klimaendringer

Endring i middeltemperaturen på Jorda siden 1800-tallet av Rasmus Benestad, Meteorologisk institutt. CC BY NC SA 3.0

Endring i havnivået siden 1800-tallet av Rasmus Benestad, Meteorologisk institutt. CC BY NC SA 3.0

Klimaendringer er endringer i hvor ofte ulike typer vær forekommer. Det kan være endring i middelverdier (gjennomsnitt) av temperatur, nedbør eller vind. Det kan også være endringer i hvor ofte ekstremt vær inntreffer.

Siden slutten av 1800-tallet, da temperaturmålinger med instrumenter begynte, har den globale middeltemperaturen ved jordoverflaten økt med omkring 0,8 °C. Mesteparten av dette har funnet sted etter 1950, høyst sannsynlig på grunn av økt innhold av drivhusgasser i atmosfæren, knyttet til menneskelig aktivitet.

Klimaet har alltid variert: to år, tiår eller hundreår er aldri helt like hvis vi for eksempel beregner den gjennomsnittlige årstemperaturen på et sted. Klimavariasjoner skjer på svært forskjellige tidsskalaer, fra sesonger og opp til millioner av år. Klimaet kan både endre seg globalt, og på et mer regionalt eller lokalt plan.  

Både klimavariasjoner og klimaendringer beskriver hvordan klimaet (den statistiske beskrivelsen av været) er ulikt fra en periode til en annen. Ofte brukes ‘klimaendring’ for å beskrive forskjellen i klimaet på lengre sikt, mens ‘klimavariasjoner’ betegner korte tidsskalaer. Her bruker vi klimaendringer for både korte og lange tidsskalaer.

Årsakene til klimaendringene er i vår tid delvis naturlige og delvis menneskeskapte. Det er alltid en fysisk årsak til klimaendringene, enten de skjer naturlig eller på grunn av menneskelig aktivitet. Den menneskeskapte påvirkningen av klimaet begynte på det lokale plan allerede da de første sivilisasjonene etablerte seg, for eksempel på grunn av jordbruk. Etter den industrielle revolusjon har menneskene i stadig større grad påvirket klimaet. Nå skjer dette både lokalt; - for eksempel ved at byutvikling påvirker temperaturen i en bykjerne, og gir høyere temperatur her enn i områdene omkring; - og på global skala, ved at vi endrer atmosfærens sammensetning.

De viktigste årsakene til klimaendringer er forandringer i innstrålingen av solenergi, mengden av drivhusgasser (se drivhuseffekten) i atmosfæren, partikler og støv i atmosfæren (se aerosoler), endringer i havstrømmer, i tillegg til atmosfærens og jordoverflatens refleksjonsevne (se albedoeffekt). Flere av årsakene inntreffer samtidig, og én bestemt årsak ekskluderer ikke nødvendigvis andre årsaker. De ulike årsakene kan både forsterke og svekke hverandre.

Strålingen fra Solen varierer over tid. Viktigst er en syklus på 11 år, men den endrer seg også over lengre tidsskalaer. Da solsystemet ble dannet for 4,6 milliarder år siden, var utstrålingen fra Solen antakelig 25–30 % svakere enn i dag.

Spørsmålet om hvorvidt endringer i solaktiviteten − og Solens innstråling − har skapt variasjoner i Jordens klima, har dype historiske røtter. Solflekkene ble oppdaget i Vesten på begynnelsen av 1600-tallet, og det finnes rikelig med anekdoter og publikasjoner som spekulerer over sammenheng mellom solflekker og temperatur allerede ved slutten av det samme århundret (Benestad 2002, 2005).

FNs klimapanel, IPCC, angir endringer i solaktiviteten som en av årsakene til den globale oppvarmingen etter den industrielle revolusjonen. Solens bidrag anslås å stå for ca 10 % i perioden 1750 til 2011.  

Siden 1950-tallet har det ikke vært noen vesentlig endring i Solens tilstand, enten man ser på solflekker, kosmisk stråling, eller solens utstråling (se grafikk). De fleste klimaforskerne mener derfor at den globale oppvarmingen siden 1980-tallet ikke kan tilskrives solaktiviteten. Det har likevel vært mye diskusjon om Solens rolle som pådriver for den globale oppvarmingen, spesielt med hensyn til forholdet mellom solaktivitet og dets evne til å styrke eller svekke mengden av den galaktisk-kosmiske strålingen som når Jorden. Hypotesen er at den kosmiske strålingen påvirker skydannelse, og spesielt mengden av lave skyer. En liten gruppe forskere mener fremdeles at solaktiviteten spiller en viss rolle siden 1950-tallet, men bevisene er svært uklare for dette synet. Et problem er at man ikke har noen målinger som viser noen tydelig langsiktig endring i skystatistikken, og det er heller ingen langsiktig endring i mengden kosmisk stråling som er målt på jorden (grafikk). Selv om solaktiviteten skulle ha vært en viktig bidragsyter, ekskluderer ikke det betydningen av andre årsaker.

De store kontinentalplatene (se platetektonikk) beveger seg svært langsomt, og forandringer i form og plassering betyr endringer i varmebalansen, som igjen gir endringer i sirkulasjonen i lufta og havet, og dermed også i klimaet.  Det som i dag er Svalbard lå for eksempel nær ekvator for ca 400 millioner år siden,  og hadde et tropisk klima den gang. Dette forklarer forekomsten av kull på øygruppa. De siste 500 000 år har kontinentenes plassering vært omtrent som i dag.

Geologiske endringer kan også få store konsekvenser for klimaet lokalt, som f eks dannelse av fjellkjeder eller endringer i havets utforming, som åpning og stengning av streder.

