Samkvæmt nýrri rannsókn (Fu o.fl. 2013) þá er að lengjast tímabil þurrka í suðurhluta Amazon frumskógarins. Þurrkatímabilið stendur nú yfir í um þrjár vikur lengur en það gerði fyrir 30 árum síðan – sem eykur hættu á skógareldum og skógardauða.
Þegar þurrkarnir miklu voru árin 2005 og 2010, þá mátti sjá með gervihnöttum minnkandi gróður á stórum landsvæðum í suður Amazon (appelsínugul og rauð svæði).Mynd frá Ranga Myneni, Jian Bi and NASA.
Niðurstöður þessarar rannsóknar eru á skjön við þá niðurstöðu sem nýlega kom frá IPCC, en þar er reiknað með að þurrkatímabilið muni lengjast um aðeins 10 daga eða minna fram til ársins 2100. Líklegasta skýringin, fyrir þessum lengri tíma þurrka, telja höfundar vera hin hnattræna hlýnun.
Samkvæmt skýrslu IPCC er því spáð ennfremur að vætutíð framtíðar verði blautari. Það er þó ekki talið gagnast frumskógum því frumskógarjarðvegur nær eingöngu ákveðnu rakastigi, þrátt fyrir mikla úrkomu, sem þornar þegar tímabil þurrka skellur á. Því er mikilvægt fyrir frumskóginn að vatn bætist sífellt við, því annars minnkar vöxtur og hættan á skógareldum eykst.
Árið 2005, þegar miklir þurrkar voru á Amazon svæðinu, þá gaf frumskógurinn frá sér mikið magn af CO2 í stað þess að binda það, eins og skógum er von og vísa. Ef slíkt endurtekur sig trekk í trekk, þá má segja að farið sé yfir ákveðinn vendipunkt og að magnandi svörun sé komin af stað.
Undanfarinn áratugur hefur þótt óvenjulegur hvað varðar öfga í veðri. Vísindamenn við Potsdam stofnunina í loftslagsrannsóknum, sem staðsett er í Þýskalandi, telja að þessi háa tíðni öfga í veðri sé ekki tilviljun – sérstaklega hvað varðar úrkomu og hitabylgjur (sjá Coumou og Rahmstorf 2012). Tengslin milli hlýnunar og vindstyrks er ekki eins augljós – þó ákveðið munstur hafi sést í aukningu á styrk fellibylja.
Ef tekið er eingöngu árið 2011 í Bandaríkjunum, þá ollu 14 veður tjóni sem var meira en milljarður dollara hvert (yfir 120 milljarðar íslenskra króna). Óvenjumikil úrkoma var í Japan á sama tíma og vatnasvið Yangtze fljótsins í Kína varð fyrir áhrifum óvenjulegs þurrkatímabils. 2010 var öfgafyllra ef eitthvað er, en margir muna eftir hitabylgjunni í Rússlandi og úrhellinu í Pakistan og Ástralíu.
Spurning um líkur
Samkvæmt höfundum þá snýst spurningin um hvort þessir öfgar tengjast loftslagsbreytingum meira um það hvort þær auki líkurnar frekar en að hægt sé að segja til um að þær valdi beinlínis öfgaatburði. Því fleiri slíkir atburðir sem verða, því auðveldara er að sjá hvernig loftslagsbreytingar auka líkurnar. Höfundar telja enn fremur að nú þegar sé fjöldi öfgaveðra kominn fram úr því sem telst eðlilegt.
Annar höfunda líkir þessu við teninga sem búið er að breyta (lauslega þýtt):
Sexan getur komið hvenær sem er og þú veist ekki hvenær hún kemur. Eftir breytinguna mun hún aftur á móti koma oftar en áður.
Undanfarin vika sýnir þetta greinilega, en þá féllu hitamet á yfir þúsund stöðum í Bandaríkjunum.
Þrjár stoðir: Eðlisfræði, tölfræði og líkön
Vísindamennirnir notuðu þrjár grunnstoðir við að greina áhrif loftslagbreytinga á öfgaveður: Hefðbundna eðlisfræði, tölfræðigreiningu og keyrslur tölvulíkana.
