Gróðurhúsaáhrifin mæld

Flestir vita  að gróðurhúsaáhrifin valda því að Jörðin er mun heitari en annars væri og að aukinn styrkur gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu er að auka þau áhrif. En fæstir þekkja þó hvað það er í raun og veru í andrúmsloftinu sem gerir það að verkum að gróðurhúsaáhrifin verða og hvers vegna lítil breyting í snefilgösum í andrúmsloftinu – líkt og koldíoxíð (CO2) – skiptir svona miklu máli.

Það hefur verið þekkt frá því á nítjándu öld að sumar lofttegundir gleypa innrauða útgeislun sem berst frá Jörðinni, sem um leið hægir á kólnun frá Jörðinni og hitar  upp yfirborð hennar. Þessar svokölluðu gróðurhúsalofttegundir eru meðal annars koldíoxíð (CO2) og vatnsgufa, auk ósons, metans og fleiri lofttegunda. Meirihluti lofttegunda í andrúmsloftinu sleppa þó þessari innrauðu útgeislun í gegnum sig, t.d. niturgas og súrefni. Auk þess má nefna að ský gleypa einnig innrauða útgeislun og leggja þar með sitt að mörkum til gróðurhúsaáhrifanna. Hins vegar þá valda ský því einnig að sólargeislar berast minna til jarðar og því eru heildaráhrif þeirra í átt til kólnunar.

Útgeislunarlitróf (e. outgoing spectral radiance) efst í lofthjúpi Jarðar, sem sýnir gleypni lofttegunda á mismunandi tíðni. Til samanburðar er sýnt með rauðu hvernig flæði er frá klassískum svarthlut er við 294°K (31°C).

Oft eru gróðurhúsaáhrifin skilgreind sem munurinn á milli yfirborðshita Jarðar og þess hitastigs sem væri ef gróðurhúsaáhrifanna nyti ekki við – en með nákvæmlega sama endurkast sólarljóss (e. albedo) frá yfirborði Jarðar – og hefur það verið reiknað um 33°C. Önnur leið til að setja gróðurhúsaáhrifin í samhengi er að mæla mismunin á innrauðri útgeislun við yfirborð Jarðar og þeirri útgeislun sem nær  út fyrir lofthjúp Jarðar. Ef ekki væru gróðurhúsaáhrif, þá væri munurinn enginn. Mælingar sýna aftur á móti að yfirborð Jarðar geislar um 150 wött á fermetra (W/m2) meira en fer út í geim.

En hvað gleypa mismunandi gróðurhúsalofttegundir mikið af útgeislun?

[...] 

Nánar á loftslag.is,  Gróðurhúsaáhrifin mæld

Tengt efni á loftslag.is

• Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar
• CO2 – áhrifamesti stjórntakkinn
• Áhrif CO2 uppgötvað
• Mýta: Vatnsgufa er öflugasta gróðurhúsalofttegundin
• Árleg losun koldíoxíðs af mannavöldum
• Örður auka virkni metans sem gróðurhúsalofttegund
• Sveiflur í vatnsgufu í heiðhvolfinu

 

 

Annað lögmál varmafræðinnar og gróðurhúsaáhrifin

Sumir "efasemdarmenn" gera því stundum í skónna að útskýringar varðandi hnattræna hlýnun séu í mótsögn við annað lögmál varmafræðinnar. En er það rétt? Til að svara því, þá þurfum við fyrst að vita hvernig hnattræn hlýnun á sér stað. Svo verðum við að skoða hvað annað lögmál varmafræðinar er og hvernig hægt er að nota það varðandi hnattræna hlýnun. Hnattræn hlýnun virkar í stuttu máli svona:

Sólin hitar Jörðina. Jörðin og andrúmsloftið geislar hita aftur út í geim. Mestu af geisluninni sem kemur frá sólinni er útgeislað aftur, svo að meðalhiti Jarðar er í grófum dráttum nokkuð stöðugur. Gróðurhúsalofttegundir halda einhverju af þeim varma sem er útgeislað nærri yfirborði Jarðar, sem gerir það erfiðara að losa sig við varmann, svo Jörðin hlýnar sem svar við aukinni geislun. Gróðurhúsalofttegundir gera það að verkum að jörðin hlýnar - svona svipað og teppi sem heldur hita á líkama - og þannig fáum við hnattræna hlýnun. Sjá t.d. hér til að fá ýtarlegri útskýringar á þessu.

Lesa meira á loftslag.is:  Annað lögmál varmafræðinnar og gróðurhúsaáhrifin

Tengt efni á loftslag.is

• Áhætta þjóða misjöfn
• Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar
• Áhrif CO2 uppgötvað
• Þurrkar framtíðar
• Er hlýnun jarðar slæm?
• Mýta: Vatnsgufa er öflugasta gróðurhúsalofttegundin

Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar

Vatnsgufa og ský eru stórir þættir í gróðurhúsaáhrifum Jarðar, en ný líkön sem líkja eftir loftslagi lofthjúps og sjávar, sýna að hitastig Jarðar stjórnast að mestu leyti af styrk CO2 í andrúmsloftinu.

