Áhrifaþættir hinnar hnattrænu hlýnunar

Ef skoðaðar eru nokkrar nýlegar rannsóknir þar sem notaðar eru ýmsar mismunandi aðferðir til að meta hversu stór hlutur hinnar hnattrænu hlýnunnar er af völdum náttúrulegra áhrifaþátta og hversu stór hluti er af mannavöldum, þá kemur ýmislegt áhugavert í ljós. Hér verður farið yfir niðurstöður þessarra rannsókna til að sjá hvað vísindamenn og gögn þeirra hafa að segja okkur um hvað það er sem er að valda hinni hnattrænu hlýnun.

Allar þessar rannsóknir, sem beita mismunandi aðferðum og nálgunum, gefa góðar vísbendingar um að það séu menn sem eru að valda hinni hnattrænu hlýnun á síðustu öld og þá sérstaklega á síðustu 50 til 65 árum (mynd 1).

Mynd 1: Heildar hlutur manna og náttúrunnar í hinni hnattrænu hlýnun sem orðið hefur síðastliðin 50-65 ár, samkævmt Tett o.fl. 2000 (T00, dökkblátt), Meehl o.fl. 2004 (M04, rauður), Stone o.fl. 2007 (S07, grænn), Lean og Rind 2008 (LR08, fjólublár), Huber og Knutti 2011 (HK11, ljósblár), og Gillett o.fl. 2012 (G12, appelsínugulur). Smelltu á mynd til að stækka.

Athugið að tölur í þessu yfirliti er besta mat úr hverri grein. Til einföldunar er skekkjumörkum sleppt, en tenglar eru í hverja grein fyrir þá sem vilja kynna sér málið nánar, neðst á síðunni.

Hverjir eru helstu áhrifaþættir á hitastig jarðar?

Flestar þær greinar sem fjalla um áhrifaþætti á hitastig jarðar, fjalla um gróðurhúsalofttegundir, sólvirkni, eldvirkni, örðulosun af mannavöldum og El Nino sveifluna enda eru þetta þeir þættir sem ráða hve mestu um hitastig á hverjum tíma.

Eins og þekkt er, þá veldur losun manna á gróðurhúsalofttegundum (GHG) því að hiti jarðar eykst samfara auknum styrk gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu - hin auknu gróðurhúsaáhrif.

Sólvirkni hitar eða kælir jörðina eftir því hvort inngeislun frá sólinni inn í lofthjúp jarðar eykst eða minnkar.

Eldvirkni getur valdið skammtímakólnun á jörðinni með því að þeyta súlfat örðum (e. sulfate aerosols) út í andrúmsloftið, en mikið magn þeirra í efri lögum lofthjúpsins dregur úr inngeislun sólarljóss og minnkar magn þess sem nær yfirborði jarðar.  Þannig örður eru ekki langlífar og skolast úr andrúmsloftinu á 1-2 árum. Því hefur eldvirkni yfirleitt bara skammtímaáhrif á hitastig, nema það komi tímabil þar sem eldvirkni er annað hvort óvenjuulega mikil eða lítil.

Örðulosun af mannavöldum -mest brennisteins díoxíð (SO2) - hefur einnig tilhneigingu til að kæla jörðina. Aðal munurinn á henni og eldvirkni er það menn eru stöðugt að losa mikið magn arða út í andrúmsloftið með því að brenna jarðefnaeldsneyti. Því er í raun um langtímaáhrif að ræða á hitastig - svo lengi sem menn halda áfram losuninni. Örður frá mönnum eru þó mismunandi og valda mismunandi áhrifum (draga úr sólarljósi, hjálpa til við skýjamyndun og valda gróðurhúsaáhrifum). Áhrif arða á loftslag er einn stærsti óvissuþátturinn í loftslagsfræðum.

El Nino sveiflan (ENSO) er náttúruleg sveifla í yfirborðshita sjávar í Kyrrahafinu, sem sveiflast á milli El Nino og La Nina fasa. El Nino fasinn færir hita frá sjónum og upp í andrúmsloftið. La Nina virkar síðan á hinn vegin. Nokkrar rannsóknir hafa verið gerðar á hvort ENSO hefur langtímaáhrif á hnattrænan hita. Þar sem um er að ræða sveiflu, þá er talið að langtímaáhrif séu lítil og að La Nina fasinn verki á móti El Nino.

Það eru aðrir áhrifaþættir, en gróðurhúsalofttegundir og SO2 eru stærstu mannlegu þættirnir. Sólvirkni, eldvirkni og ENSO eru stærstu náttúrulegu þættirnir sem virka á hnattrænan hita. Við skulum skoða hvað fræðimenn segja um hlutfallsleg áhrif hvers þáttar fyrir sig.

Tett o.fl. (2000)

Tett o.fl. (2000) notuðu aðferð þar sem mismunandi gögnum er hlaðin inn í loftslagslíkön og greint hvernig þau passa best við hin eiginlegu gögn (aðferðin heitir á ensku optimal detection methodology). Inn í líkanið fóru mælingar á gróðurhúsalofttegundum, örður vegna eldvirkni, sólvirkni, örður af mannavöldum og breytingar í ósóni (óson er einnig gróðurhúsalofttegund).

Líkan þetta var borið saman við hnattrænan yfirborðshita frá 1897-1997. Í heildina þá náði líkanið að líkja nokkuð vel eftir hinni hnattrænnu hlýnun yfir allt tímabilið; hins vegar vanmat líkanið hlýnunina frá 1897-1947 og ofmat hlýnunina frá 1947-1997. Fyrir vikið þá er heildarsumma hlýnunar af manna- og náttúrunnar völdum meira en 100 %, fyrir síðustu 50 ár rannsóknarinnar (sjá dökkblátt á mynd 1), þar sem hlýnunin var í raun minni en líkanið sagði til um. Fyrir bæði 50 og 100 ára tímabilin, þá mátu Tett og félagar það þannig að náttúrulegir þættir hefðu haft smávægileg kælandi áhrif og þar með að mannlegir þættir hlýnunarinnar hefðu haft meira en 100 % áhrif á hlýnunina fyrir þau tímabil.

Meehl o.fl. (2004)

Meehl o.fl. 2004 notuðu svipaða nálgun og Tett o.fl. Þeir keyrðu loftslagslíkön með mismunandi gildum á þeim þáttum sem hafa hvað mest áhrif á hnattrænana hita (gróðurhúsalofttegundir, sólvirkni, örður vegna eldvirkni, örður frá mönnum og ósón), sem var svo borið saman við hitagögn frá 1890-2000. Þeirra niðurstaða var að náttúrulegir þættir stjórnuðu að mestu hlýnuninni milli 1910-1940, en gætu ekki útskýrt þá hlýnun sem varð eftir miðja síðustu öld.

Samkvæmt mati Meehl o.fl. þá var um 80 % af hinni hnattrænu hlýnun milli 1890 og 2000 af völdum manna. Síðustu 50 ár ransóknarinnar (1950-2000) þá hefðu náttúrulegir þættir einir og sér valdið heildar kólnun og því er niðurstaðan svipuð og hjá Tett o.fl. að meira en 100 % hlýnunarinnar var af mannavöldum. Síðastliðin 25 ár var hlýnununin nær eingöngu af mannavöldum samkvæmt þeirra mati.

Stone o.fl. (2007)

Stone o.fl.sendu frá sér tvær greinar árið 2007. Fyrri greinin greindi frá niðurstöðu 62 keyrsla á loftslagslíkönum fyrir tímabilið 1940-2080. Þessar hermanir byggðu á mælingum gróðurhúsalofttegunda, örðum eldgosa, örðum frá mönnum og sólvirkni frá 1940-2005. Að auki notuðu þeir spár um framtíðarlosun til að skoða mögulega framtíðar hlýnun jarðar. Með líkanakeyrslu á orkujafnvægi fékkst mat á viðbrögðum loftslagsins við breytingu hvers þáttar. Á þessu rúmlega 60 ára tímabili, þá mátu Stone o.fl. að nálægt 100 % af hlýnuninni væri af mannavöldum og að náttúrulegir þættir hefðu í heildina kælandi áhrif.