Hefðbundin eðlisfræði segir okkur að aukinn hiti lofthjúpsins muni valda meiri öfgum. Sem dæmi þá inniheldur heitt loft mun meiri raka og lengur áður en það byrjar að rigna – þar með má búast við meiri öfgum í úrkomu. Hefðbundnar tölfræðilegar leitnilínur sýna síðan greinilega aukningu, sérstaklega í hita og úrkomu. Keyrslur tölvulíkana staðfesta síðan tengsl aukins hita og setningu hita- og úrkomumeta.
Öfgar í veðri – í þessu tilfelli mjög heitt eða kalt veður – eru sjaldgæfir. En lítil hækkun í meðalhita jarðar vegna gróðurhúsaáhrifa getur aukið tíðni öfga í hitastigi.
Samkvæmt nýjustu rannsóknum, þá ættu fellibylir að aukast í styrk en ekki fjölda, þegar úthöfin hlýna. Nokkrir fellibylir hafa slegið met undanfarin ár en ástæður þess er ekki að fullu ljósar, en einnig gæti þar verið um að ræða ónákvæmni í gögnum um fyrri storma. Öfgaköldum atburðum mun, samkvæmt rannsókninni, fækka við áframhaldandi hnattræna hlýnun – en þó ekki jafnhratt og öfgaheitum atburðum fjölgar.
Öfgaveður tengist oft staðbundnum aðstæðum, líkt og fyrirstöðuhæðum eða náttúrulegum sveiflum líkt og El Nino. Nú bætist við undirliggjandi hnattræn hlýnun sem breytir óvenjulegu veðri í öfgaveður.
Ekki er búist við að loftslagsbreytingar hafi áhrif á tíðni eða umfang El Nino/La Nina sveifluna – ENSO ( El Niño/Southern Oscillation) út þessa öld, en afleiðingar sveiflunnar gætu þó versnað. Þetta er niðurstaða nýlegrar rannsóknar sem birtist í Journal of Climate (Stevenson o.fl. 2011).
Sterk ENSO sveifla verður á 4-12 ára fresti, þegar yfirborðhiti sjávar við miðbaug Kyrrahas verður óvenjulega hár – vestur af strönd suður Ameríku. Fyrirbærið hefur áhrif víða um heim – með óvenjulegu veðurfari sem veldur gríðarlegu tjóni, sérstaklega af völdum flóða og þurrka. Því er mikilvægt að vita hvernig ENSO sveiflan getur breyst við þær loftslagsbreytingar sem nú eru í gangi og væntanlegar eru út þessa öld.
Vísindamennirnir notuðu loftslagslíkön NCAR (Community Climate System Model -CCSM) og líktu eftir loftslagsbreytingum og mögulegum áhrifum sem það myndi hafa á ENSO út öldina. Í stuttu máli þá fundu þeir engar breytingar á umfang eða tíðni ENSO sveiflunnar.
Aftur á móti er búist við, að heitara og blautara andrúmsloft framtíðar, geti gert ENSO atburðina öfgafyllri. Sem dæmi spáir líkanið því að fyrirstöðuhæð suður af Alaska, sem myndast við La Nina vetur (kaldari hluti sveiflunnar), muni styrkjast í framtíðinni sem þýðir að kalt loft norðurskautsins á greiðari leið að norður Ameríku í framtíðinni.
Ef halda á því fram að hnattræn hlýnun sé góð, þarf að loka augunum fyrir neikvæðum áhrifum hennar. Ein af algengustu rökunum er að CO2 sé „fæða planta“ og aukin losun á CO2 sé því af hinu góða. Þau rök hundsa þá staðreynd að plöntur þurfa meira en CO2 til að lifa af. „Áburðaráhrif CO2“ eru takmörkuð og verða fljótlega yfirgnæfð af neikvæðum áhrifum aukins varmaálags og tíðari þurrka í framtíðinni [48,49]. Undanfarna öld hafa alvarlegir þurrkar aukist hnattrænt og er búist við því meiri aukningu í framtíðinni [12]. Plöntur geta ekki nýtt sér aukið magn CO2 í lofthjúpnum ef þær eru að drepast úr þorsta [50].