Vulkanutbrudd bidrar til klimaendringer ved å sende store mengder CO2, svovel og aske ut i atmosfæren. Mengden CO2 er likevel bare omtrent 1/100 av det menneskeskapte bidraget ved forbrenning av fossile brensler. Store vulkanutbrudd vil senke Jordens middeltemperatur for en kort periode fordi støvpartiklene reduserer solinnstrålingen. Utbruddet fra Mount Pinatubo på Filippinene i 1991, senket middeltemperaturen med omkring 0,5 grader over en periode på halvannet år.

Jordaksens helning og Jordens bane rundt Solen varierer innenfor sykluser på fra ca 20 000 til 100 000 år. Dette gir en variasjon i innstrålt energi, noe som i seg selv gir klimaendringer.  (Se Milanković-sykler.) I tillegg kan disse endringene forsterkes eller svekkes av tilbakekoblingsmekanismer.

Et av de viktigste eksemplene på naturlige variasjoner i klimaet i dag er forbundet med El Niño-fenomenet, som påvirker ca halve jordens overflate. Den vitenskapelige betegnelsen er El Niño Southern Oscillation (ENSO), og omfatter både variasjonene i havtemperaturen og lufttrykket over den tropiske delen av Stillehavet. Disse variasjonene er også forbundet med passatvindene (se passat). Det var nordmannen Jacob Bjerknes som oppdaget at ENSO oppstod i et samspill mellom hav og atmosfære.

ENSO veksler mellom en varm fase (El Niño), og en kald fase (La Niña). Fasene opptrer uregelmessig med 2-7 års mellomrom. Den globale middeltemperaturen er høyere i et El Niño-år enn i et La Niña-år.

Det finnes andre naturlige “interne” variasjoner tillegg til ENSO. Disse kalles interne variasjoner fordi de oppstår spontant på grunn av forandringer i været, og blir styrt av en egen dynamikk som er bestemt av naturlovene. Noen eksempler er vist i tabellen nedenfor.

Navn

Virkning

Monsunen i Sørøst-Asia

Gir opphav til regntiden (juni-september) over India. Den totale nedbøren varierer fra år til år.

Den Nordatlantiske svingningen (North Atlantic Oscillation - NAO)

Styrer lufttrykket og de fremherskende vestlige vindene over Nord-Atlanteren, samt nedbør og temperatur over Norge. Det er spesielt om vinteren NAO påvirker europeisk klima.

Den Arktiske svingningen (Arctic Oscillation - AO)

Luftmassene bølger over Arktis og lavere breddegrader. Dette fenomenet er ikke helt uavhengig av NAO.

Quasi-biennial oscillasjonen (QBO)

Vindene veksler mellom å blåse fra vest og øst i stratosfæren (~20-60 km høyde) over ekvator.

Den flerårige svingningen i Nord-Atlanteren (atmospheric multi-decadal overturning circulation - AMOC)

Havtemperaturene i Nord-Atlanteren varierer med en tidsskala på tiår, styrt av havstrømmer og vinder.

Den flerårige svingningen i Stillehavet (Pacific Decadal Oscillation - PDO)

Havtemperaturene i nordlige Stillehavet varierer med en tidsskala på tiår, styrt av havstrømmer og vinder.

Gjennom drivhuseffekten vil forandringer i atmosfærens innhold av bestemte gasser, såkalte «drivhusgasser», føre til klimaendringer: en høy konsentrasjon gir økt temperatur ved overflaten, mens lav konsentrasjon gir lav temperatur. De viktigste drivhusgassene er vanndamp (H2O), karbondioksid (CO2), metan (CH4), lystgass (dinitrogenoksid, N2O) og ozon (O3). Gjennom bruk av fossile brensler bidrar vi mennesker med å øke konsentrasjon av drivhusgassene, spesielt karbondioksid.  Vi får dermed en forsterket drivhuseffekt, som de fleste klimaforskere mener bidrar til en stigende gjennomsnittstemperatur på Jorden. Vanndampen har kort levetid i atmosfæren. Den forvandles til skyer og regner ut i løpet av kort tid.

Karbondioksid (CO2) er av vital betydning for livet på Jorden, gjennom fotosyntesen hos grønne planter og åndedrettsprosessen hos levende organismer. Konsentrasjonen av denne gassen i atmosfæren har opp gjennom Jordens historie variert naturlig på grunn av forandringer i biologisk opptak og frigjøring av CO2, forvitring, avsetning av karbon i marine sedimenter, og vulkansk aktivitet.  Etter den industrielle revolusjon har menneskene bidratt med økt konsentrasjon av både karbondioksid (CO2), metan (CH4) og lystgass (N2O). Mye av CO2 som er tilført atmosfæren, tilskrives forbrenning av kull, olje og gass. Disse fossile brenslene inneholder store mengder karbon som tilføres Jordens overflate når de tas opp til overflaten og forbrennes. Karbonet flyttes fra et langsomt geologisk kretsløp, som omfatter dypere lag i jordskorpen, til et raskt karbonkretsløp ved overflaten, som omfatter atmosfære, hav, skog og jordsmonn. Karbon består av forskjellige isotoper - den dominerende 12C, den sjeldne 13C og den svært sjeldne 14C. Kull, olje og gass er stort sett dannet av plantematerialer, hvor andelen 12C er høy. Målinger over mange år viser at forholdet mellom 13C/12C-isotopene i lufta går nedover, noe som viser at lufta tilføres karbon ved forbrenning av fossile brensler fra menneskelig aktivitet. Dette støttes også av uavhengige målinger av forholdet mellom nitrogen (N2) i luften og O2, hvor en reduksjon er i samsvar med at O2 binder seg til karbonet (C) når fossilt brensel forbrennes. Moderne satelittmålinger viser også at CO2-konsentrasjonene er høyest nær utslippskildene, det vil si storbyer

Henrys lov (se Henryloven) sier at løseligheten av en gass i en væske er proporsjonal med partialtrykket til gassen. Økt mengde CO2 i atmosfæren fører dermed til økt opptak i havet. Løseligheten avtar imidlertid med økende temperatur, så hvis havet blir varmere, vil det derfor gå CO2 fra havet og til lufta. Disse to prosessene virker altså hver sin vei. Målinger viser at det er den første prosessen som dominerer nå, og at havets innhold av CO2 øker, noe som bidrar til havforsuring.