Seinni rannsókn Stone o.fl. 2007 uppfærði niðurstöður sem komu úr fyrri rannsókninni með því að nota fleiri loftlsagslíkön og uppförð gögn - auk þess að skoða tímabilið 1901-2005. Fyrir allt það tímabil mátu Stone o.fl. að helmingur hlýnunarinnar væri náttúruleg og helmingur af mannavöldum. Gróðurhúsalofttegundir jukust nægilega mikið til að auka hitann um 100 % - en á móti kom að kælandi áhrif arða af mannavöldum minnkaði hlut manna um helming. Sólvirkni olli 37 % og eldvirkni 13 % af hlýnuninni fyrir þetta tímabil samkvæmt Stone o.fl.

Lean og Rind (2008)

Lean og Rind 2008 fetuðu aðrar slóðir, en þeir notuðu útfærslu á línulegri aðhvarfsgreiningu (e. multiple linear regression analysis) í sinni rannsókn. Lean og Rind notuðu mælingar á sólvirkni, eldvirkni og mannlegum þáttum, auk ENSO og notuðu tölfræðilega aðferð við að tengja það við hnattrænar hitamælingar. Með því að greina hvað er afgangs eftir að búið er að taka út mismunandi þætti, þá sést hvaða þættir eru áhrifamestir.

Sú greining var gerð yfir mismunandi tímabil og yfir tímabilið 1889-2006 þá mátu höfundar að menn hefðu valdið um 80 % af mældri hlýnun þess tímabils, á meðan náttúrulegir þættir ullu um 12 %. Eins og áður þá er samtalan ekki nákvæmlega 100 % meðal annars vegna þess að ekki eru skoðaðir allir mögulegir og ómögulegir þættir sem geta haft áhrif á hnattrænan hita. Frá 1955-2005 og 1979-2005, þá mátu höfundar sem svo að menn hefðu valdið nálægt 100 % af mælanlegri hlýnun.

Stott o.fl. (2010)

Stott o.fl. notuðu aðra nálgun en Lean og Rind. Þeir notuðu línulega aðhvarfsgreiningu til að staðfesta niðurstöður úr fimm mismunandi loftslaglíkönum. Reiknaðir voru hallastuðlar (e. regression coefficients) fyrir gróðurhúsalofttegundir, aðra mannlega þætti (örður t.d.) og náttúrulega þætti (sólvirkni og eldvirkni) og mátu þeir hversu mikla hlýnun hver þáttur hefði valdið á síðustu öld. Meðaltal þessarra fimm líkana sýndu að mannlegir þættir ollu samtals um 86 % af mælanlegri hlýnun og þar af gróðurhúsalofttegundir um 138 %. Lítil hlýnun fannst vegna náttúrulegra þátta.

Stott o.fl. staðfestu einnig niðurstöðuna með því að skoða hvað ýmsar rannsóknir hafa að segja um svæðisbundið loftslag. Þar kom í ljós að vart hefur verið við loftslagsbreytingar af mannavöldum í hitabreytingum staðbundið, úrkomubreytingum, rakastigi andrúmsloftsins, þurrkum, minnkandi hafís, hitabylgjum, sjávarhita og seltubreytingum, auk annarra svæðisbundna breytinga.

Huber og Knutti (2011)

Huber og Knutti 2011 notuðu áhugaverða nálgun í sinni rannókn, en þar notuðu þeir regluna um varðveislu orku fyrir heildar orkubúskap jarðar til að áætla hversu stóran þátt mismunandi þættir höfðu áhrif á hlýnunina milli árana 1850 og 1950 fram til ársins 2000. Huber og Knutti notuðu áætlaða aukningu í heildarhita jarðar frá árinu 1850 og reiknuðu út hversu mikið sú aukning var vegna áætlaðra breytinga í geislunarálagi. Þeirri aukningu skiptu þeir síðan milli þeirrar aukingar sem orðið hefur á hitainnihaldi sjávar og útgeislunar frá jörðu.  Meira en 85% af hnattrænum hita hefur farið í að hita úthöfin þannig að með því að taka þau gögn með þá varð rannsókn þeirra sérstaklega sterk.

Huber og Knutti mátu það þannig að frá 1850 hafi 75 % hitaaukningarinnar verið af mannavöldum og að frá 1950 hafi hlýnunin af mannavöldum verið um 100 %.

Foster og Rahmstorf (2011)

Foster  Rahmstorf (2011) notuðu svipaða tölfræðilega nálgun og Lean og Rind (2008). Aðalmunurinn er að Foster og Rahmstorf skoðuðu fimm mismunandi hitagaögn, þar á meðal gervihnattagögn og greindu gögn frá árunum 1979-2010 (eða eins langt aftur og gervihnattagögn ná). Þeir skoðuðu þá þrjá helstu náttúrulega þætti sem hafa hvað mest áhrif á hnattrænt hitastig - sólvirkni, eldvirkni og ENSO. Þeir þættir sem hafa hvað mest áhrif á hnattrænt hitastig eftir að þessir þættir hafa verið síjaðir í burtu - eru af mannavöldum.

Með því að skoða hitastig frá Hadlay miðstöðinni (British Hadley Centre) og er mikið notað í svona rannsóknum, þá fundu Foster og Rahmstorf það út að hinir þrír náttúrulegu þættir sem notaðir eru í rannsókninni valda heildar kólnunaráhrif á tímabilinu 1979-2010. Afgangurinn er að mestu leiti hlýnun af mannavöldum og því rúmlega 100 % af hlýnuninni fyrir þetta tímabil.

Einn lykilþátturinn í því að gera svona rannsókn sterka er að hér er ekki gerður greinarmunur á hinum mismunandi áhrifaþáttum frá sólu. Öll áhrif frá sólu (bein og óbein) sem sýna fylgni við virkni sólar (sólvirkni, geimgeislar, útfjólublátt ljós o.sv.frv.) koma fram í línulegri aðhvarfsgreiningunni. Bæði Lean og Rind annars vegar og Foster og Rahmstorf hins vegar drógu þá ályktun að virkni sólar hefði spilað litlla rullu í hinni hnattrænu hlýnun undanfarna áratugi.

Gillett o.fl. (2012)

Líkt og Stott o.fl. 2010, þá notuðu Gillett o.fl. línulega aðhvarfsgreiningu með loftslagslíkani - nánar tiltekið var notað líkan af annarri kynslóð frá Kanada (CanESM2). Notuð voru gögn fyrir losun gróðurhúsalofttegunda og losun arða. Einnig voru skoðaðar breytingar á landnotkun, sólvirkni, ósoni og örðumyndun vegna eldvirkni. Mismunandi þættir voru settir saman undir flokkana 'náttúrulegir', 'gróðurhúsalofttegundir' og 'annað'. Skoðaðir voru þessir þættir á þremur mismunandi tímabilum: 1851-2010, 1951-2000 og 1961-2010. Ef skoðuð eru meðaltöl seinni tímabilanna og reiknað með að þátturinn 'annað' sé örður af mannavöldum, þá kemur í ljós að hlýnun af mannavöldum er meiri en 100 % fyrir þau tímabil.