Þurrkar í fortíð og framtíð með vísitölu Palmers um alvarleika þurrka. Blá litbrigði þýða blautar aðstæður og rauð þýða þurrka. Talan -4 eða lægri bendir til mjög alvarlegra þurrka (51)
Margar af afleiðingum hnattrænnar hlýnunar hafa engar jákvæðar hliðar. Milli 18 og 53% núlifandi plantna- og dýrategunda gætu verið í útrýmingarhættu fyrir árið 2050 [52]. Úthöfin gleypa í sig mikið af CO2 úr lofthjúpnum, sem veldur súrnun sjávar [53]. Það er talið munu hafa mikla röskun í för með sér fyrir alla fæðukeðju sjávar, til viðbótar við þau neikvæðu áhrif sem bleiking af völdum hlýnunar sjávar veldur [54]. Það er áætlað að um það bil einn milljarður manna reiði sig á sjóinn fyrir töluverðan hluta (>30%) þeirra próteina sem þeir fá úr fæðu [55].
Við hörfun jökla og minnkandi snjó í fjöllum minnkar einnig vatnsforði milljóna manna sem treysta á þann ferskvatnsforða, sérstaklega sem áveitu í landbúnaði [33]. Svipað er upp á teningnum ef skoðaðar eru sjávarstöðubreytingar og aukin tíðni sjávarflóða, en það getur haft áhrif á milljónir manna á þessari öld þegar selta eykst í hrísgrjónaökrum, fljótum og brunnum þannig að milljónir manna gætu þurft að flytja sig um set. Þeir flutningar gætu aftur orðið til þess að auka hættu á átökum [56].
Þegar einhver segir að hnattræn hlýnun sé góð og bendir á staðbundin jákvæð áhrif, er vert að hafa í huga að flest bendir til þess að í heildina verði neikvæðu áhrifin mun meiri en þau jákvæðu.
Einn þekktasti veðurfræðingur heims, Dr. Jeff Masters á Weather Underground– tók saman nýlega ítarlegt yfirlit yfir öfga í veðri árið 2010 og það sem af er þessa árs. Þar má meðal annars sjá lista yfir veðurmet – hita og úrkomu. Að hans sögn þá eru þetta mestu öfgar í veðri frá því mælingar hófust og miðað við þekkingu manna á loftslagsbreytingum þá sé þetta rétt að byrja.
Hann segir meðal annars (lauslega þýtt):
Á hverju ári er óvenjulegt veður einhvers staðar á jörðinni. Met sem hafa staðið í áratugi falla. Flóð, þurrkar og stormar hafa áhrif á milljónir manna og óvenjulegt veður í sögu manna getur orðið. En þessi rússibanaferð öfgafulls veðurs árið 2010 hefur, að mínu mati, gert það ár að óvenjulegasta ári frá því áreiðanleg hnattræn gögn um efri lofthjúp jarðar (e. global upper-air data) voru fáanleg í lok fimmta áratugsins. Aldrei á þeim 30 árum sem ég hef starfað sem veðurfræðingur hef ég orðið vitni að ári líku 2010 – hinn ótrúlegi fjöldi veðurhamfara og óvenjulegar sveiflur í vindafari jarðar er ólíkt öðru sem ég hef séð.
