattagögnum staðfesta að vetur hlýna hraðar en sumur.

    Eitt mynstur sem búast má við í lofthjúpnum, við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda, er að neðri hluti lofthjúpsins hlýni. Að sama skapi er búist við að minna varmaflæði frá yfirborði jarðar verði þá til þess að efri hluti lofthjúpsins kólni. Gervihnettir og veðurbelgir hafa staðfest þessa breytingu á efri hluta lofthjúpsins og neðri hluta hans (Jones 2003).

    Við það að neðri hluti lofthjúpsins (veðrahvolfið) hlýnar og efri hluti hans (heiðhvolfið) kólnar, þá ættu mörk þeirra – veðrahvörfin, að rísa við hlýnun af völdum gróðurhúsaáhrifa. Það hefur verið mælt (Santer 2003). Enn hærra er svo jónahvolfið. Við hlýnun vegna gróðurhúsaáhrifa þá má búast við að það kólni og dragist saman. Gervihnettir hafa einmitt sýnt fram á það (Laštovika 2006). Það má því segja að uppbygging lofthjúpsins sé að breytast af mannavöldum.

    Það sem áðurnefndar vísbendingar eða fingraför hlýnunar vegna gróðurhúsalofttegunda gera ennfremur, er að þau útiloka aðrar mögulegar ástæður hnattrænnar hlýnunar. Ef sólin væri orsök hlýnunarinnar, þá myndu sumrin hlýna hraðar en vetur og dagar hraðar en nætur, auk þess sem efri hluti lofthjúpsins myndi hlýna. Mælingar útiloka því sólina.

    Að sama skapi útilokar mynstur í hlýnun sjávar það að hlýnunin sé vegna reglubundinna sveifla í hringrásum sjávar.  Úthöfin hafa verið að safna í sig hita undanfarna hálfa öld. Það er því ekki þannig að hitinn sé að sveiflast til vegna hringrása sjávar. Sú hlýnun sjávar sem er í gangi, er í góðu samræmi við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda (Barnett 2005).

    If it walks like a duck… – að leita of langt yfir skammt…

    Núverandi hnattræn hlýnun sýnir samskonar fingraför og búast má við af hlýnun vegna gróðurhúsalofttegunda. Ef þú ætlar að efast um þátt manna í þeirri hlýnun þá þarftu að komast að tvenns konar niðurstöðu. Annars vegar að eitthvað óþekkt sé að valda þeirri hlýnun og að það sýni sama mynstur við hlýnun og gróðurhúsaáhrifin. Hins vegar þarf að vera til eitthvað sem bælir niður hin vel þekktu (og vel mældu) gróðurhúsaáhrif. Það má því segja að við verðum að viðurkenna hið augljósa (hlýnun vegna gróðurhúsalofttegunda) eða við verðum að sætta okkur við óvissu um tvö óþekkt fyrirbæri.

    Á ensku er til orðatiltækið „if it walks like a duck and quacks like a duck, then it must be a duck.“ Það má útfæra þannig að ekki skuli leita of langt yfir skammt að útskýringu. Efasemdamenn um hnattræna hlýnun af mannavöldum vilja þó meina að í fjarska sé útskýringu að finna og neita að samþykkja hina augljósu skýringu.

    Heimildir og ítarefni

    Þessi færsla er þýðing á færslu af Skeptical Science, sjá How we know we’re causing global warming in a single graphic

    Tengt efni á loftslag.is

  • Gróðurhúsaáhrifin mæld

    Gróðurhúsaáhrifin mæld

    Endurbirting

    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.

    Heimildir og ítarefni

    Færslan er þýðing á færslu Gavin Schmidt loftslagsfræðings hjá NASA: Taking the Measure of the Greenhouse Effect

    Byggt á grein Schmidt o.fl. 2010, sem birtist í Journal of Geophysical Research: The attribution of the present-day total greenhouse effect.

