Grein í blaðinu Sámur fóstri, desember 2019.
Blaðið má nálgast sem pdf hér.
Sámur fóstri, desember 2019.
„En annar hlutur er forvitni, því að það er mannsins náttúra
að forvitna og sjá þá hluti, er honum eru sagðir, og vita, hvort svo er,
sem honum var sagt, eða eigi“
(Tilvitnun í Konungs skuggsjá, handrit frá um 1275).
Síðastliðin 160 ár, eða frá um 1860, hefur meðalhiti jarðar hækkað um því sem næst 1,0°C. Ef við drögum frá skammvinnar hitasveiflur sem m.a. stafa af El-Niño fyrirbærinu í Kyrrahafinu, þá er hækkunin sem um ræðir ef til vill nær 0,8°C. Hvað sem því líður, þá er verið að miða við hækkun frá síðustu áratugum Litlu ísaldarinnar svokölluðu þegar loftslag var mun kaldara en í dag. Svo kalt að fjölmargir Íslendingar flúðu land og settust að vestanhafs.
Hin ógnvekjandi hamfarahlýnun…
Mynd 1: Lóðrétti ásinn á líuritinu er þaninn gríðarlega mikið út. Um það bil einn millímetri á hitamælinum er stækkaður næstum 100 falt í 100 mm eða 10 cm. Allur lóðrétti skalinn kæmist á milli tveggja 1° strika á venjulegum útihitamæli. Grænu lóðréttu strikin tákna óvissubil mælinga. Hitaferillinn er frá NASA-GISS. Hitamælirinn var settur inn á myndina árið 2015, en skömmu síðar kom öflugt El-Niño sem orsakaði hitatopp sem ekki sést á myndinni. Það breytir þó ekki tilganginum með myndinni að sýna hve fáránlegt er að birta svona útþanda hitaferla.
Þessi mikla útþensla á lóðrétta skalanum gerir það að verkum, að almennt áttar fólk sig ekki á hver hitabreytingin er í raun. Hitabreytingin virðist gríðarleg og ógnvænleg. Sannkölluð “hamfarahlýnun”. Þetta er ekki ósvipað því þegar horft er á höfuðið á lítilli húsflugu með smásjá sem er með 100-faldri stækkun. Litla meinlausa flugan hefur breyst í skaðræðis ófreskju!
Hitabreytingin á 160 árum sem hitaferillinn sýnir er í raun lítil breyting. Hún er svo lítil að við yrðum hennar ekki vör í daglegu amstri. Á venjulegum degi er algengt að lofthitinn breytist 10 sinnum meira, og yfir árið miklu miklu meira. Þetta er minna en munur á hita í herbergjum heima hjá okkur.
Hitasveiflur undanfarin árþúsund…
Mynd 2: Niðurstöður mælinga á ískjörnum fengnum úr rúmlega 3000 metra djúpri holu sem boruð var í Grænlandsjökul. Skammvinn hlýskeið á sögulegum tíma eru sýnd með grænu. Takið eftir að lóðrétti skalinn vinstra meginn sýnir lofthitann á Grænlandsjökli, en lóðrétti skalinn hægra meginn sýnir áætluð frávik í hnattrænum meðal lofthita, sem er talinn helmingur af hitabreytingunni á jöklinum. Ferillinn er frá www.climate4you.com sem Dr. Ole Humlum prófessor sér um.
Álíka hlýtt var fyrir 1000 árum og í dag. Blái ferillinn á Mynd 2 nær til ársins 1854, en hefur verið framlengdur lauslega til dagsins í dag með rauðum lit. Ferillinn er samkvæmt mælingum í borholu á Grænlandsjökli. Sjá www.climate4you.com , kafla “Global Temperature”. Þetta er sem sagt á Grænlandi, en ekki meðalhiti jarðar, en gefur samt væntanlega í stórum dráttum hugmynd um þróunina.
Hafa verður í huga þegar borin eru saman áætlaður lofthiti fyrr á tímum samvæmt rannsóknum á ískjörnum, og hefðbundnum daglegum hitamælingum, að upplausn ískjarna-hitamælinganna er nærri því að vera 10 ára meðaltal. Skammvinnar sveiflur sem kunna að hafa verið til hlýnuna eða kólnunar fyrr á tímum sjást því ekki eða illa.
