Nokkrar staðreyndir um loftslag og loftslagsbreytingar
Tómas Jóhannesson og Halldór Björnsson
Í tengslum við loftslagsþingið í Kaupmannahöfn í desember 2009 hafa farið fram miklar umræður um hlýnun jarðar og sýnist sitt hverjum. Rætt hefur verið um hugsanlega og líklega hlýnun, hækkun sjávarborðs og ýmsar aðrar afleiðingar, sem sumar eru þegar fram komnar, markmið um þá hlýnun sem unnt er að sætta sig við o.s.frv. o.s.fr.
Sumir telja eðlilegt að miða við að ekki hlýni meira en um 2°C frá veðurfari fyrir iðnbyltingu og hefur Evrópusambandið tekið þá afstöðu en aðrir vilja metnaðarfyllri markmið og hafa lagt til að hlýnunin verði takmörkuð við 1,5°C. Í viðræðum samningamanna og þjóðarleiðtoga á loftslagsþinginu var almennt gengið út frá því að hlýnun jarðar sé staðreynd sem bregðast þurfi við og spár vísindamanna eru notaðar sem viðmið þegar rætt er um aðgerðir til þess að aðlagast óumflýjanlegri hlýnun og draga úr hlýnun eftir því sem unnt er.
Í umræðunni hafa einnig komið fram fullyrðingar um að kenningar um hlýnun loftslags séu byggðar á ýkjum og jafnvel á víðtæku samsæri vísindamanna og umhverfisverndarsinna. Það var vatn á myllu þeirra sem þessu halda fram þegar fréttir bárust af innbroti í tölvukerfi háskólans í East Anglia í Bretlandi og tölvupóstur rannsóknarstofnunar í loftslagsfræðum var gerður opinber. Þar var í nokkrum póstskeytum komist harkalega að orði um niðurstöður annarra fræðimanna og efasemdarmanna um hlýnun jarðar. Sum tölvuskeytanna voru túlkuð þannig að þau sýndu fram á að á rannsóknarstofnuninni hefðu gögn verið rangtúlkuð til þess að færa sönnur á hlýnun jarðar af mannavöldum. Erfitt er fyrir almenning að átta sig á því hvað er satt og logið í þessari umræðu vegna þess að ýmsir fréttamenn, álitsgjafar og vísindamenn hafa sent frá sér ummæli sem stangast á. Fulltrúar beggja sjónarmiða í þessari umræðu hafa jafnframt ásakað andstæðinga sína um að stjórnast af annarlegum hvötum og blekkja almenning og stjórnvöld.
Í breskum fjölmiðlum kom fram í fréttaskýringum að fáheyrt væri að heil vísindagrein væri ásökuð um jafnvíðtækt samsæri og hér um ræðir. Mörg dæmi úr ýmsum sviðum vísinda eru um að flett hafi verið ofan af óheiðarlegum vísindamönnum sem hafa rangtúlkað gögn og beitt blekkingum til þess að vekja athygli á sér eða tryggja stöðu sína. Nýleg dæmi eru m.a. norskur læknir sem falsaði gögn úr krabbameinsrannsóknum sem reyndust aldrei hafa farið fram þegar nánar var að gáð og suðurkóreanskur erfðafræðingur sem aflað hafði mikilla styrkja til rannsókna með blekkingum. Hins vegar datt engum í hug að þessir vísindamenn væri þátttakendur í víðtækum samsærum sem t.d. fælust í því að krabbameinsmeðferð og -rannsóknir á sjúkrahúsum og við háskóla um allan heim væru blekkingaleikur sem nú væri búið að svipta hulunni af.
Hér verður ekki, plássins vegna, farið út í það hvernig eðlilegast er að túlka tölvupóstsamskipti þau sem að ofan voru nefnd en látið duga að fullyrða að þau eru fjarri því að vera tilefni til ályktana um víðtækt samsæri vísindamanna né heldur gefa þau til kynna að gögn um hlýnun loftslags frá veðurstofum eða rannsóknarstofnunum séu röng eða misvísandi. Hins vegar viljum við koma á framfæri nokkrum staðreyndum um loftslag og loftslagsbreytingar sem almennt samkomulag er um meðal veðurfræðinga og vísindamanna á sviði veðurfarsrannsókna. Umræður um pólítíska hlið loftslagsbreytinga og aðgerðir til þess að stemma stigu við þeim mega ekki hjúpast slíku reykskýi í pólítískri orrahríð að menn missi sjónar á raunveruleikanum og láti umræðuna stjórnast af gífuryrðum og rakalausum ásökunum.
