twitter google+ facebook

Opvarmningens efterslæb

Klimasystemet indstiller sig langsomt på en ubalance i energien. Så længe vi bliver ved med at udlede drivhusgasser, vil klimaet altid halse efter. Selv hvis vi kunne stoppe al udledning af drivhusgasser i morgen, ville det ikke bremse opvarmningen med det samme. Klimaet behøver stadig at varme yderligere op for at nå i balance med de drivhusgasser, vi allerede har udledt. 

Hvad er klimaforcering: En udefrakommende ændring af klimasystemets energibalance - enten i form af menneskelig aktivitet eller naturlige variationer i solen eller vulkaner. Hvis koncentrationen af drivhusgasser, solindstrålingen eller mængden af småpartikler i atmosfæren ændres, vil det ændre på klimasystemets energibalance. En forøgelse af drivhusgasser vil for eksempel tilbageholde mere varmestråling i systemet og forårsage ophobning af energi.


Klimaet halter efter

Den udgående stråling, der forlader klimasystemet til det ydre rum, stiger betragteligt, når klimaet opvarmes. Netop dette tillader systemet at finde en ny ligevægt efter en ændring i forceringen.

Til at begynde med tilbageholder den øgede drivhuseffekt mere energi i klimaet. Mere kommer ind end der går ud. Denne energiophobning får klimaet til at varme op. Opvarmningen vil efterhånden forøge den udgående stråling, sådan at en ny og varmere balance opnås.

Hvis denne indstilling ikke tog nogen tid, kunne systemet øjeblikkeligt svare igen ved at forøge sin temperatur præcis nok til, at den ekstra udgående varmestråling modsvarede forceringen.

To faktorer ændrer ved dette billede. For det første er opvarmningen ikke øjeblikkelig. Det tager noget tid at nå den nye ligevægt. For det andet bliver den menneskeskabte forcering ikke bare tændt øjeblikkeligt og holdt fast.

Vi udleder hele tiden flere og flere drivhusgasser, hvilket betyder at forceringen bliver stærkere og stærkere. Forceringen stiger altså hurtigere end klimaet kan nå at følge med.

Opvarmningen vil derfor altid halte efter. Det tager tid for klimaet at indstille sig til den værdi, forceringen havde sidste år. Når den endelig har indstillet sig, er forceringen i mellemtiden blevet endnu stærkere.

Forsinkelse på tidsskalaen

Forskellige tidsskalaer giver ophav til forsinkelse mellem CO2-stigningen og opvarmningen. Som det ses i figuren nedenfor, er verdens landområder varmet hurtigere op end havoverfladen. Dette skyldes, at landområderne indstiller sig hurtigere og derfor ikke halter lige så langt efter forceringen.

Globalt midlede hav- og landtemperatur. Figur af Martin Stendel, DMI.

Eftersom de forskellige dele af klimasystemet har vidt forskellig varmefylde, er den typiske tid, det tager at indstille sig til en forcering, ligeledes vidt forskellig.

Atmosfæren er en meget hurtig komponent, som indstiller sig i løbet af dage til måneder. Landområderne er noget langsommere. Opvarmning af jorden og afsmeltning af snedække tager op til flere måneder, mens optøning af permafrost kan tage år eller århundreder.

Havene, som dækker 71 procent af Jordens overflade, har en gennemsnitlig dybde på 3750 m. De øverste ca. 100 m er godt opblandet af vindene og kan indstille sig i løbet af år eller årtier, mens det kan tage tusinder af år for havets fulde dybde. Den naturlige tidsskala for de store iskapper i Antarktis og Grønland er endnu længere - 10.000 år eller mere.

Langsommere opvarmning af havoverfladen

Observationer peger på, at havoverfladen og atmosfæren har set en langsommere opvarmning over det seneste årti end tidligere. Effekten opvejes dog af gennemstrømningen af energi ned i dybhavet. Nettoophobningen af energi i klimasystemet er således uændret og måske endda noget kraftigere.

Helt i tråd med dette viser klimamodeller også til tider langsommere opvarmning af havoverfladen på trods af en igangværende ubalance i klimasystemet. I disse tilfælde passerer energien ganske enkelt ned i dybhavet. Vi kan endda forvente perioder med aftagende temperaturer nær overfladen. En afkølende atmosfære kan godt ligge over et opvarmende dybhav. Efter et stykke tid vil situationen vende. Energi vil flyde fra oceanet og op i atmosfæren. Som følge af vidt forskellige varmefylder, vil denne varmeudveksling kun køle oceanet ganske lidt, mens atmosfæren vil varme kraftigere op.

