6b. Hva er klimaets tilbakekoplingssløyfer?

Del gjerne innlegget

Dette er et referat fra Andrew Dessler (se kilde nedenfor). En av de aller viktigste oppgavene til klimaforskerne er å forutsi fremtidens klima. Dette er ikke enkelt. Straks en planet starter å varmes så endrer andre ting seg også.

I forrige innlegg forstod vi at strålingspådraget øker temperaturen, men strålingspådraget påvirkes ikke selv av temperaturen. Den ekstra mengden CO2 og metan som er i atmosfæren i dag er et resultat fra menneskenes aktivitet.

Tilbakekopling starter ikke oppvarmingen, men når temperaturen øker så skjer det endringer som forsterker eller reduserer oppvarmingen.

Det kan bli litt forvirrende når noe kan være både strålingspådrag og tilbakekopling. Menneskene har forårsaket den ekstra CO2 som nå er i atmosfæren og det er strålingspådrag. I framtiden kan det bli sluppet ut CO2 og metan fordi tundraen tiner, og da er det tilbakekoplingssløyfer.

Raske tilbakekoplingssløyfer som øker temperaturen

De viktigste tilbakekoplingssløyfene

Tilbakekopling som øker temperaturen kalles positiv tilbakekopling.

Temperaturen det kommende århundret vil påvirkes dramatisk av de raske tilbakekoplingssløyfene. Noen sløyfer er så raske at det i løpet av uker kan det få tydelige utslag på overflatetemperaturen. Dette gjelder vann- damp, skyer og det at en varmere atmosfære vil stråle mer varme til verdensrommet. Tiden isen tar på å smelte kan variere. Snøsmelting skjer så raskt at responsen skjer i løpet av uker, mens havis kan ta år før den smelter bort.

Is-albedo tilbakekoplingssløyfen.

Isen smelter straks temperaturen kommer over null grader. Hvis isen avdekker en mørkere flate, eksempelvis havet så blir albedo (hvitheten) redusert og mindre av varmen reflekteres og planeten varmes raskere enn før. Enda mer av isen smelter og albedo reduseres mer og temperaturen stiger enda mer. Is-albedo tilbakekoplingssløyfen er illustrert nedenfor.

Is-albedo tilbakekoplingssløyfe
Is-albedo tilbakekoplingssløyfe

Vann – Damp tilbakekoplingssløyfen

Global oppvarming vil gi en varmere atmosfære og den holder på mer vanndamp enn en kaldere atmosfære. Dette fører til at det blir mer vann i atmosfæren, og siden vanndamp også er en drivhusgass forsterkes oppvarmingen.

Raske tilbakekoplingssløyfer som begrenser temperaturøkningen

negative tilbakekoplingssløyfer

Tilbakekopling som reduserer temperaturøkningen kalles negativ tilbakekopling.

Et tenkt eksempel på negativ tilbakekopling er historien om de sorte og hvite blomstene. Vi tenker oss at de hvite blomstene trives best når det er varmt, mens de sorte blomstene trives best når det er kaldere. Vi ser for oss en planet dekket av disse sorte og hvite blomstene. Når temperaturen stiger dør flere og flere av de sorte og de hvite overtar og dominerer. De hvite blomstene øker hvitheten (= albedo) og mer av innstrålt varme reflekteres og temperaturen øker mindre enn den ville gjort med konstant albedo.

Den største negative tilbakekoplingen er at en varmere atmosfære vil stråle en større mengde energi ut til verdensrommet. Lufttemperaturen faller med økende høyde. Når global oppvarming skjer vil også den øvre atmosfæren varmes opp. Den økede strålingen ut i verdensrommet vil dempe noe av oppvarmingen på jordoverflaten.

Raske tilbakekoplingssløyfer som kan være både positive og negative.

Den tilbakekoplingssløyfen som diskuteres mest av klimaforskerne i dag er skyenes virkning. Skyene kan ha både positiv og negativ tilbakekopling.

Negativ tilbakekopling er det at skyene reflekterer sollyset tilbake til verdensrommet, derved reduseres energien inn, oppvarmingen av klima tenderer til å bli redusert.