Hlýnun af mannavöldum

Fyrrnefndar rannsóknir eru ólíkar innbyrðis og nota mismunandi aðferðir og nálganir - samt eru þær mjög samhljóða. Niðurstaða allra rannsóknanna var sú að þegar skoðuð eru síðastliðin 100-150 ár, þá er hlýnunin af völdum manna að minnta kosti 50 % og flestar rannsóknirnar benda til þess að hlýnunin af mannavöldum fyrir þetta tímabil sé milli 75 og 90 % (mynd 2). Síðastliðin 25-65 ár, þá sýna fyrrnefndar rannsóknir enn fremur að hlýnunin af mannavöldum er að lágmarki 98 % og flestar benda til þess að menn hafi valdið töluvert yfir 100 % af þeirri hlýnun sem mælingar sýna - þar sem náttúrulegir þættir hafa haft kælandi áhrif á móti, undanfarna áratugi (myndir 3 og 4).

Að auki, þá kom í ljós í öllum rannsóknunum og öllum tímabilum að stærstu áhrifaþættir hnattræns hita eru þeir sem eru af mannavöldum: (1) Gróðurhúsalofttegundir, og (2) örðulosun af mannavöldum. Það lítur í raun ekki vel út, því ef við hreinsum útblástur og minnkum örðulosun, þá munu kælandi áhrif þess minnka og afhjúpa hina undirliggjandi hlýnun sem er vegna losunar gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum. Athugið að rannsóknirnar skoðuðu ekki allar sömu áhrifaþættina - sem veldur því að það virðist vanta sumar súlur í súluritunum á myndum 2-4.

Mynd 2: Prósentuhluti áhrifaþátta á hnattræna hlýnun síðastliðin 100-150 ár, samkvæmt Tett o.fl. 2000 (T00, dökk blár), Meehl o.fl. 2004 (M04, rauður), Stone o.fl. 2007 (S07, grænn), Lean og Rind 2008 (LR08, fjólublár), Stott o.fl. 2010 (S10, grár), Huber og Knutti 2011 (HK11, ljósblár) og svo Gillett o.fl. 2012 (G12, appelsínugulur). Smelltu á mynd til að stækka.

Mynd 3: Prósentuhluti áhrifaþátta á hnattræna hlýnun síðastliðin 50-65 ár samkæmt Tett o.fl. 2000 (T00, dökk blár), Meehl o.fl. 2004 (M04, rauður), Stone o.fl. 2007 (S07, grænn), Lean og Rind 2008 (LR08, fjólublár), Huber og Knutti 2011 (HK11, ljósblár) og svo Gillett o.fl. 2012 (G12, appelsínugulur). Smelltu á mynd til að stækka.

Mynd 4: Prósentuhluti áhrifaþátta á hnattræna hlýnun síðastliðin 25-30 ár samkæmt Meehl o.fl. 2004 (M04, rauður), Lean og Rind 2008 (LR08, fjólublár) og Foster og Rahmstorf 2011 (FR11, grænn). Smelltu á mynd til að stækka.

Á milli áranna 1910 og 1940 var tímabil hlýnunnar, sem talið er að hafi að mestu verið vegna aukinnar sólvirkni og lítillar eldvirkni - auk lítilsháttar áhrifa frá mönnum. Frá miðri síðustu öld hefur sólvirknin hins vegar verið flöt og eldvirkni í meðaltali. ENSO hefur síðan engin heildaráhrif á hnattrænan hita til lengri tíma litið. Styrkur gróðurhúsalofttegunda vegna losunar manna á þeim út í andrúmsloftið hefur aukist með auknum þunga og er orðinn helsti áhrifaþátturinn í breytingum á hnattrænum hita, líkt og myndir 3 og 4 sýna.

Mismunandi aðferðir og nálganir sýna svipaða niðurstöðu: Menn eru helsti áhrifaþátturinn í breytingum á hnattrænum hita síðastliðna öld og sérstaklega síðastliðin 50 ár.

Heimildir og ítaerefni

Þetta er þýdd og uppfærð bloggfærsla af Skeptical Science, sem dana1981 skrifaði í byrjun árs 2012: A Comprehensive Review of the Causes of Global Warming

Aðrar heimildir sem vísað er í:

• Tett o.fl. 2000
• Meehl o.fl. 2004
• Stone o.fl. 2007
• Lean og Rind 2008
• Stott o.fl. 2010
• Huber og Knutti 2011
• Gillett o.fl. 2012

Tengt efni á loftslag.is

• Árið 2011 skv NASA GISS og hnatthitaspámeistarinn
• Hin manngerða loftslagsbreyting samanborin við hina náttúrulegu
• 2011 – hið heita La Nina ár
• Við minni virkni sólar
• Inngeislun sólar síðustu áratugi
• Náttúrulegur breytileiki og horfur fyrir árið 2011
• Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar
• Gróðurhúsaáhrifin mæld

Athugasemd varðandi meintar falsanir NASA

Í tilefni fjölmiðla umfjöllunar, um meintar falsanir NASA á gögnum varðandi hitaferla á Íslandi, sem eiga jafnvel að geta sýnt fram á hlýnun jarðar (eins og ýjað er að í frétt á pressan.is), þá birtum við hér með athugasemd Halldórs Björnssonar sérfræðings á Veðurstofunni varðandi málið. Umfjöllun um þetta mál birtist fyrst hjá Ágústi H. Bjarnason á bloggi hans Ginnungagap þann 21. janúar s.l. (Hvers vegna er NASA að afmynda hitaferilinn fyrir Reykjavík...?) og höfum við á loftslag.is fengið leyfi Halldórs til að birta athugasemd sem hann gerði við bloggfærslu Ágústar og birtist í athugasemdum þar í dag. Langar okkur að þakka Halldóri fyrir að lofa okkur auðfúslega að birta athugasemdina í heild sinni.

---

Sæll Ágúst,

Það er áhugaverður samaðburðurinn sem þú gerir á hrágögnum GHCN (sem koma frá Haf- og veðurfræðistofnun Bandaríkjanna, NOAA, en ekki geimferðastofnuninni, NASA) og svo "lagfærðum" gögnum þeirra.

Hrágögnin í GHCN safninu koma frá dönsku veðurstofunni á fyrsta hluta 20. aldar og svo frá veðurskeytum frá Veðurstofu Íslands frá 3. áratug aldarinnar. Á þessum tíma var verulegt flakk á stöðinni og reyndar athugað utan við bæinn 2. áratug aldarinnar. Frá 1922 hafa athuganir Veðurstofunnar verið gerðar á Skólavörðustíg (1922 - 1930), á þaki Landsímahússins (1931 - 1945), við Sjómannaskólann (1946 - 1949), á Reykjavíkurflugvelli (1950 - 1973) og í mælireit við Bústaðaveg (frá 1973).  Þetta flakk hefur sín áhrif á mæliniðurstöður, en er ekki óalgengt fyrir veðurstöðvar. Annað dæmi um áhrif flakks á stöð er í Vestmannaeyjum, en  þar flutti stöðin úr bænum á Stórhöfða (sem er í 118 m h.y.s) árið 1921.

Stöðvaflakk sem þetta, og aðrar breytingar í umhverfi stöðvar hafa áhrif á mæliniðurstöður. Ein leið til að mæta þessu er að "lagfæra"
gögnin. Þá er skoðað hvort breytingar verði á stöð við flutning eða aðrar breytingar í umhverfi hennar. Til að slík skoðun sé möguleg er betra að hafa sögu stöðvarinnar á hreinu. Með  því að bera saman mæliröðina við mælingar frá nálægri stöð (sem ekki var færð á sama tíma), er hægt að sjá hvort stökk eða aðrar breytingar verða á mæliröðinni við flutninginn. Lagfæringin byggir svo á því að leiðrétta fyrir þessi stökk. Það liggur í hlutarins eðli að slíkar leiðréttingar geta verið umdeildar. Það má þó rökstyðja þær með því að annars sýni mæliraðirnar ekki veðurbreytingar, heldur stöðvasögu.