Við vitum samkvæmt þessum rannsóknum og fjölmörgum öðrum, að það var ámóta hlýtt í dag og fyrir 1000 árum (Medieval Warm Period), allnokkuð hlýrra fyrir 2000 árum (Roman Warm Period) og töluvert hlýrra fyrir um 3000 árum (Minoan Warm Period). Samt erum við að hræðast hlýindin sem við njótum í dag og ásaka okkur um að hafa valdið þeim. Reyndar er þessum hlýindum aðeins misskipt. Hér á landi höfum við verið lánsöm og notið meiri hlýnunar en 0,8°, en það er önnur saga.
Hin ofurlitla hlýnun…
Mynd 3: Sé teiknaður hitaferill sem sýnir hlýnun jarðar frá alkuli í Kelvín-gráðum, þá sést ekki nein breyting. Svo lítil er hún. Mæligögnin sem notuð voru við að teikna ferilinn eru frá NASA-GISS.
Maður hlýtur að dást að því hve stöðugur lofthiti jarðar er.
Í vísindum er vaninn að mæla hitann í Kelvin gráðum, en þar byrjar skalinn við alkul. Sólin hitar jörðina okkar frá alkuli í lífvænlegan hita, eða frá -273°C í +15°C að jafnaði. Það er jafngilt hitun frá 0°K til 288°K á Kelvin skalanum.
Á Kelvin skalanum á Mynd 3 er meðalhitinn 288°K (um 15°C). Hitabreytingin gæti því verið frá 288,0°K í 288,8°K, eða frá 288°K til 289°K ef við teljum hækun lofthita frá Litlu isöldinni vera 1°. Þetta er ekki nema um 0,3% breyting sem verður að teljast lítið. Merkilega lítið.
Einhver kann að malda í móinn og segja hækkunina vera mun meiri, eða frá meðalhita lofthjúps jarðar 15,0°C í 15,8°C sem er við fyrstu sýn um 5% hækkun. Það er þó markleysa að miða við Celcíus gráður. Celcíus skalinn er skilgreindur miðað vð frostmark og suðumark vatns, sem kemur málinu ekkert við. Við gætum alveg eins miðað við Farenheit og sagt hækkunina vera frá 59,0°F í 60,5°F og fengið út 2,5% hækkun. Nei, rétta aðferðin er að miða við Kelvin gráður og þá fæst 0,3% hækkun á síðastliðnum 150 árum.
Hin síkviku kerfi…
Mynd 4: Hin síbreytilegu, síkviku, ólgukenndu og kaótísku kerfi hafs og lofts.
Loftslagskerfin samanstanda af ólgukenndu (turbulent) hafinu sem er í snertingu við ólgukenndan lofthjúpinn. Þessi kerfi eru á reikistjörnu sem snýst í sífellu og er böðuð í sólarljósi sem skín ójafnt á yfirborð jarðar, mest nærri miðbaug en minnst næri pólunum. Möndulhlli reikistjörnunnar veldur því að vetur og sumur skiptast á. Sífelldur flutningur á varma og raka á sér stað milli þessara síkviku kaótísku kerfa. Drifkrafturinn in inngeislun sólar.
Í hafinu eru straumar og sveiflur sem ná yfir tímabil sem mælast frá dögum til árþúsunda. Hafið hefur áhrif á lofthjúpinn og öfugt. Yfirborð jarðar er mjög óreglulegt og mótar það vindakerfin. Sama má segja um hafsbotninn sem mótar hafstrauma, svo og landmassann sem afmarkar höfin. Rakinn í lofthjúpnum hefur gríðarlega mikil áhrif, og er aðal áhrifavaldurinn sé litið til hlýnunar af völdum svokallaðra gróðurhúsaáhrifa. Jafnvel inngeislun sólar er sveiflukennd.
Stundum leggjast áhrif þessara tilviljunarkenndu kerfa saman; heildaráhrif þeirra geta orðið tiltölulega mikil um tíma, en á öðrum tímum vinna þau á móti hverju öðru og verða þá áhrifin lítil. Aðeins þarf örlitla breytingu í meðal skýjafari, fáein prósentstig, þarf til að valda verulegum, jafnvel langvarandi, breytingum í hitafari jarðar.
Þetta kaótíska kerfi á yfirborði jarðar gerir það að verkum að hitafarið getur orðið ólgukennt, án þess að ytra áreiti, svo sem breytileg sólgeislun eða breytilegur styrkur koltvísýrings þurfi að koma til.