Árangur af loftslagsþinginu í Kaupmannahöfn virðist hafa orðið minni en vonir stóðu til. Í framhaldi af þinginu verður vafalaust víðtæk umræða um næstu skref í alþjóðlegum loftslagssamningum til þess að draga úr hlýnun jarðar. Mikilvægt er að sú umræða verði á grundvelli vísindarannsókna og staðreynda til þess að samningar og aðgerðir í þessu mikilvæga máli verði heillavænlegar.
Nokkrar staðreyndir um gróðurhúsaáhrif og hlýnun jarðar
1. Náttúruleg gróðurhúsaáhrif í lofthjúpi jarðar hafa áhrif á loftslag
Sú staðreynd að gróðurhúsaáhrif hafa mikilvægu hlutverki að gegna í geislunarjafnvægi jarðar verður augljós þegar haft er í huga að meðalyfirborðshiti jarðarinnar (um 15°C) er mun hærri en jafnvægishiti sem svarar til inngeislunar frá sólinni. Þannig er langbylgjugeislun frá yfirborði jarðar (um 390 W/m2 að meðaltali) mun meiri en frá ystu lögum lofthjúpsins (um 240 W/m2) sem felur í sér að lofthjúpurinn gleypir í sig mikla langbylgjugeislun. Í þessu felast hin náttúrlegu gróðurhúsaáhrif.
2. Koltvísýringur og ýmsar aðrar lofttegundir sem eru í litlu magni í lofthjúpnum valda hluta af gróðurhúsaáhrifunum
Unnt er með litrófsgreiningu að mæla frá gervihnöttum hvaða lofttegundir draga í sig orku á leið langbylgjugeislunar upp í gegnum lofthjúpinn. Litróf geislunarinnar sýnir skýr merki um gleypni af völdum vatnsgufu, koltvísýrings (CO2), metans (CH4), ósóns (O3) og fleiri lofttegunda. Skilningur á þessari eðlisfræði er daglega notaður við að fylgjast með ástandi lofthjúpsins, og veðurspár sem reiknaðar eru á nokkurra tíma fresti um allan heim byggja m.a. á þessum upplýsingum. Sama gildir um margar aðrar staðreyndir sem kenningar um veðurfarsbreytingar af mannavöldum byggja á. Þær eru hluti af miklu stærra samhengi í vísindalegri þekkingu sem notuð er á fjölmörgum sviðum raunvísinda sem enginn ágreiningur er um.
Aftur upp3. Styrkur gróðurhúsalofttegunda í lofthnjúpnum hefur aukist verulega vegna losunar mannsins
CO2 hefur aukist um 35 til 40%, CH4 hefur meira en tvöfaldast, N2O hefur aukist um 15%, O3 í veðrahvolfinu hefur einnig aukist. Nýjar lofttegundir, eins og klórflúorkolefni og vetnisflúorkolefni (CFC, HCFC, HFC), fyrirfundust ekki í lofthjúpnum fyrir iðnbyltingu. Allar þessar lofttegundir auka gróðurhúsaáhrif í lofthnjúpnum.
4. Auðvelt er að reikna breytingar í geislunarbúskap sem leiða af aukningu í styrk gróðurhúsalofttegunda
Geislunarreikningar, þar sem notast er við ýmis líkön, allt frá mjög einfölduðum líkönum sem taka einungis tillit til meginþátta til háþróaðra líkana af lofthjúpi jarðarinnar allrar, sýna að einfalt samband er á milli breytinga í geislunarbúskap og breytinga í meðalhita við yfirborð jarðar þegar til langs tíma er litið. Ekki skiptir miklu máli hvort breyting í geislunarbúskap stafar af breytingum á inngeislun sólar eða af breytingum á styrk gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum. Talið er að tvöföldun á styrk CO2 leiði til aukningar á geislun til yfirborðs upp á 3,7±0,4 W/m2. Það jafngildir um 2% aukningu í inngeislun sólar.