Partikler som svever i atmosfæren, såkalte aerosoler, virker inn på klimaet. Ulike partikler kan påvirke klimaet på forskjellig vis. Støv, sot og sulfatpartikler kan både absorbere sollys direkte (sot), reflektere sollys og bremse jordoverflatens varmetap. Endringer i mengden partikler, hvor store de er og hvor høyt i atmosfæren de finnes, er av betydning for hvor mye solstråling som reflekteres tilbake til verdensrommet, og hvor mye som absorberes i atmosfæren. I tillegg kan partiklene påvirke dannelsen av skyer, ved å virke som kondensasjonskjerner.

Luftens innhold av aerosoler gir samlet sett en avkjøling av atmosfæren, fordi deler av solstrålingen stenges ute fra nedre del av atmosfæren. Aerosolmengden har økt på grunn av menneskelig aktivitet, noe som kan ha bremset den globale oppvarmingen (se global dimming).

Bruk av KFK-gasser (klorfluorkarboner) har brutt ned mengden ozon (O3) i stratosfæren.  Både KFK-gasser og ozon er drivhusgasser. KFK har den sterkeste effekten. Ozon absorberer ultrafiolett stråling fra Solen. Denne strålingen er farlig for levende organismer.

Endret arealbruk i verden er en del av menneskets påvirkning av klimasystemet. Omkring 30 % av CO2-utslippene kommer fra avskoging og endret bruk av landarealer, og bidrar dermed til oppvarming. På den andre siden vil økt skogplanting kunne dempe oppvarmingen, fordi voksende trær binder CO2. Når trærne er utvokst er de mer eller mindre i balanse med omgivelsene. Dette innebærer at det har en betydning hva som skjer med skogen videre. Hvis den brennes, går CO2 tilbake til atmosfæren. Hvis den hogges ned og ny skog plantes, kan CO2 bindes så lenge karbonet i hogsten frigis til atmosfæren (f eks brenning av ved). Hvis den blir stående, vil den etter hvert «gå i null». Det er følgelig umulig å beregne effekten av skogplanting uten å ta hensyn til hva som vil skje med skogen senere. I tillegg til trærnes betydning for karbonet, spiller jordsmonnet, myrområder og permafrost en viktig rolle for karbonets kretsløp ved jordens overflate. Når permafrost tiner og organisk stoff forråtnes dannes det metan (CH4), som er en kraftigere drivhusgass enn CO2. Et annet moment er at den avkjølende effekten av CO2-bindingen i voksende skog på høyere breddegrader blir kansellert av at refleksjonen av solstråler minker når skogen vokser. Derfor er det bare på lavere breddegrader at økt skogplanting kan ha en avkjølende effekt på energibudsjettet.

En naturlig eller menneskeskapt klimaendring kan ha konsekvenser som igjen påvirker klimaet. De kan enten forsterke eller bremse effekten av en fysisk påvirkning. Dette kalles «tilbakekoblingsmekanismer». Et nærliggende eksempel er dannelse eller smelting av snø- og isflater. Is reflekterer det meste av solstrålingen. Smelter isen, blir et større område isfritt. Det vil dermed kunne motta mer solstråling, noe som gir høyere temperatur. Høyere temperatur fører til at mer is smelter. Denne tilbakekoblingen er altså forsterkende (også omtalt som “positiv tilbakekobling” av fagfolk og kan beskrives som en slags dominoeffekt).

Mer kompleks er tilbakekoblingsmekanismen for vanndamp, som i utgangspunktet er en forsterkende tilbakekopling. Økt temperatur gir økt fordampning, og følgelig vil vanndampinnholdet i atmosfæren øke. Vanndamp er den viktigste drivhusgassen, og økt vanndampinnhold fører derfor til ytterligere oppvarming. Men, økt vanndampinnhold ventes også å gi mer skyer. En økning i høytliggende skyer ventes å gi en oppvarming (forsterkende tilbakekopling), mens en økning i lavere skylag vil gi avkjøling (dempende tilbakekopling, også omtalt som “negativ tilbakekobling”). Nettoeffekten er vanskelig å beregne, og skyenes rolle representerer et av de største usikkerhetsmomenter knyttet til beregning av framtidige klimaendringer.

Andre tilbakekoblingsmekanismer er blant annet endring i havets sirkulasjon (både dempende og forsterkende), atmosfærekjemiske endringer (både dempende og forsterkende), vegetasjonsforandringer (både dempende og forsterkende), endring i den vertikale temperaturprofilen i atmosfæren (både dempende og forsterkende), utstråling (dempende) og frigjøring av klimagasser fra havet og biosfæren (forsterkende).

