Upphaflega sett á vefinn 1.feb.'98.
- Síðast breytt 14. apr. 2004 (MSU hitaferill í
§ 9 uppfærður)

CO2
Er jörðin að hitna?
Ekki er allt sem sýnist.

 

"The important thing is to not stop questioning." - Albert Einstein

Greinina "Gróðurhúsaáhrif eða eðlilegar sveiflur í virkni sólar?" sem birtist í Lesbók Morgunblaðsins 21. 6. 1998, má finna hér.
Efni þessarar greinar er ekki eins sundurlaust og á vefsíðunni, og er því e.t.v. rétt að byrja á henni áður en sjálf vefsíðan er skoðuð. (7.7.'98)

 

Kafli 1 af 8 (Tilvísun í aðra kafla vefsíðunar í § 16 hér fyrir neðan)

 

Það var svo leikandi einfalt á þessum tíma að skilja út í ystu æsar leyndardóma alheimsins, meðan hugsunin var óflekkuð af saurum þekkingarinnar." - (Þorbergur ofviti Þórðarson).

Sjá vefsíðuna "Öldur aldanna - einnig í veðurfari?"

Inngangur og yfirlit

 

Efni inngangssíðu:

 

§ 1. Höfundur vefsíðunnar.....
Höfundur vefsíðunnar er
Ágúst H. Bjarnason rafmagnsverkfræðingur.

Höfundur vefsíðunnar hefur enga sérstaka þekkingu á málinu, og er þetta ritað án faglegrar ábyrgðar! - Reyndar má með nokkrum sanni segja, að fáir séu sérfræðingar í þessu máli, enda spannar það yfir margar greinar, svo sem loftslagsfræði, veðurfræði, stjarneðlisfræði, haffræði, fornveðurfræði, mælitækni, tölfræði, gagnaúrvinnslu, o.s.frv. - Margir hafa skoðun á málinu, þar á meðal vísindamenn sem eru mjög færir á sínu sérsviði, en sumum láist e.t.v. að líta yfir öxlina á kollegum sínum, sem eru sérfræðingur á öðru sviði!  

Líta má á höfund vefsíðunnar sem eins konar leiðsögumann á ferðalagi um vefinn.
Leiðsögumaðurinn mun reyna að taka ekki afstöðu fyrr en í ferðalok. Vafalaust mun það þó ganga misvel!


Efst á síðu

 

blueline

 


§ 2. Tilgangurinn með vefsíðunni.....
Mikið hefur verið rætt undanfarið um svokölluð gróðurhúsaáhrif eða hnatthitun. Því hefur verið haldið fram, að greinileg merki þess að jörðin sé farin að hitna megi m.a. sjá af veðurfarsmælingum yfir langt tímabil. Vissulega stafar þetta að hluta af aukningu koltvísýrings (CO2, kolsýra, koltvíoxíð, koltvíildi, kolildi) í andrúmsloftinu, en er þetta eina skýringin?

Höfundur vefsíðunnar hefur haft áhuga á þessum málum í fjölmörg ár, og hefur áhugi á stjörnufræði beint augum hans að hugsanlegum tengslum veðurfars við breytingar í sólinni. 

Hið virta tímarit Science segir um árið 2003 (Science 2002 298: 2298): 

"BREAKTHROUGH OF THE YEAR: Areas to Watch in 2003
Science's editors use their powers of prognostication to come up with next year's hot research topics.

...
A sun-climate connection. As more and more wiggles matching the waxing and waning of the sun show up in records of past climate, researchers are grudgingly taking the sun seriously as a factor in climate change. They have included solar variability in their simulations of the past century's warming. And the sun seems to have played a pivotal role in triggering droughts and cold snaps. To gain complete respectability, sun-climate researchers are working to identify the physical link between relatively feeble solar fluctuations and climate. A leading candidate: solar-modulated cosmic rays and their effects on clouds".

...

Vísindamenn virðast sem sagt vera að beina augum sínum meira og meira að áhrifum breytinga í sólinni á veðurfar.

 

Áður en lengra er haldið er rétt að það komi skýrt fram, að ekki er verið að rengja þá staðreynd, að aukning koltvísýrings í andrúmsloftinu veldur hækkuðu hitastigi. Um það verður ekki deilt, enda gilda lögmál eðlisfræðinnar þar um. Málið snýst aftur á móti um hve mikil þessi áhrif eru og hvaða önnur áhrif kunni að vega jafn þungt, eða þyngra.

Tilgangurinn er fyrst og fremst að benda á, að langt er frá að menn séu sammála um að ástæða breytinga á hitafari sé eingöngu aukning koltvísýrings; aðrir þættir geta komið við sögu. Mikill ágreiningur er meðal vísindamanna um þessi mál, og verður á þessari vefsíðu leitast við að kynna viðhorf þeirra vísindamanna, sem efast um að kenna megi aukningu kolsvísýrings um allar þær breytingar í hita lofthjúpsins sem menn telja sig hafa mælt.

Vefsíðan er nokkuð yfirgripsmikil og er henni skipt í fjölmarga kafla. Efnisyfirlit er neðar á þessari síðu. Í þessum inngangi er tæpt á því helsta sem fjallað er um í öðrum köflum vefsíðunnar. Þessum inngangi er skipt í nokkrar greinar sem merktar eru með "§".

Á þessari síðu eru fjölmargar myndir og gröf. Ekki verður með góðu móti hjá því komist. Þær eru þó nokkuð neðar á síðunni, og hlaðast inn meðan þessi orð eru lesin :-)

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 3. Herkví hagsmuna?...
Gríðarlegir hagsmunir eru í húfi, miklu meiri en virðist við fyrstu sýn:

- Framleiðendur eldsneytis, svo sem olíu og kola, vilja auðvitað selja sem mest. Þeir hafa hagsmuni af því, að gera sem minnst úr hættunni af auknu magni koltvísýrings.

- Tugþúsundir manna starfa við rannsóknir á áhrifum koltvísýrings á lofthjúpinn. Þeir vilja auðvitað hafa sem mest að gera áfram sem hingað til. Þeir hafa hagsmuni af því að viðhalda kenningunni um hættuleg áhrif koltvísýrings á veðurfar.

- Við tæknilegar lausnir á eyðingu CO2 starfa þúsundir manna, sem vilja einnig hafa nóg að starfa í framtíðinni. Fjárfesting í tæknilegum lausnum verður einnig að skila arði. Þeir menn hafa hagsmuni af því að viðhalda kenningunni um hættuleg áhrif koltvísýrings á veðurfar.

- Nú er að hefjast nýtt tímabil og kolsýrukvóti gengur kaupum og sölum. Kolsýrugreifar ætla að græða vel. Þeir hafa hagsmuni af því að viðhalda hæfilegum hræðsluáróðri.

Ekki er að undra þó málið sé funheitt. Stór orð fjúka á fundum, málefni eru einfaldlega afgreidd með orðum eins og "bull" eða "nonsense". Mönnum er borið á brýn, að þeir séu á mála hjá voldugum olíufélögum. Hugsanleg hagsmunatengsl gera menn tortryggilega. Það hlýtur einnig að gilda um þá sem hafa hag af því að viðhalda kenningunni um gróðurhúsaáhrif.

Nú er að verða breyting á, því margir málsmetandi vísindamenn eru farnir að þora að hafa skoðun á klæðaburði keisarans.
Í nýlegri grein í Morgunblaðinu ("RANNSÓKNIR Í HERKVÍ HAGSMUNA?" 31.10.'98) segir veðurstofustjóri meðal annars:

..."Síðustu tvo áratugina hafa umræður um svokallaða gróðurhúsaupphitun jarðarinnar orðið æ fyrirferðarmeiri, bæði hér á landi og annars staðar. Meðal vísindamanna voru og eru skiptar skoðanir á þessu máli, bæði hvort um sé að ræða raunverulega og varanlega upphitun jarðarinnar af völdum losunar gróðurhúsalofttegunda (aðalega koltvísýrings), hvernig hún dreifist yfir jörðina og hvort hugsanleg upphitun væri sá hnattræni vandi sem látið er í veðri vaka."

..."Er nú svo komið, að pólitísk nauðsyn, og oft stórfelldir efnahagslegir hagsmunir stórfyrirtækja og heilu samfélaganna, allt að því krefjast þess, að þetta sé einhver mesti umhverfisvandi heimsins. Og þegar einstaklingar, fyrirtæki eða þjóðir eiga orðið verðmæta koltvísýringskvóta verða efasemdir um upphitunarvandann barðar niður með alþekktum aðferðum skoðanakúgunar."

Í lok þessarar ágætu greinar Magnúsar Jónssonar, sem reyndar fjallar bæði um gróðurhúsavandann og ofveiðivandann, segir: "...Í öðru lagi veldur mér áhyggjum sú vaxandi tilhneiging þeirra, sem hafa efnahagslega hagsmuni af því að koma á útblásturskvótakerfi, til að gera lítið úr skoðunum efasemdarmanna og berja þannig niður akademíska hugsun og skoðanaskipti í þessu flókna og tiltölulega lítt þekkta máli".

Ofangreind orð Magnúsar Jónssonar veðurstofustjóra, eru dæmigerð fyrir áhyggjur virtra vísinda- og fræðimanna um þessar mundir. Í erlendum blöðum og vísindaritum er mikið fjallað um þessi mál. Magnús er gott dæmi um þá sem nú eru að ríða á vaðið, og munu vafalaust margir fylgja á eftir. Vonandi verða íslenskir vísindamenn ekki eftirbátar erlendra í þessum efnum.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 4. Hvað segja erlendir vísindamenn...
Við getum skipt vísindamönnum í tvo hópa; þá sem hafa gagnrýnt keninguna um hnatthitun af völdum CO2, og þá sem aðhyllast hana.

Fyrst skulum við gefa nokkrum gagnrýnendum orðið. Þetta eru allt vel þekktir vísindamenn, hver á sínu sviði. Þeir eru tilbúnir að leggja vísindamannsheiður sinn að veði:

Dr. Sallie Baliunas . Stjarneðlisfræðingur við Harvard University og Mount Wilson Observatory. Einn þekktasti stjarneðlisfræðingur Bandaríkjanna, með rannsóknir á eðli sólar sem sérgrein.
Dr. Patrick J. Michaels , Prófessor í umhverfisfræðum við University of Virginia.
Dr. Richard S. Lindzen . Prófessor í veðurfræði við Massachusetts Institute of Technology.
Dr. Theodor Landscheidt. Schroeter Institute for Research in Cycles of Solar Activity
Dr. Frederick Seitz. Fyrrverandi forseti bandarísku vísindaakademíunnar. (U.S. National Academy of Sciences) .
Dr. Roy Spencer. Sér ásamt fleirum um mælingar á hita andrúmsloftsins með gervihnöttum. "Is Earth's Temperature Up or Down or Both?"
Dr. John R. Christy. Prófessor í loftslagsfræðum við University of Alabama. Einn af höfundum IPCC skýrslunnar Climate Change 95.  Viðtal við "The Times" 20. febrúar 2001.

Ofangreindir vísindmenn tilheyra þeim hópi sem kalla mætti "efasemdarmenn um hnatthitun", eða "global warming sceptics". Margir þessara vísindamanna telja að náttúrulegar sveiflur í sólinni, sem er eini hitagjafinn, skýri að mestu hitabreytingar í lofthjúpnum á undanförnum öldum, og álíta að kenna megi þessum sömu áhrifum um helming þeirrar hækkunar hitastigs sem menn telja sig hafa mælt á síðustu öld. Ýmsir telja áhrifin enn meiri. Þessi áhrif gera mat á raunverulegri hækkun erfitt, flækja málið og villa mönnum sýn.

---

Hvað segja fylgjendur kenningarinnar um hnatthitun af völdum CO2?

Síðastliðin 10 ár eða svo hefur hækkun hitastigs á jörðinni verið mikið á dagskrá. Alþjóðlegar ráðstefnur hafa verið haldnar og eru þekktastar ráðstefnurnar í Rio 1992 og Kyoto 1997. Í lok síðasta árs var haldin ráðstefna í Buenos Aires.