Opvarmningens efterslæb

Den energiubalance, vi ser i klimasystemet, repræsenterer den opvarmning, vi endnu har i vente. Klima- systemet indstiller sig ikke øjeblikkeligt til en ubalance, og opvarmningen halter efter forceringen.

Klimaet skal stadig varme yderligere op for at nå balance med de drivhusgasser, vi allerede har udledt. Der er altså et efterslæb i opvarmningen. Den nuværende ubalance betyder omtrent 0,4 graders yderligere opvarmning for at klimasystemet kan finde sin ligevægt - vel at mærke, hvis vi kunne stoppe udledningerne nu.

Afkølende aerosoler

Den menneskeskabte drivhuseffekt modvirkes til dels af udledninger af aerosoler, som virker afkølende på klimaet. Solen bidrager også, men forandringerne er for små til at forklare de ændringer, vi ser. Hvis vi reducerede aerosoludledninger (af for eksempel helbredsårsager), ville vi miste den medfølgende afkøling og dermed forstærke energiubalancen.

En reduktion af aerosoler med 50 procent ville bidrage med yderligere omtrent 0,6 graders efterslæb. Aerosolernes afkølende effekt kan dog ikke måles direkte, men må beregnes indirekte. Derfor er effekten forbundet med en betydelig usikkerhed. Den nuværende afkøling fra aerosoler kan derfor let være endnu større. Hvis vi per dags dato halverede mængden af aerosoler i atmosfæren, ville vores totale efterslæb være på ca. 1 grad eller i værste fald helt op til 2,5 grader.

Andre klimadrivende effekter

Udover drivhusgasser er der en række andre effekter, der har betydning for klimaet. 
 
Menneskeskabte aerosoler

Afbrænding af fossilt brændstof, skove og marker fører sammen med drivhusgasser til udledning af bittesmå partikler, som driver med vindene rundt i den nedre del af atmosfæren. Disse partikler kaldes aerosoler og kan påvirke klimaet på flere forskellige måder. For eksempel har de betydning for skydannelse og måden, hvorpå stråling passerer gennem atmosfæren. Aerosolernes samlede effekt er en afkøling af klimasystemet, og de modvirker opvarmningen fra den forstærkede drivhuseffekt. Foranstaltninger, der skal forbedre luftkvaliteten ved at mindske mængden af aerosoler, vil derfor forøge opvarmningen.

Hvor store forceringer giver drivhusgasser og aerosoler? Disse tal er ikke kendt helt nøjagtigt, og figuren illustrerer med kurver i hvilket område tallene ligger for de to: Drivhusgasser (rød stiplet), aerosoler (blå stiplet) og netto-effekten (den fuldt røde). Figur fra IPCC AR4.

Vulkanudbrud

Store vulkanudbrud sender mængder af aerosoler op i atmosfæren. Disse når endda op i stratosfæren - atmosfærelaget oven over det, hvor vi oplever det daglige vejr. Kommer aerosolerne først op i stratosfæren, fordeles de over hele kloden, og kan forblive der i årevis. Mindre solindstråling kan nå Jordens overflade. Efter meget store vulkanudbrud kan dette afkøle atmosfæren med op til 1 grad (men kun i et par år). På grund af denne afkølende effekt har man foreslået geo-engineering - tekniske løsninger, der skal efterligne aerosolernes virkning og modsvare drivhusgasopvarmningen.

Solvariabilitet

Solen leverer den indkommende energi til klimasystemet, og dens overflade udviser en cyklus med mørkere solpletter med en periode på omtrent 11 år. Intensiteten af solindstrålingen varierer i takt med denne solpletcyklus. De seneste år har vi befundet os nær minimum af en cyklus (endda af ekstraordinær længde), og derfor modtager vi mindre energi end gennemsnitligt. Den positive energiophobning i klimasystemet, som vi oplever, må altså være drevet af andre faktorer, da Solen er svagere end normalt.

Solindstrålingen varierer i takt med antallet af solpletter, der udviser regulære svingninger. Det ses, at vi de seneste 5-7 år har ligget på et lavt niveau. Figur fra sidc.oma.be/sunspot-index-graphics/sidc_graphics.php.

Af Peter Langen, Christian Rodehacke og Martin Stendel.

For yderligere information kontakt Peter Langen, pla@dmi.dk

Redaktion Marianne Brandt, kommunikation@dmi.dk

© DMI, 25. marts 2013.

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Vejret undervejs på mobil.dmi.dk eller til iPhone eller Android
Følg DMI på Twitter
DMI's -nyheder