Tag: Vistkerfi

Orsakir fyrri loftslagsbreytinga

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.

03/12/2013
Er ekki tími til kominn að tengja?
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”.

Tengt efni á loftslag.is:
15/11/2013
Fuglar í vanda
Nokkrar nýjar greinar og skýrslur undanfarið sýna klárlega að vandi fugla er mikill og verður enn meiri við áframhaldandi loftslagsbreytingar og aðrar neikvæðar breytingar af mannavöldum.

Rauði listinn

Samkvæmt nýju mati þá er á bilinu fjórðungur til helmingur allra tegunda fugla mjög berskjölduð (e. vulnerable) fyrir loftslagsbreytingum. Varað er við því að ef áfram heldur sem horfir í losun manna á gróðurhúsalofttegundum, þá muni þurfa að kosta til miklum verndunaraðgerðum, sem ekki er víst að dugi til.

Þetta nýja mat (Foden o.fl. 2013) var gert af vísindamönnum á vegum International Union for Conservation of Nature (IUCN), sem eru samtök sem meðal annars útbúa svokallaðan Rauða lista yfir tegundir í hættu (Red List of Threatened Species).

Í matinu tóku Foden og félagar tillit til ýmissa þátta sem ekki höfðu áður ratað inn í útreikninga þeirra. Þættir eins og hversu fljótt tegundir gátu flust á milli búsvæða, og hvort á milli svæða væru hindranir, t.d. fjallgarðar. Þá var tekið með í reikninginn líkur á því að tegundirnar geti þróast, t.d. þróast þær dýrategundir hraðar sem fjölga sér hratt.

Niðurstaðan er sláandi, en á bilinu 24 -50% allra fuglategunda eru talin mjög berskjölduð og þá vegna loftslagsbreytinga. Þessi niðurstaða er sambærileg við niðurstöðu rannsóknar sem birtist í Nature fyrir nokkrum árum (Thomas o.fl. 2004), en þar var talið líklegt að um 15-37 % allra dýrategunda yrðu nánast údauðar árið 2050 – vegna loftslagsbreytinga.

Sérstaklega varasöm svæði eru t.d. Amazon frumskógurinn og Norðurskautið, en þar eru breytingarnar einna mestar og mikið af fuglum sem eru mjög aðlagaðir að því loftslagi.

Norrænir fuglar við sjávarsíðuna

Í nýrri tilkynningu frá hinni bandarísku stofnun Fish and Wildlife Service (USFWS 2013) er sagt frá breytingum sem við íslendingar könnumst við. Meðfram ströndum Maine, nyrst á Austurströnd Bandaríkjanna, hafa stofnstærðir ýmissa fugla hrunið undanfarin ár. Þar eins og hér við Íslandsstrendur eru það meðal annars tegundir eins og lundar og kríur sem hafa farið halloka.

Ástæðan er talin vera minnkandi fæða, hvoru tveggja vegna fiskveiða og vegna færslu fiskistofna til norðurs vegna hlýnunar sjávar. Erfiðara reynist því fyrir fugla við sjávarsíðuna að fæða unga sína. Kríustofninn við strendur Maine hefur t.d. hnignað um 40 % á síðustu 10 árum.

Sjávarstöðubreytingar og farflug vaðfugla

Nýlega birtist grein í Proceedings of the Royal Society B (Iwamura o.fl. 2013) um áhrif sjávastöðubreytinga á farflug vaðfugla.

Það hefur verið vitað í nokkurn tíma að sjávarborð sé að hækka vegna hlýnunar jarðar. Nú hafa Iwamura og félagar sýnt fram á hvernig sjávarstöðubreytingar hafa áhrif á vaðfugla. Milljónir vaðfugla stunda farflug milli hlýrra vetrarstöðva og fæðuríkari sumarstöðva á hverju ári. Viðfangsefni rannsóknarinnar var farflug vaðfugla frá Norðurskautssvæðum Rússlands og Alaska og suður eftir til Suðaustur Asíu og Ástralíu. Skoðaðar voru 10 tegundir vaðfugla.

