Er loftslag að breytast?

Merkjanlegar breytingar

Halldór Björnsson 19.3.2009

Á 19. öld varð mönnum ljóst að lofthjúpurinn hækkar meðalhita jarðarinnar. Vissar lofttegundir í lofthjúpnum breyta varmageislun frá jörðinni þannig að neðri hluti lofthjúpsins og yfirborð jarðar hlýna. Þessi áhrif eru nefnd gróðurhúsaáhrif, og án þeirra væri meðalhiti jarðar undir frostmarki. Vitað var að CO₂ er mikilvirk gróðurhúsalofttegund og því þótti ástæða til að fylgjast með styrk þess í lofthjúpnum.

Samfelldar mælingar á styrk CO₂ í lofthjúpnum hófust 1958 á Mauna Loa í Kyrrahafinu. Strax á fyrstu árum mælinganna kom í ljós að styrkur CO₂ í lofthjúpnum jókst ár frá ári. Við upphaf mælinganna var styrkur CO₂ um 315 ppm en árið 2008 hafði styrkurinn vaxið í rúmlega 380 ppm.

Ef magn CO₂ og annarra gróðurhúsalofttegunda eykst má búast við auknum gróðurhúsaáhrifum og hnattrænni hlýnun.

Samantekt á nýlegum rannsóknum á loftslagsbreytingum er lýst í ástandsskýrslu Milliríkjanefndar um loftslagsbreytingar (The Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) sem gefin var út árið 2007 (sjá nánar tilvísun [7]). Þar kemur m.a. fram að:

• Frá upphafi iðnbyltingar (um 1750) hefur hlýnað á jörðinni. Á síðustu 100 árum er hlýnun við yfirborð rúmlega 0.7°C (sjá mynd 1). Ýmsar breytingar tengdar hlýnun eru merkjanlegar. Frostdögum hefur fækkað, jafnframt því sem óvenju köldum dögum fækkar, en heitum dögum fjölgar. Hitabylgjur eru tíðari.
• Úrkomubreytingar eru ekki jafn eindregnar og hitabreytingar. Víða má merkja verulegar langtíma breytingar á magni úrkomu, en á öðrum svæðum hefur dregið úr henni. Á norðlægum svæðum fellur meiri úrkoma en fyrr sem rigning, en minni sem snjór. Mjög víða hefur helliregn aukist, jafnvel á svæðum þar sem dregið hefur úr heildarúrkomu. Tíðni flóða og þurrka hefur sumstaðar aukist.
• Snjóhula hefur minnkað víðast hvar, sérstaklega að vorlagi (sjá mynd 1). Á norðurhveli færðist vorbráðnun fram um nærri tvær vikur á tímabilinu 1972 til 2000. Snjór nær nú mestri útbreiðslu í janúar í stað febrúar áður. Í fjalllendi minnkar snjóhulan meira neðarlega í hlíðum þar sem áhrifa hlýnunar gætir frekar. Á suðurhveli jarðar er minna um snjóhulugögn en þau sýna ýmist minnkun eða engar breytingar á næstliðnum fjórum áratugum.
• Hörfun jökla frá 19. öld er víðtæk og nær jafnt til fjalljökla á norður- og suðurhveli sem og í hitabeltinu. Líklegt er að ísmassi beggja stóru jökulhvelanna (á Grænlandi og á Suðurskautslandinu) hafi minnkað á tímabilinu 1993-2003.
• Hafís á norðurhveli hefur minnkað, sérstaklega sumarísinn í N-Íshafi sem hefur minnkað um 7,4% á áratug.
• Mælingar sýna merkjanlega hlýnun sjávar á tímabilinu 1961 til 2003 og að varmainnihald efstu 700 m heimshafanna hefur aukist frá miðjum 6. áratugnum. Eðlismassabreytingar vegna hlýnunar heimshafanna haldast í hendur við hækkandi sjávaryfirborð.
• Frá 1961 til 2003 hækkaði yfirborð sjávar að meðaltali um 1,8 mm á ári og frá 1993 um 3,1 mm á ári. Þáttur varmaþenslu í hækkun sjávarborðs vegna hlýnunar sjávar er verulegur. Þótt gögn um sjávarstöðu fyrr á tíð séu brotakennd þá er mikil vissa fyrir því að hraði sjávarborðshækkunar jókst á tímabilinu frá 1871 til 2000 (sjá mynd 1).
• Aukning á styrk CO₂ í lofthjúpnum leiðir til aukinnar upptöku hafsins. Þetta sýrir hafið og hefur það súrnað um 0,1 pH stig að meðaltali frá upphafi iðnbyltingar. Takmarkaður vísindalegur skilningur er á áhrifum súrnunar á vistkerfi hafsins.

