Lofthiti á Norðurheimskautssvæðinu síðustu 2000 árin.

COP-15 og Kaupmannahafnargreiningin

Halldór Björnsson 11.12.2009

Dagana 7. - 18. desember er haldinn í Kaupmannahöfn 15. fundur aðila að rammasamningi Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar. Enskt heiti ráðstefnunnar er „Conference of the Parties“ og nafnið því stytt í COP-15. Tilgangur fundarins er að ná samkomulagi um að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda, en fyrsta skuldbindingartímabili núverandi samkomulags (Kyoto bókunarinnar) lýkur árið 2012.

Upphaflega stóð til að ná lagalega bindandi samkomulagi á COP-15, en nokkrum vikum fyrir ráðstefnuna kvisaðist út að hugsanlega yrði einungis um stefnumótandi samkomulag að ræða og að hið lagalega bindandi samkomulag fylgi síðar.

Veðurstofa Íslands kemur ekki að viðræðum um takmörkun á losun gróðurhúsalofttegunda. Stofnunin sinnir vöktun á náttúrufari og rannsóknum, m.a. á áhrifum loftslagsbreytinga á Íslandi. Samfara ráðstefnunni eru margskonar fundir og kynningar á rannsóknum á loftslagsbreytingum og afleiðingum þeirra. Fyrir hönd Veðurstofu Íslands mun dr. Tómas Jóhannesson kynna rannsóknir á áhrifum loftslagsbreytinga á Íslandi, sérstaklega mælingar á þynningu jökla (pdf 2,8 Mb).

Í aðdraganda ráðstefnunnar var mikið fjallað um loftslagsbreytingar og áhrif þeirra í fjölmiðlum víða um heim. Meðal þess efnis sem gefið var út í aðdragandanum var skýrsla 50 vísindamanna um loftslagsbreytingar og nýjar upplýsingar sem hafa komið fram á þeim þremur árum sem liðin eru síðan ritun síðustu skýrslu milliríkjanefndar Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar (IPCC) lauk.

Skýrsla þessi heitir Kaupmannahafnargreiningin eða Copenhagen Diagnosis. Hér verður stiklað á stóru og aðeins fjallað um helstu niðurstöður hennar en vegna samanburðar er við hæfi að rifja fyrst upp helstu niðurstöður skýrslu IPCC frá 2007 (sjá nánar málaflokkinn Loftslag hér á vefnum).

Helstu niðurstöður IPCC voru að:

• Frá upphafi iðnbyltingar hefur hlýnað og á síðustu 100 árum er hlýnun við yfirborð jarðar rúmlega 0,7°C. Frostdögum hefur fækkað, jafnframt því sem óvenjuköldum dögum fækkar, en heitum dögum fjölgar. Hitabylgjur eru tíðari.
• Á norðlægum svæðum fellur meiri úrkoma en fyrr sem rigning, en minni sem snjór. Mjög víða hefur helliregn aukist, jafnvel á svæðum þar sem dregið hefur úr heildarúrkomu. Tíðni flóða og þurrka hefur sumstaðar aukist.
• Hörfun jökla frá 19. öld er víðtæk og nær jafnt til fjalljökla á norður- og suðurhveli og í hitabeltinu. Líklegt er að ísmassi beggja stóru jökulhvelanna (á Grænlandi og á Suðurskautslandinu) hafi minnkað á tímabilinu 1993-2003.
• Hafís á norðurhveli hefur minnkað, sérstaklega sumarísinn í N-Íshafi sem hefur minnkað um 7,4% á áratug frá 1979.
• Mælingar sýna merkjanlega hlýnun sjávar á tímabilinu 1961 til 2003. Eðlismassabreytingar vegna hlýnunar heimshafanna haldast í hendur við hækkandi sjávarborð.
• Frá 1961 til 2003 hækkaði yfirborð sjávar að meðaltali um 1,8 mm á ári og frá 1993 um 3,1 mm á ári. Þáttur varmaþenslu í hækkun sjávarborðs vegna hlýnunar sjávar er verulegur. Þótt gögn um sjávarstöðu fyrr á tíð séu brotakennd þá er mikil vissa fyrir því að hraði sjávarborðshækkunar jókst á tímabilinu frá 1871 til 2000.
• Aukning á styrk CO₂ í lofthjúpnum leiðir til aukinnar upptöku hafsins. Þetta sýrir hafið og hefur það súrnað um 0,1 pH stig að meðaltali frá upphafi iðnbyltingar. Áhrif súrnunar á lífríki sjávar eru enn lítt þekkt, en þekktar eru skaðlegar afleiðingar á kalkmyndandi lífverur sem eru mikilvægur hluti af vistkerfi hafsins.