Vandinn er samt sá að oft er saga stöðvarinnar illa þekkt, og jafnvel þar sem hún er til (eins og á við stöðvar á Íslandi) þá er undir hælinn lagt hvort stöðvasagan fylgir með mæliröðunum í stórum gagnabönkum (sem kunna að byggja að mestu á samantekt veðurskeyta). Aðilar eins GHCN nota því sjálfvirkar aðferðir við að finna hugsanlegar hnikanir í mæliröðum, gjarnan með samanburði við nærliggjandi stöðvar. Þessar aðferðir breyta flestum stöðvum lítið, en sumum þó nokkuð. Það er augljóst að í tilfelli Reykjavíkur heppnaðist þessi lagfæring þeirra vægast sagt illa.

Nú má spurja hvort hnattræn hlýnun sé kannski bara misskilningur, sé bara afleiðing gagnalagfæringa. Ef farið væri með allar stöðvar eins og Reykjavík væru það eðlilegar áhyggjur. Augljóslega þarf að tryggja að sú hlýnun sem greinist (leitni hnattræns meðalhita) sé raunveruleg en ekki bara reikniskekkja.

Til að tryggt sé að leitni hnattræns meðaltals sé ekki bara að endurspegla þessar lagfæringar er í fyrsta lagi hægt að skoða hvernig leitnin breytist á hverri stöð milli frumgagna og lagfærðra gagna. Ég hef séð slíkan samanburð fyrir GHCN gögnin, og niðurstaðan er sú að oftast er engin munur í leitni, en þar sem verða leitnibreytingar er álíka algengt að leitnin aukist og að hún minnki. Breytingar á leitni mæliraða í GHCN bjaga því ekki leitni hnattræns meðaltals.

Önnur leið til að skoða hver áhrif þessara lagfæringa eru, er að nota aðra aðferð við að leita uppi stöðvabreytingar og lagfæra. Bæði GISS/NASA og CRU/UKMO nota þannig ólíkar aðferðir en GHCN, og þó GISS byggi á lagfærðum gögnum GHCN nota þeir einnig aðrar upplýsingar, og t.d. er þeirra útgáfa af hitabreytingum í Reykjavík mun skárri en leíðréttu GHCN gögnin. Eins má bera saman við endurgreiningar, s.s. ERA40 (sjá www.ecmwf.int) eða NCEP (http://www.esrl.noaa.gov/psd/cgi-bin/data/composites/plot20thc.pl). Loks má nefna aðferð sem notuð er af s.k. BEST-hópi (http://berkeleyearth.org/dataset/) en þeir bættu mörgum veðurstöðvum við GHCN gagnasafnið, og þróðuðu nýjar aðferðir við að greina ósamfellur og gera lagfæringar.

Niðurstaðan er sú að ólíkum aðferðum ber ágætlega saman, þó auðvita sé alltaf einhver munur á þeim.   Einfaldast er að líta svo á að þessi munur endurspegli þá óvissu sem er á meðaltali hnattæns hita. Sú óvissa er nægilega lítil til þess að ekki sé ástæða til að draga í efa að hnattræn hlýnun eigi sér stað.

Hvað varðar Reykjavík þá sýnir meðfylgjandi mynd ársmeðalhitann samkvæmt frumgögnum GHCN (GHCN UNADJ), GHCN gögnum eftir leiðréttingu (GHCN SCAR) og svo leiðrétta ársmeðalhitaröð sem notuð er af NASA (GISS ADJ). Einnig eru sýnd frumgögn frá Veðurstofu Íslands fyrir Reykjavík (IMO UNADJ) og frumgögn okkar eftir að búið er að leiðrétta þau m.t.t. stöðvasögu (IMO ADJ). Punktarnir sýna einstök ár, en til að auðvelda samanburð er útjafnaður ferill fyrir hverja mælirunu einnig sýndur (þetta er s.k. LOESS ferill með skyggðu staðalfráviki). Augljóst er að óleiðrétt gögn frá Veðurstofu  og GHCN eru mjög álíka, en eftir lagfæringar ber Veðurstofunni og GISS/NASA ágætlega saman (þó GISS/NASA ferillinn virðist "strekktari" lagfærði ferillinn frá Veðurstofunni).

Leiðréttingar GHCN eru hinsvegar af og frá, eins og þú bendir réttilega á. Hinsvegar er það að hengja bakara fyrir smið að halda því fram að þetta sé villa hjá NASA. Þeir erfa þessa villu frá NOAA og lagfæra hana að nokkru. Að lokum er rétt að taka fram að lagfæringar VÍ á mæliröðinni fyrir Reykjavík eru á engan hátt endanlegur sannleikur um þróun meðalhita þar. Hinsvegar er ljóst að staðsetning mælisins upp á þaki Landsímahússins var óheppileg, þar mældist kerfisbundið meiri hiti en á nálægum stöðvum. Vegna þessa er full ástæða til að til að leiðrétta mæliröðina, en vel er hugsanlegt að leiðréttingin (um 0.4°C) sé full mikil. Þessi leiðrétting kann að verða endurskoðuð síðar. Slíkt hefði þó óveruleg áhrif á langtímaleitni lofthita í Reykjavík (og engin á hnattrænt meðaltal).

Virðingarfyllst,
Halldór Björnsson
Veðurstofu Íslands

------

Við viljum halda athugasemdum á einum stað og vísum því á færsluna á loftslag.is fyrir þá sem vilja tjá sig um þetta: sjá Athugasemd varðandi meintar falsanir NASA

Hnatthitaspámeistarinn

Um svipað leiti í fyrra gerðumst við nokkrir svo kræfir að spá fyrir um hvert hitastig ársins 2011 yrði samkvæmt tölum frá NASA GISS.  Færslan hét Náttúrulegur breytileiki og horfur fyrir árið 2011, sjá einnig athugasemdir.

Undirritaður var í forsvari og þær pælingar voru svona:

Þegar skoðaðar eru horfur hvað varðar hitastig ársins 2011, þá kemur fljótt í ljós að ákveðið náttúrulegt bakslag er líklegt. Hitafrávikið árið 2010 var um 0,63°C samkvæmt GISS og munaði miklu um að El Nino hitti vel á árið (samanber hina 3-5 mánuða tregðu í að áhrif hitastigs komi fram hnattrænt). Að sama skapi mun La Nina hitta vel á þetta ár og er þar um að ræða sterka niðursveiflu  í hitastigi, en nú er eitt sterkasta La Nina í nokkra áratugi í gangi og mun það halda áfram allavega fram á vor. Náttúruleg niðursveifla upp á hátt í -0,15°C  (jafnvel meira) er því  allt eins líkleg í ár af völdum La Nina.

Sólvirkni er ólíkleg til að hafa mikil áhrif á hitastig, en núverandi niðursveifla sólar heldur áfram. Ef  einhver áhrif verða, þá verða þau í átt til lítils háttar hlýnunar (mögulega +0,01°C).

Óvíst er um eldvirkni, en líklega er best að reikna með því að áhrif eldgosa verði hverfandi á árinu, þá sérstaklega á hitaröð NASA GISS – en til þess að hafa teljandi áhrif, þá þyrfti á næstu vikum (eða mánuðum) að verða stórt sprengigos nálægt miðbaug Jarðar. Það verður að teljast ólíklegt en getur þó alveg gerst.

Áframhaldandi hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda er talin verða +0,02°C.

Ef lagt er saman hitastig ársins 2010 (0,63°C), hlýnun jarðar vegna gróðurhúsalofttegunda (um það bil +0,02°C), sólvirkni (mögulega +0,01°C) og La Nina (allt að -0,15°C) – þá fæst um 0,51°C, en það yrði þá níunda  heitasta árið samkvæmt hitaröð NASA GISS.