    Tengt efni á loftslag.is

  • Hitastig veðrahvolfsins eykst

    Hitastig veðrahvolfsins eykst

    Lofthjúpur jarðar er lagskiptur og þykkastur næst jörðu en smám saman fellur loftþrýstingur eftir því sem ofar dregur. Hitastigullinn á myndinni sýnir hvernig hitastigið vex og minnkar til skiptir í hinum mismunandi lögum lofthjúpsins (af stjornuskodun.is)

    Veðrahvolfið, lægsti hluti lofthjúpsins sem er næstur yfirborði Jarðar, er að hlýna og sú hlýnun er í góðu samræmi við kenningar og niðurstöður loftslagslíkana, samkvæmt yfirlitsrannsókn á stöðu þekkingar á hitabreytingum í veðrahvolfinu. Breskir og bandarískir vísindamenn tóku saman þau gögn og þær greinar sem safnast hafa saman síðustu fjóra áratugi, um hitastig veðrahvolfsins og leitni þess, auk þess sem þeir skrifa yfirlit yfir sögu þeirra deilna (sjá Thorne o.fl. 2010).

    Í greininni kemur fram, að alveg frá því fyrstu loftslagslíkönin birtust snemma á sjöunda áratug síðustu aldar, þá hafa þau sýnt hitaaukningu við yfirborð Jarðar vegna aukins styrks gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum. Það hefur lítið breyst, þrátt fyrir mikla þróun loftslagslíkana og ber það saman við þá grundvallareðlisfræði og þeirri þekkingu sem er á ferlum lofthjúpsins.

    Á tíunda áratugi síðustu aldar þá bentu gervihnattamælingar ekki til þess að veðrahvolfið, sérstaklega í hitabeltinu, væri að hlýna – þrátt fyrir að yfirborðsmælingar sýndu greinilega hlýnun. Fyrir vikið þá komu fram efasemdaraddir um að yfirborðsmælingarnar væru réttar, auk efasemda um áreiðanleika loftslagslíkana. Í nýju greininni kemur glögglega fram, að greinar, líkön og gagnasöfn benda eindregið til þess að þessi mismunur á milli hitamælinga við yfirborð og gervihnattamælinga í veðrahvolfinu á ekki lengur við.

    Þessi yfirlitsgrein sýnir nokkuð ljóst hversu sterkt það er að hafa mismunandi mælingar – frá yfirborðsmælingar yfir í loftbelgi og gervihnattamælingar – auk þess sem fjölmargar óháðir aðilar hafa greint gögnin. Þær mismunandi mælingar og greiningar benda til þess að veðrahvolfið sé að hlýna – enn ber þessum rannsóknum þó ekki saman um það hversu mikið sé að hlýna og enn um sinn geta menn deiltu um hversu hratt er að hlýna – þó ljóst sé að nú sé að hlýna, líka í veðrahvolfinu.

    Heimildir og ítarefni

    Yfirlitsgreinin er eftir Thorne o.fl. 2010:  Tropospheric temperature trends: history of an ongoing controversy

    Umfjöllun um greinina má finn á heimasíðu NOAA:  Review of Four Decades of Scientific Literature Concludes Lower Atmosphere is Warming

    Tengdar færslur á loftslag.is

  • Gróðurhúsaáhrifin mæld

    Gróðurhúsaáhrifin mæld

    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.

    Heimildir og ítarefni

    Færslan er þýðing á færslu Gavin Schmidt loftslagsfræðings hjá NASA: Taking the Measure of the Greenhouse Effect

    Byggt á grein Schmidt o.fl. 2010, sem birtist í Journal of Geophysical Research: The attribution of the present-day total greenhouse effect.

    Tengt efni á loftslag.is

  • Kolefnissamsætur í kóröllum

    Kolefnissamsætur í kóröllum

    Frá upphafi iðnbyltingarinnar þá hefur styrkur koldíoxíðs (CO2) í andrúmsloftinu aukist um nærri 40%. En ætli það sé tilviljun að þessi styrkaukning sé að verða á sama tíma og við mennirnir höfum losað milljarða tonna af CO2 út í andrúmsloftið?

    Til að skoða orsakir fyrir þessari styrkaukningu þá mæla vísindamenn styrk mismunandi kolefnissamsæta í loftinu. Algengasta kolefnissamsætan er kolefni 12 (12C) en hún finnst í um það bil 99% af öllu CO2 í andrúmsloftinu. Kolefni 13 (13C), sem er lítils háttar þyngri samsæta, finnst í meirihluta þess 1 % CO2 sem út af stendur. Plöntur nota mun frekar kolefni 12, heldur en kolefni 13. Það þýðir að hlutfall kolefnis 13 og kolefnis 12 er minna í plöntum en í andrúmsloftinu. Jarðefnaeldsneyti er í grunnin úr plöntuleifum og ef ástæða styrkaukningar CO2 í andrúmsloftinu er vegna bruna þess, þá ætti hlutfallið á milli 13C og 12C að minnka.