IPCC skýrsla 1995

Á vegum Sameinuðu þjóðanna er starfandi nefnd sem kallast IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Fjölmargir vísindamenn standa að baki skýrslu um hnatthitun, "Climate Change", sem síðast kom út 1995. Þessi skýrsla er mikil og metnaðarfull, en hefur verið mikið gagnrýnd fyrir að gefa einhliða og einfaldaða mynd af vandamálinu. Til hennar er oft vitnað af fylgismönnum hnatthitunar af völdum koltvíildis, og trúa margir blint og gagnrýnislaust á innihald hennar. Margt hefur gerst í heimi vísindanna síðan skýrslan kom út, og er því sjálfsagt að taka hana með nokkrum fyrirvara. Neðar á þessari síðu er skýrt frá nokkrum nýlegum niðurstöðum rannsókna, sem birst hafa í virtum tímaritum. Þessar rannsóknir gefa til kynna, að ekki sé allt sem sýnist í þessum fræðum...

Einn höfunda skýrslu IPCC hefur nýlega skipt nokkuð um skoðun. Hinn vel þekkti loftslagsfræðingur og hermilíkansmiður James Hansen segir m.a. í grein í Proceedings of the National Academy of Sciences (1998), að ekki sé hægt að spá fyrir um loftslagsbreytingar, þar sem áhrifavaldar séu ekki nægilega vel þekktir. Hann segir einnig, að náttúruleg áhrif sólar á veðurfar geti vegið þyngra en áhrif losunar gróðurhúsalofttegunda.

Spádómar IPCC Þetta þykja mikil tíðindi, því það var Hansen sem kom öllu af stað þegar hann gerði þingnefnd Bandaríkjaþings óttaslegna með fullyrðingum um yfirvofandi hnatthitun 1988!

Áður en lengra er haldið er rétt að benda á, að spádómar IPCC um hækkun hitastigs vegna gróðurhúsaáhrifa af mannavöldum til ársins 2100 hafa verið eins og myndin sýnir. Spádómarnir hafa farið lækkandi, en skyldi vera von á meiri lækkun eftir því sem þekking manna eykst? Menn bíða spenntir eftir næstu skýrslu frá IPCC, sem kemur út árið 2001.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 5. Hvað segja innlendir vísindamenn...
Mjög lítið hefur verið fjallað opinberlega um hnatthitun af íslenskum vísindamönnum. Höfundi vefsíðunnar er þó ljóst, að meðal þeirra eru skoðanir skiptar, og væntir þess að umræður um þessi mál eigi eftir að aukast.

Umræður um eins alvarlegt mál og hugsanleg gróðurhúsaáhrif verða að vera skynsamlegar. Við megum alls ekki einblína á einn þáttinn, heldur verðum við að reyna að skilja alla helstu þætti málsins og samspil þeirra. Umfram allt verður að forðast að rasa um ráð fram og láta stjórnast af tilfinningum.

Efst á síðu

 

 

blueline

 

 

§ 6. Hvað segja hermilíkön...
Spádómar IPCC eru byggðir á hermilíkönum. Þessi hermilíkön ganga út frá því, að meiri hækkun hitastigs verði nærri heimskautum en miðbaug. Er það vegna þess að þau reiða sig á að rakinn í loftinu (sem er öflugt gróðurhúsagas) magni upp hitunaráhrif CO2 (positive feedback). Á heimskautasvæðum er loftraki mun minni, þar sem loftið er kaldara og getur ekki borið eins mikinn raka og hlýrra loft. Þar sem loftið á heimskautasvæðum er þurrt, veldur smávægileg hækkun hitastigs meira rakainnihaldi (g/m3), miðað við að hlutfallslegt (%) rakastig haldist óbreytt. Þetta viðbótar rakainnihald er hlutfallslega miklu meira á heimskautasvæðum en nær miðbaug, einfaldlega vegna þess að nærri miðbaug er svo mikill raki fyrir.

Fjölmörg stærðfræðilíkön hafa verið gerð, en því miður hafa þau flestöll "brugðist" að einhverju leyti. Spádómar þeirra hafa ekki staðist tímans tönn. Stærðfræðilíkan getur aldrei orðið betra en þekking þeirra leyfir, sem skapa það. Án efa eiga þau eftir að batna verulega á næstu árum eftir því sem þekking manna á lofthjúpnum vex. Það er ekkert einfalt línulegt samband milli hækkunar hitastigs af völdum koltvísýrings og magns hans í andrúmsloftinu, því alls konar afleidd áhrif vinna með eða á móti. (Positive and negative feedback - jákvæð og neikvæð afturverkun).

Gott hermilíkan af hegðun lofthjúpsins og svörun hans við ytra áreiti, er án efa eitt öflugasta tæki sem menn hafa til að spá um framtíðina. Hermilíkanið er öflugt safn afleiðujafna (differential equation), sem lýsir hegðun kerfisins eins vel og hægt er út frá eðlifræðilegum forsendum. Tekið er tillit til margra þátta, sem ýmist magna upp eða vinna á móti áreitinu. Yfirleitt þarf að beita mikilli einföldun, því kerfið er flókið og samspil allra þátta ekki þekkt. Þegar hermilíkanið er prufukeyrt koma ýmsir hnökrar og misræmi í ljós, sem þarf að finna skýringu á og lagfæra. Þannig er reynt að bæta líkanið smám saman. Hermilíkanið hefur þann kost, að líkja má eftir áratugum á nokkrum mínútum eða klukkustundum.

Miklar umræður eru í gangi meðal vísindamanna um ágæti hermilíkana sem gerð hafa verið á vegum IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, á vegum Sameinuðu Þjóðanna). "Gagnrýni" vísindamanna má ekki taka sem eitthvað neikvætt, heldur sem heilbrigðar umræður til að finna lausn á vandamálinu þegar misræmi kemur fram. Stundum þurfa menn e.t.v. að brýna raustina svo eftir þeim verði tekið, en það er bara mannlegt.

Sem dæmi um gagnrýni má nefna, að hermilíkan IPCC tekur ekki tillit til t.d. breytinga í virkni sólar. Ef ekki er breytt stærðum í líkaninu eins og magni koltvísýrings gerist ekki neitt, líkanið er kyrrstætt. Það gæti t.d. ekki spáð fyrir um góðærið á landnámsöld, litlu ísöldina og hitasveifluna miklu um 1830.

Hér er komið að aðal vandamálinu: Hvernig er hægt með nokkurri vissu að skilja í sundur eðlilegar breytingar í hitastigi (sem við ráðum ekki við), og breytingar af mannavöldum með hjálp hermilíkans sem ekki tekur tillit til náttúrulegra breytinga?

Hugsum okkur að iðnbyltingin hefði ekki hafist enn: Hvernig væru breytingar í hitastigi þá? Engar? Er ekki líklegra að náttúrulegar sveiflur í lofthita hefðu verið á þessari öld, sem fyrr á öldum? Hvernig má það vera, að hermilíkanið sýnir engar, nákvæmlega engar, breytingar? Er gagn af slíku hermilíkani?

Náttúrulegum sveiflum má líkja við truflun (noise) sem yfirgnæfir merkið sem við erum að leita að.

Gagnrýni á þau hermilíkön, sem eru í notkun í dag, beinist mest að þesum þætti; það gengur ekki nógu vel að skilja kornið frá hisminu, eða merkið frá bakgrunns-suðinu. Sífellt er verið að fikta í hermilíkaninu til að fá það til að fylgja eftir mældum sveiflum.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 7. Veðurfarsbreytingar undanfarinna alda...

Málverk frá
Til þess að skilja það sem er að gerast í veðurfarinu í dag er nauðsynlegt að líta til sögunnar.
Þessi mynd er eftir listamanninn Hendrick Avercamp (1585 - 1663), og sýnir hún vetrarhörkur þegar svokallað Maunder minimum í virkni sólar hafði áhrif á veðurfar jarðar.

Mikil harðindi voru víða um heim meðan á "litlu ísöldinni" stóð. Frosthörkur voru það miklar að Thames í Englandi var ísi lögð á vetrum, nokkuð sem óþekkt er í dag. Áhrif á líf Íslendinga og gróðurfar hér á landi hafa vafalaust verið mikil.

Breytingar í veðurfari á síðustu öldum eru vel þekktar. Á landnámsöld var hlýrra á jörðinni en í dag, Ísland var þá viði vaxið milli fjalls og fjöru og vínviður óx á Englandi. Þá voru hinir miklu landafundir norrænna manna, sem ekki víluðu fyrir sér að sigla í opnum bátum landa og heimsálfa á milli. Leifur heppni Eiríksson fann Vínland, þar sem sjálfsáinn vínviður óx. Eiríkur rauði stofnaði byggð í Grænlandi árið 985 og 25 skip Íslendinga sigldu þangað. Þetta bendir til betri lífsskilyrða vegna hlýinda en síðar varð.

Eftir um 1300 fór heimurinn skyndilega að kólna. Þá gekk í garð langt tímabil, sem menn hafa nefnt "litlu ísöldina". Mikil harðindi urðu á Íslandi, byggð norrænna manna í Grænlandi leið undir lok og kuldinn var það mikill í Englandi að Thames lagði á vetrum, og menn héldu hátíðir á ísnum sem kölluðust "Frost Fairs". Vínviður hætti að þrífast á Bretlandseyjum. Áhrifa litlu ísaldarinnar gætti um allan heim næstu 3-4 aldirnar. Um 1700 fer heimurinn að hlýna á nýjan leik og hefur sú þróun haldist til dagsins í dag, - með rykkjum þó. Við vitum hvernig ástandið var hér á landi á síðustu öld þegar vesturferðir Íslendinga stóðu sem hæst, og fólk flúði harðindi og fátækt sem af því leiddi. Elsta fólk man eftir frostavetrinum mikla 1918, eftir hann komu veruleg hlýindi fram að stríðsárum, þá nokkur kólnun fram til um 1975 er fer að hlýna aftur. Auk þessara breytinga eru smá sveiflur frá ári til árs, sem eru breytilegar frá einu landi til annars. Við könnumst við að samfara hlýjum vetri hér eru oft frosthörkur á meginlandinu. Hér á norðurslóðum, þar sem meðalhiti ársins er ekki mikið yfir frostmarki (3-4°C), erum við miklu næmari fyrir smávægilegum hitafarsbreytingum, en sunnar í álfunni þar sem ársmeðalhitinn er mun hærri (10-20°C). Hér á landi er líklegra að við fögnum hærra hitastigi, en að við syrgjum kuldann.


Hiti í Þanghafinu
Hitasveiflur í lofthjúpi jarðar hafa verið miklar á undanförnum öldum. Ekki minni en á síðustu áratugum.

Myndin sýnir hvernig yfirborðshiti í Þanghafinu hefur breyst síðastliðin 3000 ár. Eins og sjá má, þá virðist sem oft hafi verið hlýrra á jörðinni en í dag!  Greinilega má sjá hlýindin miklu fyrir um 1000 árum, svo og "Litlu ísöldina". Takið eftir hve hlýtt var fyrir um 2500 og 3000 árum. Græna línan, sem teiknuð er með aðferð minnstu kvaðrata, gefur til kynna kólnun yfir allt tímabilið.
Ekki er að sjá að neitt óvenjulegt sé á seyði nú, frekar en fyrr á öldum þegar miklar hitasveiflur urðu án þess að að maðurinn ætti þar hlut að máli.

Veðurfarsbreytingar í dag virðast smámunir miðað við það sem átti sér stað fyrr á öldum.

Keigwin. 1996. "The Little Ice Age and Medieval Warm Period in the Sargasso Sea." Science, v.274, p.1504-1508. Tölvugögn frá Dr. Balunias.

Minni okkar er stutt, og sjálf skynjum við ekki nema nokkra áratugi til baka. Ef til vill er það þess vegna sem menn hafa einblínt á gróðurhúsaáhrif vegna aukningar koltvísýrings í andrúmsloftinu. Þessi kenning hefur verið mjög vinsæl, það vinsæl að ekki hefur verið hlustað nægilega vel á gagnrýni sem komið hefur fram frá virtum vísindamönnum í loftslagsfræðum og stjarneðlisfræði.

Hvers vegna skyldi smávægileg hlýnun í dag vera eitthvað hættuleg, þegar hún kemst ekki í hálfkvist við hlýnunina fyrir 1000 árum? Ekki bráðnaði Suðurskautslandið þá, ekki drápust kóralrif úr hita, ekki hrundu fiskimið svo vitað sé, ekki sukku lönd í sæ og ekki hvarf Golfstraumurinn.
Þá blómstraði menning aftur á móti víða um heim. Víkingar silgdu heimsálfa á milli. Ísland byggðist. Byggð norrænna manna í Grænlandi. Vínrækt var stunduð í Englandi. Og þannig má áfram telja.