Klimaet på Jorden har vekslet mellom istider og perioder med lite eller ingen is. Den fysiske årsaken til istidene er at jordens bane rundt solen har endret seg regelmessig på grunn av variasjonene i tyngdekraften fra de andre planetene i solsystemet (Milankovitch sin teori), men disse variasjonene er blitt forsterket av at jordens atmosfære også har endret seg: Karbonets kretsløp har blitt påvirket av høyere temperaturer, og medført høyere konsentrasjoner av CO2 og metan under de varme mellomistidene. Selv med lite eller mye is, vil klimaet på Jorden alltid bestå av følgende elementer:

  • Passatvinder, som fra begge halvkulene blåser vestover mot ekvator, og gir rikelig med nedbør her.

  • Varme og tørre subtropiske høytrykksområder (beliggende omkring 30 ° sørlig og nordlig bredde med nåtidens klima).

  • Kalde polområder, med eller uten is, med relativt høyt lufttrykk og med dominans av østlige vinder.

  • En temperert sone mellom høytrykksområdene og polene, med svært skiftende vær, dominans av vestlige vinder (se vestavindbelter) og med hyppig dannelse av lavtrykk der kaldluften fra nord og varmluften fra sør møtes (se polarfront).

Når det er lite is ved polene, vil lavtrykksaktiviteten avta, og være forskjøvet mot polene. De subtropiske høytrykksområdene vil også bevege seg mot polene, og føre til at området med passatvinder vil få større utbredelse.

Under en istid kan isen fra polområdene strekke seg langt ned på midlere breddegrader. (Ca 37 °N på den nordlige halvkule ved forrige istid for ca 20 000 år siden)  Vestavindbeltene og tilhørende lavtrykksaktivitet forskyves dermed nærmere ekvator. Både høytrykksområdene og området med passatvinder er forskjøvet mot ekvator, og er smalere enn under en isfri periode.  

Man regner med at Jorden har gjennomgått om lag fem særlig kalde perioder (istidsperioder), se istid. I den siste istidsperioden, som startet for ca 2,5 millioner år siden og varer ennå, har det vært omtrent 40 istider avbrutt av varmere mellomistider. Vi lever nå i en slik mellomistid, som startet for ca 11 700 år siden.

Forrige mellomistid varte fra ca 130 000 til 115 000 år før nåtid og var sannsynligvis den varmeste perioden i de siste millioner år. Analyser antyder at det i Europa var ca 2 °C varmere om sommeren enn i dag, og enda mildere om vinteren. Havnivået var 2–6 meter høyere enn i dag.

For 18 000 år siden var den globale middeltemperaturen ca 5 °C under dagens nivå. I tropene var det bare noen få grader kaldere, mens det i Arktis var hele 20 grader kaldere. De siste 10 000 år har Jorden vært inne i en varm og relativt stabil mellomistid. Likevel har klimaendringene vært så store at breene i Norge smeltet bort for mellom 8000 og 5000 år siden.

Periodene med vekslende klima i Norden har fått navn som dryas, boreal og atlantisk tid (se tabell over klimaperioder. År før nåtid er angitt som antall år før 1950). Fra historisk tid kjenner vi blant annet til en relativt varm periode år 1000–1300 (jevnfør utvandringen til Island og Grønland) og en kald periode 1550–1900 (se lille istid), men disse episodene var av mer regional art og analyser av tidligere spor som iskjerner og årringer tyder på at de ikke var så varme eller kalde globalt sett.

Klimaperioder

År før nåtid

Klima

Eldste dryas

>15700

Tørt, kjølig

Bøllinge

15700-14300

Mildt

Eldre dryas

14300–14000

Tørt, kjølig

Allerød

14000–12800

Mildt

Yngre dryas

12800–11700

Tørt, kjølig

Preboreal

11700–10200

Fuktig, kjølig

Boreal

10200–8950

Tørt, varmt

Atlantisk

8950–5800

Fuktig, varmt

Subboreal

5800–2650

Tørt, kontinentalt

Subatlantisk

2650– i dag

Fuktig, kjølig

Siden slutten av 1800-tallet, da temperaturmålinger med instrumenter begynte, viser observasjonene at den globale middeltemperaturen ved jordoverflaten har økt med omkring 0,8 °C. Mesteparten av dette har funnet sted etter 1950, høyst sannsynlig på grunn av økt innhold av drivhusgasser i atmosfæren, knyttet til menneskelig aktivitet.

For å beregne en trend i den globale middeltemperaturen, er det viktig at det brukes værstasjoner der det ikke har skjedd store forandringer i omgivelsene siden stasjonene ble opprettet. Værstasjoner i byer brukes ikke, fordi disse gjerne vil ha høyere temperaturer enn områdene rundt. Denne effekten skyldes både at mørke overflater, som for eksempel asfalt, absorberer mer solstråling enn landområdene utenfor byen, og også at overskuddsvarme fra husoppvarming og biler bidrar til høyere temperatur. Den største delen av jordens overflate er imidlertid hav, og havtemperaturen er basert på en analyse av en rekke målinger utført fra skip, bøyer, og satellitter. Endringen i havtemperaturen kan verifiseres mot det globale havnivået, siden varmere vann utvider seg og trenger mer plass. Men også endring i snødekke og isutbredelse på land gir en uavhengig bekreftelse på at temperaturen har steget.

For alle de ledende byråene som beregner global middeltemperatur på bakgrunn av bakkeobservasjoner, ble 2016 det varmeste året i en serie som går tilbake til midten/slutten av 1800-tallet.

Satellittmålinger av temperaturen i den midtre del av troposfæren går tilbake til 1979. Her er 1998 og 2016 de varmeste årene. Disse estimatene er ikke direkte målinger av temperaturen, men beregninger basert på satellittens måling av lys, som luftmolekylene avgir ved ulike temperaturer.