Í yfirliti hans er þetta markverðast fyrir árið 2010 að hans mati:
Heitasta ár jarðar frá því reglulegar mælingar hófust (í lok 19. aldar)
Öfgafyllsta vindakerfi norðurskauts – fyrir vikið óvenjuöfgafullur vetur sérstaklega í norðurhluta Evrópu og við austurströnd Bandaríkjanna
Hafís norðurskautsins: lægsta rúmmál í sögu mælingaa og þriðja lægsta útbreiðsla
Met í bráðnun Grænlandsjökuls og óvenjulega stór borgarísjaki losnaði
Önnur mesta sveifla frá El Nino og yfir í La Nina
Annað versta ár í bleikingu kóralla (e. coral bleaching)
Blautasta árið yfir landi
Hitabeltisskógar Amazon lentu í annað skipti á fimm árum, í þurrki sem á ekki að verða nema á 100 ára fresti
Minnsta virkni hitabeltislægða frá því mælingar hófust
Óvenjuvirkt fellibyljatímabil í Atlantshafi, þriðja virkasta
Í Suður Atlantshafi myndaðist fellibylur – sem er mjög sjaldgæft
Öflugasti stormur í sögu suðvestur Bandaríkjanna
Öflugasti stormur fjarri strandríkjunum í sögu Bandaríkjanna
Veikasti monsúntími í austur Asíu og síðastur að enda
Engin monsúnlægð í suðvestur monsún Indlands – í annað skipti í 134 ár
Flóðin í Pakistan: verstu náttúruhamfarir í sögu Pakistan
Hitabylgjan í Rússlandi og þurrkar: mannskæðasta hitabylgja í sögu mannkyns
Úrhellisrigningar í Ástralíu valda mesta tjóni í sögu náttúruhamfara í Ástralíu
Mesta úrhelli í sögu Kólumbíu valda verstu flóðahamförum í sögu þess
Úrhelli varð með samsvarandi flóði í Tennessee Bandaríkjunum, sem tölfræðilega verða bara einu sinni á þúsund ára fresti
Það koma alltaf öfgar í veðri eins og sjá má ef skoðaðar eru fréttir og annálar síðustu alda – þurrkar, úrhelli og stormar hafa alltaf haft áhrif á okkur mennina. Öfgar í veðri eru því náttúrulegir og hnattræn hlýnun hefur ekki áhrif á það.
Það sem vísindin segja…
Hnattræn hlýnun eykur líkurnur á öfgum í veðri.
Oftast þegar fólk heyrir af öfgafullu veðri, til dæmis flóðum eða þurrkum, þá spyrja menn sig hvort sá atburður hafi orðið vegna hnattrænnar hlýnunar? Því miður þá er ekki til neitt einhlítt svar við þeirri spurningu. Veður er mjög breytilegt og öfgar verða reglulega víða um heim. Til að svara spurningunni þarf að reikna út leitni og það tekur tíma – sérstaklega þegar gögn eru fátækleg og jafnvel ófáanleg fyrir viss svæði.
Búist er við að öfgar í veðri aukist við hnattræna hlýnun jarðar, vegna þess að hækkandi hitastig hefur áhrif á veðrakerfin á margskonar hátt. Vart hefur verið við breytingar í tíðni öfgaveðurs samfara hnattrænni hlýnun og vísbendingar eru um að sumar þessara breytinga séu vegna áhrifa manna á loftslag.
Hnattræn hlýnun hefur áhrif á ýmsa þætti veðurs
Hækkandi hitastig getur haft ýmiskonar áhrif á þætti tengda veðri. Sem dæmi:
Þeir auka heildargufun (e. evapotranspiration) sem er heildar út- og uppgufun vatns úr jarðvegi, plöntum og vatni (vötnum og grunnvatni). Þetta getur haft bein áhrif á tíðni og alvarleika þurrka.
Þegar lofthjúpurinn hitnar, þá eykst geta hans til að halda í sér vatnsgufu. Lofthjúpuinn nú, heldur um 4% meiri vatnsgufu en hann gerði fyrir 40 árum og er það bein afleiðing hækkunar hitastigs. Þessi aukning eykur hættuna á öfgafullri úrkomu.
Breytingar í yfirborðshita sjávar (SSTs) hefur áhrif á vindakerfi og úrkomu. Þurrkar, sérstaklega í hitabeltinu, eru taldir geta tengst þessum breytingum.
Þessar breytingar eru ekki endilega þess valdandi að öfgar verði í veðri. Aftur á móti þá auka þær líkurnar á því að þannig atburðir gerast. Þetta er eins og að breyta teningi með því að auka á þyngd eins hliðar – þannig að ákveðin útkoma verður líklegri. Þannnig má segja að hækkandi hitastig auki líkurnar á öfgum í veðri.