    Í raun er það nákvæmlega það sem mælingar sýna. Mælingar á kolefnissamsætum í andrúmsloftinu sýna að hlutfallið á milli 13C og 12C (einnig oft táknað sem δ13C) hefur minnkað stöðugt undanfarna áratugi (Ghosh og Brand 2003).

    Þessi gögn ná þó eingöngu aftur til níunda áratug síðustu aldar, en sem betur fer gefa kórallar okkur glugga aftur í andrúmsloft fortíðar. Í greininni Evidence for ocean acidification in the Great Barrier Reef of Australia (Wei o.fl. 2009), er sagt frá rannsóknum þar sem boraðir voru kjarnar úr kóröllum við Arlington kóralrifið, sem er í miðju kóralrifinu mikla (the Great Barrier Reef) við austurströnd Ástralíu. Fyrir vikið náðu þeir að mæla δ13C aftur til ársins 1800.


    Mynd 1: Breyting í δ13C (hlutfall 13C/12C ) í Arlington kóralrifinu.

    Það kom í ljós að hlutfall 13C og 12C var nokkuð stöðugt mestan hluta síðustu tveggja alda. Upp úr miðbik síðustu aldar byrjaði hlutfallið síðan að falla og hefur fallið stöðugt síðan. Aukin losun á gróðurhúsalofttegundinni CO2 með bruna jarðefnaeldsneytis hefur því ekki eingöngu aukið styrk CO2 í andrúmsloftinu, heldur einnig breytt hlutfallinu δ13C.

    En sagan er ekki öll sögð. Við styrkaukningu CO2 í úthöfunum þá fellur pH gildi (sýrustig) sjávar. Sumar lykillífverur sjávar, líkt og smásæir kalkþörungar og kórallar, eiga í erfiðleikum með kalkvöxt þegar sýrustigið fellur. Kjarnarnir úr kórallinum í Arlington kóralrifinu sýndi einnig mælingar á breytingum í bóron samsætum (δ11B), sem er ákveðinn vísir á sýrustigslækkun sjávar. Jákvæð fylgni milli δ11B og δ13C staðfestir að súrnun sjávar er nátengt losun CO2 út í andrúmsloftið af mannavöldum, við bruna jarðefnaeldsneytis.

    Þannig að segja má að bruni jarðefnaeldsneytis sé bæði orsök hlýnunar Jarðar (sem veldur bleikingu kóralla e. coral bleaching) og súrnun sjávar. Að auki er niðurstaða greinarinnar sú að bleiking kóralla getur orðið sú að minnka sýrustig sjávar enn frekar. Útlitið er því ekki gott fyrir kórallana.

    Heimildir og ítarefni

    Færslan er að mestu leiti þýðing á færslu á Skeptical Science: The human fingerprint in Coral

    Ghosh og Brand 2003: Stable isotope ratio mass spectrometry in global climate change research

    Wei o.fl. 2009: Evidence for ocean acidification in the Great Barrier Reef of Australia

    Tengt efni á loftslag.is

  • 10 vísar um þátt manna í hnattrænni hlýnun

    Fyrr í vikunni 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):

    1. 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.
    2. Þegar mælt er hvaða samsætur kolefnis eru að safnast fyrir í andrúmsloftinu, þá sést að kolefni frá bruna jarðefnaeldsneytis er að aukast (Manning 2006).
    3. 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).
    4. 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).
    5. 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).
    6. 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).
    7. 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).
    8. Annað mynstur sem búast má við, við hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda er kólnun í heiðhvolfinu. Það mynstur er einnig greinilegt (Jones 2003).
    9. 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).
    10. 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.

    Ítarefni og tengdar færslur

    Þetta er að hluta til þýðing á færslu af Skeptical Science 10 Indicators of a Human Fingerprint on Climate Change, sjá einnig íslenska þýðingu

    Tengdar færslur á loftslag.is

  • Sveiflur í vatnsgufu í heiðhvolfinu

    Lofthjúpur jarðar er lagskiptur og þykkastur næst jörðu en smám saman fellur loftþrýstingur eftir því sem ofar dregur. Hitastigullinn á myndinni sýnir hvernig hitastigið vex og minnkar til skiptir í hinum mismunandi lögum lofthjúpsins (af stjornuskodun.is)
    Lofthjúpur jarðar er lagskiptur og þykkastur næst jörðu en smám saman fellur loftþrýstingur eftir því sem ofar dregur. Hitastigullinn á myndinni sýnir hvernig hitastigið vex og minnkar til skiptir í hinum mismunandi lögum lofthjúpsins (af stjornuskodun.is)

    Loftslagsfræðingar hafa velt vöngum yfir því, af hverju hlýnun jarðar hefur hægt á sér undanfarinn síðasta áratug, eftir mikla hlýnun áratuganna þar á undan. Ný rannsókn bendir til þess að lækkandi styrkur vatnsgufu í neðri hluta heiðhvolfi jarðar geti að hluta til útskýrt þetta frávik.