Både bakke- og satellittmålinger må homogeniseres, det vil si justeres for forhold som kan ha påvirket den målte temperaturen. For eksempel var termometre i gamle dager ikke nødvendigvis plassert i et skjermet bur, slik kravet er i dag. Disse målingene kan dermed ha vist for høy temperatur på grunn av stråling fra omgivelsene, og må dermed justeres ned. Satellitt-dataene må gjennomgå en liknende prosess, fordi det opp gjennom årene har vært mange forskjellige satellitter i drift med forskjellige typer instrumenter, og fordi satellittenes høyde over tid har falt, og endret tidspunktet på døgnet når målingen tas ved et bestemt sted på jorden.

Oppvarmingen er ikke jevnt fordelt, og noen områder er blitt kaldere, for eksempel Nord-Atlanterhavet. Over land har nattetemperaturer økt mer enn dagtemperaturer, og oppvarmingen har vært sterkest over kontinentene på midlere breddegrader om vinteren og våren.

Varm luft kan inneholde mer vanndamp enn kald luft. Derfor er potensialet for mer nedbør til stede når temperaturen stiger. Observasjonene viser at hyppigheten av kraftig nedbør har økt over de fleste landområder, i takt med oppvarmingen og observert økning av vanndamp i atmosfæren.

Den totale havnivåstigningen over 1900-tallet er estimert til 17 cm.

Globalt havnivå steg gjennomsnittlig med 1,8 mm per år fra 1961 til 2003. Siden 1993 har stigningen vært raskere med mellom 2,8 og 3,6 mm per år. Redusert isdekke på Grønland og i Antarktis har bidratt til havstigning fra 1993 til i dag. Økt transporthastighet i brearmer på Grønland og i Antarktis bidrar til reduksjon av ismassene i det indre av isbreene, og til at nettovolumet av disse isbreene minker.

Havnivået stiger både på grunn av smelting av innlandsis, men også fordi vannet utvider seg ved høyere temperatur.  Siden 2003 har smelting av innlandsis stått for ca 80 % av havnivåøkningen.

I Skandinavia er det fortsatt landheving etter siste istid. Denne er mange steder så stor at flere målestasjoner, bl a Oslo,  har hatt et synkende havnivå de siste 50 til 100 årene.

Endringene i masse og volum til de fleste av verdens isbreer viser at disse smelter. På 1990-tallet var det en del kystnære breer i Norge som vokste på grunn av økt vinternedbør. Fra 2000 har det vært et markert skifte for breene i Norge, og en rask tilbakesmelting har blitt observert ved mange breer. De fleste breene er nå mindre enn de har vært på flere hundre år. Ismassene på Grønland smelter også, men i Antarktis har man ulike indikasjoner som peker i ulike retninger. Ismassen er følsom overfor både temperatur rundt frysepunktet og nedbør i form av snø.

Satellittdata siden 1978 viser at sjøisen i Arktis har minket med ca 3,8 % per tiår. Reduksjonen om sommeren er større, med omkring 11 % per tiår. Rundt Antarktis har sjøisen økt med 1,5 % per tiår. Det er imidlertid regionale forskjeller, med økning på 3 % i Rosshavet, og nedgang på 3 % i Vest-Antarktis.  Økt nedbør har gitt mindre saltholdig vann, som fryser lettere. Dessuten styres isutbredelsen av vind og strøm, som de siste årene har vært slik at de har begunstiget isdannelsen.  Forskjellen i geografiske forutsetninger kan forklare de ulike trendene vi ser i nord og sør: Arktis er et hav omringet av land. Ca 50 % av sjøisen her forsvinner i løpet av smeltesesongen. Antarktis er derimot et kontinent omgitt av hav. Her smelter ca 80 % av sjøisen hvert år fra vinter til sommer.

På grunn av den komplekse årsakssammenhengen mellom alle faktorene som bestemmer klimaet, både de naturlige og de menneskeskapte, er det svært vanskelig å forutsi framtidige endringer eksakt. Klimamodeller er viktige verktøy for å studere hvilke mulige fremtidige klimaendringer vi kan få og sannsynligheten knyttet opp mot disse.

I disse modellene er de fysiske prosessene beskrevet matematisk, og kraftige datamaskiner beregner endringer i klimaet på grunnlag av variasjonene i alle kjente faktorer som påvirker klimaet.

De globale klimamodellene er ikke laget for å beskrive lokale forhold av klimaet, men gir en grov, men likevel realistisk, beskrivelse av storstilte trekk som for eksempel de store vindsystemene, temperaturmønstre og El Niño.

På global skala, gir ulike klimamodeller en noenlunde lik beskrivelse av framtidig global middeltemperatur. De ulike klimamodellene har gjerne noe forskjellig klimafølsomhet, det vil si hvor mye temperaturen endres hvis CO2-mengden i atmosfæren fordobles. Men noe av forskjellene kan forklares med ulik respons når det gjelder skyer, og klimafølsomheten fanger ikke så godt opp endringer i vannets kretsløp som følge av en endret drivhuseffekt. Klimamodellene spriker mer når man fokuserer på regionale og lokale områder. Da spiller naturlige − kaotiske og lite forutsigbare − variasjoner inn.

For å benytte klimamodeller til å beregne hvordan menneskelig aktivitet vil påvirke klimaet fremover, må det gjøres antagelser om hvordan de menneskeskapte utslippene vil utvikle seg. I siste hovedrapport fra FNs klimapanel brukes ulike antagelser om fremtidige utslipp av klimagasser.  Selv om klimagassutslippene er kjent, vil klimautviklingen også avhenge av klimasystemets følsomhet. Denne følsomheten skyldes at det er en rekke prosesser som kan forsterke eller svekke klimaendringer, og det er fortsatt usikkerhet knyttet til noen av disse prosessene. FNs klimapanel bruker spredningen mellom ulike modellberegninger som mål på usikkerhet. Det er også andre kilder til usikkerhet i klimascenarioene, men det anses likevel at spredningen i modellberegninger er det beste målet for usikkerhet man for øyeblikket kan gi.