Mælingar sýna að nú þegar hafa öfgar í veðri aukist
Í bandaríkjunum kom út skýrsla á vegum nefndar um hnattrænar breytingar (the Global Changes Research Program) sem heitir Global Climate Change Impacts in the US. Þar kemur fram eftirfarandi fyrir síðustu áratugi:
Úrhellisrigningar hafa aukist bæði hvað varðar tíðni og alvarleika um 20% og er helsta ástæða aukinnar úrkomu í Bandaríkjunum. Þannig atburðum hefur fjölgað hraðast í norðausturríkjunum og miðvesturríkjunum.
Tíðni þurrka heftur aukist í suðaustur- og vesturríkjum Bandaríkjanna. Aukið hitastig eykur á alvarleika og útbreiðslu þurrka ásamt fljótari bráðnun snjóalaga sem aukið getur á vandamál sumra viðkvæmra svæða.
Fellibylir í Atlantshafi hafa aukist, bæði orkulega séð og hvað varðar tíðni, sem passar við aukin hita í yfirborðslögum sjávar – en þar er ein helsta orkuuppspretta þessarar storma. Í Austur-Kyrrahafi hefur fellibyljunum fækkað, en þeir á móti orðið öflugri. Meiri rannsókna er þó þörf til að skilja þá þætti sem hafa áhrif á stöðugleika loftmassa og annarra þátta sem hafa áhrif á myndun fellibylja.
Svipað er upp á teningnum víða, t.d. í Ástralíu þar sem tíðni öfgaúrkomu og þurrka hefur aukist.
Til að taka þetta saman, þá má segja að þótt erfitt sé að fullyrða að hnattræn hlýnun valdi einstökum atburðum öfgaveðurs, þá er rangt að segja að hnattræn hlýnun engin áhrif á veður. Aukinn loft- og sjávarhiti hefur áhrif á vindakerfi og vatnshringrás jarðar og eykur líkurnar á öfgum í veðri.
Ítarefni
Þessi færsla er þýðing á færslu af Skeptical Science.
Á sama tíma og heimsmarkaðsverð á matvælum er í hæstu hæðum birtist ný grein þar sem sýnt er fram á það (ekki í fyrsta skipti) að hnattræn hlýnun muni í heildina hafa neikvæð áhrif á landbúnað og fæðuframleiðslu manna í heild. Rannsóknin sýnir að við 1°C hlýnun þá mun framleiðsla á maís í Afríku dragast saman.
David Lobell og meðhöfundar (2011) greindu gögn frá yfir 20 þúsund tilraunum með maísuppskeru sem gerðar voru víðsvegar í Afríku milli áranna 1999 og 2007. Þessar tilraunir voru upphaflega hannaðar til að kanna ný afbrigði af maís og virðast þær sérstaklega notadrjúgar til loftslagsrannsókna, þá vegna þess hversu dreifðar þessar tilraunir voru og náðu yfir fjölbreytilegt umhverfi víðsvegar um álfuna. Með samanburði við niðurstöður tilraunanna og upplýsinga frá veðurstöðvum gátu höfundar fundið tengsl milli hlýnunar, úrkomu og uppskerubrests.
Helst kom á óvart að maísplantan, sem er talin óvenju hitaþolin, skyldi sýna jafn mikinn uppskerubrest við hækkun hitastigs þegar hitinn fór yfir 30°C. Á stöðum þar sem vökvun var ákjósanleg, þá þýddi gráðuhækkun yfir 30°C (yfir einn sólarhring) að uppskera minnkaði um 1%. Þar sem aðstæður voru sambærilegar og í þurrkum þá minnkaði uppskeran enn frekar eða um 1,7% að auki við hverja gráðu yfir 30°C.
Höfundar reiknuðu að auki út áhrif þess á uppskeru ef meðalhiti uppskerutímans í heild myndi hækka um 1°C við ákjósanlegar aðstæður og við aðstæður sem minna á þurrka, sjá mynd:
Mynd 1 -mat líkans á áhrifum 1°C hlýnun á uppskeru þar sem hitastig er ákjósanlegar (græn lína) og við þurrk aðstæður (rauð lína). Skyggðu svæðin sýna áætlað 95% öryggisbil.