Hér fyrir neðan má sjá spádóma þeirra sem höfðu kjark til að setja tölur niður á blað og sammældust menn um að sigurvegarinn myndi hljóta titilinn Hnatthitaspámeistarinn árið 2011 – ekki lítill titill það.

Spádómarnir voru svona og miðað við hitafrávik samkvæmt NASA GISS:

Höskuldur Búi: 0,51°C +/- 0,02
Jón Erlingur: 0,46°C +/- 0,02
Sveinn Atli: 0,41°C +/- 0,02
Emil Hannes: 0,38°C +/- 0,02

En hver varð niðurstaðan og vilt þú taka þátt í skemmtilegum leik og spá fyrir um tölur þessa árs?

---

Sjá færslu á loftslag.is Árið 2011 skv NASA GISS og hnatthitaspámeistarinn en þar eru úrslit síðasta árs kynnt og hugað að spádómum fyrir þetta ár. Endilega taktu þátt - mun kólna, mun hlýna og hversu mikið þá?

 

 

Taktur loftslagsbreytinga síðastliðin 20 þúsund ár, á norður- og suðurhveli jarðar

Ein af rökum "efasemdamanna" um þátt manna í hinni hnattrænu hlýnun er að loftslagsbreytingar hafi alltaf orðið - og að hitasveiflur eins og nú eru, séu tíðar þegar skoðuð eru gögn um fornloftslag.

Ný rannsókn sem loftslagsfræðingur í háskólanum í Lundi - Svante Björck - birti fyrir skömmu, bendir til þess að miklar hitasveiflur gerist yfirleitt ekki á sama tíma á norður- og suðurhveli jarðar. Þettta á við um síðastliðin 20 þúsund ár, en það er eins langt aftur og nægilega nákvæm loftslagsgögn beggja hvela jarðar ná aftur. Þessi greining Svante nær því um 14 þúsund árum lengur aftur í tíman en fyrri sambærilegar greiningar.

Margskonar gögn eru notuð sem vísar að fornloftslagi - t.d. kjarnar úr botnseti úthafa og stöðuvatna, úr jöklum og fleira. Í þeim gögnum má lesa hvernig breytingar verða í hitastigi, úrkomu og samsetningu lofthjúpsins.

Ýmsar hitaraðir sem sýna hitastig jarðar á nútíma (holocene - af wikipedia.org).

Höfundur telur að sú hitaaukning sem nú er að gerast, sé harla óvenjuleg í jarðfræðilegu tilliti. Með því að grandskoða greinar og gögn um fornloftslag reyndi hann að finna atburði sem hefðu svipuð áhrif samtímis á norður- og suðurhveli jarðar - síðastliðin 20 þúsund ár. Ekkert slíkt kom í ljós í gögnunum. Þess í stað fann hann tilfelli þar sem hitastig rís á öðru hvelinu en lækkar eða stendur í stað á hinu.

Samkvæmt greiningu höfundar, þá gerast vissulega breytingar samtímis á báðum hvelum - líkt og breytingin yfir í hlýskeið ísaldar. Þær breytingar eru þá af völdum svokallaðra Milankovich sveifla (breytingar í möndulhalla, fjarlægð frá sólu og möndulsnúningssveiflu - sjá fyrri loftslagsbreytingar). Stuttar sveiflur sem eru sambærilegar á báðum hvelum eru síðan tengd sérstökum atburðum - t.d. loftsteinaárekstrum eða eldvirkni sem þá nær að dreifa ösku um allan hnöttin sem dæmi.

En annað kemur í ljós þegar skoðaðar eru stærri skammtímasveiflur eins og t.d. svokallaða Litla-ísöldin - sem stóð yfirf rá um 1600-1900 - en það var óvenjukalt tímabil í Evrópu. Mikill uppskerubrestur varð og efnahagskerfi Evrópu bar afhroð. Hér á landi stækkuðu jöklar og hafísár urðu tíðari. Þann kulda er hins vegar ekki að finna á suðurhveli jarðar á sama tíma.

Nú, aftur á móti, eru að verða hnattrænar breytingar, samkvæmt höfundi. Styrkur gróðurhúsalofttegunda er að aukast gríðarlega og á sama tíma er hnattrænn hiti að aukast - bæði á norður- og suðurhveli jarðar. Sambærileg tímabil hitabreytinga af óútskýrðum völdum finnast ekki síðastliðin 20 þúsund ár. Því verður að líta svo á að núverandi loftslagsbreytingar séu óvenjulegar og vegna breytinga í kolefnishringrás jarðar, sem er af mannavöldum.

Það má því segja - að sambærilegar loftslagsbreytingar og eru að verða nú, eru óþekktar síðastliðin 20 þúsund ár.

Heimildir og ítarefni

Unnið upp úr efni af heimasíðu Lund háskólans, sjá New study shows no simultaneous warming of northern and southern hemispheres as a result of climate change for 20.000 years

Greinin birtist í tímaritinu Climate Research, Svante Björck 2011: Current global warming appears anomalous in relation to the climate of the last 20 000 years

Tengt efni af loftslag.is

• Hokkíkylfa eða hokkídeild?
• Miðaldaverkefnið
• Var hlýrra á miðöldum.
• Fyrri loftslagsbreytingar

Hitastig í desember og árið í heild á heimsvísu

Hitastig desember mánaðar 2011 og svo endanleg niðurstaða ársins samkvæmt NCDC hefur nú verið kunngjörð. Árið endaði sem það 11. hlýjasta samkvæmt tölum NCDC, sem er hlýjasta La Nina ár frá því farið var að halda utan um þess háttar gögn (samkvæmt gögnum NASA GISS, þá er árið það 9. hlýjasta). Í upphaf árs 2011 fórum við yfir horfur hitastigs árið 2011, Náttúrulegur breytileiki og horfur fyrir árið 2011 – það virðist vera sem þær vangaveltur hafi í stórum dráttum gengið eftir. Desember árið 2011 var 10. heitasti desember frá upphafi mælinga og árið endaði sem 11. heitasta samkvæmt gagnasafni NCDC.

...

Það má lesa nánar um þetta og skoða gröf, töflur og myndir á loftslag.is, Hitastig í desember og árið í heild á heimsvísu

Tengt efni á loftslag.is

• 2011 – hið heita La Nina ár
• Náttúrulegur breytileiki og horfur fyrir árið 2011
• Hnatthitastig fyrsta ársfjórðungs og “Hnatthitaspámeistari Íslands 2011″
• Árið 2010, heitt og öfgafullt
• Árið 2010 hlýjast samkvæmt NASA-GISS
• Óvenjulegt veður árið 2010
• Hitahorfur fyrir árið 2010 – upprifjun
• Tag – Mánaðargögn
• Tag – Hitastig
• Helstu sönnunargögn

 

 

2011 La Nina árið heita

Eins og kemur fram í fréttinni (sem tengt er við) þá náði síðasta ár ekki heitustu árunum. Ástæða þess virðist eins og kemur fram í fréttinni (óljóst) vera vegna þess að ENSO sveiflan í Kyrrahafinu er í La Nina takti. Eigi að síður er um að ræða metár, því þrátt fyrir öfluga La Nina (sú öflugasta í 60 ár) þá er óvenju heitt og heitara en flest ár síðustu aldar.

La Nina, sem er partur af náttúrulegri sveiflu í Kyrrahafinu (ENSO -El Nino), einkennist af því að stórt svæði Kyrrahafsins hefur óvenjulega kaldan yfirborðshita sjávar nálægt miðbaug. Sú sveifla hefur áhrif á loftslag hnattrænt með því að hafa áhrif á loft-og sjávarstrauma. Áhrifa La Nina hefur t.d. aukið á þurrkana í Texas og haft áhrif á hina óvenjumiklu úrkomu sem verið hefur í austur Ástralíu og suður Asíu á þessu ári.