    Rannsóknin, sem birtist í tímaritinu Science, sýnir að styrkur vatnsgufu í neðri hluta heiðhvolfsins hefur minnkað um 10% síðasta áratug, líklega af völdum lækkandi hitastigs í mikilli hæð yfir hitabeltinu. Niðurstaða vísindamannanna er að þessi minnkandi styrkur vatnsgugu hafi hægt á hlýnuninni sem er af völdum gróðurhúsalofttegundanna um allt að 25%.

    Þessi minni hlýnun frá árinu 2000 er ekki áhugaverð eingöngu fyrir fræðimenn. Þeir sem efast hafa um hlýnun jarðar af mannavöldum hafa haldið fram að þetta hitafrávik styðji mál þeirra. Aðrir segja að hlýnunin muni halda áfram og hafa bent á að hluti af skýringunni séu eðlilegar sveiflur í veðurfari og að undirliggjandi sé hlýnun jarðar af mannavöldum enn í gangi.

    Einn aðalhöfunda – Susan Solomon – segir: “Það hefur verið hægfara hlýnun á jörðinni síðastliðin 100 ár, en frá einum áratugi til áratugs geta orðið sveiflur í leitni hlýnunarinnar”, líkt og af völdum vatnsgufu og annarra ferla.

    Aðrar sveiflur hafa einnig haft áhrif á minnkandi hlýnun, eins og sveiflur í hafstraumum og sólvirkni, en þessi rannsókn bendir til þess að minnkandi vatnsgufa sé einnig hluti af ástæðu minnkandi hlýnunar.

    Vatnsgufa er áhrifamikil gróðurhúsalofttegund. En magn vatnsgufu í andrúmsloftinu er háð hitastigi og því oft litið á hana sem magnandi svörun, þ.e. afleiðingu hækkandi hitastigs en ekki orsök:  hærra hitastig leiðir af sér meiri styrk vatnsgufu, sem aftur hækkar hitastig og svo koll af kolli.

    Það hversu mikil vatnsgufa nær upp í heiðhvolfið er háð því hitastig sem að vatnsgufan þarf að fara um á leið sinni upp á við. Megnið af uppgufuninni á sér stað í hitabeltinu, á svæði þar sem hitastig kuldapolla í andrúmsloftinu hefur minnkað. Sem afleiðing af því, þá hefur minna af vatnsgufu náð upp í heiðhvolfið – og minnkað hlýnunina.

    Heildarmyndin er þó enn óljós. Hlutverk vatnsgufu gæti verið mikilvægt í sambandi við þessa minnkandi hlýnun, en “það útilokar ekki aðra þætti”, líkt og breytingum í sólvirkni og hafstraumum, segir Dr. Solomon. Hingað til hefur ekki verið gert ráð fyrir sveiflum í vatnsgufu við loftslagslíkanagerð, og vísindamenn eiga enn eftir að finna ástæður þess að hitastig féll í kuldapollum yfir hitabeltinu síðastliðin áratug.

    Við munum fylgjast með þessu máli, ekki spurning – enda ljóst að þetta hefur einhver áhrif á loftslag og loftslagsspár framtíðar.

    Heimildir og ítarefni

    Greinin sem þessi frétt er um, má finna hér (á bakvið áskriftarglugga): Solomon o.fl. 2010: Contributions of Stratospheric Water Vapor to Decadal Changes in the Rate of Global Warming

    Einnig má finna umfjöllun um málið á heimasíðu NOAA (Stratospheric Water Vapor is a Global Warming Wild Card), á Real Climate (The wisdom of Solomon), á Skeptical Science (The role of stratospheric water vapor in global warming), á Wunder Blog (Stratospheric water vapor decline credited with slowing global warming) og hjá Haraldi Sigurðssyni (Vatn í Heiðhvolfi og Áhrif þess á Loftslag).