Í lok rannsóknarinnar var kannað hvaða áhrif aukning um 1°C gæti haft á fæðuframleiðsu í Afríku. Í ljós kom að sum af kaldari svæðum Afríku myndu græða á hækkun hitastigs og framleiðsla aukast, en að meirihluti maísframleiðslusvæða Afríku myndu verða hart úti. Við ákjósanlegar aðstæður vökvunar þá myndi uppskera minnka á 65% þeirra svæða þar sem maísrækt fer nú fram. Ef þurrkar myndu að auki herja á svæðin, þá myndi hnignun verða á öllum svæðum og yfir 20% hnignun á 75% svæðanna.
Vegna þess hversu umfangsmiklar tilraunirnar voru og landfræðileg dreifing þeirra, þá veitir þessi rannsókn okkur bestu sýn, hingað til, á það hvernig maísuppskera mun verða við hlýnandi loftslag. Sambærileg svæði, líkt og Mið- og Suður Ameríka, þar sem maís er fastur liður í fæðu íbúa eru líkleg til að verða hart úti við hækkandi hita, með minnkandi uppskeru á maís.
Loftslagsbreytingar eru að auka alvarleika skógarelda í Alaska, sem veldur því að meira losnar af gróðurhúsalofttegundum út í andrúmsloftið, samkvæmt nýrri grein sem birtist nýlega í Nature Geoscience. Þessir auknu skógareldar í Alaska hafa losað meira CO2 út í andrúmsloftið síðasta áratug, en skógar og freðmýrar Alaska náðu að binda á sama tíma.
Undanfarin 10 ár, þá hefur svæði sem skógareldar hafa farið yfir í innsveitum Alaska tvöfaldast, mest vegna síðsumars skógarelda. Hér er á ferðinni einskonar magnandi svörun, þar sem hækkandi hitastig veldur því að skógareldar Alaska verða umfangsmeiri og alvarlegri – sem aftur losar meira af CO2 út í andrúmsloftið – sem aftur hækkar hitastig.
Margt bendir til þess að vistkerfi norðurslóða muni verða fyrir mestum áföllum vegna hækkandi hitastigs jarðar og að þau muni í stað þess að binda kolefni í stórum stíl losa það og auka þar með á gróðurhúsaáhrifin.
Vísindamenn bresku Veðurstofunnar (UK Met office) hafa áður sýnt fram á möguleika þess að Jörðin geti hitnað um yfir 4°C á seinni hluta þessarar aldar, ef ekki verður dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda. Nú er nýútgefið hefti Konunglegu Vísindaakademíunnar (A Philosophical Transactions of the Royal Society) þar sem birtar eru ítarlegar rannóknir á því hvernig búast má við að loftslag Jarðar verði við 4°C hækkun hitastigs og afleiðingar þess.
Meðal þess sem kemur fram í heftinu er hvernig Amazon frumskógurinn mun verða fyrir töluverðum skakkaföllum, auk þess sem monsún hringrásin mun breytast og að hluta til bregðast. Aðalvandamál Jarðar sem er 4°C heitari en fyrir iðnbyltinguna, er samt skortur á vatni. Með því að draga úr losun CO2 þannig að hitastig hækki ekki upp fyrir 2°C þá mun fjölgun mannkyns hafa mest áhrif á vatnsauðlindir Jarðar, en við 4°C hækkun þá munu þurrkar hafa lang mest áhrif á aðgengi fólks að vatni.
Annað sem kemur fram í hefti Vísindaakademíunnar er að frjósemi svæðisins sunnan við Sahara í Afríku mun rýrna og fyrir vikið er búist við að maís framleiðsla á því svæði muni minnka um 19 % og framleiðsla bauna minnka um 47 % miðað við núverandi ástand. Þá er búist við að öfgaveður, sjávarstöðuhækkun og vatnsskortur muni valda miklum fólksflutningum og flótta.