Einstaklega mildur vetur á Íslandi 2002-2003 villir okkur sýn. Meðalhiti ársins var 5,4°C. Á sama tíma var einn harðasti vetur í manna minnum víða í Bandaríkjunum og heldur leiðinlegur á meginlandi Evrópu. Þó svo að árið 2002 hafi verið all gott hér á landi, þá voru 13 ár hlýrri eða jafnhlý í Reykjavík á síðustu öld: 1939 (6,3°), 1941 (6,3°), 1945 (6,1°), 1928 (5,8°), 1964 (5,7°), 1929 (5,6°), 1932 (5,6°), 1960 (5,6°), 1933 (5,5°), 1942 (5,5°), 1946 (5,5°), 1934 (5,4°), 1987 (5,4°).  Vissulega er minni okkar ótryggt :-)

Voru góðærið fyrir um 1000 árum og "litla ísöldin" hnattrænt fyrirbæri, eða staðbundið? John Daly hefur tekið saman grein með tilvitnunum í ýmsar rannsóknir, sem benda til þess að fyrirbærið hafi vissulega verið hnattrænt, og merki um það sjáist t.d. í Perú, Kenýa, Þanghafinu, Kína, Japan, .....  Greinin er hérGreinin nefnist The "Hockey Stick: A New Low in Climate Science". Greininni fylgja 32 tilvísanir í heimildir.  

 

 

 

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 8. Losun manna á CO2...
Koltvísýringur í andrúmsloftinu er bráðnauðsynlegur öllu lífi á jörðinni. Væri hann ekki fyrir hendi gætu plöntur alls ekki þrifist, og þar með ekkert líf. Plöntur vinna kolefnissambönd (mjölvi, sykur) úr koltvísýringnum með aðstoð sólarljóssins eins og alþekkt er. Koltvísýringur er því ekki eitur, heldur undirstaða alls lífs á jörðinni. Plöturnar anda að sér CO2, en anda frá sér súrefni. Dýr og menn anda að sér súrefni, en anda frá sér CO2. Þetta er því hringrás.

CO2 verður til við bruna í líkömum dýra, rotnun lífvera og bruna á eldsneyti. Eldfjöll og hverasvæði anda óhemju magni af CO2 frá sér. Koltvísýringur verður til við gerjun víns, þegar brauðdeig er látið hefast, og er ómissandi í gosdrykki. Aðalhráefnið í framleiðslu á grænmeti og ávöxtum, og reyndar öllum gróðri, er koltvísýringur. Þetta er því fremur matur en eitur, og alls ekki mengun. Margir rugla saman koltvísýringi og mengunarskýjum, sem oft sjást yfir stórborgum. Þau eru allt annars eðlis. Þar er um raunverulega og skaðlega mengun að ræða. Koltvísýringur er ósýnilegur og lyktarlaus, og algerlega skaðlaus í því litla magni sem hann mælist í andrúmsloftinu (0,036%, eða um 1:3000).

CO2 hleypir í gegn um sig stuttbylgju hitageislum frá sólinni, en dregur í sig langbylgju hitageisla frá yfirborði jarðar. Við það hitnar lofthjúpurinn örlítið til viðbótar. Yfirborð jarðar fær þannig varmageislun beint frá sólinni, og auk þess viðbótar varmageislun frá CO2 í lofthjúpnum. Þannig mælist hærra hitastig við yfirborð jarðar, þó svo jörðin og lofthjúpurinn sem heild séu í jafnvægi gagnvart heildarinnstreymi varmaorku frá sólinni. Þetta hefur í för með sér kólnun í efri loftlögum. CO2 er nánast ógegnsætt fyrir innrautt ljós með um 15 míkrómetra öldulengd.

Þetta er mikil einföldun á gróðurhúsaáhrifum koltvísýrings, en nærri lagi. Reyndar er þetta eðlisfræðilega réttari skýring, en að segja að koltvísýringur sé eins og teppi yfir jörðinni, eins og oft sést. Gróðurhúsaáhrif af völdum koltvísýrings er þannig eðlisfræðilega allt annað fyrirbæri en hlýnun í gróðurhúsum.

Töluverð óvissa ríkir um hve mikil hitunaráhrif CO2 eru. IPCC notar í sínum spám 4,3 W/m2.   Þetta er vissulega mjög umdeilt. Öll óvissa í hitunaráhrifum CO2 skiptir gríðarlegu máli fyrir kenninguna um hnatthitun vegna losunar manna á CO2.

Mikil óvissa ríkir einnig um hvernig lofthjúpurinn bregst við þessum hitunaráhrifum. Magnar t.d. vatnsgufan upp áhrifin eins og IPCC telur, eða dregur vatnsgufan úr áhrifunum eins og Dr. Lindzen veðurfræðiprófessor við MIT telur? Hvaða áhrif hafa breytingar í skýjafari, sem hljóta að verða við breytingar á lofthita?

Á myndinni má sjá hvernig magn koltvísýrings í andrúmsloftinu hefur aukist síðustu áratugi. Magnið er í milljónustu hlutum (ppm) og jafngildir 300ppm 0,03% (u.þ.b 1:3000).
Hlutfallsleg aukning er um 30%.

Það er ekki einungis CO2 sem vinnur sem "gróðurhúsaloft". Vatnsgufa er miklu áhrifameira gróðurhúsaloft en CO2 , og eru áhrif vatnsgufunnar sem gróðurhúsagas um 95% af öllum þeim lofttegundum sem valda gróðurhúsaáhrifum! Nákvæmlega hve mikil þessi áhrif eru vita menn þó ekki enn. Vatnsgufan er ráðandi gróðurhúsagas og eru áhrif CO2 mjög lítil í samanburði við áhrif vatnsgufunnar.

Án gróðurhúsalofttegunda væri meðalhiti jarðar mínus 18°C, en er plús 15°C vegna gróðurhúsaáhrifa, að mestu vegna loftrakans.

Hæfileg gróðurhúsaáhrif eru því af hinu góða; án þeirra værum við ekki hér. Þetta er þó alls ekki allt CO2 að þakka. Það sem veldur mönnum áhyggjum er losun manna á CO2, sem gæti valdið hækkun meðalhita lofthjúpsins. Þessi hækkun af mannavöldum er þó mjög lítil miðað við heildar gróðurhúsaáhrifin, sem valda um 33° hækkun lofthita.
Sé tekið tillit til náttúrulegra sveiflna í hitastigi, má ætla að hækkun hitastigs lofthjúpsins vegna losunar manna á CO2 s.l. 150 ár sé um 0,3°C. Þessi hækkun er aðeins um 1/100 eða 1% af heildar náttúrulegu gróðurhúsaáhrifunum !

Á síðustu öld hefur losun manna á CO2 aukist úr 0,028% í 0,036%, eða um tæp 30%. Það er því eðlilegt að því fylgi hækkun hitastigs. Hve mikil er sú hækkun? Menn hafa bæði reynt að mæla þessa hitastigshækkun með mælum á jörðinni og með mælum í gervihnöttum. Einnig hafa menn búið til stærðfræðilíkön, sem eiga að spá fyrir um hækkun hitastigs á mismunandi stöðum jarðar. Losun CO2 af mannavöldum er kennt um því sem næst 0,5°C hækkun hitastigs á síðustu 100 árum. Þetta er þó umdeilt, sérstaklega vegna þess að mestöll hitastigshækkunin átti sér stað fyrir 1940, þ.e. áður en menn fóru fyrir alvöru að losa koltvísýring.

Mest allur koltvísýringur í andrúmsloftinu er af náttúrulegum völdum. Hann stafar m.a. af rotnun dýra og jurtaleyfa. CO2 streymir frá jörðinni á hverasvæðum og frá eldfjöllum. Hafið geymir ógrynnin öll af CO2, en hve mikið er háð hitastigi hafsins. Hlýni sjórinn, sleppir hann CO2 út í andrúmsloftið. Einhver hluti þeirrar hækkunar á CO2 sem mælst hefur gæti stafað af þessu, en líklega eru áhrif manna ráðandi.

Aukið magn CO2 hefur haft mælanleg áhrif á vöxt gróðurs, og þar með matvælaframleiðslu heimsins. Þessi jákvæðu hrif aukins magns koltvísýrings í andrúmsloftinu eru þó efni í aðra sögu. Menn hafa séð það á árstíðasveiflum koltvísýrings, að sveiflurnar verða sífellt meiri. Þetta bendir til þess, að andardráttur gróðurs jarðar sé orðinn dýpri, eða með öðrum orðum; jörðin hefur grænkað!
Sjá vefsíðuna Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Chang
- CO2 Science Magazine ..
Þetta er reyndar nokkuð, sem íslenskir gróðurhúsabændur þekkja vel. Þeir losa koltvísýring í gróðurhúsin með góðum árangri, til að auka framleiðslu matvæla og skrautblóma.
Nú væri fróðlegt að vita, hvort aukið magn kolsýru í andrúmsloftinu um 30% hafi komið ræktun skóga hér á landi til góða? Hefur vaxtarhraði trjáplanta aukist frá miðri öldinni?

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 9. Breytingar í hitastigi síðustu áratugi...
Mat IPCC á breytingum á hitastigi jarðar tekur fyrst og fremst mið af rannsóknum á veðurgögnum síðustu 150 ára. Farið hefur verið yfir gögn frá hundruðum veðurstöðva og meðaltal reiknað. Samkvæmt því virðist sem hitastig lofthjúps jarðar hafi hækkað um 0,6°C á þessu tímabili (með fyrirvara um mæliskekkjur).

Það sem einkennir ferla, sem teiknaðir eru eftir þessum hefðbundnu hitmælingum, er veruleg hækkun hitastigs fram á miðja öldina, og síðan töluverð kólnun fram yfir 1970. Eftir það verður aftur hækkun hitastigs. Lækkunin frá um 1945 til 1970 hefur valdið mönnum miklum heilabrotum, ekki síður en hin mikla hækkun hitastigs á fyrri hluta aldarinnar. Þessar breytingar eru alveg úr takt við losun manna á koltvísýringi.

 Í ljós kemur, þegar hitaferlar einstakra veðurstöðva eru skoðaðir, að mjög víða er ekki hægt að greina nokkra hækkun hitastigs. Aðeins sveiflur.

Skoðum til dæmis ferilinn sem sýnir lofthita í Reykjavík í 100 ár. Blái granni ferillinn er ársmeðaltal, rauði ferillinn er 10-ára meðaltal og sýnir betur breytingar sem standa yfir í nokkur ár, og beina fjólubláa línan er reiknuð út samkvæmt aðferð minnstu kvaðrata. Síðastnefnda línan sýnir því tilhneigingu síðustu 100 ára, sem er örlítil kólnun. Hér er eftirtektarvert, að hlýjast var í Reykjavík á miðri öldinni sem leið, og skáru árin 1939 og 1941 sig sérstaklega úr. Árið 2003 var mjög svipað.

Heimildir: NASA Goddard Institute (GISS): mynd tafla

( Í § 10 kemur fram, að aukning koltvísýrings í andrúmsloftinu var um 1940 aðeins 18% af því sem nú er, svo spyrja má hvort hlýindin árið 2003 þurfi endilega að stafa af manna völdum. Gæti eitthvað annað verið á ferðinni? Hvað orsakaði hlýindin um miðja síðustu öld? ).


Hitastig í Bandaríkjunum frá 1880-2000 hefur ekkert breyst varanlega. Nú væri fróðlegt að skoða hitaferil frá Bandaríkjunum. Hér höfum við meðaltal hitamælinga 1880-1999 fyrir öll Bandaríkin. Myndin er frá NASA Goddard Institute for Space Studies.

Í ljós kemur, að ekki er um mikla hækkun hitastigs að ræða, heldur aðallega sveiflur upp og niður, eins og í Reykjavík! Hlýjast er á miðri öldinni eins og annars staðar. (Hvenær átti "Þrúgur reiðinnar" eftir John Steinbeck að hafa gerst? - Hvenær voru þurrkarnir miklu?).
Meðalhækkun hitastigs er 0,022°C á áratug, eða 0,22°C á öld. Tímabilið 1940 - 1997 er hækkunin 0,008°C á áratug, sem jafngildir 0,08°C á öld. Þetta þýðir auðvitað, að mesta hækkunin varð á fyrrihluta aldarinnar, áður en losun manna á koltvísýringi hófst fyrir alvöru!