Et klimascenario er ikke et «klimavarsel», men kun et eksempel for hvordan et framtidig klima kan se ut. Scenarioene gir et bilde som er noenlunde konsistent med fysikkens lover,  hvor ulike klimaparametere (f.eks. temperatur, nedbør, lufttrykk og vind) har en realistisk sammenheng, og hvor man antar en bestemt tilstand for verdens økonomi i fremtiden.

Det er ikke mulig å vurdere klimautviklingen i forskjellige deler av Norge direkte ut fra globale modeller med grov romlig oppløsning. Det er derfor nødvendig å «nedskalere» resultatene fra de globale modellene. Beregningene av fremtidig klimautvikling for Norge nedenfor er derfor basert på slike nedskaleringer av globale modeller.

Hvis utslippene fortsette å øke slik de har gjort fram til 2015, beregnes årstemperaturen for Norge å øke med ca 4,5 °C i løpet av det 21. århundret. Med kraftig reduksjon i klimagassutslippene utover i dette hundreåret er temperaturøkningen beregnet å bli 1,5 – 2, 5 °C. Oppvarmingen vil ikke bli like stor over hele landet: Størst temperaturøkning er beregnet for Finnmark; - minst for Vestlandet. Størst oppvarming beregnes for vinteren og minst for sommeren.  Det beregnes flere varme døgn (>20 °C), særlig i sørøstlige deler av landet; lengre vekstsesong, særlig langs kysten; og kortere fyringssesong, særlig i Midt- og Nord- Norge. Antall mildværsdager om vinteren (minimumstemperatur over 0 °C) ventes å øke over hele landet.

Hvis utslippene fortsette å øke slik de har gjort fram til 2015,  beregnes en økning i årsnedbør for Norge på ca. 20 % i løpet av århundret. Den største prosentvise økningen i nedbør er beregnet for nordlige deler av Norge, mens nedbørøkningen i millimeter er størst for Vestlandet og Midt-Norge. For Norge som helhet kan det bli en dobling av dager med kraftig nedbør, og nedbørintensiteten på dager med kraftig nedbør kan øke med ca. 20 %.  Foreløpige analyser tyder på at for intens nedbør med kortere varigheter enn ett døgn, kan økningen bli større, anslagsvis 40 % for 3-timers nedbør. I hele Norge og over store deler av resten av kloden vil trolig ekstreme nedbørmengder opptre oftere.

Siste ord er ikke sagt når det gjelder nedbøren. Beregningene er usikre fordi modellene har feilaktige avvik i måten de beskriver regionale detaljer som havtemperatur, havis, og stormbaner. Estimatene kan endre seg når vi får bedre modellberegninger. Stormbanene har en tendens å ligge litt på feil sted i de globale klimamodellene, og de lokale klimamodellene ikke har høy nok detaljrikdom til å fange opp konvektiv nedbør.

Det er ikke funnet endringer i vindklimaet de siste 50 årene, men endringer i observasjonsmetodikk gjennom disse årene gjør at vi ikke kan fastslå dette med sikkerhet. Dagens klimamodeller kan heller ikke beskrive mulige vindendringer i framtida godt nok til å konkludere om mulige endringer.

De globale klimascenariene beskrives i rapportene til FNs klimapanel (IPCC). Den siste rapporten kom i 2013. Rapporten benytter betegnelser som «sannsynlig» (66-100 % sannsynlighet) og «svært sannsynlig», (90-100 % sannsynlighet) .Tilsvarende tolkes «svært lite sannsynlig» som 0-10 % sannsynlighet.

IPCC gir en sannsynlig global temperaturøkning fra 1990 og fram til år 2100 på fra 1,1 til 6,4 °C, avhengig av hvilke utslippsscenarier som legges til grunn. Disse estimatene bygger på en rekke beregninger fra forskningsmiljøet og publikasjoner i den vitenskapelige litteraturen.

Det er svært sannsynlig at intense nedbørepisoder vil forekomme oftere. Det er meget sannsynlig at det blir mer nedbør i Nord-Europa totalt, og sannsynligvis mindre i Sør-Europa. Nedbøren kan øke fordi det blir flere dager med nedbør og fordi det kommer mer de dagene det regner. Analyse av historiske observasjoner tyder på at det har vært en økning i både frekvens og intensitet over Norden de siste 50 årene.

IIPCC-rapporten sier at det er svært sannsynlig at dypvannsdelen av havstrømmene i Nord-Atlanteren (den termohaline sirkulasjon) vil svekkes i løpet av inneværende århundre. Havvannet i nord får mer ferskvann på grunn av økt nedbør og avsmelting. Dette reduserer saltholdigheten og tettheten til vannet, som er drivkraften i den termohaline sirkulasjonen. Havstrømmene tilknyttet den termohaline sirkulasjonen gjør at varme trekkes nordover fra Golfstrømmen (som er en intens og vinddrevet havstrøm utenfor Floridas østkyst som frakter varmt vann fra Mexicogolfen nordover til Atlanterhavet). Modellene viser en reduksjon på fra 11 % til 34 % ved slutten av dette århundret. Disse beregningene er svært usikre, og det er svært lite sannsynlig at varmetransporten i Atlanterhavet vil oppleve en plutselig endring fram mot 2100. Denne varmetransporten er en forklaring på det milde klimaet i Nord-Europa sammenlignet med tilsvarende breddegrader (se grafikk), og en såkalt “termohalin kollaps” (dvs at havstrømmene i Atlanterhavet snur og varmetransporten slutter) vil kunne gi Norge et klima mer lik Alaska.