Vísindamennirnir hafa áætlað að við sjávarstöðuhækkanir þá muni flæða yfir 23-40% af búsvæðum við ströndina, sem myndi valda allt að 70% fækkun í stofnum sumra tegunda. Sjávarstöðuhækkanir eru taldar hafa mest áhrif á þær tegundir fugla þar sem stór hluti stofnsins stoppar á einum stað í farfluginu, til að matast og endurnýja orkuna fyrir áframhaldandi för. Þessir flöskuhálsar ákvarða í raun stofnstærð þessara tegunda og því mun eyðilegging þeirra vegna sjávarstöðuhækkanna og annarra athafna mannanna hafa úrslitaáhrif í viðhaldi þeirra.

Fleiri búsvæðabreytingar

Að lokum er rétt að minnast á skýrslu BirdLife International (2013), en þar kemur meðal annars fram að allt að 1 tegund af hverjum 8 séu í útrýmingahættu – og þá sérstaklega vegna búsvæðabreytinga í kjölfar loftslagsbreytinga og landbúnaðar.

BirdLife samstarfið hefur sett niður á kort mikilvæg svæði jarðar fyrir fugla og líffræðilega fjölbreytni (Important Bird and Biodiversity Areas). Þau svæði eru nú orðin yfir 12 þúsund að tölu.

Hér hafa verið kortlögð mikilvæg svæði fyrir fugla og líffræðilega fjölbreytni (Important Bird and Biodiversity Areas) – smellið á mynd til að stækka

Við endum á orðum eins af forsvarsmönnum BirdLife, Dr Leon Bennun – hér lauslega þýtt:

Fuglar eru í raun nákvæmir og auðlæsir umhverfismælar sem sýna glöggt það álag sem lífsmynstur nútímamanna hefur á líffræðilegan fjölbreytileika jarðarinnar.

Heimildir og ítarefni

Foden o.fl. 2013: Identifying the World’s Most Climate Change Vulnerable Species: A Systematic Trait-Based Assessment of all Birds, Amphibians and Corals

Rauði Listinn: Red List of Threatened Species

Thomas o.fl. 2004: Extinction risk from climate change (PDF)

USFWS 2013: Seabirds Warn of Ocean Change

Iwamura o.fl. 2013: Migratory connectivity magnifies the consequences of habitat loss from sea-level rise for shorebird populations

BirdLife International 2013: State of the World’s Birds – indicator for our changing worlds

Tengt efni á loftslag.is
05/07/2013
Útbreiðsla fiskitegunda breytist við hlýnun sjávar
Fiskitegundir eru að breyta útbreiðslu sína um úthöfin, vegna hlýnunar sjávar. Áframhaldandi hlýnun getur haft neikvæð efnahagsleg áhrif, samkvæmt nýrri rannsókn.

Rannsóknin sem birtist í Nature (Cheung o.fl. 2013), notast við einskonar úrvalsvísitölu (e. novel index) sem fiskihitamælir. Með henni er hægt að finna vísbendingar um búferlaflutinga út frá aflatölum veiðiskipa. Í ljós kom töluverð færsla fiskitegunda milli búsvæða, sem var í góðum takti við loftslagsbreytingar.

Hver fiskitegund hefur sitt ákveðna bil kjörhitastigs. Ef hitastig sjávar á ákveðnu svæði færist frá því bili, þá dregur úr vexti og æxlun misferst, sem smám saman fækkar einstaklingum tegundarinnar á því svæði og breytir smám saman útbreiðslu fiskitegundanna.

Yfirborðshitafrávik ársins 2012, á Norður-Atlantshafi, frá meðalhita síðastliðin 100 ár.
Mynd: Northeast Fisheries Science Center.

Við auknar loftslagsbreytingar, vegna losunar gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum, þá má búast við hraðari búferlaflutningum og illskeyttari deilum vegna færslu fiskistofna milli landhelga. Sem dæmi um stofna sem hafa færst til er þorskur, lýsingur, humar og sardínur út af Nova Scotia, þar sem stofn þeirra hverfur syðst af fyrrum kjörsvæðum tegundanna við færsluna norður. Í íslensku samhengi er skemmst að minnast makríls sem er orðinn ansi áberandi í íslenskri landhelgi.

Með því að skoða aflatölur undanfarin 40 ár, úr 52 stórum sjávarvistkerfum, var hægt að reikna fyrrnefnda vísitölu, sem vísar í meðalsjávarhita veiða hverrar tegundar. Þegar búið var að taka með í reikninginn breytingar á veiðiaðferðum og sjávardýpi, þá fundu Cheung og félagar tölfræðilega marktæka tengingu milli breytinga í veiðihita og aukningu í yfirborðshita sjávar.