Nýjar upplýsingar um mörg þessara atriða má finna í Kaupmannahafnargreiningunni.

Hlýnun

Meðalhiti jarðar hefur að jafnaði aukist álíka mikið á síðasta áratug og á tuttugu og fimm ára tímabili þar á undan. Litlu skiptir fyrir mat á hlýnun síðasta áratugar hvort hlýindaárið 1998 er tekið með í reikninginn (sjá mynd 1).

Jafnaðarhlýnun liðinna áratuga er í góðu samræmi við þá hlýnun sem loftslagslíkön sýna að hljótist af aukningu gróðurhúsalofttegunda. Jafnvel á síðasta áratug hefur hlýnunin haldið áfram óbreytt þó að virkni sólar hafi minnkað lítillega. Náttúrulegar sveiflur ár frá ári setja mark sitt á hitabreytingarnar, en til jafnaðar er hlýnunin um 0,19°C á áratug.

Breytingar á meðalhita jarðar síðustu 30 ár

Mynd 1. Breytingar á meðalhita jarðar síðustu 30 ár. Græna línan sýnir bestu línu 25 ára tímabilsins 1984 - 2008 (bæði ár meðtalin). Bláu línurnar tvær sýna bestu línur fyrir tvö 10 ára tímabil, annarsvegar 1998 - 2007 og hinsvegar 1999 til 2008. Halli línunnar sýnir hver jafnaðarhlýnun áratugarins er, og hún er álíka í báðum tilvikum. Punkturinn sýnir áætlun fyrir árið 2009.

Bráðnun á yfirborði Grænlandsjökuls

Mynd 2. Örbylgjumælingar með gervihnetti sýna að flatarmál þess svæðis á yfirborði Grænlandsjökuls þar sem bráðnun á sér stað að sumri til jókst um 30% frá árinu 1979 til 2008. Mest var bráðnunin sumarið 2007 en þá bráðnaði ís á um 50% af yfirborði jökulsins. Í heildina stafar um 30 - 35% af massatapi Grænlandsjökuls af bráðnun á yfirborði og afrennsli. Lággildið árið 1992 stafaði af kuldakasti sem kom í kjölfar Pinatubo eldgossins. (Byggt á Steffen o.fl. [2008] með viðbótum.)

Jöklar

Bráðnun jökulhvela og jökla hefur víðast hvar aukist. Mælingar með gervihnöttum sýna nú óyggjandi að bæði Grænlandsjökull og íshvelið á Suðurskautslandi bráðna sífellt meira. Bráðnun jökla annarsstaðar í heiminum hefur einnig aukist síðan um 1990. Mynd 2 sýnir aukna bráðnun á Grænlandsjökli og einnig hve víðtæk yfirborðsbráðnun varð árið 2007.

Nýjar rannsóknir benda til meiri og víðtækari hlýnunar á Suðurskautslandi en áður var talið. Íshvelið á Suðurskautslandinu skiptist í vesturhvel og austurhvel sem er mun stærra. Hlýnunin er meiri og afdráttarlausari yfir vesturhvelinu, en stórir hlutar austurhvelsins hafa líka hlýnað (mynd 3). Rannsóknir sýna að meðalhlýnun Suðurskautslandsins síðan 1957 er um 0,5°C (Chapman & Walsh 2008; Monaghan o.fl. 2008; Goosse o.fl. 2009; Steig o.fl. 2009).

Breyting á meðalhita Suðurskautslandsins

Mynd 3. Breyting á meðalhita Suðurskautslandsins (°C á áratug) frá árinu 1957 til 2006. (Byggt á Steig et al. [2009].)

Flatarmál hafísþekju í Norður-Íshafi á haustin

Mynd 4. Árstíðasveifla hafísþekju í Norður-Íshafi er mjög stór. Hafísinn er mestur síðla vetrar en nær lágmarki í september. Myndin sýnir flatarmál hafísþekju þegar hafísinn er minnstur ár hvert. Rauða línan sýnir athuganir. Skyggða svæðið sýnir spár þeirra reiknilíkana sem skýrsla IPCC (2007) byggist á. Svarta línan er meðaltal margra líkana (frá Stroeve o.fl. (2007) með viðbót fyrir árið 2008). Greinilegt er að líkönin ná ekki að herma eftir þeirri hnignun sem staðið hefur undanfarna áratugi og samdráttur hafísþekju árið 2007 er langt utan við það sem líkönin gefa til kynna. Síðustu tvö ár hefur hafísþekjan verið heldur víðfeðmari en 2007, nýlegt lágmark 2009 var 5,1 milljón ferkílómetrar sem er það þriðja lægsta í sögunni (á eftir 2008 og 2007), en samt mun minni en versta tilvikið hjá IPCC.