Nokkur hækkun hefur mælst með hefðbundnum hitamælum á takmörkuðum svæðum í vestur-Kanada og austur-Alaska og Síberíu Þessi hækkun veldur fyrst og fremst þeirri hækkun meðalhita jarðar, sem kemur fram hjá t.d. CRU. Á öðrum svæðum hefur lítil eða engin hækkun mælst.
Á þessu korti hjá bresku veðurstofunni má sjá þau svæði sem voru heitari eða kaldari árið 1995, en meðalhiti áranna 1961-1990: Annual surface temperature 1995

Stykkishólmur Kortið nær þó aðeins yfir eitt ár, og er gott dæmi um hve óvarlegt er alhæfa út frá gögnum sem ná aðeins yfir eitt, eða fáein ár. Af kortinu má draga þá ályktun, að samfara hlýnun annars staðar í heiminum, sé kólnun umhverfis Ísland. Ef skoðuð eru veðurfarsgögn frá t.d. Stykkishólmi kemur í ljós að árið hefur verið óvenju svalt. Ársmeðalhiti á Stykkishólmi var aðeins 2,95°C árið 1995, en 4,36°C ári seinna. Þessar miklu sveiflur frá ári til árs koma vel fram á hitaferlinum fyrir Stykkishólm.
Aðeins neðar á þessari síðu má sjá meðaltal hitamælinga yfir allan heiminn frá 1979. Þessar mælingar eru gerðar með gervihnöttum, og sýna ekki kólnun umhverfis Ísland, þvert á móti hlýnun.

Það, að lofthiti á mjög norðlægum og suðlægum breiddargráðum, svo og á Suðurskautslandinu skuli yfirleitt ekki hafa hækkað, er nokkuð merkilegt, því hermilíkön IPCC gerðu einmitt ráð fyrir að hækkun hitastigs yrði þeim mun meiri sem staðurinn væri fjær miðbaug, og loftmassinn þurrari. Þessi hermilíkön (GCM - Global Circulation Models) hafa því ekki staðist hvað þetta varðar. Séu hitaferlar frá Suðurskautssvæðinu skoðaðir, kemur sama í ljós. Þar hefur engin hækkun hitastigs orðið, ekki einu sinni á sjálfum suðurpólnum þar sem Amundsen stöðin er. Á Suðurskautslandinu er loftið mjög þurrt, og ættu hitunaráhrifin að vera greinileg þar. Þetta er sá prófsteinn, sem hermilíkön IPCC eiga hvað erfiðast með.

París frá 1757 Að lokum skulum við líta á hitamælingar frá París. Þessar mælingar ná allt aftur til ársins 1757, en rétt er að hafa mikinn fyrirvara á nákvæmni svo gamalla mælinga. Á ferlinum má sjá, að verulega hlýtt hefur verið í lok átjándu aldar (um 1770), og fjólublái ferillinn, sem reiknaður er með aðferð minnstu kvaðrata, sýnir kólnun yfir tímabilið 1757-1990.

Við getum haldið áfram að skoða hitaferla sem sýna enga hækkun hitastigs, en látum hér staðar numið. Á vefsíðu John Daly í Ástralíu eru margir tugir slíkra ferla. Sjá má ferla frá nyrstu byggðum Alaska til Amundsen stöðvarinnar á Suðurpólnum. Öll mæligögn eru fengin frá virtum stofnunum, og því eins rétt og kostur er. Sjá: What the Stations Say.


Gervihnattamæling. Hitadreifing frá 1979

 

Meðalhiti lofthjúps jarðar.
Nákvæmasti hitamælir í heimi?

Í 20 ár hefur hitastig lofthjúps jarðar verið mælt samfellt frá gervihnöttum. Með sérstakri tækni (MSU, Microwave Sounding Unit) er hitastigið mælt í mismunandi hæð. Þessi hitamælir hefur það fram yfir hefðbundnar veðurstöðvar, að mælt er yfir alla jörðina. Áhrif frá þéttbýli trufla ekki mælingar.
Hér má sjá hvernig hitastig frá yfirborði upp í um 8km hæð hefur breyst. Veðurfarið 1997-1998 hefur verið óvenjulegt. Er gróðurhúsaáhrifum um að kenna, eða eru þetta áhrif frá El-Niño? Samhvæmt þessum mælingum hefur hitastig á norðurhveli hefur hækkað sem nemur um 0,156 °C á áratug, og hækkað um 0,014°C á suðurhveli, en sé árinu 1998 sleppt, er meðalbreyting óveruleg.
Sveiflur í hafstraumum, stór eldgos og virkni sólar setja merki sitt á þennan hitaferil. Sjá vefsíðuna El-Niño and Global Temperature, þar sem sjá mjög greinileg tengsl milli El-Niño og hitafars.
Athyglisvert er, að hitasveiflan mikla 1998 er gengin til baka. Á miðju ári 2002 urðu menn varir við að nýtt El-Niño er að hefjast. Væntanlega mun það sjást á MSU hitaferlinum.

MSU mælingarnar hafa verið bornar saman við hitamælingar gerðar með loftbelgjum og samsvörun reynst nánast fullkomin.
Nánar í kafla 6.

Teiknað í Excel með tölvugögnum frá Dr. Roy Spencer og Dr. John Christy.

Hér að framan höfum við skoðað mæligögn frá veðurstöðvum á jörðu niðri. Frá árinu 1979 hefur hitastig jarðar verið mælt utan úr geimnum með mælibúnaði sem kallast MSU (Microwave Sounding Unit). Með þessum tækjum er hitastig neðri hluta veðrahvolfsins mælt. Mælingar eru gerðar yfir láð og legi, fjöllum og eyðimörkum, byggðu bóli og óbyggðu. Gerðar eru 30.000 mælingar á hverjum sólarhring. Ekki er ólíklegt að þessi mæliðferð sé öllu áreiðanlegri en hefðbundnar mælingar á jörðu niðri.

Myndin sýnir breytingar á hitastigi neðri hluta veðrahvolfsins frá árinu 1979. Sjá má sveiflur í hitastigi, ýmist hlýnun og kólnun. Sé ekki reiknað með uppsveiflunni 1998, er nettóbreyting á hitastigi engin. Sé reiknað með toppnum, sem sjá má lengst til hægri, er breyting á hitastigi um 0,05°C á áratug. Þar sem þessi uppsveifla stafar líklega af El-Niño, mun hún væntanlega ganga alveg til baka á næstu mánuðum.

Á efri myndinni (kortinu) má sjá hlýnun á ákveðnum svæðum á norðurhveli jarðar, en kólnun á öðrum svæðum. Meðalhiti lofthjúps jarðar hefur aftur á móti aðeins hækkað um 0,1°C á þessu tímabili, og varð öll sú hækkun á síðasta ári, eins og fram kemur hér að ofan. Myndin er frá University of Alabama. Þar er nánari umfjöllun um myndina.

Hvað segja langtímamælingar á Bretlandseyjum?
Á kortinu hér að ofan (gervihnattamælingar) má sjá þrjú rauð svæði, sem skera sig úr. Eitt þeirra liggur yfir Bretlandseyjum og teygir anga sína til Íslands. Nú vill svo til að ein þekktasta loftslagsrannsóknarstöðin er í Bretlandi. Er það Hadley Centre. Á vef þeirra má finna tölvugögn yfir meðalhita Bretlandseyja s.l. 340 ár, þ.e. allt frá lokum litlu ísaldarinnar svokölluðu.
Eftirfarandi mynd sýnir hitafar þar frá 1659 til 1998. Bláa línan er ársmeðaltal, en rauða línan sýnir á hverjum tíma meðaltal síðustu tíu ára þar á undan.
Tekur einhver eftir óvenju mikilli hækkun hitastigs á þessari öld? Eru sveiflur í hitastigi á þessari öld meiri en á undanförnum öldum? Er hækkun lofthita á síðusta áratug eitthvað meiri en t.d. um 1700, 1730, 1820 og 1900? Er lofthiti nú svipaður og 1730?
( Menn höfðu víst ekki vit á að óttast heimsendi þegar hitinn hækkaði um heilar tvær gráður milli 1700 og 1740 ;-)



Hiti á Bretlandseyjum 1659-1998
Forngripur?

Ekki beinlínis forngripur, en þessi hitaferill nær alveg aftur til ársins 1659. Á vefsíðu Hadley Centre í Bretlandi, sem er vel þekkt loftslagsrannsóknarstöð á vegum bresku veðurstofunnar, eru tölvugögn yfir meðalhita í Bretlandi aðgengileg. Ferillinn nær aftur að lokum "litlu ísaldar".

Blái ferillinn er ársmeðaltal, en rauði ferillinn er 10-ára meðaltal. Takið eftir náttúrulegum hitasveiflum allan tímann, og sérstaklega toppnum um 1730. Hitinn var þá ekki mikið lægri en nú á dögum.
Gróðurhúsaáhrif af mannavöldum þá? Varla.
Hvers vegna miða menn hækkun hitastigs við lok nítjándu aldar?

 


- - -

Hvernig stendur á þvi að meðalhiti jarðar virðist hafa hækkað mun meira en hitastigsmælingar frá mörgum veðurstöðvum gefa til kynna?

Skýringin er að öllu líkindum sú, að skipta má veðurstöðvum í "góðar" og "slæmar" hvað varðar mælingar á hitastigi. Víða eru veðurathugunarstöðvar í þéttbýli. Þær hafa verið settar upp fyrir utan þéttbýli, en borgir stækka, hús hækka og gróðurþekja víkur fyrir malbiki. Þetta eru kölluð þéttbýlisáhrif (urban effect, asphalt effect). Í skjóli húsa myndast hitapollar. Malbik og byggingar drekka í sig hitageisla yfir daginn, og geisla út að nóttu, -næturhiti hækkar.
Frá gróðri gufar raki, og til þess þarf varma. Minnkandi gróður veldur því hækkuðu hitastigi þegar kælandi áhrif gróðurs víkja.
Hækkandi byggð veldur því, að hitamælar verða ekki lengur í sama geislajafnvægi við himingeiminn, og sýna hærra hitastig (sbr. hrím á bílum myndast á heiðskírum nóttum, nema þar sem þeir standa í skugga frá byggingu eða tré). Sama er að segja um áhrif limgerðis og trjáa sem veðurathugunarmaðurinn plantar umhverfis mælistað! Hoyt telur þessi skuggaáhrif ("skyline effect") verulegan skekkjuvald.


Þéttbýlisáhrif í Bandaríkjunum.
107 veðurstöðvar í 49 sýslum í Kaliforníu voru flokkaðar eftir íbúafjölda sýslunnar. Álíka fjölmennar sýslur voru settar saman í hóp. Los Angeles borg með 8,9 miljónir íbúa og sex veðurstöðvar er lengst til hægri. Ekki fer á milli mála, að því þéttbýlla sem landssvæðið er, þeim mun hærra hitastig mælist. Þetta er það sem kallast "Urban Effect", eða þéttbýlisáhrif.
Sjá myndina hér til hliðar. Til að kanna þessi mál voru 107 veðurstöðvar í 49 sýslum í Kaliforníu flokkaðar eftir íbúafjölda sýslunnar. Álíka fjölmennar sýslur voru settar saman í hóp. Los Angeles borg með 8,9 miljónir íbúa og sex veðurstöðvar er lengst til hægri. Ekki fer á milli mála, að því þéttbýlla sem landssvæðið er, þeim mun hærra hitastig mælist. Munurinn er umtalsverður.

NASA hefur nýlega kannað með beinum mælingum hækkun hitastigs í nokkrum stórborgum Bandaríkjanna, og staðfest, að þar er hitinn verulega hærri en í dreifbýli.

Víða er vel staðið að veðurmælingum, en annars staðar illa. Á suðurhveli jarðar er mun minna um meginlönd og höf þekja þeim mun stærra svæði (90%). Ekki bætir úr skák að veðurmælistöðvar eru tiltölulega fáar t.d. í stórum hluta Ástralíu og Afríku, og víða reknar meira af vilja en mætti. Áreiðanleiki þessara tiltölulega fáu stöðva hlýtur að skipta miklu máli þegar meðalhiti jarðar er reiknaður út.

Einnig má benda á þá staðreynd, að nákvæmni þeirra hitamæla sem notaðir eru fyrir veðurmælingar, er tæplega nægileg til að mæla loftslagsbreytingar, þar sem verið er að leita að broti úr gráðu. Sums staðar eru jafnvel notaðir hitamælar, sem kvarðaðir eru í heilum gráðum Farenheit, eða hálfum gráðum Celcius!

Rétt er að taka fram, að hér á landi er staðið mjög vel að veðurmælingum.

Sjá: What is Wrong With the Surface Record?.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 10. Aukning koltvísýrings og breytingar í hitastigi...
Margir hafa staldrað við þá staðreynd, að mesta hitastigshækkunin verður áður en menn fara fyrir alvöru að losa CO2, það er fyrir 1940.
Ósamræmi í CO2  & hitabreytingum
Ljósi ferillinn sýnir breytingar á hitastigi frá 1890 (NASA GISS), en dökki ferillinn breytingar á CO2 . Myndin sýnir að losun CO2 nam aðeins 18% af heildaraukningunni fyrir 1940, en 82% eftir 1940. Samt er mesta hitahækkunin fyrir 1940. Veruleg kólnun er greinileg frá um 1940 til um 1970.

(Takið eftir að ferillinn fyrir koltvísýring byrjar ekki við núll, og virðist því breytingin meiri en hún er í reynd).

Síðan þegar losun á CO
2 hefst fyrir alvöru eftir síðari heimstyrjöldina, þá svarar náttúran fyrst með kólnandi veðurfari. Eru önnur áhrif en CO2 að verki? Myndin hér til hliðar sýnir tvo ferla: Hækkun hitastigs norðurhvelsins skv. meðaltali mælinga á jörðu niðri og hækkun magns CO2 í lofthjúpnum. Eins og sjá má, þá nemur magn CO2 nú 0,036%. Hér má sjá tvennt sem sker í augun:

1) Mesta hækkun hitastigs er fram að 1940, á sama tíma og heildarlosun manna á CO2 var aðeins 18% af því sem hún er nú orðin.

2) Þrátt fyrir mikla viðbótarlosun CO2 á síðari hluta aldarinnar verður lækkun á hitastigi.

Reynt hefur verið að skýra lækkun hitastigs eftir miðja öldina með auknu magni brennisteinssambanda í andrúmsloftinu. En sýnt hefur verið fram á, að sú kenning stenst varla. Er þá meðal annars bent á þá staðreynd, að brennisteinssambönd í andrúmsloftinu á suðurhveli jarðar eru miklu minni en á norðurhvelinu. Er það að sjálfsögðu vegna minni iðanaðar og mengunar þar. Því ætti kólnun að vera minni af völdum brennisteinssambanda á suðurhvelinu, og þar með meiri hlýnun en á norðurhvelinu. Sú er ekki raunin.

Verulegt ósamræmi í magni CO2 og hitastigi bendir til þess, að eithvað annað liggi að baki breytinga í hitastigi.

Við skulum skoða nánar hvað getur valdið þessu ósamræmi, og kanna hvort til sé einföld skýring á því.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 11. Samspil sólar og veðurfars....
Þessar hitasveiflur upp-niður-upp á síðustu öldum urðu til þess, að menn fóru að leita að öðrum orsökum en koltvísýringi. Svona lagað gerist varla af sjálfu sér. Ekki leið á löngu þar til sjónir manna beindust að sólinni. Sólin er jú eini hitagjafinn. Það rifjaðist upp, að á meðan litlu ísöldinni stóð var virkni sólar í lágmarki miðað við frásagnir af norðurljósum, talningu sólbletta (sem sáust fyrst 1610-1612, reyndar eru til stöku eldri frásagnir af sólblettum), og mælingum á samsætunum (isotopunum) kolefni-14 í árhringjum trjáa og beryllium-10 og súrefni-18 í ís (borkjörnum).

Meðan á litlu ísöldinni stóð virðist sem sólin hafi verið óvenju óvirk á tveim tímabilum. Nefnast þau Spörer lágmark 1400-1510 og Maunder lágmark 1645-1715.

Nú vill svo til, að sólblettir hafa verið skráðir reglulega síðan 1755 svo auðvelt er að bera þá saman við virkni sólar. Síðan 1755 hafa 22 sólblettatímabil verið skráð, og erum við nú að byrja tímabil númer 23 sem verður í hámarki um aldamótin. Hvert tímabil varir að meðaltali 11 ár. Því hærri sem sólblettatalan "sunspot index" er, þeim mun meiri er virkni sólar. Með því að bera saman meðalárshita lofthjúps jarðar og sólblettatöluna sést ótrúlega mikil fylgni. Sólblettatalan er þó frekar ónákvæmur mælikvarði því stórir sólblettir vega þyngra en litlir, svo þetta er að nokkru leyti mat. Til eru aðrar aðferðir við að meta virkni sólar, svo sem lengd sólblettatímabilsins sem að meðaltali er 11 ár. Þetta er auðveldara að mæla. Komið hefur í ljós, að lengd sólblettatímabilsins er í öfugu hlutkalli við sólblettatöluna, og þar með virkni sólar.
"Mikil virkni sólar -> há sólblettatala -> stutt sólsveifla".

Virkni sólar hefur verið að aukast jafnt og þétt síðustu áratugina, og hefur virknin ekki verið meiri í a.m.k. 300 ár.

Hin fræga mynd sem birtist í Science 1991 Það kemur skemmtilega á óvart, að frændur okkar Danir standa mjög framarlega í rannsóknum á áhrifum sólar á veðurfar. Tveir danskir vísindamenn þeir Eigil Friis-Christensen og Knut Lassen komu líklega fyrstir manna auga á samhengið milli lengdar sólblettatímabilsins og veðurfars. Þeir birtu um það grein í hinu virta tímariti Science árið 1991. (Length of the solar cycle: An indicator of solar activity closely associated with climate. Science, 254, 698-700, 1991). Samræmið sem kemur fram milli hitastigs norðurhvels jarðar og lengdar sólblettatímabilsins er vægast sagt ótrúlegt. Jafnvel smáatriði í ferlunum líta svipað út! Þessi mynd er orðin víðfræg, og sést hún oftast í þessari mynd með danska skýringartextanum.


Sólsveiflan og hitafrávik frá 1750 Myndin hér til hliðar sýnir breytingar á yfirborðshita jarðar (grái ferillinn) og breytingar á segulvirkni sólar (svarti ferillinn) frá árinu 1750. Eins og sjá má þá falla ferlarnir nánast saman.

Þessi mynd er teiknuð eftir gögnum frá Dr. Sallie Baliunas og Dr. Willie Soon, sem eru virtir vísindamenn við Harvard-Smitsonian Center for Astrophysics og Mount Wilson Institute.

Þessi mynd vakti áhuga minn á að fræðast betur um áhrif sólarinnar á veðurfar, og varð þannig óbeint kveikjan að þessari vefsíðu.

Ferillinn hefst þar sem litlu ísöldinni er rétt að ljúka og lofthitinn fer hækkandi. Við tökum eftir gríðarmikilli hækkun hitastigs eftir 1820, hækkun sem er mun meiri en við höfum kynnst á þessari öld. Þetta var þó skammgóður vermir sem aðeins stóð fáein ár.

Veður fer aftur kólnandi og það er ekki fyrr en 1920 sem hitinn byrjar að hækka aftur hratt til ársins 1940, en þá fer að kólna enn á nýjan leik, uns það tekur að hlýna einu sinni enn um 1975, skömmu eftir að sumir voru farnir að spá fyrir um að ísöld væri að skella á!

Það er eftirtektarvert, að meðan á öllu þessu gengur breytist virkni sólar nánast í takt við breytingar á lofthita.

Þetta eru óskaplegir dyntir í veðurfarinu. Sumir hafa haldið því fram, að nú fyrst sé litlu ísöldinni að ljúka.

Hiti og virkni sólar frá 900

Hér hefur tímabilinu frá 900 til 1750 verið bætt inn á myndina, sem er ofar á síðunni. Virkni sólar hefur verið hægt að áætla langt aftur í tímann með rannsóknum á fráviki í magni samsætanna kolefni-14 og beryllium-10.

Í kafla 2 (ítarefni) má sjá hvernig virkni sólar hefur breyst s.l. 5000 ár. Þar má einnig kynnast nýjum kenningum dananna Henrik Svensmark og Eigil Friis-Christensen, sem segja má að varpað hafi sprengju inn í heim loftslagsfræðinnar nýlega.

Þeim kom til hugar, að geimgeislar gætu átt þátt í breytilegu hitastigi jarðar - með hjálp sólar. Sólvindurinn hefur áhrif á styrk geimgeislanna, en styrkur sólvindsins fylgir virkni sólar. Þeir félagar skoðuðu gervihnattamyndir af skýjafari frá árinu 1979. Geimgeislar, sólvindur og hitafar

Í ljós kom, að þegar geimgeislar eru veikastir þekur skýjahulan 65% af yfirborði jarðar, en 68% þegar geimgeislar eru hvað sterkastir.

Hvernig stendur á þessu? Ein kenningin gengur út á að vatnsgufan þéttist á rykögnum (aerosols). Geimgeislar jónisera gas í háloftunum. Jónirnar flytja hleðslu yfir á vatnsdropa sem draga að sér rykagnir. Rykagnirnar virka þá sem eins konar sæði sem flýtir fyrir þéttingu rakans.

Breytileg skýjahula þýðir auðvitað breytilegt endurkast sólarljóss, þannig að mismikill sólarylur nær að skína á jörðina.
"Mikil virkni sólar -> mikill sólvindur -> minni geimgeislar -> minna um ský -> minna endurkast -> hærra hitastig" !

Augu vísindamanna beinast nú að þessum þætti og stendur jafnvel til að gera tilraun til að staðfesta kenninguna með tilraunum hjá CERN í Sviss.

Ekki fer á milli mála, að þessar nýju kenningar um áhrif sólar á veðurfar skýra mun betur hitasveiflur en aukning CO2 af mannavöldum.

Talið er að áhrif sólar sé a.m.k. af þessum toga:
- Breytileg heildarútgeislun hefur bein áhrif á hitafar.
- Verulega breytileg útgeislun á útfjólubláa- og röntgengeisla- sviðinu hefur áhrif í efstu lögum lofthjúpsins.
- Áhrif sólvindar á efstu lög lofthjúpsins (norðurljósabeltið).
- Áhrif sólvindar á geimgeisla, sem aftur hafa áhrif á skýjafar.

Nákvæmlega hvernig þetta virkar vita menn ekki enn, en fingraförin eru greinileg og sólin er því grunuð um græsku.

Ásýnd sólar í útfjólubláa- og röntgengeisla sviði litrófsins breytist gríðarlega yfir sólsveifluna. Við verðum ekki mikið vör við breytingar í sólinni, en sé hún skoðuð með sjónauka, sem næmur er fyrir útfjólubláum geislum eða röntgengeislum, sjást gríðarmiklar breytingar yfir sólsveifluna. Myndirnar af sólinni eru teknar með Yokoh gervihnettinum þegar sólsveiflan var í hámarki 1991, og aftur þegar hún var í lágmarki 1995. Miklar breytingar verða í styrk sólvindsins, samfara þessum breytingum.

Í þessu sambandi er rétt að hafa það í huga, að sólin nær að hita jörðina því sem næst frá alkuli upp í +15°C, eða um tæpar 300 gráður. Aðeins smávægilegar breytingar í virkni sólar þarf því til að breyta hitastigi jarðar um 0,5°.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 12. Samspil hafsins og veðurfars...
Breytingar innan einnar 11 ára sólsveiflu hafa trúlega lítil áhrif á veðurfar, en standi áhrifin yfir í nokkra áratugi, þá leyna þau sér ekki.

Hafið er gríðarmikill varmageymir og hefur ótrúlega mikil áhrif á veðurfar. Hitasveiflan mikla 1997-1998 stafar líklega af fyrirbæri í Kyrrahafinu sem kallast El-Niño. Áhrifin leyndu sér ekki, en nú stefnir væntanlega í "venjulegra" veðurfar þegar La-Nina tekur við.