Hitabeltið er sérstaklega viðkvæmt fyrir breytingum á hitastigi, þá vegna þess hversu lítið bil kjörhitastigs er hjá þeim tegundum sem lifa þar, sem þá flýja fljótt á hærri breiddargráður (til norðurs eða suðurs). Þar koma þá engar nýjar tegundir inn til mótvægis við þær tegundir sem flýja hitann.

Á hærri breiddargráðum eykst að sama skapi fjöldi hlýsjávartegunda á kostnað kaldsjávartegunda, sem flýja til hærri breiddargráða.

Heimildir og ítarefni:

Greinin í Nature, eftir Cheung o.fl. 2013 (ágrip): Signature of ocean warming in global fisheries catch
Grein Nye o.fl. 2009 (ágrip): Changing spatial distribution of fish stocks in relation to climate and population size on the Northeast United States continental shelf
Umfjöllun á Climate Central: As Oceans Warm, Fish Are Finding New ZIP Codes

Tengt efni á loftslag.is
29/05/2013
Nokkur áhugaverð erindi

Við á loftslag.is viljum minna á nokkur áhugaverð erindi sem eru í boði á næstu dögum. Fyrst er að nefna ráðstefnu með fjölbreyttum erindum:

Hafrannsóknastofnun stendur fyrir ráðstefnu um “Veðurfar og lífríki sjávar á Íslandsmiðum” í fyrirlestrasal stofnunarinnar, Skúlagötu 4, 1. hæð, fimmtudaginn 21. febrúar 2013 frá 9 – 16.

Ráðstefnan er öllum opin.

Veðurfar og breytileiki hefur mikil áhrif á ástand sjávar, lífsskilyrði í sjónum og göngur og stærð fiskistofna á Íslandsmiðum. Hlýviðrisskeið var hér við land á árunum 1925-1945, kuldaskeið frá 1965-1971 og frá árinu 1996 hefur verið hlýviðrisskeið. Á þessum tímabilum hafa einnig orðið verulegar breytingar á vistkerfi sjávar við Ísland.

Nýlegar breytingar á sjávarhita og seltu hafa haft áhrif á allt vistkerfið frá svifi til fiska og spendýra. Sum bein áhrif veðurfarsbreytinga á lífríki hafsins eru þannig nú þegar merkjanleg en önnur þarf að greina betur með auknum rannsóknum og líkanagerð.

Á ráðstefnunni verða flutt 12 erindi um áhrif veðurfars á lífríki sjávar á Íslandsmiðum. Dagskrána og ágrip erinda má finna á heimasíðu Hafrannsóknastofnunar hér

Þá er áhugavert föstudagserindi Jarðvísindastofnunar og Norvulk:

Föstudagur, 22. febrúar kl. 12:20 – Guðfinna Aðalgeirsdóttir:
“Challenges in modelling the future of the Greenland Ice sheet”

Föstudagserindi Jarðvísindastofnunar og Norræna eldfjallasetursins.
Fundarstaður: Náttúrufræðahús, Askja – fundarherbergi 3. hæð, vesturendi. Allir velkomnir!

19/02/2013
Vængjasniglar í vanda
Nú þegar er skel sumra sjávarsnigla í Suðurhöfum byrjuð að eyðast upp vegna súrnunar sjávar, samkvæmt nýrri rannsókn.

Í greiningu á vængjasniglum sem tekin voru í grennd við Suðurskautið árið 2008, kom í ljós óvenjuleg rýrnun á skeljum dýranna, sem vísindamenn telja að séu mögulega vísbendingar um að súrnun sjávar af völdum aukins styrks CO2, sé nú þegar farin að hafa áhrif á viðkvæmustu sjávardýrin.

Greiningar á rannsóknastofum hafa sýnt að súr sjór ógni tilveru margra sjávarhryggleysingja, líkt og skeldýra og kóraldýra – því geta þeirra til að mynda skel og utanáliggjandi beinagrind minnkar. Viðkvæmust eru dýr sem, líkt og vængjasniglar, byggja skeljar sínar úr aragóníti, en það er kalsíum karbónat sem er einstaklega viðkvæmt fyrir aukinni súrnun.

Samkvæmt vísindamönnum, þá er pH stig úthafanna að lækka hraðar nú en nokkurn tíman síðastliðin 300 milljón ár.