Snø- og isdekket vil reduseres ytterligere ifølge alle scenarier. Arktis vil være isfri om sommeren mot slutten av dette århundret ifølge noen av scenariene.

Stormbanene vil trolig fortsette å forflytte seg mot polene, noe som innebærer endringer i nedbør og temperaturmønster i ikke-tropiske strøk. Det finnes også modellsimuleringer som tyder på at levninger av tropiske stormer vil kunne komme lenger nord i et varmere klima, og at noen av disse vil kunne nå Norge med ekstreme nedbørsmengder. Det er uklart om disse endringene vil føre til endringer i vindklimaet.

Det er stor usikkerhet om de lokale konsekvensene av klimaendringene. En global oppvarming vil trolig føre til at økosystemene forflytter seg mot polene og mot høyere strøk. Enkelte skogtyper, slik vi kjenner dem i dag, vil kunne forsvinne, mens nye sammensetninger av arter og nye økosystemer vil kunne etableres. De største endringer i vegetasjonstyper vil kunne forventes på høye breddegrader.

Temperaturøkningen ventes ikke å være jevnt fordelt over jordkloden, men være størst over landområdene og på høyere breddegrader.  En slik ujevn fordeling vil kunne endre de store sirkulasjonssystemene i atmosfæren. Dette vil igjen få konsekvenser for fordelingen av nedbør. Sirkulasjonsmønstrene i havene vil også kunne bli påvirket.

Forandringer i klimaet vil samtidig endre livsbetingelsene for planter og dyr. Beregninger tyder på at disse endringene vil skje så raskt at mange organismer ikke vil klare å omstille seg raskt nok til de nye betingelsene, og vi får derfor store tap av biologisk mangfold.

Produksjonsnivået i jordbruk og skogbruk vil endres som følge av endringer i temperatur og nedbørforhold, men det er vanskelig å si noe sikkert om hvordan dette vil arte seg.

Ved en global oppvarming vil havnivået fortsette å stige som følge av havets termiske utvidelse, samt smelting av innlandsis. Beregninger tilsier at stigningen fra dagens nivå og frem til år 2100 vil være mellom 19 og 58 cm, avhengig av ulike utslippsscenarier. Uforutsette endringer i dagens isbreer på Grønland og Antarktis kan imidlertid endre dette bildet i stor grad. Men, havet vil fortsette å stige lenge etter 2100, og man er nødt til å ta høyde for enda større stigning i fjernere fremtid.

For lavereliggende deler av verden vil havnivåstigningen kunne få store konsekvenser. Bangladesh er allerede i dag jevnlig utsatt for oversvømmelser. Enkelte lave øyer og øygrupper står i fare for å forsvinne, selv  om noen korallrev-øyer i Stillehavet har vist vekst de siste årene. Dette skyldes at vind og bølger bryter løs deler av korallene og fører dem inn over land. Flere av øyene opplever dermed at fasongen endres gradvis.

Lavtliggende jordbruksland står i fare for å bli liggende brakk på grunn av saltvannsinntrengning.

Landhevingen i Skandinavia etter siste istid ventes enkelte steder å dominere over havnivåstigningen helt fram til midten av dette århundret.

I dag bor det ca. 46 millioner mennesker i flomutsatte områder. En havnivåstigning på 0,5 meter vil innebære at anslagsvis 92 millioner mennesker kommer i risikosonen. Tap av landareal kan bli betydelig for utsatte kyst- og øystater som Nederland, Bangladesh og Maldivene.

Til sammenligning er det beregnet at hvis all polis og alle breer på Jorden en gang skulle smelte helt bort, ville havnivået på Jorden stige med 80–90 m.

En reduksjon i det biologiske mangfoldet er også en mulig konsekvens. Ifølge FNs klimapanel kan ørkenene bli mer ekstreme ved at de blir varmere, men ikke fuktigere. Det er også beregnet at mellom en tredjedel og halvparten av isbreene kan forsvinne i løpet av de neste 100 år. Dette kan påvirke blant annet vannføringen i elver og tilførsel til vannkraftverk og jordbruk.

En global oppvarming kan også føre til større forskjeller i jordbruksproduksjonen mellom ulike områder. Studier indikerer at den totale globale matvareproduksjonen vil kunne opprettholdes, mens den geografiske fordelingen av produksjonen kan bli endret. Dette vil i så fall gi økt risiko for sult og hungersnød i enkelte regioner.

En global oppvarming vil også ha betydelige konsekvenser for menneskers helse, bl.a. med økt utbredelse av infeksjonssykdommer som malaria.

Benestad, R.E. (2002, 2005) Solar Activity and Earth's Climate, Praxis-Springer, Berlin and Heidelberg, ISBN: 3-540-43302-3

Benestad (2015) Chapter 1.6 ‘The debate about solar activity and climate change’ i Jean Lilensten, Thierry Dudok de Wit, Katja Matthes, ‘Earth’s climate response to a changing Sun’, EDP Science, doi: 10.1051/978-2-7598-1733-7

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

18. mars 2009 skrev Nils M. Nielsen

Det er veldig lite sannsynlig at sporgassen CO2 er driver av klimaet på kloden, derimot er CO2 nivået avhengig av temperaturen. At IPCC og deres klimatologer og andre lakeier hevder at dommedag er nær om vi ikke får ned forbruket av fossilt brensel og dermed den CO2 delen som er menneskeskapt, endrer ikke på fysikken bak klimasystemene. Derimot er det høyst sannsynlig at klodens temperatur avhenger av solflekkaktiviteten. I perioder med lav solflekkaktivitet har vi hatt lav temperatur på kloden, og vise versa. Siden år 2000 og fram til 2007 har kloden hatt noenlunde konstant gjennomsnittstemperatur. Fra januar 2007 til februar 2009 har klodens temperatur gått ned med ca. 0,5 grader C, og fallet vil fortsette til ca. 2030. Om en øker CO2 innholdet med 100% eller 200% vil det ikke bidra til en økning av temperaturen, CO2 følger temperaturendringer, ikke omvendt!