Þessi áhrif hafstrauma rugla marga í ríminu. Mönnum hættir til að kenna gróðurhúsaáhrifum öll óvenjuleg frávik í veðurfari, þegar hafið er sökudólgurinn!

Í Norður-Atlantshafinu, eða öllu heldur yfir því, er fyrirbæri, sem kallast North Atlantic Oscillation (NAO), sem einnig veldur greinilegum veðursveiflum.

Norður-Atlantshafssveiflan er sérstaklega áhugaverð fyrir okkur Íslendinga. Mælikvarði á þessa sveiflu er NAO-indexinn, sem er mismunur loftþrýstings í Stykkishólmi og Lissabon. Ef til vill má einfalda málið, og segja að þetta sé mælikvarði á styrk meðallægðarinnar suður af Íslandi.

Norður Atlantshafs-sveiflan NAO Hans Egede skrifaði um fyrirbærið, eða öllu heldur afleiðingar þess. Hann var í Grænlandi 1770-1778 og hélt dagbók og skrifaði meðal annars eftirfarandi: "Allir vetur í Grænlandi eru harðir, en þó ekki eins. Danir hafa tekið eftir því, að þegar vetur er harður í Danmörku, þá er hann mildur í Grænlandi, og öfugt." Sjá einfalda skýringu á fyrirbærinu hér: What is the NAO ?

Við höfum oft tekið eftir þessu fyrirbæri á Íslandi, og nú sem stendur eru vetur mildir hér. Við sjáum hvernig NAO ferillinn hefur farið vaxandi síðustu áratugi. Hvað veldur þessum áratuga-breytingum?


Mjög yfirgripsmikil grein um NAO er hér: White Paper: Atlantic Climate Variability

Sjá vefsíðuna El-Niño and Global Temperature, þar sem sjá mjög greinileg tengsl milli El-Niño og hitafars, svo og vefsíðuna Solar Activity Controls El Niño and La Niña, þar sem sýnt er fram á samspil breytinga í sólinni og El-Niño / La-Nina af Dr. Theodor Landscheidt.

 

Í fréttabréfi Vatnamælinga "Skjáráttunni" má sjá sveiflur í vatnshæð Kleifarvatns. Engar ár renna í Kleifarvatn, og engar frá því. Að minnsta kosti ekki ofanjarðar. Því mætti ætla, að vatnsborð þess sé mælikvarði á meðalúrkomuna. Þar má sjá reglubundna sveiflu, sem nær yfir áratug eða svo. Er sveiflan í takt við 11-ára sólsveifluna eða NAO? Hvað finnst þér? Kanski er þetta bara tilviljun, eins og svo margt annað í náttúrunni. - Síðan mætti spyrja: Getur verið að Norður-Atlantshafssveiflan sé í einhverjum takti við breytingar í sólinni, svipað og Dr. Theodor Landscheidt telur gilda um Kyrrahafssveifluna El-Niño?

Vatnshæð Kleifarvatns úr Skjáráttunni

Það er sem sagt æði margt í náttúrunni sem veldur sveiflum í veðurfari, sveiflum sem staðið geta yfir í áratugi.

Vatnsborð Kleifarvatns fellur mjög hratt um þessar mundir (2001), en við Suðurlandsskjálftana opnuðust sprungur í botni vatnsins, svo varast verður að draga fljótfærnislegar ályktanir!

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 13. Hlýnun eða kólnun framundan?...
Tilraun til að spá fyrir um næsta áratug... (16.2.2004)

Það sem fjallað er um í þessari grein (§13) er að sjálfsögðu einungis til gamans gert. Öllu gamni fylgir þó nokkur alvara. Það sakar ekki að láta hugann reika...
Það má ekki taka það sem hér kemur fram of bókstaflega, en...

Náttúrulegar breytingar, sem eru vel þekktar, hafa vafalaust ekki stöðvast. Við þekkjum vel hagstæð tímabil í jarðsögunni, með smávægilegum hitasveiflum upp á við og köldum tímabilum þess á milli. Við þekkjum einnig miklar ísaldir, sem koma með nokkuð reglulegu millibili.

Ísaldir koma og fara...

Fyrir um 1000 árum var mikið góðæri í heiminum. Það stóð aðeins í tiltölulega stuttan tíma (~200 ár). Síðan tók við langt tímabil með nokkuð köldu veðurfari; "Litla ísöldin". Rannsóknir á sólstjörnum, sem líkjast okkar sól, gefa til kynna að tímabil þar sem sólin er í lægð ("Maunder minimum"), eru algeng fyrirbæri. Stjarneðlisfræðingar hafa í alvöru varað við því að nýtt "Maunder minimum" geti hafist í okkar sól hvernær sem er, jafnvel á næstu öld. Það þýðir nýtt kuldakast og mikinn hafís umhverfis Ísland. Þá mundi aukið magn CO2 í andrúmsloftinu hafa kærkomin áhrif á hitastig. Það er að segja, ef áhrif CO2 til hækkunar hitastigs reynast nægileg.

Raunverulegar ísaldir koma með nokkuð reglulegu millibili. Árið 1941 setti stærðfræðingurinn Milutin Milankovitch fram kenningu, sem skýrt getur hvers vegna mikil kólnun verður með tiltölulega löngu millibili. Hann reiknaði út samanlögð áhrif breytinga á möndulhalla jarðar (obliquity, 41.000 ára sveifla), möndulveltu jarðar (precession, sbr. skopparakringlu, 19-21,000 ára sveifla) og braut jarðar umhverfis sólu (eccentricity, 100.000 ára sveifla). Niðurstaðan sýnir hvenær líkur eru á köldum og heitum tímabilum, og að á kuldaskeiðum fá staðir á 60°N aðeins sama varma frá sólinni (insolation) og staðir á 80°N fá nú!

Sé litið til lengri tíma er víst að ný ísöld komi og landið hverfi undir ís. Svo virðist sem hlýindaskeið, eins og nú ríkir, séu fremur undantekning, og að ísöld sé eðlilegra ástand. Færð hafa verið rök að því að á næstu öldum muni verða hægfara kólnun fram að mæsta fimbulkulda efir um 5000 ár. What Future Changes in Climate Can We Expect?

Myndin hér að ofan sýnir í stórum dráttum hitafar síðustu 900.000 ára. Strikaða viðmiðunarlínan er sett á hitastig, sem var um 1900. Oftast hefur verið mun kaldara en nú á tímum.

Meðaltal spádóma vísindamanna og raunveruleikinn Hvað skyldu næstu ár og áratugir bera í skauti sér? Getur verið að aukin útgeislun sólar síðustu áratugi gangi brátt til baka? Er hætta á nýrri lítilli ísöld á næstu áratugum, samfara "Maunder Minimum" fyrirbæri í sólinni? Mun hlýnun af völdum CO2 vinna á móti hugsanlegri kólnun?

Tvær síðustu sólsveiflur hafa verið fyrir ofan meðallag, en hvernig skyldi sú næsta verða, en hámark hennar verður um aldamótin? Menn hafa reynt að spá fyrir um stærð hámarksins, og reiknað með svipaðri sólblettatölu og í tveim síðustu hámörkum, eða um 140-160. Í augnablikinu virðist sem hámarkið ætli að verða öllu lægra, hve lágt er ómögulegt að segja til um. Litla myndin sýnir spádóma færustu vísindamanna og raunveruleikann, eins og hann blasti við nýlega. Í byrjun fylgdi raungildið spáferlinum, en skyndilega fór að draga úr vaxtarhraða raungildisins, eins og greinilega má sjá. Hér neðar á síðunni má sjá tvær stærri myndir, sem sýna betur þróunina, samanborið við fyrri sólsveiflur. Þær eru með nýjustu sólblettatölunum.
Enn er þó ekki öll von úti, en vissulega verður blessuð sólin að fara að taka sig á eigi spádómurinn að rætast. Fróðlegt er að fylgjast með þróuninni í nánast beinni útsendingu!

(24.7.99): Eftir "undarlega" hegðun á fyrrihluta árs 1999 fór blessuð sólin að hressast verulega þegar leið á maímánuð, eins og sjá má á ferlinum hér á eftir, þar sem strikaða línan sýnir skammtímabreytingar. Síðar kemur í ljós hvort þessi breyting sé til frambúðar, og hvort hún hafi markverð áhrif á langtímameðaltalið (heildregna línan).

Beintengd mynd sem sýnir þróun sólblettalotu 23 miðað við lotur 21 og 22

Spáð hafði verið að hámark lotu (sólsveiflu) 23 á miðju næsta ári yrði svipað
hámörkum síðustu tveggja lota, eða um 160.

Hér má sjá samanburð við tvær síðustu 11-ára sveiflur. (Myndin er uppfærð reglulega, og sýnir rauða strikaða línan stöðuna í dag, en rauða heildregna línan 13 mánaða meðaltal).
Lota 21 byrjaði í júní 1976, lota 22 byrjaði í september 1986 og lota 23 byrjaði í maí 1996.

Lota 21 er svört.
Lota 22 er blá.
Lota 23 er rauð.
Skýringar á síðunni: A graphical comparison of solar cycles 21, 22 and 23.

Beintengd mynd sem sýnir þróun sólblettalotu 23 miðað við lotur 10, 13, 17 og 20

Hér má sjá samanburð við lotur 10, 13, 17, og 20,
sem voru í hámarki 1860, 1893, 1939 og 1969, er veðurfar var öllu kaldara en nú.

Nú virðist sem spár um stærð næsta hámarks ætli ekki að standast. Lota 23 virðist ætla að líkjast meira lotum 10, 13, 17 og 20. Sjá myndina hér að ofan.

Lota 10 er fjólublá.
Lota 13 er blá.
Lota 17 er svört.
Lota 20 er ljósblá.
Lota 23 er rauð.

Skoðum nú myndina hér til hliðar, en hún sýnir sólsveiflurnar frá því um 1600. Sólblettasagan 1600-1990 (Myndin er frá vefsíðu Mount Wilson Observatory). Hámark lotu 20, sem var um 1969, var óvenju lágt eða um 110 (menna muna eftir kuldakastinu þá...), og hámark lotu 19 um 1958 var það hæsta sem mælst hefur (menn muna eftir góðærinu um miðja öldina...).

Ef nú hámark lotu 23, sem verður í hámarki um aldamótin, reynist verða öllu lægra en hámark lota 22 og 21, megum við þá búast við frekar kólnandi veðurfari?

Bíðum og sjáum til hvað verður...

Skoðum þetta aðeins nánar:

Lota 10 var í hámarki 1860. Veðurfar svalt.
Lota 13 var í hámarki 1893. Veðurfar svalt.
Lota 17 var í hámarki 1937. Veðurfar svalt, en fer hlýnandi.
Lota 20 var í hámarki 1969. Veðurfar svalt.

Við skulum bera þetta saman við myndina sem sýnir samanburð lengdar sólsveiflunnar og meðalhita norðurhvels jarðar. Hvernig var meðalhitinn um 1860, 1893, 1937 og 1969? Sólsveiflan og hitafrávik frá 1750 Eins kom fram hér að framan, er sterk fylgni milli lengdar segulsveiflunnar (tvöföld sólsveiflan) og hitafars jarðar, og að lág sólblettatala er yfirleitt samfara langri sólsveiflu. Eða með öðrum orðum:
"Lítil virkni sólar -> lág sólblettatala -> löng sólsveifla -> svalt veðurfar".

(Á myndinnni er skalinn vinstra meginn fyrir lengd sólsveiflunnar "öfugur", þ.e. hæstu gildin neðst).

Þetta er auðvitað bara tilraun til að spá fyrir um hitafar langt fram í tímann miðað við breytingar í virkni sólar. Það sakar ekki að prófa, en mikið vantar enn á þekkingu manna hvað varðar samspil sólar og veðurfars, þó svo tengslin virðist mjög greinileg.

Hér höfum við bara verið að skoða sólblettatöluna, en fylgni við lengd sólsveiflunnar er þó enn meiri. Enn sem komið er vitum við ekki hvað lota 23 mun reynast löng, svo þessi samanburður verður að nægja í bili.