Positiv tilbakekopling er det at skyene absorberer infrarød stråling fra jordoverflaten på samme måte som drivhusgasser, og reduserer energien som slipper ut fra jorden. Dette tenderer til å varme klima mer.

Nettoeffekten fra skyene på klima blir differansen mellom den positive og den negative tilbakekoplingssløyfen. Med dagens klima er det en svak temperaturreduksjon pga. skyene, men det er en stor diskusjon om hvilke av effektene som vil dominere. De fleste klimaforskerne ser ut til å mene at på lengre sikt vil skyene bidra til å øke temperaturen.

Trege tilbakekoplingssløyfer

Trege tilbakekoplingssløyfer

Dette er de tilbakekoplingene som trenger en lang periode med varme før de gir et tydelig utslag på temperaturen.

De trege tilbakekoplingene tar lang tid, og klimavitenskapen er bare noen få tiår gammel. Det er derfor ikke noe vi vet helt sikker at kommer til å skje i de nærmeste hundreårene, men det er stor grunn til å tro at det er det som skjedde i mellomistidene.

  • De gigantiske isbreene i Antarktis og på Grønland tar lang tid å smelte. Det tar derfor lang tid, i størrelsesorden århundrer, før en større endring i albedo vil skje pga. smeltingen.
  • Permafrost lagrer store mengder karbon i grunnen. Det er døde organiske planterester. Når permafrosten tiner slipper karbonet ut som CO2 og metan. Dette er klimagasser som øker temperaturen ytterligere.
  • Gasshydrater av metan kan være fanget i is på land eller under havet. Når temperaturen øker blir gassen sluppet ut og mengden metan i atmosfæren øker.
  • Man forventer at vegetasjonen endrer seg når temperaturen øker, og i dette ligger en mulig fremtidig tilbakekoplingssløyfe
  • Tropiske skoger er en karbonreserve som kan bli sluppet ut når temperaturen øker og klima endrer seg.
  • Den aller tregeste tilbakekoplingssløyfa er kjemisk forvitring som vi skrev om i innlegget om karbonkretsløpet. CO2 løses og blir til surt regn som løser opp kalkstein som renner ut i havet og blir til sedimentære bergarter. Det tar millioner av år å flytte CO2 inn i stein på denne måten.

Klimasensitivitet

Konsekvens av en dobling av CO2

I dette innlegget er det nevnt mange ulike tilbakekoplingssløyfer. Den totale effekten er summen av alle sammen. Det er usikkert hvor stor den totale effekten er, men de fleste klimaforskerne mener det er en total tilbakekoplingsparameter på mellom 0,4 og 0,7. Det innebærer at temperaturen stiger til det dobbelte eller tredobbelte av det oppvarmingen fra menneskeskapte drivhusgasser alene sørger for. Dette vil gi en temperaturøkning mellom 2,4 og 3,6 °C.

Klimasensitivitet er vanligvis en beregning av hva som skjer med temperaturen ved en økning fra det historiske 280 ppm CO2 i atmosfæren til det dobbelte 560 ppm. Oppvarmingen på grunn av det menneskeskapte drivhusgassutslippet er beregnet til å bli 1,2 °C. De raske tilbakekoplingssløyfene øker denne temperaturen vesentlig. Analyser fra IPCC har beregnet at det er stor sannsynlighet for at den resulterende oppvarmingen ved 560 ppm CO2 blir et sted mellom 1,5 og 4,5 °C.

Kilde

Over er en kortversjon i dagligspråk av siste 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

I 2016 passert vi 400 ppm CO2, og nivået fortsetter å stige. Det å forutsi fremtiden er en svært vanskelig øvelse, og det er en risiko forbundet med estimatene. Men disse estimatene er de beste vi har.

Noen ser ut til å mene at vi ikke skal gjøre effektive tiltak før det er 100% sikkert at det vi gjør nå vil ende med en katastrofe. Da er det for sent, spesielt fordi konsekvensene av det vi allerede har gjort ligger foran oss.

Andre, slike som meg vil at vi skal handle nå slik at vi kan dempe konsekvensene mens det fortsatt er mulig.

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.

En kommentar til «6b. Hva er klimaets tilbakekoplingssløyfer?»

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *