Fagstoff

Klimaendringer

Publisert: 30.09.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

I de senere år er været – både regionalt og globalt – blitt noe vi diskuterer i stadig større grad. Klimaendringer ligger og lurer i bakgrunnen. De fleste av oss er nok mest interessert i endringer over kortere tidsrom.

Noe har skjedd med klimaet det siste århundre som det ikke var mulig å forutsi for si 70 år siden. Det er ting som tyder på at forandringene kan bli større i neste århundre. For å sette dagens observasjoner i rett perspektiv, må vi lete etter trender i klimaet over lange tidsperioder.

Vi kan med stor sikkerhet slå fast at jordas befolkning vil øke betydelig. Hvordan vil en økende befolkning påvirke klimaet?

For å diskutere klimaendringer langt tilbake i tiden, må vi basere oss på indirekte data som årringer i trær, sedimentprøver fra innsjøer og havet, iskjerner, osv. I tillegg kan historiske beretninger være til hjelp. Fra slike datasamlinger kan man kartlegge store trekk i klimautviklingen på regionalt nivå.

Moderne massemedier bringer ofte nyheter om klimakatastrofer. Er kritiske klimaforandringer på gang?  Moderne tekniske installasjoner er følsomme for ekstreme værsituasjoner. Dette har forsterket vår aktsomhet overfor klimaendringer. Men det må manes til en viss moderasjon. Det finnes betydlige naturlige variasjoner i vær og klima. Fordi vi har korte observasjonsrekker er det ikke unaturlig at det settes nye "rekorder". Følgende spørsmål er viktig:

Er de værsituasjoner vi opplever naturlige, eller er de antropogene, dvs. menneskeskapte effekter?  Kan vi allerede se virkningen av økte mengder drivhusgasser?  Vi må lete etter trender i klimaet, og ikke henge oss opp i korttidsvariasjoner.

På 1960-tallet og tidlig i 1970 årene opplevde vi et fall i den globale temperaturen. Det var mange som da mente vi var på vei inn i en ny istid. Det var vært flere stormer i 1980- og 1990-årene enn det var de to tidligere tiårene. Slike observasjoner kan ikke brukes som bevis på en trend. Modeller med innlagt økt CO2 gir heller ikke støtte for dette. De siste 10-15 årene har vært relativ varme. Det har forsterket diskusjonen om hvorvidt klimaet påvirkes av økte drivhusgasser i atmosfæren.

Temperaturen i tidligere tider

Jorda har gjennomgått flere "isaldre". I tidsrommet mellom isperiodene har jorda vært tilnærmet isfri. I de siste ti tusen år har jorda vært relativt varm.

IsprøverIsprøver

 

Isprøver som går mer enn 200.000 år bakover i tiden. Her er vist variasjoner i både CO2, metan og temperatur.

Hvordan kan vi få pålitelige informasjon om temperaturen for noen tusen år siden?  En ny metode basert på bruk av isotopene O-16 og O-18, ble tatt i bruk i 1970-årene. De fleste oksygenatomene består av 8 protoner og 8 nøytroner; dvs. 16 atommasseenheter og betegnes O-16. Men det finnes oksygenkjerner med 8 protoner og 10 nøytroner slik at atommassen blir 18 u. Følgelig finnes vannmolekyler med normalt oksygen, H162O, og vannmolekyler med den tyngre oksygenisotopen, H182O. Det er et bestemt forhold mellom disse isotopene i naturlig vann. Ca. 0,3 % inneholder den tunge isotopen, og siden dette forholdet avhenger av temperaturen, kan det brukes som et termometer.

Isbreer inneholder små mengder atmosfæregasser. Ved en dybde på ≥100 meter ned i isbreen lukkes porene i snøen slik at gassene ikke slipper ut. Luften i porene utgjør ca. 10 % av volumet. Luften i iskjernene kan også gi opplysninger om konsentrasjonen av CO2 og CH4 i atmosfæren den gang isen ble dannet. Opplysninger om den gjennomsnittlige atmosfæretemperaturen på den tiden snøen falt, kan vi få ved å analysere forholdet mellom oksygenisotopene O-16 og O-18 i isen.

Fordypning: Tidligere tiders atmosfæretemperaturer

 

i finner altså tidligere tiders atmosfæretemperatur ved å bore ut iskjerner og måle isotopforholdet. Isens alder kommer man fram til på en lignende måte som når man teller årringer i et tre. Et eksempel på temperatur målt fra isbreer er vist i følgende figur:

 

Isotopforholdet i oksygen som funksjon av isdybde ved Byrd stasjonen i AntarktisIsotopforholdet i oksygen som funksjon av isdybde ved Byrd stasjonen i Antarktis

 

Isen som i dag befinner seg i en dybde av 1000 meter, ble dannet for omkring 11.000 år siden. Den eldste isen er omkring 100.000 år gammel. Registreringene er fra Byrd stasjonen i Antarktis på 80 grader syd. Fra slike målinger får vi temperaturforholdene fra relativt nær fortid. Skal vi veldig langt tilbake i tid, brukes sedimentprøver hentet fra dyphavene.

 

Temperaturvariasjonene fra Byrdstasjonen kan summeres på følgende måte:

 

  1. I perioden fra år 800 til 1000 var det forholdsvis varmt med mindre isutbredelse enn nå. Det var i den perioden franskmennene klaget over konkurransen fra England på vinmarkedet.
  2. Perioden 1550 til 1800 var kald og den betegnes ofte som den “Den lille istid”. Temperaturen var omkring 1 °C lavere enn nå. I denne perioden var det svært liten solflekkaktivitet. Noen forskere mener at dette er årsaken til temperaturfallet. Ut fra det vi nå vet om variasjon i solarkonstanten, er det lite trolig at en kan forklare temperaturfallet som en direkte følge av redusert utstråling fra sola.

 

Data fra iskjernene viser at det har vært klimasvingninger på tidsskala fra tiår til århundrer.

 

Hva er årsaken til istidene?

HavnivåHavnivåTemperatursvingninger i et geologisk tidsperspektiv, uttrykt i form av endringer i havnivået. Den globale temperaturen er bare en av flere årsaker til havnivåendringer.


Klimaet på jorda har variert betydelig med varme perioder og istider, men klimaforandringene har skjedd relativ langsomt. Resultatene fra iskjerner viser at jordas middeltemperatur i de siste 10 000 årene har vært relativt konstant. Det er viktig å finne årsaken til istidene. Er det en sammenheng mellom istider og variasjoner i innstråling fra sola?  Tre parametre, som varierer periodisk, må undersøkes nøye:

Jordbanens form

Jorda går i en elliptisk bane rundt sola. Eksentrisiteten, dvs. avviket fra en sirkelbane, er liten, men den varierer over en periode på ca. 100 000 år.. Det betyr at avstanden til sola og dermed innstrålingen vil variere. Eksentrisiteten har avtatt i de siste 15 000 år og dette vil fortsette i de neste 35 000 årene.

Jordas rotasjonsakse

Jordas rotasjonsakse danner en vinkel med normalen til baneplanet som varierer mellom 21,6° og 24,5° med en periodisitet på ca. 41 000 år. For tiden er helningen 23,5 grader. Sesongvariasjonen i solstrålingen, særlig ved høye breddegrader, øker med helningsvinkelen. Det er ca. 10 000 år siden siste maksimum på 24,5°.

Jordaksens presesjon

Den tredje parameteren er knyttet til jordaksens presesjon. Det har noe å si når på året jorda står nærmest sola. Nå for tiden skjer det i januar. Om ca. 11.500 år vil det skje i juli. Denne bevegelsen har en periode på omkring 23.000 år. Beregninger antyder at variasjonen i baneparametrene i perioder kan gi kalde somre og milde vintre ved høye breddegrader. Det betyr at snødekket og albedoen kan øke. Dette kan gi grunnlag for istider.

Fordypning: Andre årsaker til klimavariasjonene
Også andre årsaker til klimavariasjonene er blitt foreslått. En mulighet er at de store strømmene i verdenshavene blir påvirket av smeltevann fra breene. Man mener at de store strømmene i havene er drevet blant annet av forskjeller i temperatur og saltholdighet. Golfstrømmen, som “renner” nordover fra ekvatorområdet, blir utsatt for sterk fordampning. Det fører til økt saltholdigheten. Når det varme, salte vannet fortsetter mot Grønland, møter det kaldere vannmasser og blir avkjølt. Dermed blir det tyngre enn vannet i omgivelsene og synker. Dette gir opphavet til en kald bunnvannsstrøm.
Spørsmålet om klimaet er stabilt eller ikke, er viktig når vi skal vurdere konsekvensene av eventuelle menneskeskapte klimaforandringer. Overgangen fra istid til mellomistid har tatt flere tusen år. Resultatene fra iskjernene viser at forandringene i temperaturen de siste 10.000 år ikke har vært dramatisk.
Det er vanskelig å tolke klimadataene. Fortsatt er det en rekke ting vi ikke kjenner tilstrekkelig og vi får stadig nye overraskelser.