5. juli 2009 svarte Michael Worku

Den menneskelige økningen av CO2 begynte under den industrielle revolusjon (konsentrasjonen av CO2 har økt med 36 % siden midten av 1700-tallet), og global oppvarming betegner den temperaturøkningen som er observert siden slutten av 1800-tallet. Det snakkes om "lakeier"; konsensusen på teorien på menneskelig aktivitetet, økt konsentrasjon av drivhusgasser og global oppvarming deles av mer enn 45 vitenskapelige sammenslutninger og organisasjoner.Solaktivitet blir alltid tatt med i beregningene, det samme blir mange andre naturlige faktorer. Det har vist at de ikke kan forklare hele oppvarmingen alene. Det er liten tvil om at variasjoner i solaktivitet forklarer mange klimasvinginger, også mye den oppvarmingen som har blitt observert siden slutten av 1800-tallet. Men denne effekten regnes i dag for å spille en liten rolle i den observerte oppvarmingen siden 1950. Økningen i temperatur per tiår fra 1956 til 2005 var dobbelt så stor som økningen var perioden 1906 til 2005 som helhet. I tillegg har man vist at C02-økningen stammer fra menneskelig aktivitet.Forholdet mellom temperatur og CO2 går begge veier, ikke bare én vei! Økt temperatur øker konsentrasjonen av CO2, og økt konsentrasjon av CO2 har en oppvarmende effekt. I dette tilfellet har temperaturøkningen vist seg etter økt konsentrasjon av CO2 i atmosfæren grunnet menneskelig aktivitet siden den industrielle revolusjon.

15. mai 2013 skrev Trude Myhre

Det mangler en artikkel om Jordens karbonkretsløp, fikser dere det?

28. januar 2016 skrev Ingrid Steinert

Hei,
Jeg har to spørsmål i anledning en skoleoppgave. Hva er drivhuseffekten, samt hvordan oppstår global oppvarming?
Takk på forhånd!
Mvh Ingrid Steinert

28. oktober 2016 skrev Arild Lundberg

Hvordan forklarer man at det var et par grader varmere enn nå i forrige mellomistid?

31. oktober 2016 svarte Meteorologisk institutt

Et godt spørsmål. Man har ikke helt sikre svar ennå, men det finnes likevel gode forklaringer. Det er flere ting som påvirker jordens klima, og noen av disse har naturlige årsaker.

Istidene og mellomistidene var et resultat av at jordens bane rundt sola endret seg over tid. Tyngdekraften fra de andre planetene i solsystemet (spesielt Jupiter) gjorde at jordens bane vekslet mellom å være mer sirkulær til å være mer ellipseformet. I tillegg har vinkelen på jordens akse og hvilken retning den peker mot variert (se https://snl.no/istid%2Fastronomiske_forhold).

Andre ting som har hatt en betydning for jordens klima er endringer i geografien som fjellkjeder og havenes utforming (spesielt stredene), samt variasjoner i solens utstråling (solaktivitet/solflekker).

Alle disse tingene vil påvirke jordens klima og livet på jorden, og som igjen har en betydning for atmosfærens sammensetning (CO2 og metan) og hvordan bakken reflekterer sollys (vegetasjon).

Sporene av tidligere variasjoner i jordens temperatur (samt det at olje, gass og kull overhode finnes i bakken) viser at klimaet vårt er følsomt overfor ulike forhold.

Vi kjenner godt drivhuseffekten som gjør liv mulig på jorden, og det er ingen tvil om at drivhuseffekten øker nå med høyere konsentrasjoner av CO2 i atmosfæren (pga av forbrenning av fossil energi). Når klimaet er så følsomt overfor endringer i fysiske betingelser, er det ikke rart med en global oppvarming med mer drivhusgasser (CO2). Vi vet også at dette vil påvirke vannets kretsløp.

31. oktober 2016 skrev Iris keser

Hei! Jeg har et spørsmål i annledning skolepresentasjon,
Hvordan påvirker vannkraft drivhuseffekten?

1. november 2016 svarte Meteorologisk institutt

Hei! Du kan godt si at vannkraft ikke påvirker drivhuseffekten. Da kraftverkene ble bygget var det noe utslipp av klimagasser, men et kraftverk som står ferdig og produserer strøm slipper ikke ut klimagasser, og påvirker derfor ikke drivhuseffekten.

5. september skrev Kjell Arne Norum

Hei! Det står i artikkelen: "I dag bor det ca. 46 millioner mennesker i flomutsatte områder.En havnivåstigning på 0,5 meter vil innebære at anslagsvis 92 millioner mennesker kommer i risikosonen."
Med tallet 46 millioner regner jeg med at det tenkes på flom fra havvann, og at flom fra elver er unntatt?
Kan dere si mer presist hva det betyr at 92 millioner mennesker kan komme i risikosonen? Betyr det at de kanskje må flytte til et annet sted dersom havet stiger med en halv meter?
Vennlig hilsen Kjell Arne Norum

11. september svarte Jostein Mamen

Det er flom fra havvann man mener her, ja, og at dette betyr at folk må flytte fra disse områdene hvis dette skulle skje.

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.