Meðalhiti jarðar í 150 ár, sjávarstaða og snjóhula

Mynd 1. Breytingar á meðalhita jarðar (efst), á sjávarstöðu og snjóhulu á Norðurhveli.

Heimild: IPCC, sjá nánar tilvísun [7].

Það er því nokkuð ljóst að veðurfar er að breytast, enda er niðurstaða milliríkjanefndarinnar að það sé mjög líklegt að meðalhiti jarðar hafi á síðari hluta 20. aldar verið hærri en á nokkru en á nokkru öðru 50-ára tímabili síðustu 500 árin, og líklega sá hæsti í a.m.k. 1300 ár. Breytingar í ýmsum náttúruþáttum í lofthjúpnum, hafinu, í jöklum og ís bera óumdeilanleg merki þessarar hlýnunar.

Hverjar eru ástæður loftslagsbreytinganna?

Af ofanskráðu má vera ljóst að líklegast er að þessa hlýnun megi rekja til losunar gróðurhúsalofttegunda.

Milliríkjanefndin lagði mat á hvort þessa hlýnun mætti rekja til innri orsaka, svo sem tilviljanakennds náttúrulegs breytileika. Niðurstaðan er sú að það er afar ólíklegt að hlýnun síðustu 50 ára megi útskýra án breytinga í ytri aðstæðum. Samanlögð áhrif náttúrulegra þátta, þ.e. eldgosaösku og breytinga á styrk sólar, hefðu líklega valdið kólnun á tímabilinu. Þetta má sjá á mynd 2 þar sem borin er saman mæld hlýnun jarðar og niðurstöður margra loftslagslíkana (heimild IPCC, sjá nánar tilvísun [8]).

Myndin sýnir að líkönin herma að meðaltali vel eftir langtímabreytingum á meðalhita, en einungis ef tekið er tillit til aukningar gróðurhúsalofttegunda (mynd 2a). Séu gróðurhúsalofttegundir ekki teknar með í reikninginn (mynd 2b) ná líkönin ekki að herma eftir hlýnun síðustu áratuga. Mjög líklegt er að aukning gróðurhúsalofttegunda vegna athafna mannkyns valdi megninu af þeirri hnattrænu hlýnun sem átt hefur sér stað frá því um miðja seinustu öld.

Hitafrávik við yfirborð jarðar á síðustu öld

Mynd 2.

a) Hitafrávik við yfirborð jarðar á síðustu öld. Svarta breiða línan sýnir athuganir, fíndregnu línurnar sýna niðurstöður margra loftslagslíkana þar sem geislunarálagið þróaðist í samræmi við aukningu gróðurhúsalofttegunda og náttúrulegra þátta (s.s. breytinga á sólgeislun og loftarða vegna eldgosa). Breiða rauða línan sýnir meðaltal líkananna. Stærstu eldgos á 20. öldinni eru einnig merkt inn á myndina.

b) Eins og í a) - nema í loftslagslíkönunum var ekki tekið tillit til áhrifa gróðurhúsalofttegunda.

Heimild IPCC, sjá nánar tilvísun [8].