Svona hegðun sjávar, lofts og skýja hefur alltaf verið frá örófi alda. Þessi kaótíska hegðun er nægileg til að útskýra hitasveiflurnar undanfarna áratugi, aldir og þúsaldir, sem sjást á Mynd 2. Ekki þarf aðstoð frá breytilegum styrk koltvísýrings eða breytilegri sólvirkni, en þau áhrif geta lagt sitt lóð á vogarskálarnar.
Við getum sem dæmi um nokkuð langtíma sveiflur í hafinu nefnt El-Niño / La-Niña fyrirbærið í Kyrrahafinu (El Niño–Southern Oscillation ENSO), 30 ára sveifluna í Kyrrahhafinu (Pacific Decadal Oscillation PDO) og 70 ára sveiflur í Atlantshafinu (Atlantic Multidecadal Oscillation AMO). Þekktar sveiflur í hafinu eru mun fleiri.
Þessar innri sveiflur eru nægjanlegar til að valda einar sér áratugalöngum sveiflum í hitafari, en til viðbótar er svo ytra áreiti frá breytilegri heildarinngeislun sólar, mjög breytilegum styrk í útfjólubláa þætti sólgeislunar og breytilegum styrk sólvindsins. Öflug eldgos valda stundum skammvinnri kólnun. Aukning koltvísýrings í andrúmsloftiu veldur svo stíganda sem nemur rúmlega 1°C hlýnun fyrir hverja tvöföldun styrks CO2, t.d. úr 0,028% í 0.056%, og svo sömu hlýnun um rúmlega 1° frá 0,056% til 0,112%, því hlýnun af völdum koltvísýrings fylgir logarithmiskum reglum. Um þessar mundir er styrkur CO2 um 0,04%..
Mynd 5: Hnattrænar breytingar í meðalhita lofthjúps jarðar síðastliðin 2000 ár. Losun manna á koltvísýringi hófst ekki að ráði fyrr en um 1850, og gæti því ekki hafa haft áhrif á hitafarið fyrir þann tíma. Heimildar er getið á myndinni.
Hver er raunveruleikinn…?
Í fréttum undanfarið hefur iðulega verið farið rangt með raunverulega þróun veðurtengdra fyrirbæra.
Hér verður drepið á nokkur þeirra, fyrst og fremst með skýringum við myndir og tilvísun í vísindagreinar:
Hafísinn…
Mynd 6: Útbreiðsla hafíss norðan Íslands síðastliðin 3000 ár. Við erum stödd á ferlinum lengst til vinstri. Hafísinn hefur lengst af undanfarin 3000 ár verið mun minni en undanfarið. Litla ísöldin svokallaða sker sig þó úr. Heimild: Grein Paola Moffa-Sánchez & Ian R. Hall í Nature Communications 2017.
Snjóþekjan…
Mynd 7: Snjóþekja á norðurhveli frá 1972 til 2019. Granna línan er vikumeðaltal og þykka línan ársmeðaltal. Rauða línan er leitnin yfir allt tímabilið, en engin breyting hefur orðið á útbreiðslunni. Mæligögn eru frá Rutgers University Global Snow Laboratory. Ferillinn er frá www.climate4you.com.
Sólin…
Mynd 8: Heildarútgeislun sólar (TSI – Total Solar Irradiance) frá 1610 til 2014 samkvæmt rannsóknum Dr. Judith Lean o.fl. Lóðrétti skalinn er í wöttum á fermetra utan lofthjúps jarðar. Ferillinn byrjar um það leyti sem Galileo Galilei benir fyrst sjónauka sínum að sólinni. Það er ef til vill tilviljun að kaldasta tímabil Litlu ísaldarinnar var frá um 1650 til 1710 þegar Maunder lágmarkið í sólvirkni stóð yfir. Ferillinn er frá vefsíðunni www.climate4you.com sem Dr. Ole Humlum prófessor sér um.
Fellibyljir…
Mynd 9: Tíðni öflugustu fellibylja á jörðinni fer lækkandi. Ferillinn er frá Dr. Ryan Maue veðurfræðingi.
Framtíðin og spálíkön…
Mynd 10: Rauði ferillinn er meðaltal 102 spálikana. Blái ferillinn er lofthiti mældur frá gervihnöttum og sá græni lofthiti mældur frá loftbelgjum. Rauði ferillinn er meðaltal 102 spálíkana sem sýna mismunandi sviðsmydir. Spálíkönin sýna að meðaltali 3 sinnum meiri hlýnun en raunveruleikinn. Allar spár um þróun htastigs og dýrar mótvægisaðgerðir byggja á þessum ófullkomnu líkönum. Aðeins 1 loftslagslíkan (rússneskt, neðsta punktalínan) af 102 kemst nálægt raunveruleikanum. Myndin er frá Dr. John Christy prófessor í loftslagsfræðum.