Í grein sem nýlega kom út í Science (Lacis o.fl. 2010), þá greina vísindamenn frá NASA GISS hvernig gróðurhúsaáhrif Jarðar virkar og útskýra þátt gróðurhúsalofttegunda og skýja við gleypni útgeislunar á innrauða sviðinu á útleið út úr lofthjúpnum. Í ljós kom við keyrslu líkana að gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki (e. non-condensing) - líkt og CO2, metan, nituroxíð (hláturgas) og fleiri, eru þær sem eru ráðandi. Án þeirra myndi vatnsgufa og ský ekki ná að magna upp gróðurhúsaáhrif og fimbulkuldi myndi ríkja á Jörðinni.

Sjá meira á loftslag.is: Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar

Tengt efni á loftslag.is

• Áhrif CO2 uppgötvað
• Mýta: Vatnsgufa er öflugasta gróðurhúsalofttegundin
• Árleg losun koldíoxíðs af mannavöldum
• Örður auka virkni metans sem gróðurhúsalofttegund
• Sveiflur í vatnsgufu í heiðhvolfinu

Hnattræn hlýnun á innan við 10 mínútum

Þar sem rætt er um losun gróðurhúsalofttegunda í fréttinni er ekki úr vegi að skoða ýmsar spurningar varðandi hnattræna hlýnun. 

Í myndbandi (á loftslag.is) svarar James Powell ýmsum spurningum varðandi hnattræna hlýnun. Hann fer yfir helstu sönnunargögnin varðandi hnattræna hlýnun af mannavöldum. Fyrsta spurningin sem hann veltir upp er: “Er hnattræn hlýnun veruleiki?” Svo lítur hann á ýmsar vísbendingar, mælingar og gögn sem til eru efnið. Í myndbandinu tekst Powell að fara yfir mikið af efni og gögnum á aðeins 10 mínútum sem það varir.

Myndbandið má sjá á loftslag.is, Hnattræn hlýnun á innan við 10 mínútum 

Tengdar færslur á loftslag.is

• Hvað er vitað um loftslagsbreytingar?
• Öfl sam hafa áhrif á hitastig Jarðar
• Helstu sönnunargögn
• CO2 – áhrifamesti stjórntakkinn
• Hugleiðingar Carl Sagan um Jörðina
• Kaupmenn vafans
• Fyrirsagnir um loftslagsmál
• Stephen Hawking og Carl Sagan um gróðurhúsaáhrifin

Mest losun á Íslandi

Er lítil ísöld eða kuldaskeið að skella á?

Hér fyrir neðan er hluti af færslu af loftslag.is, en sú færsla er nokkuð ítarleg og bendum við áhugasömum á að skoða eftirfarandi tengil til að sjá færsluna í heild: Er lítil ísöld eða kuldaskeið að skella á?

.

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 (2009) 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. 

[...]

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

Tengt 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

NOAA – ástand Norðurskautsins 2010

Á loftslag.is er áhugavert myndband um ástand Norðurskautsins 2010. Þar er farið myndrænt yfir helstu niðurstöður skýrslu NOAA, sem byggt er á 17 greinum eftir 69 höfunda.

Sjá nánar á NOAA – ástand Norðurskautsins 2010

Tengt efni á loftslag.is

• Hafís yfirlit fyrir september ásamt umfjöllun um hafíslágmörkin tvö
• Hitastigspúslið sett saman hjá NASA
• Hafísyfirlitið a la Greenman3610
• Ísbirnir við hnignandi hafís
• Er hafís Norðurskautsins að jafna sig?

 

Þurrkar framtíðar

Mörg af fjölmennustu ríkjum heims mega búast við aukinni hættu á alvarlegum og langvinnum þurrkum á komandi áratugum, samkvæmt nýrri grein. Samkvæmt greiningu vísindamannsins Aiguo Dai þá má búast við auknum þurrkum víða um heim á næstu 30 árum og jafnvel má búast við þurrkum sem mannkynið hefur ekki orðið vitni að í lok þessarar aldar.

Með því að nota 22 loftslagslíkön, ásamt flokkun á alvarleika þurrka – auk þess að greina fyrri rannsóknir, þá kemur í ljós að mikill hluti Ameríku auk stórra hluta Evrópu, Asíu, Afríku og Ástralíu gætu átt á hættu aukna tíðni alvarlegra þurrka á þessari öld. Á móti kemur að svæði á hærri breiddargráðum, t.d. Alaska og Skandinavía eru líkleg til að verða blautari.

[...]