Heildarbreyting á geislunarbúskap af völdum aukningar á styrk gróðurhúsalofttegundanna, sem nefndar voru í lið 3, frá því fyrir iðnbyltingu er nú um 3,0 W/m2. Nettóbreytingin (að teknu tilliti til kælandi endurkasts frá ögnum í lofthjúpnum og nokkurra annarra þátta) er um 1,6±1,0 W/m2. Óvissan er að mestu leyti í tengslum við áhrif agnanna. Aukning þessara áhrifa nú er að mestu leyti af völdum CO2 en minnkandi áhrif endurkastandi agna (einkum vegna minnkandi brennisteinsmengunar frá Bandaríkjunum og Evrópu) og aukning í ögnum sem draga til sín sólgeislun (reykur, einkum frá Indlandi og Kína, og vegna bruna lífrænna efna) koma einnig við sögu.
5. Næmi loftslags gagnvart geislunarbreytingu sem samsvarar tvöföldun í styrk CO2 er metin um 3ºC
Næmi loftslags er skilgreind sem breyting í meðalhita jarðar þegar geislunarjafnvægi er náð af völdum breytingar í geislunarbúskap að teknu tillit til „hraðra“ gagnvirkra ferla (sem tengjast skýjum, vatnsgufu, vindum, snjó, hafís, o.s.frv.) en tillit er ekki tekið til hægari ferla sem taka frá áratugum og upp í árþúsundir að ganga til enda (þar með talið eru áhrif jökla, gróðurs, breytingar á hringrás kolefnis o.fl.). Þar sem ekki skiptir miklu máli af hverju geislunarbreyting stafar þá er unnt að meta næmi loftslags með ýmsum sögulegum og jarðsögulegum gögnum um loftslagsbreytingar þar sem unnt er að meta bæði breytingu í geislunarjafnvægi og hitabreytinguna sem til hennar svaraði. Vel þekkt dæmi um loftslagsbreytingu sem unnt er að byggja á í þessu samhengi er munurinn á hitafari á milli ísalda og hlýskeiða. Í því tilviki er geislunarbreytingin mjög mikil (um 7 W/m2 að teknu tilliti til breytinga á stærð jökla, styrk CO2 og annarra gróðurhúsalofttegunda, magni agna í lofthjúpnum og breytinga á gróðurfari) og hitabreytingin var einnig mikil (um 5ºC að því að talið er) sem svarar til næmis upp á um 3ºC. Þetta mat má bæta með því að taka tillit til gagna um hitabreytingar af völdum eldgosa og ýmissa mælinga frá gervitunglum og niðurstaða þess er að 3ºC sé líklegasta gildið, en að teknu tilliti til óvissu liggi næmin á bilinu 2 til 4,5ºC. Þessi næmi má einnig rita með hliðsjón af breytingu í geislunarbúskap á forminu 0,75 ºC/(W/m2).
Aftur upp6. Meta má loftslagsbreytingu með því að margfalda saman breytingu á geislunarbúskap og næmi loftslags
Sú breyting á geislunarbúskap sem nú er orðin samsvarar meðalhlýnun upp á (1,6 W/m2) x 0,75 ºC/(W/m2) = 1,2ºC þegar nýju hitajafnvægi er náð og öll áhrif hraðra, gagnvirkra ferla eru komin fram. Þessi hitabreyting er ekki að fullu orðin sökum þess að höfin eru lengi að ná hitajafnvægi (breytingin sem fram er komin er um 0,7ºC samkvæmt mælingum). Hluti hlýnunar af völdum gróðurhúsalofttegunda sem þegar hafa verið losaðar upp í andrúmsloftið á þannig eftir að koma fram þótt styrkur gróðurhúsalofttegunda breyttist ekki umfram það sem orðið er (um 0,5ºC). Þessa óorðnu hlýnun sem mannkynið „á inni“ má meta á annan hátt með því að rannsaka varmaaukningu í höfunum af völdum hlýnunar sjávar sem mælst hefur síðasta áratuginn eða svo en hún samsvarar um 0,7 W/m2 (þessi varmaaukning ætti að vera í grófu samræmi við ójafnvægið í geislunarbúskap sem svarar til hlýnunarinnar sem eftir á að koma fram). Þetta þýðir að búast má við 0,7×0,75 ºC = 0,5ºC frekari hlýnun. Ef ekki verður gripið til aðgerða til þess að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda út í andrúmsloftið er talið að geislunarbúskapur jarðar breytist um 4 til 7 W/m2 til viðbótar á þessari öld og því muni hlýna um 3 til 5ºC til viðbótar þegar öll áhrif þeirrar losunar eru fram komin.