Hafís

Hafís á norðurhveli nær lágmarki í september á hverju ári. Á síðustu áratugum hefur útbreiðsla hafíss í september minnkað um 11,1 ± 3,3% á áratug (NSIDC, 2009). Þessi samdráttur er mun meiri en hafíslíkön sem notuð eru í fjórðu úttekt IPCC sýna (mynd 4).

Líklegt er að ýmis náttúruleg ferli vanti í líkönin. Í fyrsta lagi má nefna ófullnægjandi meðhöndlun yfirborðsbráðnunar vegna polla á sumarísnum (sjá t.d. Pedersen o.fl. 2009) og vegna óhreininda úr lofti, sótagna, sem setjast á ísinn (sjá t.d. Flanner o.fl. 2007 og Ramanathan & Carmichael 2008). Í öðru lagi má nefna ófullnægjandi aðferðir við að reikna blöndun í hafinu undir ísnum (sjá t.d. Arzel o.fl. 2006). Vetrarísinn dregst líka saman, en ekki jafn hratt. Síðan 1979 hefur samdrátturinn í febrúar verið um 2,9 ± 0,8% á áratug (NSIDC 2009).

Ísinn hefur einnig verið að þynnast á undanförnum áratugum. Samkvæmt mati Lindsay o.fl. (2007) hefur septemberísinn þynnst um 57 sentimetra á áratug síðan 1987, og Kwok & Rothrock (2009) sýna að vetrarísinn þynntist að jafnaði um 48% frá 1980 til 2008. Auk þessara breytinga hefur hlutfall íss sem er eldri en tveggja ára minnkað. Í febrúar 2009 var þetta hlutfall 10% en hefur yfirleitt verið um 30%.

Hækkun sjávarborðs frá 1970

Mynd 5. Hækkun sjávarborðs frá 1970 til 2010. Rauði ferillinn sýnir meðaltal sjávarstöðumæla (Church og White 2006) og blái ferillinn sýnir mat á hækkun sem byggist á gervihnattagögnum (Cazenave o.fl. 2008). Grái þríhyrningurinn sýnir spá milliríkjanefndar frá árinu 2001.

Sjávarstaða

Hnattræn hækkun sjávarborðs frá því um 1870 er u.þ.b. 20 sentimetrar (IPCC, 2007). Nákvæmar mælingar með gervihnöttum sýna að á árunum 1993 - 2008 hækkaði sjávarborð um 3,4 mm á ári, sem var mun meira en spár IPCC höfðu gert ráð fyrir. Um 40% hækkunar heimshafanna má rekja til varmaþenslu (sem stafar af hlýnun) en um 60% má rekja til bráðnunar jökla og stóru íshvelanna (Domingues o.fl. 2008).

Erfitt er að leggja mat á sjávarborðshækkun í framtíðinni en eins og samanburðurinn á mynd 5 sýnir hefur sjávarborðshækkun reynst í samræmi við ýtrustu spár. Stóri óvissuþátturinn er bráðnun Grænlandsjökuls og íshvels Suðurskautslandsins. Líklegt er þó að sjávarborð muni hækka mun meira en sem nemur þeim 18 - 59 sentimetrum sem IPCC (2007) spáði til loka þessarar aldar (sjá mynd 6). Á grundvelli þeirra rannsókna sem sýndar eru á mynd 6 er talið að sjávarborðshækkun til loka 21. aldar geti numið allt að tvöfaldri þeirri hækkun sem IPCC spáði (Richardson o.fl. 2009).

Um 160 milljónir manna búa á lágsvæðum sem eru 1 metra eða minna fyrir ofan sjávarmál. Lítil hækkun sjávarborðs getur því valdið verulegum búsifjum, t.d. með auknu strandrofi, verri sjávarflóðum, saltvatnsmengun í grunnvatni og skemmdum á votlendissvæðum.

Mynd 6 sýnir að sjávarborð mun halda áfram að hækka öldum saman og ef ekki verður komið böndum á hlýnun jarðar mun hækkunin líklega nema nokkrum metrum á næstu öldum. Slíkt myndi eyða stórum hafnarborgum víða.

Spár um hækkun sjávarborðs

Mynd 6. Nýlegar spár um hækkun sjávarborðs. Söguleg gögn eru frá Church og White (2006), en spár eru úr greinum Rahmstorf (2007), úr skýrslu þýsku vísindanefndarinnar um loftslagsbreytingar [WBGU (2006)] og skýrslu hollenskrar vísindanefndar [Delta nefndin - sjá Vellinga o.fl. (2008)].