Frávik í hitastigi jarðar og samband þess við La Nina ár (blá) samanborið við önnur ár (rauð). Mynd WMO.

Samkvæmt WMO þá er hnattrænt hitastig La Nina ára venjulega um 0,10-0,15°C lægra en árin á undan og eftir.  2011 fylgir þessu mynstri en er jafnframt heitasta La Nina ár síðan mælingar hófust. Myndin hér að ofan sýnir það greinilega. Svo virðist sem leitni hinnar hnattrænu hlýnunar af mannavöldum sé orðin það sterk að óvenjusterk La Nina nær ekki að lækka hitastig jarðar hnattrænt af ráði.

 

 Tengt efni á loftslag.is

 

• Náttúrulegur breytileiki og horfur fyrir árið 2011
• El Nino og loftslagsbreytingar út þessa öld
• Árið 2010, heitt og öfgafullt

 

2011 var 11. heitasta árið

Háfjallaplöntur hverfa

Ný rannsókn bendir til þess að loftslagsbreytingar  valdi meiri breytingum á háfjallaflóru en áður hefur verið talið og að sumar blómategundir geti horfið endanlega innan nokkurra áratuga.

Eftir söfnun sýna frá 60 fjallatoppum í 13 Evrópulöndum – árin 2001 og 2008 – þá komst teymi evrópskra vísindamanna að því að kulsæknar plöntur  eru að hörfa á kostnað þeirra planta sem þrífast betur við hlýnandi loftslag. Fyrri rannsóknir höfðu bent til svipaðra niðurstaðna staðbundið, en hér hefur þessu verið lýst í fyrsta skipti yfir heila heimsálfu.

Hraði þessara breytinga hefur komið á óvart, en plöntur sem reyna að flytja sig um set með landnámi ofar í hlíðum fjallatinda lenda óhjákvæmilega að endamörkum við áframhaldandi hlýnun.

Heimildir og ítarefni

Greinina má finna í Nature Climate Change, Gottfried o.fl. 2012 (ágrip): Continent-wide response of mountain vegetation to climate change

Þessi rannsókn var unnin í tengslum við GLORIA verkefnið: Global Observation Research Initiative in Alpine Environments

Tengt efninu er grein í Náttúrufræðingnum 2008, eftir Hörð Kristinsson (hér ágrip): Fjallkrækill – Fyrsta fórnarlamb hlýnandi loftslags á Íslandi

Tengt efni á loftslag.is

• Áhrif fyrri loftslagsbreytinga á vistkerfi
• Hraðir flutningar, hærra og lengra
• Loftslagsbreytingar með augum bænda
• Samfélög trjáa á flakki
• Skjól fjallgarða
• Sjötta tímabil fjöldaútdauða í jarðsögunni

Ted | Myndskeið af hreyfingu jökla

Téður James Balog hefur verið duglegur að taka myndir af jöklum í gegnum tíðina og má sjá  fróðleg myndbönd í færslu á loftslag.is, þar sem verkefni á hans vegum er til umræðu. Það kemur í sjálfu sér ekki á óvart að hann hafi sýnt fram á að jökull hafi horfið á tiltölulega stuttum tíma, þar sem lang flestir jöklar hopa nú um stundir.

Í myndbandi frá TED, sýnir ljósmyndarinn James Balog okkur myndskeið frá Extreme Ice Survey verkefninu, sem er net tímastilltra myndavéla sem taka upp hreyfingu jökla. Flestir jöklar eru að hopa og hop þeirra er talið vera skýrt merki um yfirstandandi loftslagsbreytingar. Í myndbandinu útskýrir Balog hvernig verkefnið fer fram. Hann sýnir hvernig breytingar á jöklunum verða sýnilegar þegar notast er við myndir þær sem fást með notkun myndavélanna í verkefninu. Það er áhugavert að sjá þann mismun sem er á jökuljaðrinum á milli ára, sem væri erfiðara sjá ef ekki væri notast við myndavélarnar í verkefninu. Nánar er hægt að lesa um James Balog og fá tengla á verkefnið, hér.

[...]

Myndbandið má sjá á loftslag.is, Ted | Myndskeið af hreyfingu jökla

Tengt efni á Loftslag.is:

• Breytingar í árstíðasveiflum Alaska hefur áhrif á veiði frumbyggja
• Fjöldaútdauðar lífvera og loftslag
• Samfélög trjáa á flakki
• Samhengi hlutanna – Ístap Grænlandsjökuls
• Bráðnun Grænlandsjökuls til norðvesturs
• Bráðnun jökulbreiðna Grænlands

Jökull hvarf á fjórum árum

Grænlandsjökull dökknar og bráðnar hraðar

Hvítt yfirborð Grænlandsjökuls endurkastar rúmlega helming þess sólarljóss sem fellur á hann. Þessi eiginleiki hjálpar jöklinum við að viðhalda sér:  minni gleypni sólarljóss þýðir minni hlýnun og bráðnun.  Undanfarinn áratug hafa gervihnattamælingar sýnt breytingu í endurskini jökulsins. Dökknandi yfirborð hans gleypir meiri orku frá sólarljósinu og hraðar bráðnunina.

Myndin hér fyrir ofan sýnir hlutfallslega breytingu á endurkasti sólarljóss frá yfirborði Grænlandsjökuls sumarið 2011, samanborið við meðaltal þess milli áranna 2000 og 2006 - samkvæmt gögnum frá gervihnöttum NASA. Nánast öll jökulbreiðan er blálituð sem bendir til þess að jökullinn hafi endurkastað allt að 20% minna síðastliðið sumar en fyrri hluta síðasta áratugs.

[.]

Sjá færsluna í heild á loftslag.is: Grænlandsjökull dökknar og bráðnar hraðar

Tengt efni á loftslag.is

•  Leysing Grænlandsjökuls árið 2011
• Sláandi breytingar í jöklum Himalaya
• Frekari sönnunargögn um að hlýnun jarðar sé raunveruleg
• Hversu viðkvæmt er loftslagið?

 

Er von á nýju kuldaskeiði ísaldar

Hér er endurbirt færsla af loftslags.is frá því í fyrravetur og fjallar um sambærilegt efni og fréttin á mbl.is sem tengt er við. Í fréttinni er vísað í nýja grein sem ritstjórar loftslag.is eru ekki búnir að lesa en verður mögulega fjallað um á næstu dögum.

Það virðast rúmast vel innan marka rökfræðilistarinnar hjá þeim sem efast um hlýnun jarðar af mannavöldum að halda tvennu fram: Annars vegar að vísindamenn hafi spáð ísöld á áttunda áratugnum og því hafi þeir rangt fyrir sér nú og hins vegar að halda því fram að það muni ekki hlýna - heldur kólna og að jafnvel sé yfirvofandi önnur Litla Ísöld eða jafnvel nýtt kuldaskeið Ísaldar.

Þessi viðvörun er merkileg í ljósi þess að þeir sem vara við afleiðingum hlýnunar jarðar af mannavöldum, eru oft á tíðum kallaðir "Alarmistar" - í samhengi við það að margir efasemdamenn vara við yfirvofandi kólnun og meðfylgjandi erfiðu tíðarfari. En við skulum líta aðeins á hvað er til í því að kuldatímabil eða kuldaskeið sé í vændum.

