6. Tidsforsinkelse og strålingspådrag_ Lettlest

Del gjerne innlegget

Dette er et referat fra Andrew Dessler (se kilde nedenfor). Effekten på klima kommer ikke umiddelbart etter utslipp. Det er en tidsforsinkelse som gjør at konsekvensene fortsetter å øke selv om vi stopper utslippet nå. Mekanismen med forsinkelse er forklart her.

Det er tidsforsinkelser i klimasystemet

I innlegget om en enkel klimamodell forutsatte vi at det er likevekt, og at energien inn til jorden er lik energien ut. Moderne klima er ikke i likevekt, så vi må også se på tidsforsinkelsene.

Skjematisk energistrøm på en planet
Skjematisk energistrøm på en planet

Figuren over illustrerer varmestråling til og fra samme planet i 3 situasjoner. Strålingen fra sola er den samme hele tiden.

(a) Planeten er uten atmosfære. Den er i likevekt, og det er samme stråling inn som ut.

(b) Viser det øyeblikket en tenkt ett lags atmosfære legges til på planeten. På grunn av treghet er temperaturen på jordoverflaten den samme like etter at atmosfæren er lagt til som før. Atmosfæren samler opp i seg all varmen, og sender halvparten tilbake til jorden og den andre halvparten ut i verdensrommet. Vi ser her at varmestrålingen inn mot planeten er større enn strålingen ut, og det blir en netto oppvarming av planeten.

(c) Etter en viss tid har planeten igjen oppnådd likevekt men på et høyere temperatur nivå.

Grafen under viser energien som stråler ut fra planeten som en funksjon av tiden i figuren over. Atmosfæren er lagt til i år null.

Plot av energi ut fra en planet der atmosfære legges til i år 0
Plot av energi ut fra en planet der atmosfære legges til i år 0.

Den situasjonen som vi har beskrevet er i grunnen akkurat det samme som skjer når vi øker mengden drivhusgasser i atmosfæren. Drivhusgassene både reduserer mengden energi som slipper ut fra planeten, og øker mengden energi inn mot planetoverflaten. På den måten blir klima tvunget ut av likevekt, og temperaturer øker. Planeten vil fortsette å varmes helt til den igjen er i likevekt med energi inn lik energi ut for planeten som en helhet, og for hver del av klimasystemet.

Mesteparten av den termiske tregheten er i havet. Det øverste blandingslaget oppnår likevekt med atmosfæren i løpet av noen få tiår. Oppvarmingen av dyphavet er så treg at det tar tusener av år før hele havet er i likevekt.

Om vi stopper å slippe ut CO2 i dag vil klimaet fortsette å bli varmere i mange århundrer framover på grunn av denne mekanismen. Fremtidig oppvarming pga. CO2 vi allerede har sluppet ut er estimert til omtrent 0,5 °C.

Tidsforskjellen mellom CO2 utslippet og konsekvensene for planeten gjør at det blir fristende for politikerne å ignorere det som er i ferd med å skje.

Strålingspådrag

Strålingspådraget eller strålingspådrivet måles i W/m2 og angir hvor mye gjenstående oppvarming det er igjen før det atter er likevekt etter en naturlig eller menneskeskapt påvirkning av klima. Det er hvor hardt gasspedalen for klimaendring er trykket inn. Det er endringen av forskjellen på solenergi inn til planeten og energi som stråler ut fra planeten som er forårsaket av noe som er påført planeten og før temperaturen igjen har justert seg til en likevekt.

Figuren under viser menneskeskapte strålingspådrag i perioden 1750 – 2010, og usikkerheten i estimatene er angitt ved hver type. Vi ser at noen har utestående oppvarming som ennå ikke har skjedd der CO2 er størst, og noen med utestående avkjøling som ennå ikke har skjedd og det er aerosolene (ørsmå partikler som holder seg svevende i atmosfæren) som har størst estimert strålingspådrag. Usikkerheten i estimatet av aerosolenes strålingspådrag er svært stor, og større enn selve tallet, slik at det innenfor feilmarginen også kan være positivt.

Strålingspådrag fra menneskers aktivitet fra 1750 - 2010
Strålingspådrag fra menneskers aktivitet fra 1750 – 2010

Et strålingspådrag på 1 W/m2 vil gi samme oppvarming uansett hva årsaken er, enten det er CO2 eller sola som er påvirkningen.

Summen av alle strålingspådragene fra 1750 – 2005 er 2,3 W/m2. Når vi tar hensyn til usikkerheten i beregningen blir det riktig å si at det totale strålingspådraget fra denne perioden nå ligger mellom 1,1 og 3,3 W/m2.

Drivhusgassene

I perioden 1750 – 2010 økte mengden CO2 fra 280 til 391 ppm. Dette reduserte strålingen fra planeten inkludert atmosfære med 1,82 W/m2 som igjen gir et strålingspådrag på 1,82 W/m2.