Ekkert bendir til þess að ofangreindar staðreyndir verði dregnar í efa með rökum sem samræmast almennri vísindalegri þekkingu á eðlis- og veðurfræði. Allt bendir til þess að loftslag jarðarinnar breytist nú hratt af völdum þeirrar losunar mannkyns á gróðurhúsalofttegundum sem þegar er orðin. Ekki þarf annað en að fylgjast með hörfun jökla hérlendis og á fjölmörgum öðrum stöðum til þess að sannfærast um það að hlýnunin er ekki bara fræðileg umræða á þingum og í fjölmiðlum heldur áþreifanleg þróun sem þegar hefur mikil áhrif á náttúrufar. Á þessum staðreyndum þarf að byggja umræður um loftslagsbreytingar og pólítísk viðbrögð við þeim.
Veðurstofan hefur mótað sér þá stefnu að taka þátt í samstarfi veðurstofa og vísindastofnana á sviði veðurfræði um heim allan um rannsóknir og ráðgjöf til stjórnvalda og almennings um veðurfarsbreytingar. Þetta samstarf er undir merkjum Alþjóða veðurfræðistofnunarinnar (WMO) og Umhverfisstofnunar Sameinuðu þjóðanna (UNEP) sem saman standa að Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar (IPCC). Veðurstofan telur að álitsgerðir IPCC séu faglega unnar og besta yfirlit um stöðu rannsókna á áhrifum loftslagsbreytinga sem völ er á. Þó umfjöllun í fjölmiðlum kunni að gefa ástæðu til að ætla annað þá eru meginatriði í álitsgerðunum ekki umdeild meðal vísindamanna. Með þessu er ekki sagt að álitsgerðirnar séu réttar í öllum atriðum vegna þess að ekki er unnt að koma í veg fyrir að inn í samantekt um umfangsmiklar rannsóknir í hraðri þróun slæðist einhverjar villur, eins og nýlegar fréttir um mistök í umfjöllun um hörfun jökla í Himalayjafjöllum í síðustu skýrslu IPCC eru til marks um. Þessi mistök breyta engu um þau meginatriði sem rakin eru hér að framan.
Mikil framþróun hefur orðið í rannsóknum á loftslagsbreytingum á síðustu árum en þrátt fyrir það ríkir margvísleg óvissa um þróun loftslags næstu áratugina og áhrif mannkyns á það. Samantektir IPCC á nýjustu rannsóknum á hverjum tíma fyrir stjórnvöld og almenning hafa reynst ómetanlegar til þess að leggja mat á stöðuna.
Rétt er að undirstrika að álitsgerðir IPCC eru ekki á ábyrgð lítils hóps vísindamanna eða einnar ákveðinnar stofnunar. IPCC er samvinnuvettvangur veðurstofa og rannsóknarstofnana frá flestum þjóðlöndum heims með þátttöku þúsunda vísindamanna.
Veðurstofan sér ástæðu til þess að vísa á bug ásökunum um umfangsmikið samsæri vísindamanna sem hún telur engan fót fyrir. Slíkar ásakanir beina athyglinni frá kjarna málsins og eru ekki til neins annars en að draga úr hlutlægri umræðu um veðurfarsbreytingar og afleiðingar þeirra.
Sjá einnig skýrsluna Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi (pdf 24,4 Mb).
Aftur upp