Skógar- og kjarreldar…
Mynd 11: Skógar- og kjarreldum í Norður-Ameríku fer verulega fækkandi. Ferillinn nær yfir tímabilið 1600 til 2000. Græna svæðið sýnir hvenær farið er að huga að fyrirbyggjandi aðgerðum með beit húsdýra og gerð gróðurlítilla rása til að minnka botngróður og þar með eldsmat og hafa hemil á eldunum. Heimild: Multiscale perspectives of fire, climate and humans in western North America and the Jemez Mountains, USA. Swetnam, o.fl. 2016, Philosophical Transactions of the Royal Society.
Hafið og sjávarstaða…
Mynd 12: Breytingar á sjávarstöðu frá 1900 til loka árs 2017 samkvæmt mælingu frá 9 vel völdum landföstum mælum. Hækkunin nemur 2,08 millímetrum á ári, sem samsvarar um 20 cm á öld. Bláu deplarnir eru mæligildi einstakra mánaða, en fjólublái ferillinn er meðatal 121 mánaða. Árlegar breytingar eru sýndar á ferlinum sem er í miðju, en neðsti ferillinn sýnir 10 ára meðaltal þessara breytinga. Sjávarstaða hefur hækkað með nánast sama hraða allt tímabilið og engin breyting orðið þar á undanfarið. Ferillinn er frá www.climate4you.com og teiknaður samkvæmt gögnum frá PSMSL Data Explorer.
Framtíðin og Norður Atlantshafssveiflan…
Mynd 13: Hin öfluga 60 til 80 ára sveifla í Atlantshafinu, Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO), hefur veruleg áhrif á hitafarið. Á miðri siðustu öld var loftslag hlýtt, svo kom kuldatímabil sem við nefnum stundum „hafísárin“, og svo fór að hlýna aftur up úr 1990. Nú er AMO indexinn farinn að falla eins og hann gerði rétt áður en „hafísárin“ skullu á. Heimild: NCAR UCAR, Climate Data Guide.
Samantekt…
- Loftslagsbreytingar hafa ávallt verið í fortíðinni og munu ávallt verða í framtíðinni.
- Koltvísýringur er svokallað gróðurhúsagas og eru áhrif þess á lofthjúpinn logarithmisk. Hver tvöföldun hefur því sömu áhrif til hitahækkunar. Hve mkil þessi áhrif eru er ekki vitað með neinni vissu. Rannsónir hafa gefið til kynna 1K til 3K fyrir hverja tvöföldun á styrk þess. 1,2K er samkvæmt mælingum og 3K skv. líkönum. (Sjá myndband).
- Allar þessar breytingar leggjast saman og er illmögulegt að skilja þær að.
- Heildaráhrif þessara breytinga hafa á síðustu 150 árum valdið um 0,8K til 1,0K hlýnun sem er um það bil 0,3% af þeirri heildarhlýnun sem sólin veldur (288K).
“Svo gengur það til í heiminum að sumir hjálpa erroribus á gang
og aðrir leitast við að útryðja aftur þeim hinum sömu erroribus.
Hafa svo hvorir tveggju nokkuð að iðja.”
Árni Magnússon handritasafnari.
Ítarefni:
Einstaklega góður og auðskilinn fyrirlestur Dr. John Christy loftslagsfræðings.
Hliðstætt því sem fjallað er um í myndbandinu og gott að hafa til hliðsjónar:
Putting Climate Change Claims to the Test
“When I grew up in the world of science, science was understood as a method of finding information. You would make a claim or a hypothesis, and then test that claim against independent data. If it failed, you rejected your claim and you went back and started over again. What I’ve found today is that if someone makes a claim about the climate, and someone like me falsifies that claim, rather than rejecting it, that person tends to just yell louder that their claim is right. They don’t look at what the contrary information might say.
OK, so what are we talking about? We’re talking about how the climate responds to the emission of additional greenhouse gases caused by our combustion of fossil fuels… …”
Dr. Ole Humlum prófessor flytur hér einstaklega áhugaverðan fyrirlestur um hvað megi læra af loftslagsbreytingum fortíðar.
Einar Benediktsson orti:
„Að fortíð skal hyggja, ef frumlegt skal byggja,
án fræðslu þess liðna sést ei hvað er nýtt.“
Það á ekki síður við í loftslagsvísindum.