Töluverð fylgni virðist vera milli styrks sólvindsins og hitafars. Fróðlegt væri að kanna hvernig sólvindurinn er að þróast miðað við undanfarna áratugi. Við vitum að sólvindurinn mótar geimgeisla sem eiga sér upptök í Vetrarbrautinni, og með því að mæla styrk þeirra getum við metið styrk sólvindsins. Sjá "University of Chicago Neutron Monitor"

Hvernig skyldi svo ástand sólvindsins vera í dag? Blái ferillinn sýnir styrk geimgeisla eins og þeir eru mældir í Climax, Colorado.

Sólvindurinn mótar geimgeisla (blái ferillinn). Styrkur geimgeisla er því einn af mælikvörðum á virkni sólar.
Græni ferillinn neðst sýnir sólblettatöluna. Takið eftir því hvernig geimgeislar dofna þegar virkni sólar er mikil. 

 

---

Sólvindurinn gerir meira en að móta geimgeislana. Hann mótar líka segulsvið jarðar. Flestir þekkja jarðsegulsviðið og hvernig áttavitanálin vísar norður-suður, eða því sem næst. Á jarðsegulsviðinu verða sífellt skammtímabreytingar af völdum rafagnastrauma frá sólu, eða sólvindinum. Segulsviðið flöktir því smávegis. Þetta flökt er mismikið eftir virkni sólar.

Einn mælikvarði á þetta segulflökt er svokallaður aa-stuðull (aa-index), sem hefur verið mældur samfellt síðan 1868. Á ferlinum má sjá hvernig segulflöktið, og þar með virkni sólar, hefur verið að aukast alla 20 öldina, en fjólubláa línan er teiknuð með aðferð minnstu kvaðrata. Rauða línan sýnir 10-ára meðaltal, og er auðveldara að greina þar langtímabreytingar.

Sólvindurinn mótar jarðsegulsviðið. Takið eftir lægðinni um 1970. Þá lækkaði einmitt meðalhiti jarðar, og ýmsir spáðu yfirvofandi ísöld, eins og frægt er. Takið eftir mikilli dýfu 1965 (aa index 13,8) og síðan aftur 1997 (aa-index 16,1). Dýfan 1965 átti sér stað nokkrum árum fyrir upphaf kuldaskeiðsins; gæti dýfan 1997 verið fyrirboði kólnandi veðurfars?

Niðursveiflan í virkni sólar, sem virðist vera að eiga sér stað, gefur okkur gott tækifæri til að prófa kenninguna um samspil sólar og hitafars.

Hér á Íslandi munar mikið um hverja gráðu í ársmeðalhita. Vonandi reynist veðurfar ekki fara kólnandi á næstu árum/áratugum með tilheyrandi hafís og kali í túnum. Ekki eru nema um 30 ár síðan menn spáðu nýrri ísöld vegna kólnandi veðurfars á sjöunda áratugnum (sólin var í slappara lagi þá). Hér var hafís að dóla á Húnaflóa og tún komu illa undan vetri. Fari veðurfar kólnandi í heiminum vegna minnkandi virkni sólar, kæmu gróðurhúsaáhrif vegna aukningar koltvísýrings sér vel fyrir okkur :-)

Þegar á allt er litið, getum við ekki annað en verið þakklát náttúrunni fyrir það hve mjúkum höndum hún fer um okkur þessa áratugina. Við skulum njóta góðærisins meðan við höfum kost á.

 

Febrúar 2004: Dr. Theodor Landscheidt skrifaði í tímaritið Energy & Environment 14. apríl 2003 greinina New Little Ice Age Instead of Global Warming (Lítil ísöld í stað hnatthlýnunar). Greinin er hér sem Acrobat skjal.  Eða með skýrari myndum  hér.  Theodor rökstyður kenningu sína um að núverandi hlýindaskeiði, sem átti sér hliðstæðu fyrir um 1000 árum, fari senn að ljúka.  Kaldast verði um 2030. Hann spáir töluverðri kólnun: "...So the probability is high that the outstanding Gleissberg minima around 2030 and 2201 will go along with periods of cold climate comparable to the nadir of the Little Ice Age. As to the minimum around 2030, there are additional indications that global cooling is to be expected instead of global warming".        "...We need not wait until 2030 to see whether the forecast of the next deep Gleissberg minimum is correct. A declining trend in solar activity and global temperature should become manifest long before the deepest point in the development".   Annars staðar hefur hann sagt, að áður en þessi áratugur er liðinn fari að bera á svalara veðurfari, sérstaklega harðari vetrum. Vonandi er landsins forni fjandi ekki á næsta leiti.        Dr. Theodor Landscheidt hefur um áratuga skeið notað hliðstæðar aðferðir til að spá fyrir um El-Niño og fleiri veðurfyrirbæri, og tekist furðu vel. Skyldi honum takast jafn vel í þetta sinn? Aðeins tíminn mun skera úr um það, en fari vetur að verða harðari á allra næstu árum fara að renna á mann tvær grímur...

 

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 14. Hvað segja nýlegar rannsóknir?...
Margt hefur gerst síðan skýrsla IPCC "Climate Change 95" kom út. Hér eru nokkrar tilvísanir:

  1. Hækkun hitastigs er aðeins brot af því sem hermilíkön, sem voru forsenda "Framework Convention on Climate Change", spáðu fyrir um. ( James Hansen og fl.: "A Common-sense Climate Index: Is Climate Changing Noticeably?" Proceedings of the National Academy of Sciences 95 (1998): 4113-20).

  2. Hækkun hitastigs er mest að vetrarlagi í köldustu loftmössum Síberíu og norð-vestur hluta Ameríku. ( Robert Balling Jr og fl.: "Analysis of Winter and Summer Warming Rates in Gridded Temperature Time-Series". Climate Research 9 (1998): 175-81).

  3. Breytileiki í hitafari hefur minnkað. ( Patrick Michaels og fl.: "Analysis of Trends in the Variability of Daily and Monthly Historical Temperature Measurements". Climate Research 10 (1998): 27-33).

  4. Þurrkar í Bandaríkjunum hafa farið minnkandi, en flóð ekki aukist. ( H.Lins og J.R. Slack: "A Flood of Perception" American Geophysical Union Abstract, 8/8/97).

  5. Metan, sem er næstvirkasta gróðurhúsagasið sem maðurinn losar í lofthjúpinn, virðist vera hætt að aukast í lofthjúpnum, og mun líklega ekki aukast verulega næstu 100 árin. ( E.J. Dlugokencky og fl.: "Continuing Decline in the Growth Rate of the Atmospheric Methane Burden". Nature 393 (1998): 447-50).

  6. Hitunaráhrif koltvísýrings hafa verið ofmetin. ( G.H. Myhre og fl.: "New Estimates of Radiative Forcing due to Well-Mixed Greenhouse Gases". Geophysical Research Letter 25 (1998): 2715-18).

  7. Kyoto sáttmáli Sameinuðu Þjóðanna mun hafa óveruleg áhrif á veðurfar jarðar. ( Thomas Wigley: "The Kyoto Protocol: CO2, CH4, and Climate Implications". Geophysical Research Letter 25 (1998): 2285-88).

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 15. Lausn gátunnar í sjónmáli?...
Eins og fram hefur komið í dæmunum hér að ofan, þá er málið ekki einfalt og langt frá því að menn skilji það til hlítar. Erlendis er unnið hörðum höndum við að rannsaka samspil þeirra þátta sem hafa áhrif á breytingar í hitastigi lofthjúps jarðar. Vel er fylgst með sólinni af jörðu niðri og frá gervihnöttum. Sólstjörnur, sem líkjast okkar sól eru í rannsókn (Dr. Baliunas o.fl.) og gefa þær til kynna áþekkar sveiflur og hér hefur verið fjallað um. Margt bendir til að lausnin á gátunni sé í sjónmáli, og þess vegna er ekki rétt að flana að neinu. Ekki er ólíklegt, að margir samspilandi þættir valdi langtíma breytingunum í veðurfari, bæði aukning koltvísýrings og breytingar í virkni sólar. Vandamálið er að greina þættina í sundur: Að hve miklu leyti er hitastigsbreytingin af náttúrunnar völdum og að hve miklu leyti af mannavöldum?

Margir vísindamenn hallast nú að því, að um helmingur hitastigshækkunarinnar sé af völdum breytinga í útgeislun sólar og um helmingur af mannavöldum. Nokkrir þekktir vísindamenn telja, að áhrif sólar geti þó verið mun meiri, og skýri að mestu þær veðurfarsbreytingar sem mælst hafa á undanförnum öldum og áratugum.

Vandamálið við lausn gátunnar liggur meðal annars í því, að verið er að mæla mjög litla hækkun á hitastigi í umhverfi þar sem náttúrulegar sveiflur eru a.m.k. jafn miklar og merkið sem verið er að leita að. Það flækir málið enn frekar, að ekki eru allir sem treysta því að mat manna á hækkun hitastigs s.l. 150 ára sé rétt. Breytingin, sem mælingar gefa til kynna eru ekki mikið meiri en nákvæmni mælitækjanna, sem notuð hafa verið frá því er mælingar hófust. Áhrif frá vaxandi byggð getur einnig skekkt langtíma mælingu.

Niðurstöður pælinga...
Spádómar IPCC Hver er svo niðurstaðan. Að hve miklu leyti eru breytingar sem menn telja sig hafa mælt síðustu öld af mannavöldum og að hve miklu leyti af náttúrunnar völdum? — Hvað mikla hækkun hitastigs hefur tvöföldun koltvísýrings í för með sér miðað við þessar pælingar? — Spár IPCC hafa farið lækkandi; hverju skyldu þeir spá þegar næsta "Clobal Change" skýrslan kemur út e.t.v. árið 2000? — Hverju spá nokkrir þekktir vísindamenn?

Við skulum varast að taka allar tölur of bókstaflega. Óvissan er mjög mikil.

1. Einföld samantekt á orsakavöldum meintrar hnatthitunar:
Hækkun hita lofthjúpsins frá 1860 er talin vera um 0,6°C, á sama tíma og CO
2 hefur aukist frá 0,028 í 0,036%, eða um 29%.
Orsakavaldar eru þessir:
— Náttúrulegar sveiflur í sólinni: u.þ.b. 0,25°C
— Mæliskekkja ýmiskonar: u.þ.b. 0,1°C
— Af völdum aukins CO
2 um 29%: u.þ.b. 0,25°C

Samkvæmt þessu ætti tvöföldun CO2 að valda hækkun hitastigs um 0,85°C.

---

2. Álit nokkurra vísindamanna:
Hér á eftir er listi yfir niðurstöður nokkurra þekktra vísindamanna um hækkun hitastigs miðað við tvöföldun magns CO
2 í andrúmsloftinu:
Crowley & Kim 1996: 0,64°C.
White og fl. 1997: 0,44°C (+/-0,12°C).
Richard Lindzen 1998: 0,55°C.
Hoyt: 0,5-0,9°C.

Meðaltal þessara talna er um 0,6°C.

Allar þessar tölur eru verulega lægri en spár IPCC. Hækkun hitastigs um 0,6°C jafngildir um 100m í hæðarmun og vel innan við 100km í norður-suður. Þetta er svipað og munur á lofthita í miðbæ Reykjavíkur miðað við Breiðholtið, eða Reykjavík samanborið við Stykkishólm. Hér er átt við hækkun lofthita vegna tvöföldunar á magni CO2 eingöngu, burtséð frá hækkun lofthita vegna virkni sólar. CO2 er í dag um 29% meira en áður en losun manna hófst að ráði, þannig að töluvert vantar enn á að tvöföldun (100%) sé náð.

---

3. Hver verður næsta spá IPCC?:
Spádómar IPCC hafa farið lækkandi og er nú spáð um 2°C hækkun hitastigs miðað við tvöföldun CO
2 (fyrir nokkrum árum hljóðaði spáin upp á um 4°C), en margir þekktir vísindamenn telja þessar tölur enn allt of háar eins og fram kemur í samantektinni hér að ofan. Getum við búist við að spá IPCC muni lækka í 1°C árið 2000?

---

4. Er aukið magn CO2 í andrúmsloftinu hættulegt?:
CO
2 er hvorki eitur né mengun. Aukið magn þess hefur mjög hagstæð áhrif á vöxt gróðurs jarðar. Þá er eftir spurningin stóra: Ef hækkun lofthita reynist verða innan við 1°C miðað við tvöföldun á CO2, er þá nokkuð að óttast? Þetta er aðeins um 3% af náttúrulegum gróðurhúsaáhrifum. Er ekki allur hræðsluáróður óþarfur? Svari nú hver fyrir sig.