Sögulegt samhengi hlýnunar á norðurhjara

Hlýnun síðustu ára hefur verið mjög skörp á Norðurheimskautssvæðinu. Kannanir á fornveðurfari (Kaufman o.fl. 2009) sýna að þessi hlýnun er einstök síðustu 2000 árin. Mynd 7 sýnir mat á hitabreytingum á heimskautasvæðunum síðustu 2000 árin. Breytingar á afstöðu sólar og norðurhvels jarðar að sumri til valda því að fram til síðustu aldar kólnaði á þessu svæði. Kólnunin var skrykkjótt með stöku „hlýskeiðum“ sem þó ná ekki að jafna hlýindi síðustu áratuga. Meðal þessara hlýskeiða var tímabil á miðöldum (um 900 til 1100) sem kann á sumum svæðum að hafa verið álíka hlýtt og síðustu áratugir (sjá Mann o.fl. 2010), en slík hlýindi voru staðbundin.

Hiti á Norðurheimsskautssvæðinu

Mynd 7. Bláa línan sýnir mat á hita á Norðurheimskautssvæðinu síðustu 2000 árin. Myndin byggist á veðurvitnum frá vatnaseti, ískjörnum og trjáhringjum. Græna línan sýnir bestu línu fram til ársins 1900. Rauða línan sýnir lofthita síðustu aldar, byggt á veðurmælingum.

Losun koldíoxíðs vegna bruna jarðefnaeldsneytis

Mynd 8. Losun CO₂ vegna bruna jarðefnaeldsneytis síðan 1980 (Le Quéré o.fl. 2009). Einnig eru sýndar losunarsviðsmyndir IPCC (Nakicenovic o.fl. 2000). Losun árið 2009 verður líklega um 3% undir losun ársins 2008, nærri losun ársins 2007. Þessi samdráttur samsvarar 2 - 4 vikum af hnattrænni losun CO₂.

Losun gróðurhúsalofttegunda

Spár IPCC um loftslagsbreytingar byggjast á forsendum um losun gróðurhúsalofttegunda. Þessar forsendur eru kallaðar sviðsmyndir og lýsa losun og aukingu gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum, auk fleiri þátta sem áhrif hafa á hlýnun jarðar. Mynd 8 sýnir samanburð á rauverulegri losun og sviðsmyndum. Þar sést að losunin er nærri þeim sviðsmyndum sem gerðu ráð fyrir mestri losun. Aukning losunar á síðustu árum stafar aðallega af aukinni losun í þróunarlöndum (sérstaklega Kína), auknum viðskiptum landa á milli (Peters og Hertwich 2008) og af því að orkunýtni hagkerfa heimsins jókst ekki álíka og fyrr (Raupach o.fl. 2007).

Hvenær nær losunin hámarki?

Mynd 9. Dæmi um þróun þar sem uppsöfnuð losun CO₂ er 750 Gt frá 2010 til 2050 (1 Gt CO₂ = 3,67 Gt C). Með þessari uppsöfnuðu losun eru um 67% líkur á því að hlýnun jarðar verði minni en 2°C. Myndin sýnir að ef losun nær hámarki síðar þarf samdrátturinn að vera skarpari (WBGU 2009).

Leiðir til að takmarka losun

Bruni jarðefnaeldsneytis losar gróðurhúsalofttegundir sem haldast í lofthjúpnum árhundruðum saman. Ef koma á í veg fyrir að hlýnun fari yfir 2°C má því uppsöfnuð losun ekki fara yfir ákveðin mörk. Hvernig stefnt er að þessum mörkum skiptir ekki meginmáli fyrir hlýnunina. Mynd 9 sýnir dæmi um þrjár mismunandi leiðir til að losa 750 Gt af CO₂, á árunum 2010 til 2050, en með slíkri losun eru 67% líkur á að hlýnunin verði minni en 2°C. Myndin sýnir greinilega að ef dregið er að takast á við loftslagsbreytingar þarf samdrátturinn að vera skarpari, þ.e. ef losun nær hámarki árið 2011 þarf mesti samdráttur að vera 3,7% á ári, en ef losun nær hámarki árið 2020 þarf mesti samdráttur að vera 9% á ári. (Heimild: Þýska vísindanefndin um loftslagsbreytingar WBGU, 2009.)

Tilvísanir

Tilvísanir í greinar má finna í Kaupmannahafnargreiningunni eða „The Copenhagen Diagnosis“.