Loftslagsbreytingar

Hlýnun jarðar

Hlýnun jarðar er óumdeilanleg og benda margar athuganir til þess að breytingar frá því um miðbik síðustu aldar séu fordæmalausar þegar litið er til síðustu árþúsunda. Lofthjúpurinn og heimshöfin hafa hlýnað, sjávarborð hefur hækkað, útbreiðsla snævar, jökla og hafíss hefur minnkað. Súrnun sjávar er orðið alvarlegt vandamál, skógarmörk hafa færst ofar og útbreiðsla dýra- og plöntutegunda hefur breyst. Árið 2016 var það heitasta á jörðinni frá upphafi mælinga og árið 2017 það næstheitasta.

Frá upphafi iðnbyltingarinnar, seint á 18. öld, hefur mannkynið haft veruleg áhrif á veðurfar á jörðinni, einkum með losun gróðurhúsalofttegunda út í andrúmsloftið. Notkun jarðefnaeldsneytis hefur margfaldast, sem hefur leitt af sér mikla losun koltvísýrings (CO2) sem áður var bundinn í jarðlögum á formi kola og olíu. Losun metans (CH4) og nituroxíðs (N2O) hefur jafnframt aukist vegna landbúnaðar og annarrar starfsemi og þá hefur losun einnig hafist á nýjum manngerðum gróðurhúsalofttegundum. Aukinn styrkur ákveðinna lofttegunda í andrúmslofti breytir varmageislun frá jörðinni þannig að neðri hluti lofthjúpsins og yfirborð jarðar hlýna.

Meðalhiti og styrkur koltvíoxíðs (CO2) í andrúmslofti 1880–2010. Rauðu súlurnar tákna hita hærra en meðaltal áranna 1901–2000 og bláu súlurnar hita fyrir neðan meðaltal sama tímabils. Koltvíoxíð er mælt í ppm (parts per million eða milljónustu hlutum). Heimild: NOAA/NCDC.

Meðalhiti og styrkur koltvíoxíðs (CO2) í andrúmslofti 18802010. Rauðu súlurnar tákna hita hærra en meðaltal áranna 19012000 og bláu súlurnar hita fyrir neðan meðaltal sama tímabils. Koltvíoxíð er mælt í ppm (parts per million eða milljónustu hlutum). Heimild: NOAA/NCDC.

 

Styrkur koltvíoxíðs í andrúmslofti 1992–2018 mældur við Stórhöfða í Vestmannaeyjum. Heimild: http://brunnur.vedur.is/athuganir/efnavoktun/co2.html.

Styrkur koltvíoxíðs í andrúmslofti 1992–2018 mældur við Stórhöfða í Vestmannaeyjum. Heimild: http://brunnur.vedur.is/athuganir/efnavoktun/co2.html.

 

Gróðurhúsaáhrif

Eðli og áhrif gróðurhúsalofttegunda hafa verið þekkt í áratugi. Lofthjúpur jarðar ver líf á jörðinni fyrir útfjólubláum geislum sólarinnar og viðheldur jöfnum hita. Sólarorkan (með stutta bylgjulengd) fer gegnum lofthjúpinn og breytist þar í varmageislun (með langa bylgjulengd). Varmageislunin endurkastast frá jörðinni en á ekki greiða leið út úr lofthjúpnum vegna þess að geislarnir rekast á gassameindir í loftinu sem endurkasta þeim til yfirborðs jarðar. Þannig er lofthjúpurinn eins og gildra sem hleypir sólarorkunni inn, en ekki út. Gróðurhúsalofttegundir í andrúmsloftinu taka í sig eða endurvarpa miklum hluta varmageislunarinnar frá jörðinni og draga þannig úr varmatapinu frá yfirborði. Vegna þessa er meðalhiti jarðar um 33°C hærri en hann væri án lofthjúps, 15°C í stað –18°C.

Stór hluti af sólgeislun endurkastast en um 51% ná til yfirborðs jarðar og breytast þar í varma. Um 26% sólgeislunar endurkastast strax aftur út í geiminn frá skýjum og ýmsum ögnum í lofthjúpnum og um 4% endurkastast frá yfirborði. Ský og agnir í andrúmsloftinu gleypa í sig um 19% geislunar frá sólu. Heimild: http://visindavefur.is/svar.php?id=4686

Stór hluti af sólgeislun endurkastast en um 51% ná til yfirborðs jarðar og breytast þar í varma. Um 26% sólgeislunar endurkastast strax aftur út í geiminn frá skýjum og ýmsum ögnum í lofthjúpnum og um 4% endurkastast frá yfirborði. Ský og agnir í andrúmsloftinu gleypa í sig um 19% geislunar frá sólu. Heimild: http://visindavefur.is/svar.php?id=4686

 

Margar gróðurhúsalofttegundir, svo sem koltvísýringur, metan, vatnsgufa og nituroxíð, eru náttúrulegar í andrúmsloftinu. En aukin losun þeirra af mannavöldum hefur raskað því efnajafnvægi sem ríkt hefur í andrúmsloftinu um árþúsundir. Styrkur CO2 (410 ppm í ársbyrjun 2018 en var um 280 ppm fyrir iðnbyltingu) er nú meiri en í að minnsta kosti 650.000 ár samkvæmt rannsóknum á ískjörnum frá Suðurskautslandinu.

Styrkur koltvíoxíðs í andrúmsloftinu, mældur í Vostok ískjarnanum á Suðurskautslandinu og eftir árið 1950 með beinum mælingum á Hawaii (Mauna Loa mæliröðin), sýnir að mikil aukning hefur átt sér stað eftir iðnbyltingu. Heimild: https://climate.nasa.gov/evidence/

Styrkur koltvíoxíðs í andrúmsloftinu, mældur í Vostok ískjarnanum á Suðurskautslandinu og eftir árið 1950 með beinum mælingum á Hawaii (Mauna Loa mæliröðin), sýnir að mikil aukning hefur átt sér stað eftir iðnbyltingu. Heimild: https://climate.nasa.gov/evidence/

 

IPCC

Fimmta yfirlitsskýrsla milliríkjanefndar Sameinuðu þjóðanna um loftslagsmál (IPCC) var gefin út árið 2014. Skýrslur IPCC eru byggðar á vinnu þúsunda vísindamanna og eru langviðamestu vísindalegu samantektir sem gerðar eru um loftslagsbreytingar. Niðurstöður síðustu skýrslu frá 2014 styrktu enn frekar niðurstöðu 4. skýrslunnar frá 2007, sem markaði tímamót í umræðunni um loftslagsmál. Síðan þá hefur þorri vísindamanna talað afdráttarlaust um að hlýnun jarðar frá iðnbyltingu sé staðreynd og að hún sé að mestu leyti tilkomin vegna athafna manna.

Meirihluti vísindamanna um heim allan hefur varað við þessari þróun; þeir óttast að nái meðalhlýnun 2°C eða meira geti það leitt til hruns vistkerfa og hamfara fyrir mannkyn. Þetta hefur hvatt þjóðir heims til að ná samkomulagi um að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda. Stór áfangi á þeirri braut náðist með Parísarsamkomulaginu 2015, sem allar þjóðir heims, nema Bandaríkin, hafa samþykkt, og miðar að því halda hnattrænni hlýnun af mannavöldum til ársins 2100 innan 2°C og helst innan 1,5°C.