Økningen i metan, nitrogenoksid og hydroklorfluorkarboner eller andre halokarboners har tilsammen et strålingspådrag på 1 W/m2 fra den samme perioden.

Ozon nær bakken har i perioden et strålingspådrag på 0,4 W/m2. Ozon høyt oppe i stratosfæren har et negativt strålingspådrag på -0,05 W/m2.

Vanndamp høyt oppe i stratosfæren dannes i stor grad ved nedbryting av metan til CO2, og har et strålingspådrag på 0,07 W/m2.

Aerosolene

Aerosoler er bittesmå partikler som ikke faller ned på dager eller uker. Det er mange ulike kilder.

Svovel fra fossile energikilder slippes ut når de brennes. Det samme resultatet får vi fra brenning av biomasse, og naturlige prosesser i havet. Sulfataerosolene reflekterer sollyset tilbake til verdensrommet, og de har pr. nå et netto negativt strålingspådrag på – 0,4 W/m2. Aerosolene fra våre utslipp lever i nedre del av atmosfæren i høyden et par måneder, så den svovelen som nå svever rundt er fra de siste par månedenes utslipp. Det kommer ned på jorden i hovedsak som sur nedbør.

 

Vulkanutbrudd slynger svovel helt opp til stratosfæren, og der kan de leve i flere år. Dette kan gi en kald periode, men er ikke utslipp som gir varige klimaendringer. Etter få år er strålingspådraget fra et vulkanutbrudd passert slik som illustrert på figuren under.

Strålingspådrag fra vulkaner fra 1880 - 2011
Strålingspådrag fra vulkaner fra 1880 – 2011

Svarte karbonpartikler fra ufullstendig forbrenning samler opp varme.

Mineralstøv plukkes opp av sterke vinder, og omtrent 20 % av dette er menneskeskapt i hovedsak fra landbruk.

Indirekte aerosoleffekt er at små partikler endrer dråpestørrelsen i skyene, jo flere partikler, jo mindre blir dråpene og jo hvitere blir skyene. Skyene varer også lenger uten å regne når partiklene er små. Den indirekte aerosoleffekten fra skyene er beregnet til et negativt strålingspådrag på -0,45 W/m2.

Ved å summere de direkte og indirekte aerosolene er den totale aerosoleffekten et negativt strålingspådrag på -0,9 W/m2. I de mest forurensede delene av jorden er vi nå i ferd med å slippe ut mindre, og vi må forvent en øket klimakonsekvens pga. fremtidig rensingen av utslipp.

Endring av arealbruk

I 1750 var ca. 7 % av landarealet dyrket. I 1990 var det litt mer enn 1/3 av landarealene som var dyrket. I tillegg til CO2 utslippet ved avskogingen er det også en effekt av at fargen på landarealene blir lysere og reflekterer mer av solstrålene. Det gir en negativ effekt på strålingspådraget på -0,15 W/m2 som bidrar til kjøling.

Karbonpartikler fra industriell virksomhet som faller ned på snø, er estimer til å ha et strålingspådrag på 0,04 W/m2

Endringer i sola

Solstrålingen varierer, men ikke så mye. Den best kjente variasjonen er solflekkene som varierer med en 11 ås syklus. Endringene er ikke mer enn 1 W/m2 av de totalt 1360 W/m2 som solen stråler mot jorda. Sola tar 27 dager på å rotere rundt sin egen akse, og endringen fra dette er enda mindre.

Det er estimert hvor mye sola lyser sterkere nå enn for 250 år siden, og det er i størrelsesorden et strålingspådrag på 0,05 W/m2.

Ordforklaring

Aerosoler er ørsmå partikler som holder seg svevende i atmosfæren i kortere eller lengre tid.

Kilde

Over er en kortversjon i dagligspråk av første del av kapittel 6 i universitetslæreboka: INTRODUCTION TO MODERN CLIMATE CHANGE / Andrew Dessler, Texas A&M University, (second Edition 2016) Innlegget er skrevet etter en avtale med Andrew.  Forelesning

Britas egne kommentarer

Jeg kjenner meg litt trist ved å ta inn over meg at vi allerede har sluppet ut klimagasser og gjort andre ting som gjør at vi kommer til å få en fortsatt varmere jordklode selv om vi skulle stoppe alle klimagassutslipp i dag. Jeg har jo visst dette før, men det blir liksom litt mer virkelig når jeg nå har gått gjennom mekanismene og har et klarere bilde av hvordan det skjer. Det er virkelig sant at vi har gjort det vi har gjort.

Jeg håper det at vi skjønner hva som skjer motiverer virkelig mange av  oss til å samarbeide og kreve at politikerne må handle nå.

Vi må ikke tåle så inderlig vel den urett som ikke rammer oss selv.

Jeg vil gjerne høre fra deg i kommentarfeltet. Skriv navn og epost hvis du vil høre fra meg når jeg skriver neste innlegg.


Del gjerne innlegget

Forfatter: Brita Helleborg

Brita Helleborg er initiativtaker bak om Verden og Oss som Bor her.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.