Heimildir og ýtarefni

Greinin er eftir Bednaršek o.fl. 2012 og birtist í Nature Geoscience: Extensive dissolution of live pteropods in the Southern Ocean

Umfjöllun um greinina má lesa á heimasíðu NewScientist: Animals are already dissolving in Southern Ocean

Tengt efni á loftslag.is
14/12/2012
Súrnun sjávar hraðari en fyrir 55 milljónum ára
Endurbirting

…

Þýðing á umfjöllun í vefritinu Yale Environment 360.
Súrnun sjávar er yfirleitt kallað hitt CO2 vandamálið

Rannsóknaskipið Joides Resolution

JOIDES Resolution minnir óneitanlega á furðulegan blending olíuborpalls og flutningaskips. Það er þó í raun rannsóknaskip sem vísindamenn nota til að ná upp setkjörnum úr botni sjávar. Árið 2003 fóru vísindamenn í rannsóknaleiðangur með skipinu á Suðaustur Atlantshafið og náðu upp merkilegu sýni úr setlögum af hafsbotni.

Þeir höfðu borað niður í setlög sem höfðu myndast á milljónum ára. Elsta setlagið var hvítt og hafði myndast við botnfall kalk-ríkra lífvera og svipar til kalksteins eins og sést í hamraveggjum Dover á suðurhluta Englands (White cliffs of Dover).

Setkjarni sem sýnir setlög fyrir um 55 milljón árum. Skörp skil á milli karbónat skelja (ljósgrátt) og leirsets (rautt) bendir til þess að skeljar hafi leysts upp vegna súrnunar sjávar þess tíma.

Þegar vísindamennirnir skoðuðu setlögin sem mynduðust fyrir um 55 milljón árum síðan, þá breyttist liturinn á augnabliki (jarðfræðilega séð).

“Inn á milli í þessu hvíta setlagi er stór kökkur af rauðum leir” segir Andy Ridgwell, jarðfræðingur hjá Háskólanum í Bristol.

Með öðrum orðum, hin smágerða skeldýrafána djúpsjávarins nánast hvarf. Flestir vísindamenn eru núna sammála því að þessi breyting hafi verið út af lækkun á pH gildi sjávar. Sjórinn varð það tærandi að stofnar sjávardýra með kalkskeljar hnignuðu töluvert. Það tók síðan hundruðir þúsunda ára fyrir úthöfin að jafna sig á þessu áfalli og fyrir sjávarbotninn að verða hvítan aftur.

Leirin sem að áhöfn JOIDES Resolution drógu upp má líta á sem viðvörun um hvernig framtíðin getur orðið. Með þeirri miklu losun á CO2 sem nú er, þá er hætt við að sjórinn súrni líkt og þá.

Fyrr í vikunni birtu Ridgwell og Schmidt rannsókn sína í tímaritinu Nature Geoscience, þar sem þau bera saman það sem gerðist í höfunum fyrir 55 milljón árum við það sem er að gerast nú. Rannsóknir þeirra staðfesta það sem aðrir vísindamenn hafa talið: Súrnun sjávar í dag er meiri og hraðari en nokkuð sem að jarðfræðingar hafa fundið í jarðlögum síðustu 65 milljónir ára. Reyndar ef skoðað er hraði súrnunar og styrkur – Ridgwell telur að núverandi súnun sjávar sé að gerast tíu sinnum hraðar en í upphafi útdauðans fyrir 55 milljónum ára – þá má búast við endalok margra sjávarlífvera, sérstaklega djúpsjávartegunda.

“Þetta er næstum fordæmalaus jarðfræðilegur atburður,” segir Ridgwell.

Þegar við brennum jarðefnaeldsneyti, þá dælum við CO2 út í andrúmsloftið, þar sem lofttegundin veldur gróðurhúsaáhrifum. En mikið af þessu CO2 helst ekki við í loftinu, heldur dregur sjórinn það í sig. Ef ekki væri vegna þess, þá telja loftslagsfræðingar að jörðin væri enn heitari en hún er í dag. Jafnvel þótt sjórin bindi mikið af CO2, þá var síðasti áratugur sá heitasti frá því mælingar hófust. En þessi kolefnisbinding sjávarins gæti reynst dýrkeypt, þar sem hún er að breyta efnafræði sjávar.

Við yfirborð sjávar er er pH gildið venjulega um 8-8,3. Til samanburðar þá er hreint vatn með pH gildið 7 og magasýrur eru um 2. Í vökva er pH gildið ákvarðað út frá hversu mikið af jákvætt hlöðnum vetnisjónum eru flæðandi í efninu. Því meira af vetnisjónum, því lægra er pH gildið. Þegar CO2 binst sjónum, þá lækkar það pH gildi sjávar við efnahvörf.