 Sjá nánar um þetta á loftslag.is, Þurrkar framtíðar

Tengdar færslur á loftslag.is

• Óvenjulegir þurrkar í Ástralíu
• Er hlýnun jarðar slæm?
• Hitabylgjur í Evópu
• 10 vísar hnattrænnar hlýnunar
• Loftslag framtíðar

 

Áhætta þjóða misjöfn

Áhugaverð úttekt var gerð á vegum fyrirtækisins Maplecroft, sem er breskt fyrirtæki sem sérhæfir sig í áhættugreiningu. Gerð var úttekt á því hvaða þjóðir væru í mestri áhættu af völdum loftslagsbreytinga á næstu 30 árum. Þeir tóku saman gögn úr yfir 40 rannsóknum og litu á ýmsa þætti sem geta haft áhrif við þær loftslagsbreytingar sem búist er við. Þættir eins og loftslagstengdar náttúruhamfarir, þéttleiki byggðar, fátækt og hversu háðar þjóðir eru landbúnaði – auk þess hversu vel yfirvöld eru undir það búin að aðlagast loftslagsbreytingum.

Þær þjóðir þar sem áhætta er mest og minnst af völdum loftslagsbreytinga (mynd: Maplecroft 2010). Hægt er að smella á myndina til að stækka.

Sem dæmi þá er Bangladesh ein af þeim þjóðum sem lenda í þeim hópi sem eru hvað viðkvæmust gagnvart komandi loftslagsbreytingum – þá vegna þéttleika byggðar, fátæktar og miklum líkum á flóðum (sjá t.d. sjávarstöðubreytingar). Indland lendir í öðru sæti vegna þéttleika byggðar – en mörg ríki Asíu lenda í flokki þeirra sem eru viðkvæmust.

Meðal þjóða sem taldar eru líklegastar til að þola loftslagsbreytingar eru Norður- Evrópuþjóðir, þar á meðal Ísland.

Heimildir og frekari upplýsingar

Á heimasíðu Maplecroft er umfjöllun um áhættugreininguna, sjá Big economies of the future – Bangladesh, India, Philippines, Vietnam and Pakistan – most at risk from climate change

Tengt efni á loftslag.is

• Er hlýnun jarðar slæm?
• Tvær gráður of mikið
• Jafnvægissvörun loftslags
• Eru tengsl loftslagsbreytinga og öfga í veðri ?

Hafís yfirlit fyrir september ásamt umfjöllun um hafíslágmörkin tvö

Endanlega fjöllum við um hafísútbreiðslu septembermánaðar. Í septembermánuði náði hafísútbreiðslan hinu árlega lágmarki. Reyndar urðu tilkynningarnar um hafíslágmark ársins tvær í ár. Fyrsta tilkynningin um hafíslágmark ársins kom frá NSIDC þann 15. september, umfjöllun loftslag.is má finna hér, það lágmark átti sér stað þann 10. september. Sú tilkynning reyndist ótímabær, enda byrjaði hafísútbreiðslan að minnka aftur nokkrum dögum síðar, sem endaði með nýju og endanlegu hafíslágmarki ársins þann 19. september sem var einnig 1. árs afmæli loftslag.is. Til upprifjunar þá leit hafíslágmarkið 2010 svona út:

Nokkuð viðburðarík sumarbráðnunin hafís er lokið á Norðurskautinu. Hafísútbreiðslan varð það þriðja lægsta frá því gervihnattamælingar hófust. Bæði Norðurvestur- og Norðuausturleiðin voru opnar um tíma í september, sem varð til þess að 2 skip náðu þeim áfanga, fyrst allra, að sigla báðar leiðirnar á sama sumri.

Þess má geta að getspakir aðilar voru búnir að giska á útkomu ársins í athugasemdum hér á loftslag.is og lentu spár þeirra á bilinu 4,1 – 4,9 miljón km2, sjá nánar í athugasemdum við færsluna Spár um lágmarksútbreiðslu hafíss í ár. Samkvæmt þeim spám varð Emil H. Valgeirsson getspakastur (miðað við hafíslágmarkið), með sína ágiskun upp á 4,5 miljón ferkílómetra (lágmarkið endaði í 4,6 milljón ferkílómetrum).

[...]

Fleiri myndir og meiri umfjöllun á loftslag.is, Hafís yfirlit fyrir september ásamt umfjöllun um hafíslágmörkin tvö 

Hitastig í september og árið fram til þessa í hæstu hæðum

Hitastigið á árinu fram til loka september er í hæstu hæðum á heimsvísu. Septembermánuður er ekki meðal allra hlýjustu septembermánaða, en þó er hitastigið fyrir árið í heild enn hátt. Hvort að árið verður það hlýjasta fram að þessu er enn mjög óljóst, en það mun þó væntanlega enda ofarlega á lista.

[...] 

Nánar á loftslag.is, Hitastig í september og árið fram til þessa í hæstu hæðum. Hér undir er mynd með hitafrávikunum í september, í færslunni á loftslag.is, er meiri greining á hitastiginu í september og á árinu fram til þessa.