Litla Ísöldin og núverandi hlýnun

Það er ekki langt síðan jörðin gekk í gegnum kuldatímabil sem kallað er Litla Ísöldin (sveiflur eru miklar frá mismunandi stöðum á jörðinni, en almennt er talið að hún hafi staðið frá sautjándu öld og fram til miðja nítjándu öld - sumir vilja meina að hún hafi byrjað mun fyrr jafnvel á þrettándu-fjórtándu öld). Við skulum láta það liggja á milli hluta hvort þá hafi verið töluverð hnattræn kólnun eða lítilsháttar og að einhverju leiti staðbundin kólnun - um það eru menn ekki sammála.

Það er þó ljóst að hitastig hafði farið hægt lækkandi allavega síðustu 2000 ár, sérstaklega á svæðinu umhverfis Norðurskautið (Kaufman o.fl 2009).

Myndin sýnir langvarandi kólnun á Norðurskautinu, sem endaði snögglega við upphaf iðnbyltingarinnar og með mikilli hlýnun síðastliðin 50 ár. Bláa línan sýnir mat á hitastigi út frá proxýgögnum úr vatnaseti, ískjörnum og trjáhringum. Græna beina línan sýnir að leitnin var í átt til kólnunar. Rauða línan sýnir bein mæligögn á hitastigi. Mynd úr Science, breytt af UCAR.

Samkvæmt Kaufman o.fl (2008) þá útskýra breytingar í sporbaug jarðar að mestu leiti þessa hægfara niðursveiflu í hitastigi (sjá umfjallanir Einars Sveinbjörnssonar um hjámiðjusveifluna og um grein Kaufmans o.fl).

Hjámiðjusveiflan veldur því að jörðin er nú um 1 milljón kílómetra lengra frá sólu en fyrir 2000 árum (Mynd: National Science Foundation)

Þessi breyting á sporbaug jarðar er einn anginn í svokallaðri Milankovitch sveiflu. Hluti af niðursveiflunni sem varð rétt fyrir iðnbyltinguna má þó hugsanlega einnig rekja til virkni sólar, mikillar eldvirkni og eflaust líka í tímabundnum breytingum í hafstraumum sérstaklega þá í Evrópu (sjá t.d. Orsakir fyrri loftslagsbreytinga til nánari útskýringa á hlut þessara þátta).

Eins og komið er inn á hér rétt fyrir ofan, þá hefur virkni sólar örugglega átt sinn þátt í hluta af kólnuninni á Litlu Ísöld. Að sama skapi má skýra hluta af hlýnuninni frá miðri nítjándu öld og fram að miðri tuttugustu öld með breytingum í sólvirkni - en inn í það spilar einnig vaxandi magn CO2 í andrúmsloftinu, sem loks yfirkeyrir áhrif sveifla í sólinni upp úr miðri síðustu öld - tengslin rofna.

Sólvirkni (Total Solar Irradiance - TSI) síðustu alda. Gögn frá 1611 til 1978 eru frá Solanki. Gögn frá 1978 til okkar dags frá PMOD (af skepticalscience.com).

Það er mögulegt, miðað við núverandi niðursveiflu í sólvirkni að Sólin muni fara í sambærilega niðursveiflu og varð á sautjándu öld (Maunder Minimum) - um það er þó vonlaust að spá, sólin er óútreiknanleg hvað varðar sólvirkni, eins og komið hefur í ljós undanfarin ár - en fáir spáðu því að virkni hennar yrði sú minnsta í fyrra í yfir 100 ár.

Ef við gerum ráð fyrir að sambærileg sveifla verði á þessari öld og varð á þeirri sautjándu - hvaða áhrif hefði það á loftslagið?

Fyrst skilgreining:

Geislunarálag er skilgreint sem breyting á styrk varmageislunar á flatareiningu (t.d. W/m2) efst í veðrahvolfi... Geislunarálagið er jákvætt ef heildarbreyting í varmageislun í átt að yfirborði eykst, neikvæð annars (Umhverfisráðuneytið 2008).

Munurinn á geislunarálagi (e. radiative forcing) frá sólinni milli Maunder Minimum og síðustu áratugi er talinn vera á milli 0,17 W/m2 og 0,23 W/m2 (Wang o.fl 2005 og Krivova o.fl 2007). Þessi sveifla í geislunarálagi er ekki mikil - ef miðað er við geislunarálag koldíoxíðs (CO2) - en frá iðnbyltingunni hefur geislunarálag koldíoxíðs verið um 1,66 W/m2 (Umhverfisráðuneytið 2008). Það má því ljóst vera að hlýnun jarðar af völdum gróðurhúsalofttegunda (en magn þess eykst í andrúmsloftinu hröðum skrefum), mun halda áfram að yfirskyggja áhrif sólar. Jafnvel niðursveifla, sambærileg við Maunder Minimum, getur engan veginn náð að kæla Jörðina við þær aðstæður sem nú ríkja.

Hlýskeið og kuldaskeið Ísaldar

En loftslag Jarðarinnar hefur orðið fyrir mun meiri sveiflum en urðu á Litlu Ísöldinni. Fyrir um 50 milljónum ára var hitastig jarðar gjörólíkt því sem nú er í dag (sjá t.d. fréttina Pálmatré á norðurslóðum), en þá var hitastig í hæstu hæðum á svokallaðri Nýlífsöld (sem hófst fyrir um 65 milljónum ára). Smám saman minnkaði CO2 í andrúmsloftinu (líklega af völdum breytinga í jafnvægi bindingar og losunar CO2 af völdum lífvera og vegna minnkandi eldvirkni og breytinga í flekahreyfingum) og hitastig lækkaði í kjölfar þess - fyrir um 40 milljón árum tók að myndast jökull á Suðurskautinu sem ásamt minnkandi magni CO2 jók á kólnunina (magnandi svörun). Djúpsjávarhitastig hefur verið áætlað fyrir Nýlífsöldina (Hansen o.fl. 2008) og sýnir þróunina nokkuð vel:

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)

[Ath: Þessi mynd sýnir meira hvernig hitastig var á pólunum, þaðan sem djúpsjórinn er upprunninn, heldur en hnattrænt hitastig]

Allt er þetta afskaplega áhugavert og verður mögulega fjallað um það síðar hér á loftslag.is og þá einnig hitastig fyrr á Nýlífsöldinni - en margt áhugavert var á seiði, sérstaklega fyrstu 10-15 milljón árin í byrjun Nýlífsaldar, sem einnig á erindi við pælingar um loftslag framtíðar. En til að gera langa sögu stutta, þá erum við að fjalla núna um síðasta hluta þessarar myndar hér fyrir ofan - en fyrir um 2,6 milljónum ára byrjaði Ísöldin (tímabilið Pleistósen). Við erum nú stödd á hlýskeiði ísaldar og ef allt væri eðlilegt þá myndi koma kuldaskeið eftir einhvern ákveðinn tíma - en hversu langt er í næsta kuldaskeið?

Bestu gögnin sem til eru um hitastig á Ísöld ná nokkur hundruð þúsund ár aftur í tímann og eru fengin með borunum í þykkar ísbreiður á Suðurskautinu og Grænlandi. Sem dæmi er myndin hér fyrir neðan, en hún sýnir hitastig úr ískjarna við Vostok á Suðurskautinu. Þessi mynd sýnir miklar sveiflur í hitastigi - löng kuldaskeið og styttri hlýskeið.

Hitasveiflur í Vostok. Grænu strikin sýna hlýskeið (af skepticalscience.com).

Hvað útskýrir þessar sveiflur? Eins og kom fram hér fyrir ofan, þá hafði CO2 minnkað mikið í andrúmsloftinu - auk þess sem magnandi svörun af völdum endurkasts jökla og hafíss hafði þar töluverð áhrif - en það útskýrir ekki frumástæðu þessara sveifla í hitastigi á Ísöld. Ástæður sveiflanna er að finna í svokallaðri Milankovitch sveiflu - en sú sveifla er samanlögð áhrif á breytingum á möndulhalla, möndulmiðju (möndulsnúningur) og hjámiðju (breytingar í sporbaug jarðar) (sjá útskýringu á Orsakir fyrri loftslagsbreytinga).