Það magn sem menn hafa losað út í andrúmsloftið af CO2, frá upphafi iðnbyltingarinnar hefur nú þegar lækkað pH gildið um 0,1. Það gæti virst lítið, en það er það ekki. Skalinn sem pH kvarðinn byggir á er lógaritmískur (veldisfall), sem þýðir að það eru tíu sinnum fleiri vetnisjónir í vökva með pH 5 heldur en í vökva með pH 6 – og hundrað sinnum meira en í vökva með pH 7. Það þýðir að fall um eingöngu 0,1 pH þýðir í raun að styrkur vetnisjóna í sjónum hefur aukist um 30% síðastliðnar tvær aldir.

Breyting á pH gildi sjávar frá 18. öld til lok 20. aldar. Mynd fengin af earthtrends.wri.org.

Til að komast að því hvernig súrnun sjávar muni hafa áhrif á líf í sjónum, hafa vísindamenn gert tilraunir í rannsóknarstofum þar sem þeir fylgjast með lífverum við mismunandi pH gildi. Niðurstöður þeirra rannsókna hafa valdið áhyggjum – sérstaklega meðal lífvera sem nota kalk til að byggja brynju sína, líkt og hjá kóröllum og götungum. Aukið magn vetnisjóna við lægra pH gildi hvarfast við kalk sem breytir því í önnur efnasambönd sem gera dýrunum erfitt að byggja skel sína.

Þessar niðurstöður þykja slæmar, ekki aðeins fyrir þessar ákveðnu tegundir dýra, heldur fyrir vistkerfin í heild sem þau eru hluti af. Sumar þessara tegunda eru mikilvægar fyrir heilu vistkerfin í sjónum. Smásæjar lífverur sem byggja kalkskel eru sumar hverjar undirstöðufæða skelja og fiska, sem síðar eru fæða stærri lífvera. Kórallar á hinn bóginn eru aftur heimkynni um fjórðungs líffræðilegs fjölbreytileika sjávar.

En tilraunir á rannsóknastofum, sem ná yfir nokkra daga eða vikur, geta aldrei sagt til um það hvernig súrnun sjávar mun hafa áhrif á jörðina. “Það er ekki augljóst hvað þetta mun þýða í raunveruleikanum” segir Ridgwell.

Ein leið til að fá meiri upplýsingar um mögulegar afleiðingar súrnunar sjávar er að skoða sjálfa sögu sjávar, sem er það sem Ridgwell og Schmidt gerðu í sinni athugun. Við fyrstu sýn þá virðist sagan segja okkur að ekki sé neitt til að hafa áhyggjur af. Fyrir hundruð milljónum ára var mun meira CO2 í andrúmsloftinu og pH gildi sjávar 0,8 einingum lægra en nú. Samt sem áður var mun meira af kalki fyrir götunga og aðrar tegundir. Það var á því tímabili sem sjávarskeldýr mynduðu kalksteininn sem varð að lokum að kalksteinsbjörgunum í Dover (White Cliffs of Dover).

White Cliffs of Dover

Það er þó stór munur á jörðinni nú og fyrir 100 milljónum ára. Þá breyttist styrkur CO2 í andrúmsloftinu hægt og á milljónum ára. Þessar hægu breytingar komu af stað öðrum efnahvörfum sem breyttu efnafræði jarðar. Þegar jörðin hitnaði, þá jókst úrkoma, sem gerði það að verkum að meira af uppleystum efnum flutu með farvegum frá fjöllum og niður í höfin, þar sem þau breyttu efnafræði sjávar. Þrátt fyrir lágt pH gildi, þá var nóg af uppleystu kalki í sjónum fyrir kóralla og aðrar tegundir.

Í dag er styrkur CO2 að aukast svo hratt í andrúmsloftinu að það á sér fáar hliðstæður. Meiri veðrun samfara hlýnun, nær alls ekki að bæta upp þessa lækkun í pH gildi, næstu hundruðir þúsunda ára.