Sjá: Environmental Effects of Increased Atmospheric Carbon Dioxide.

---

5. Samvinna sólar og kolsýru:
Sól og kolsýra hjálpast að til að skýra málið Eins og sjá má á myndinni hér til hliðar, sem fengin er frá Harvard Magazine, er auðvelt að skýra bæði hækkun lofthita og sveiflur í lofthita með því að taka tillit til breytileika sólar og aukins magns CO
2 í lofthjúpnum.

Svarti ferillinn er mælt hitastig.
Guli ferillin er áhrif sólar á hitastig.
Græni ferillinn er áhrif sólar ásamt viðbótar gróðurhúsaáhrifum koltvísýrings ag annarra gróðurhúsalofttegunda.

Hér falla græni og svarti ferillinn nánast alveg saman! Áhrif sólar eru ráðandi, sé til lengri tíma litið. Berið þessa mynd saman við myndina í § 10 hér að ofan (Koltvísýringur eingöngu og lofthiti). Hvor myndanna skýrir betur eðli hnatthitunar?

Hliðstæðar myndir hafa birst í vísindaritum undanfarið (Dæmi: Lean, J., og D. Rind, 1998, Climate Forcing by Changing Solar Radiation. Journal of Climate, 11, 3069–3094). Þar er niðurstaðan, að breytingar í sólinni (heildargeislun, sólvindur, UV geislun) skýri að mestu breytingar í hitafari á síðustu öld og mestalla þessa öld, en áhrifa koltvísýrings fari að gæta síðustu tvo áratugina, eða svo. Þetta þýðir auðvitað að hitunaráhrif koltvísýrings eru miklu minni en menn hafa almennt talið hingað til. Þetta má greinilega sjá á myndinni úr Harvard Magazine.

Myndin er byggð á rannsóknum Dr. Sallie Baliunas, sem er stjarneðlisfræðingur við Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og Mount Wilson Observatory. Hún er sérfræðingur í okkar eigin sól og öðrum sólstjörnum, og hefur sérstaklega fjallað um reglubundnar breytingar í útgeislun þessara stjarna, og áhrif breytinga í okkar sól á jörðina.

---

6. Mun Kyoto samkomulagið breyta miklu?
Jafnvel þó allar þjóðir, sem aðild eiga að Kyoto samkomulagin, standi vð sinn hlut og minnki losun koltvísýrings, mun það hafa óveruleg áhrif á lofthita. Reiknað hefur verið út (Wigley 1998), að áhrif Kyoto samkomulagsins geti í besta falli numið 0,07°C árið 2050. Þetta er ekki mikill árangur, og jafngildir hitamunurinn um 10 metra hæðarmismun eða 20 km í norður-suður stefnu!
Hér er reiknað með hækkun lofthita skv. spá IPCC 1995, en hún gæti vel verið helmingi of há, eins og fram kemur ofar á þessari síðu, og því talan 0,04°C nær lagi. Nánar hér. .

Er Kyoto samkomulagið gagnslaust eftir allt?

---

7. Fer veðurfar hlýnandi eða kólnandi?
Niðurstaðan í § 13 hér að ofan bendir til þess, að hætta sé á að meðalhiti jarðar fari kólnandi á næstu árum/áratugum vegna minnkandi virkni sólar.

Efst á síðu

 

blueline

 


§ 16. Ítarefni í öðrum köflum vefsíðunnar...
Ítarefni er í öðrum köflum þessarar vefsíðu.

Kafli 1. Inngangur. (Þessi síða)

Kafli 2. Áhrif breytilegrar virkni sólar á hitastig jarðar. (10.9.'98)

Kafli 3. Áhrif innbyrðis afstöðu jarðar og sólar á hitastig. Ísaldir. (12.11.'98)

Kafli 4. Önnur náttúruleg áhrif á hitastig jarðar. (16.5.'98)

Kafli 5. Áhrif koltvísýrings á hitastig jarðar. (29.10.'98)

Kafli 6. Gagnrýni á túlkun gagna um hitastigshækkun vegna CO2.  (10.10.'98)

Kafli 7. Tenging við aðrar vefsíður. (29.10.'98)

Kafli 8. Lokaorð og samantekt. (17.6.'98)

Kafli 9. Aukasíða í léttum dúr með mörgum beintengdum myndum. (10.9.'98)

 

Við eigum eftir að ferðast víða um Netið. Margt mun bera fyrir augu. Málið er nokkuð flókið, en þó auðskilið. Við erum að kynnast því sem er efst á baugi í vísindum. Við verðum að gæta þess að sjá skóginn fyrir trjánum, svo hér er stutt lýsing á innihaldi kaflanna sem koma á eftir:

Nokkrar hraðtengingar

Hér fyrir neðan eru beinar tengingar við nokkrar af fjölmörgum vefsíðum sem fjalla um hliðstætt efni og þessi vefsíða, þ.e. þar sem nokkrar efasemdir um hefðbundnar kenningar um loftslagsbreytingar af völdum CO2 koma fram. Þetta er einskonar "topp-tíu" listi. Hann er því breytilegur. Nánar í kafla 7.

  1. John L. Daly: "Still Waiting for Greenhouse"
  2. Umræðuvefur Climatesceptics

  3. Globally-Averaged Athmospheric Temperatures

  4. Accurate "Thermometers" in Space. The State of Climate Measurement Science

  5. Global Warming Petition

  6. Environmental Effects of Increased Atmospheric Carbon Dioxide

  7. CO2 and Climate.

     

  8. Top Ten Sites on Greenhouse Warming Debate

  9. Greenhouse Warming: Fact, Hypothesis, or Myth?

  10. Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change

  11. Climate Change: Guest Papers
Í kafla 2 er fjallað um áhrif sólar á veðurfar. Það er nú þekkt staðreynd að smávægilegar breytingar í útgeislun sólar valda breytingum á veðurfari. Um er að ræða breytilega heildarútgeislun, mjög breytilega útfjólubláa útgeislun og breytilegan sólvind. Í kaflanum munum við kynnast þessum þrem fyrirbærum. Veðurfarsbreytingar svo sem góðærið um og eftir landnámsöld, "litla ísöldin" frá 1300-1700 og hitasveiflur síðustu áratuga koma heim og saman við breytingar í sólinni.
Nauðsynlegt er að skilja hvað veldur náttúrulegum langtíma veðurfarssveiflum ef ætlunin er að finna áhrif aukinnar losunar koltvísýrings á veðurfar. Þessar náttúrulegu "truflanir" eru meiri en hugsanleg hækkun hitastigs af völdum koltvísýrings, og er því erfitt að greina með nokkurri vissu hvort einhver hækkun hitastigs af völdum aukins koltvísýrings hefur átt sér stað.

Í kafla 3 er fjallað um orsakavalda ísalda sem koma með tugþúsunda ára millibili.

Í kafla 4 er fjallað um áhrif eldgosa á veðurfar, El-Nino og annað sem veldur skammtíma veðurfarssveiflum.

Í kafla 5 er fjallað um aukningu koltvísýrings í andrúmsloftinu síðustu áratugina, hin svokölluðu gróðurhúsaáhrif koltvísýrings og annarra lofttegunda, og áhrif aukins magns koltvísýrings á gróðurfar. Fjallað er um áhrif loftrakans og áhrif hans sem afturverkun til að auka áhrif CO2. Gróðurhúsakenningin stendur og fellur með þessum áhrifum sem menn skilja ekki enn.

Í kafla 6 er fjallað um gagnrýni á túlkun gagna um hitastigshækkun vegna CO2, nýjar mæliaðferðir með gervihnöttum, hermilíkön og takmarkanir þeirra, og beiðni vísindamanna um skynsamlegar umræður í stað hræðsluáróðurs. Þessi kafli er viðamikill og "heitur"!

Í kafla 7 er fjöldinn allur af tengingum við aðrar vefsíður svo og tilvísun í bækur og ítarefni.

Í kafla 8 er samantekt og álit höfundar á vandamálinu. Þar eru einnig nokkrar áleitnar og jafnvel eitraðar spurningar til að vekja áhuga lesandans á efninu :-)
Ef menn eru mikið að flýta sér og vilja stytta sér verulega leið, er óhætt að byrja hér!

Í kafla 9 aukasíða í léttum dúr, m.a. með beinni útsendingu frá erlendum rannsóknarstofnunum. Þetta er meira til gamans gert.


 

blueline

 



Vonandi verður það ljóst eftir lestur þessarar vefsíðu, að sveiflur í hitastigi jarðar eru ekkert einfalt mál. Mjög auðvelt er að villast af leið, ef ekki er gætt að öllum þáttum sem hafa áhrif á veðurfarið, og ef ekki er reynt að finna og meta áhrif skekkjuvalda á mælingar sem gerðar eru. Því fer víðs fjarri, að öll kurl séu komin til grafar, þegar lofthjúpur jarðar á í hlut.

Umræður um eins alvarlegt mál og hugsanleg gróðurhúsaáhrif verða að vera skynsamlegar. Við megum alls ekki einblína á einn þáttinn, heldur verðum við að reyna að skilja alla helstu þætti málsins og samspil þeirra. Umfram allt verður að forðast að rasa um ráð fram og láta stjórnast af tilfinningum.

Ég vil eindregið hvetja menn til að skoða frumheimildir eins og kostur er áður en þeir taka afstöðu til málsins. Trúið ekki neinu að óreyndu. Á Netinu er mikill fróðleikur, en þar er einnig mikið bull. Hafið 2500 ára gömul spakmæli gamla mannsins, sem vitnað er í hér neðst á síðunni, í huga þegar ferðast er um ókunna stigu veraldarvefsins !

 

Ef vel tekst til, þá mun vefsíða þessi vekja fleiri spurningar en hún svarar!

 

 

---

Greinina "Gróðurhúsaáhrif eða eðlilegar sveiflur í virkni sólar?" sem birtist í Lesbók Morgunblaðsins 21. 6. 1998, má finna hér.
Efni þessarar greinar er ekki eins sundurlaust og á vefsíðunni, og er því e.t.v. rétt að byrja á henni áður en sjálf vefsíðan er skoðuð. (7.7.'98)

---

Um hvað rétt er eða rangt í náttúruvísindum verða aldrei greidd atkvæði, ekki einu sinni hjá hinni voldugu stofnun Sameinuðu Þjóðunum. Náttúran heldur sínu striki, hvort sem það er vilji okkar eða ekki.

Vel þekktur bandarískur stjarneðlisfræðingur orðaði þetta þannig:

"The essence of science is that it is self-correcting."

-Carl Sagan

 

 

--- --- ---

--- --- ---

 

SOHO Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT)
full-field He II 171 Å image from NASA Goddard Space Flight
Sólin í dag mynduð í útfjólubláu ljósi...

 

"Svo gengur það til í heiminum, að sumir hjálpa erroribus á gang,
og aðrir leitast síðan við að útryðja aftur þeim sömu erroribus.
Hafa svo hvorirtveggju nokkuð að iðja"

Árni Magnússon

 

[NÆSTI KAFLI]

 

 

Gamall vísdómur
Ekki trúa neinu ef þú hefur bara heyrt um það.
Ekki trúa neinu ef það er aðeins orðrómur, eða eitthvað sem gengur manna á milli.
Ekki trúa neinu sem er í þínum trúarbókum.
Ekki trúa neinu sem kennarar þínir, eða þeir sem eru þér eldri segja þér í krafti valds síns.
Ekki trúa á aldagamlar venjur.
En, ef þú kemst að raun um, eftir skoðun og greiningu, að það kemur heim og saman við heilbrigða skynsemi og leiðir gott eitt af sér, þá skalt þú meðataka það og lifa samkvæmt því.

---Gautama Buddha (~563 F.Kr.-~483 F.Kr.)

 

 

Þakka þér fyrir komuna, og fyrir að hafa kynnt þér efni vefsíðunnar. Þú ert ekki einn þeirra, sem ekkert vilja fræðast um málið. Vonandi hefur þú haft nokkurt gagn af lestrinum.

 

Að sjálfsögðu eru allar ábendingar vel þegnar!
 

 

 

Samantekt: Ágúst H. Bjarnason verkfræðingur, agust@rt.is, www.rt.is