Þessar breytingar valda því að ágeislun sólar (e. insolation - sjá næstu mynd) minnkar á Norðurhveli jarðar yfir sumartímann - Jöklar (+snjór og ís) bráðna því minna yfir sumartímann og smám saman vaxa þeir. Við það eykst endurkast sólgeisla frá jörðinni, þannig að magnandi svörun veldur því að smám saman kólnar og meira endurkast verður. Önnur magnandi svörun hjálpar til, þ.e. hafið kólnar og tekur til sín meira af CO2 sem kælir enn frekar - kuldaskeið byrjar. Hið sama gildir með öfugum formerkjum þegar hlýskeið byrja - en það gerist mun hraðar, því að jöklar stækka hægar heldur en þeir minnka.

Hlýskeið eru ekki öll jafn löng - enda er Milankovitch sveiflan (sem að setur smám saman af stað hlý- og kuldaskeið ísaldar) flöktandi. Svipuð Milankovich sveifla var á hlýskeiðinu fyrir 420 þúsund árum og í dag. Þá varaði hlýskeiðið í um 28 þúsund ár - sem bendir til þess að núverandi hlýskeið myndi vara jafn lengi, þ.e. án áhrifa frá mönnum (Augustin o.fl. 2004). Aðrar athuganir á geislunarálagi vegna sveifla Milankovitch benda til þess að jafnvel án losunar manna á CO2, þá hefði hlýskeiðið enst í 50 þúsund ár (Berger og Loutre 2002).

Efsta myndin sýnir langtímabreytingar í sporbaug jarðar (hjámiðju), miðjumyndin sýnir ágeislun sólar (insolation) í júní á 65. breiddargráðu og neðsta myndin líkan sem sýnir massabreytingu jökla (eykst niður á við), frá því fyrir 200 þúsund árum og 130 þúsund ár fram í tíman (til vinstri). Þrjár sviðsmyndir eru notaðar fyrir framtíðina: Sama magn og var á síðasta hlýskeyði (Svört lína), aukning af mannavöldum upp í 750 ppm (rauð strikalína) og stöðugt magn upp á 210 ppm (rauð punktalína) - Berger og loutre 2002.

Auðvitað skiptir spurningin, hversu lengi hlýskeið jarðar endist EF mennirnir hafa engin áhrif, litlu máli. Við höfum áhrif. Þá kemur athyglisverð spurning: Hvaða áhrif hefur losun manna á framtíð núverandi hlýskeiðs?

Kannað hefur verið hversu mikil áhrif aukin losun á CO2 myndi hafa á tímasetningu næsta kuldaskeiðs - þ.e. hversu mikil minnkun í ágeislun sólar (e. insolation - sjá miðjumyndina í síðustu mynd) þyrfti að verða til að hrinda af stað jökulskeiði miðað við losun CO2 (Archer 2005). Í ljós kom að því meira sem væri af CO2 í andrúmsloftinu, því minni þyrfti ágeislun sólar vera til að hleypa af stað kuldaskeiði:

Myndin sýnir áhrif aukningar CO2 á framtíðarhitastig jarðarinnar. Græn lína sýnir náttúruleg gildi, blá sýnir afleiðingar losunar á um 300 gígatonnum C, appelsínugul sýnir losun á 1000 gígatonnum C og rauð sýnir 5000 gígatonn C (Archer 2005).

[Ath: Til samræmis við greinina (Archer 2005) þá nota ég tölur um magn C en ekki CO2 eins og oftast er gert. En 1 gígatonn C jafngildir sirka 3,6 gígatonnum CO2.]

Frá upphafi iðnbyltingarinnar hefur losun samtals verið yfir 340 gígatonn C (áætluð tala - sem jafngildir yfir 1200 gígatonnum af CO2), sem er rúmlega það sem sýnt er á myndinni hér fyrir ofan með blárri línu. Ef losun hefði verið stoppuð á þeim tímapunkti sem farið var yfir 300 gígatonna markið þá hefðu áhrifin ekki orðið mikil og kuldaskeið Ísaldar væntanlega hafist eftir sirka 50 þúsund ár. Við losun á 1000 gígatonnum þá hefði kuldaskeið hafist eftir 130 þúsund ár og við losun á 5000 gígatonnum þá er áætlað að kuldaskeið myndi hefjast eftir hálfa milljón ár.

Eins og staðan er núna þá eru því allar líkur á að það hlýskeið sem hófst fyrir rúmlega 10 þúsund árum (11.700 árum) verði lengsta hlýskeiðið í sögu Ísaldar - vegna veiks geislunarálags af völdum Milankovitch sveifla og langs líftíma CO2 sem hefur sterkt geislunarálag, sem mun aðeins aukast á næstu árum og áratugum.

Niðurstaða

Það er því ljóst að allir spádómar um að yfirvofandi sé kuldatímabil, sambærilegt við Litlu Ísöldina, eru ótímabærir. Magn gróðurhúsalofttegunda er orðið slíkt í andrúmsloftinu að það mun yfirskyggja sambærilega niðursveiflu í sólvirkni eins og varð á 17. öld (Maunder Minimum) um langa framtíð (vegna langlífi gróðurhúsaáhrifalofttegundarinnar CO2).

Þá er einnig ljóst að við þurfum að bíða enn lengur eftir að nýtt kuldaskeið Ísaldar hefjist á næstunni. Þótt engin hefði orðið losun á CO2 út í andrúmsloftið - þá hefði næsta kuldaskeið byrjað í fyrsta lagi eftir um 15 þúsund ár ef miðað er við sambærilegt hlýskeið og er núna- eða samkvæmt bestu útreikningum á væntanlegri ágeislun sólar, eftir um 50 þúsund ár. Þá er ljóst að ef losun heldur áfram sem horfir, þá gæti hlýskeiðið orðið mun lengra en það.

Þeir sem enn eru í einhverjum vafa um að kuldaskeið sé í vændum, ættu að skoða hvort einhver sönnunargögn bendi til þess að kuldaskeið sé í vændum. Jöklar um allan heim eru að hopa hratt, sífreri á norðurslóðum fer minnkandi, hafís norðurskautsins er að minnka og allt þetta er að gerast á vaxandi hraða. Samkvæmt bestu vitneskju vísindamanna, þá eru þetta ekki beint aðstæður sem benda til þess að kuldaskeið sé væntanlegt.

Heimildir og ítarefni

Augustin o.fl 2004: Eight glacial cycles from an Antarctic ice core
Archer 2005: A movable trigger: Fossil fuel CO2 and the onset of the next glaciation
Berger og Loutre 2002: An Exceptionally Long Interglacial Ahead?
Hansen o.fl. 2008: Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim?
Kaufman o.fl. 2009: Recent Warming Reverses Long-Term Arctic Cooling
Krivova o.fl. 2007: Reconstruction of solar total irradiance since 1700 from the surface magnetic flux
Wang o.fl 2005: Modelling the Sun's magnetic field and irradiance since 1713

Umhverfisráðuneytið 2008: Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi

Sjá einnig heimasíðuna Skeptical Science: We’re heading into an ice age

Tengdar efni af loftslag.is:

• Er hlýnun jarðar slæm?
• Mýta - Það er að kólna en ekki hlýna
• Mýta - Það er kalt á Klonke Dinke og því er engin hnattræn hlýnun
• Mýta - Ískjarnar sýna að CO2 eykst eftir að hiti byrjar að rísa á hlýskeiðum ísaldar

Segja að næstu ísöld muni seinka