Vísindamenn hafa grandskoðað steingervingagögn fyrir það tímabil í sögu fortíðar sem gæti hvað helst gefið okkur vísbendingar um það hvernig jörðin mun bregðast við þessum aukna styrk CO2 í andrúmsloftinu. Komið hefur í ljós að fyrir 55 miljónum ára gekk jörðin í gegnum svipaðar breytingar. Vísindamenn hafa áætlað að 6,8 billjónir tonna af kolefni hafi losnað út í andrúmsloftið á um 10 þúsund árum.

Óljóst er hvað olli því að þvílíkt magn af kolefni barst út í andrúmsloftið, en það hafði töluverð áhrif á loftslagið. Hitastig jókst um 5-9°C og margar djúpsjávartegundir urðu útdauðar, mögulega vegna þess að pH gildi djúpsjávar lækkaði.

Sveiflur í djúpsjó jarðar. Mynd a sýnir sveiflur í magni súrefnis18 samsætunni og hvenær jöklar á Suður- og Norðurhveli jarðar byrja að myndast. Mynd b sýnir túlkun á hitastigi djúpsjávar miðað við magn súrefnissamsæta í setlögum (Hansen o.fl. 2008). Rauð ör á efri myndinni sýnir PETM atburðinn fyrir 55 milljónum ára, þegar mikill útdauði sjávarlífvera varð (smella á myndina til að stækka).

En aðstæður við þessar fornu náttúruhamfarir (þekktar undir nafninu Paleocene-Eocene thermal maximum – PETM) eru ekki eins og þær eru í dag. Hitastig var hærra áður en kolefnissprengjan sprakk og pH gildi sjávar var lægra. Einnig var lega meginlandanna önnur en hún er í dag, vindakerfi lofthjúpsins önnur og sjávarstraumar aðrir. Allir þessir þættir hafa mikil áhrif á súrnun sjávar. Sem dæmi þá breytast áhrif lágs pH gildi á kalkmyndandi lífverur eftir þrýstingi og hitastigi sjávar. Neðan við visst dýpi sjávar, þá verður sjórinn of kaldur og þrýstingur of mikill að ekkert kalk er til staðar fyrir kalkmyndandi lífverur. Sá þröskuldur er kallaður mettunarlag (e. saturation horizon).

Til að hægt yrði að gera almennilegan samanburð milli PETM og aðstæðna í dag, bjuggu Ridgwell og Schmidt til líkön af úthöfunum fyrir báða tímapunkta. Þau gerðu sem sagt sýndarútgáfu af jörðinni fyrir 55 miljónum ára og keyrðu líkanið þar til það það sýndi stöðugt ástand. Þá kom í ljós að pH gildi sem líkanið leiddi í ljós passaði vel við það sem áætlað hefur verið, fyrir höfin, fyrir 55 miljónum ára. Einnig bjuggu þeir til aðra útgáfu sem sýndi jörðina í dag – með núverandi legu meginlandanna, meðalhita og öðrum breytum. Þegar líkanið varð stöðug þá var pH gildið það sama og í dag.

Ridgwell og Schmidt skeltu síðan í þessi líkön mikla innspýtingu af CO2. Þeir bættu 6,8 billjónir af kolefni á 10 þúsund árum á P’ETM tímabilinu. Með því að nota íhaldsamar spár um framtíðarlosun CO2 þá ákváðu þau að bæta við 2,1 billjón tonna af kolefni fyrir næstu aldir í líkanið fyrir jörðina eins og hún er í dag. Þau notuðu síðan líkönin til að áætla á hvaða dýpi kalk myndi leysast upp fyrir mismunandi dýpi sjávar.

Munur milli þessara tveggja líkana var sláandi. Niðurstaðan var sú að súrnun sjávar nú er að gerast um tíu sinnum hraðar en fyrir 55 milljónum ára. Á meðan mettunarlagið fór upp í 1500 metra dýpi fyrir 55 milljónum ára, þá mun það að öllum líkindum ná upp í um 550 metra að meðaltali árið 2150 samkvæmt líkaninu.

Sýnishorn af lifandi bertálkna (limacina helicina) (a) við pH gildi 8,09 og (b) við pH gildi 7,8 (mynd úr grein Comeau ofl)

Súrnun sjávar á PETM var nógu öflug til að koma af stað viðamikilum útdauða í djúpsjónum. Í dag gerist súrnunin hraðar og telja vísindamennirnir að þær breytingar muni setja af stað nýja bylgju útdauða. Steingervingafræðingar hafa ekki fundið útdauða í kóröllum eða öðrum kalkmyndandi tegundum við yfirborð sjávar á PETM. En þar sem súrnun sjávar nú er mun meiri en þá, þá er ekki hægt að útiloka að hún muni hafa áhrif á lífverur á minna dýpi. “Við getum ekki sagt með vissu hver áhrifin verða á vistkerfi grunnsjávar, en það er næg ástæða til að hafa áhyggjur”, segir Ridgwell.

Ellen Thomas, sérfræðingur í forn-haffræði í Yale University, segir að þessi nýja grein sé “mjög mikilvæg í sambandi við hugmyndir okkar um súrnun sjávar.” En hún bendir á að fleira hafði áhrif á lífverur sjávar á þessum tíma heldur en lækkun pH gildis. “Ég er ekki sannfærð um að þetta sé öll sagan,” segir hún. Hitastig sjávar jókst og súrefni í sjónum minnkaði. Saman þá höfðu allar þessar breytingar flókin áhrif á líffræði sjávar fyrir 55 milljónum árum síðan. Vísindamenn verða nú að ákvarða hvaða sameiginlegu áhrif þau geta haft í framtíðinni.

Jarðefnaeldsneytis knúið samfélag okkar er að hafa áhrif á líf um alla jörðina, samkvæmt rannsókn vísindamanna eins og Ridgwell – jafnvel lífverur sem lifa á yfir þúsund metra dýpi verða fyrir áhrifum. “Umfang aðgerða okkar geta orðið alveg hnattrænar,” segir Ridgwell. Það er möguleiki að setlög sjávar sem myndast næstu aldir muni breytast frá því að vera hvítt kalk og yfir rauðan leir, þegar súrnun sjávar mun hafa varanleg áhrif á vistkerfi djúpsjávar. “Það mun gefa fólki eftir hunduðir milljóna ára eitthvað til að bera kennsl á samfélag okkar”.

Ítarefni og heimildir

Umfjöllunin sem notuð er í þessari færslu, má finna á heimasíðu Yale Environment 360: An Ominous Warning on the Effects of Ocean Acidification

Greinina sjálfa má finna á heimasíðu Nature Geoscience (áskrift): Ridgwell og Schmidt 2010 – Past constraints on the vulnerability of marine calcifiers to massive carbon dioxide release

Umfjallanir loftslag.is um Súrnun sjávar má finna hér: Súrnun sjávar Archive og Afleiðingar – Súrnun sjávar

Þá viljum við minna á áhugaverðan fyrirlestur sem Jón Ólafsson haffræðingur mun halda laugardaginn 20. febrúar, en þar mun hann fjalla um súrnun sjávar auk annars – Sjór, súrnun og straumar.

…

Tengt efni á loftslag.is:
26/11/2012
Tafir í fjölgun laxa
Hin hnattræna hlýnun virðist vera byrjuð að hafa áhrif á fjölgun laxa. Veiðitölur frá stangveiðimönnum 59 áa í Noregi sýna að sífellt fleiri laxar halda til í sjónum í tvo eða fleiri vetur – í stað eins vetur – áður en farið er upp árnar til æxlunar.

Leitnin fylgir vel hlýnun í Norður-Atlantshafi milli áranna 1991 og 2005.

Lax þarf nægilegt framboð af fæðu um haustið til að kynfæri hans nái að þroskast fyrir næsta vor. Breytingar í fæðuframboði af völdum hitastigsbreytinga eru taldar orsökin og að það taki lengri tíma fyrir laxinn að þroskast áður en hann nær að fjölga sér.

Að laxinn neyðist til að vera lengur í opnu hafi getur hafa haft áhrif á heildarfækkun stofnsins.

Heimildir og ítarefni

Greinin birtist í tímaritinu Ecology an Evolution og er eftir Otero o.fl. 2012: Contemporary ocean warming and freshwater conditions are related to later sea age at maturity in Atlantic salmon spawning in Norwegian rivers

Tengt efni á loftslag.is
30/08/2012
Glósublók Thoreau sýnir breytingu í vorkomu
Samanburður á nákvæmum glósum sem náttúrufræðingurinn Henry David Thoreau skildi eftir sig og gögn um nútíma veður og blómstur blóma hafa gert vísindamönnum kleyft að sýna fram á breytingu á vorkomu í austur Massacusetts síðastliðin 150 ár.

Vísindamenn frá Boston háskóla skoðuðu einmitt gögn frá Thoreau og fleiri náttúrufræðingum og komust að því að 43 algengar blómategundir blómstra að meðaltali 10 dögum fyrr nú en fyrir 150 árum síðan. Þær tegundir sem ná ekki að aðlagast eru að hverfa samkvæmt rannsókninni. 21 tegund af orkideum (e. orchid) uxu villtar í nágrenni heimabæjar Thoreau, Concord á þessum tíma – nú eru þær bara sex. Frá árinu 1860 hefur hitastig í Concord aukist um 2,5°C.

Heimildir og ítarefni

Greinin birtist í journal BioScience og er eftir Primack og Miller-Rushing (2012): Uncovering, Collecting, and Analyzing Records to Investigate the Ecological Impacts of Climate Change: A Template from Thoreau’s Concord

Sjá umfjöllun á heimasíðu LiveScience: Thoreau’s Notes Reveal How Spring Has Changed in 150 Years

Tengt efni á loftslag.is
16/03/2012
Loftmyndir sýna breytingar á vistkerfi Síberíu
Loftmyndir sem teknar voru með rúmlega fjörutíu ára bili sýna greinilega breytingu á vistkerfi Síberíska Norðurskautsins (e. Siberian Arctic), en hækkandi hitastig hefur aukið vöxt þykkra runna þar sem áður var freðmýri.

Svarthvít mynd tekin með Gambit gervihnettinum árið 1966 (vinstri) sýnir freðmýri með stökum runnum, en mynd tekin árið 2009 (hægri) sýnir mun þéttvaxnari runna.Myndir frá U.S. Geological Survey.

Myndirnar hér fyrir ofan sýna hvernig svæði við Yennisey fljót í Rússlandi breyttist milli áranna 1966 og 2009. Fyrri myndin, sem tekin var með gervihnetti sem notaður var til njósna, sýnir mikið opið svæði. Myndin sem tekin var árið 2009 sýnir aftur á móti þykka runna sem náð hafa fótfestu á svæðinu. Það er að valda miklum breytingum í vistkerfi svæðisins – með minnkandi fjölbreytileika gróðurs og erfiðara svæði yfirferðar fyrir hrendýr og dádýr.

Þess konar breyting getur líka haft annars konar breytingar í för með sér og hafa vísindamenn velt því fyrir sér hvort auknir runnar muni auka hita norðurskautanna og hraða þar með á bráðnuninni (magnandi svörun) eða dempa breytingarnar. Það er ekki eingöngu áhugavert frá vísindalegu sjónarhorni, heldur getur hraðari bráðnun valdið aukinni losun metans út í andrúmsloftið – en metan er mikilsvirk gróðurhúsalofttegund.

Það er á tvennan hátt sem auknir runnar hafa áhrif á sífrerann. Til að byrja með þá mynda runnarnir skugga fyrir sólu og kæla þar með yfirborð freðmýranna. Á móti kemur að endurskin sólar minnkar (e. albedo), en dökk laufblöð runnanna dregur í sig meira af geislum sólar en runnalaus svæði.

Í nýrri rannsókn (Lawrence og Swenson 2012) þar sem notuð voru loftslagslíkön til að leita svara við því hversu mikil áhrif runnarnir hafa, kom í ljós við líkanakeyrslur, að yfirborð jarðar varð kaldara undir runnunum og jarðvegur þiðnaði þar minna yfir sumartíman en á opnum freðmýrum. Þegar runnagróður í líkaninu var aftur á móti aukinn um 20 %, þá hlýnaði aftur á móti talsvert vegna breytinga í endurskini og vegna aukins raka sem fylgir aukinni ljóstillífun af völdum runnanna. Það aftur á móti hitaði jarðveginn og náði hann að þiðna um 10 sm dýpra en án runnagróðursins samkvæmt líkaninu.

Niðurstaða rannsóknarinnar bendir því eindregið til þess að sífreri freðmýranna verði viðkvæmari en áður við aukningu runnagróðurs – að það myndist einhvers konar magnandi svörun (e. positive feedback) sem veldur meiri bráðnun og meiri losun metans út í andrúmsloftið.

Heimildir og ítarefni

Migratin Siberian Shrubs

Shrub Takeover. One Sign of Arctic Change

Grein þeirra Lawrence og Swenson 2012: Permafrost response to increasing Arctic shrub abundance depends on the relative influence of shrubs on local soil cooling versus large-scale climate warming

Tengt efni á loftslag.is
14/02/2012