Skriðjökull suður úr Langjökli árið 2003.

Loftslagsbreytingar og áhrif þeirra - staðan 2013

Samantekt skýrslu vinnuhóps 1, WGI, hjá Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna IPCC

Hlýnun jarðar er óumdeilanleg og benda margar athuganir til breytinga frá því um miðbik síðustu aldar sem eru fordæmalausar þegar litið er til síðustu áratuga eða árþúsunda. Lofthjúpurinn og heimshöfin hafa hlýnað, dregið hefur úr magni og útbreiðslu snævar og íss auk þess sem sjávarborð hefur hækkað og styrkur gróðurhúsalofttegunda aukist. Sjá einnig frétt um IPCC.

Í þessari úttektarskýrslu IPCC (sem er sú fimmta í röðinni, AR5) er notað visst kvarðað orðalag til þess að tilgreina líkur á tiltekinni atburðarás eða niðurstöðu. Slík orð eru skáletruð í textanum. Til hliðsjónar er skjal sem sýnir þetta kvarðaða orðalag í töflu og fjallar um vissu, vísbendingar, öryggisbil, einingar og það orðalag sem notað er um það hversu sammála vísindamenn eru.

Lofthjúpurinn

Sérhver síðustu þriggja áratuga er hlýrri en allir áratugir síðan samfelldar mælingar hófust upp úr 1850, og fyrsti áratugur 21. aldar er hlýjasti áratugurinn. Gögn um fornveðurfar benda til þess að á norðurhveli sé tímabilið 1983 – 2012 mjög líklega hlýjasta 30 ára tímabil síðustu 800 ára (mikil vissa) og líklega hlýjasta 30 ára tímabil síðustu 1400 ára (þokkaleg vissa).

Hitamælingar

Mynd 1 (stækkanleg): Samantekt á hitamælingum.
a) Tímaraðir sem sýna breytingar í hnattrænu ársmeðaltali. Sýndar eru samantektir þriggja stofnana.
b)  Áratugameðaltöl gagnanna í a).
c) Kort af hitabreytingum í MLOST gagnasafninu fyrir tímabilið 1901 til 2012.  Hitabreytingin er reiknuð út frá hallatölu bestu línu gegnum gagnasafnið í hverjum reit. Gerð er krafa um að gögn séu til staðar fyrir a.m.k. 70% tímabilsins, og a.m.k. 20% tímans fyrstu og síðustu 11 árin.

• Samanteknar hitamælingar á landi og á hafsvæðum sýna að frá 1880 til 2012 hlýnaði um 0,85 [0,65 – 1,06] °C við yfirborð jarðar. Á því tímabili sem fyrirliggjandi gögn eru heillegust (1901 – 2012) hlýnaði víðast hvar á jörðinni (mynd 1).

• Þrátt fyrir augljósa langtímahlýnun getur meðalhitinn sveiflast verulega milli áratuga. Fyrir stutt tímabil eru hitabreytingar sveiflukenndar og endurspegla ekki langtímabreytingar. Sem dæmi má nefna að fyrir síðasta 15 ára tímabil (1998 – 2012) sem hófst á sterkum El Nino atburði nam hlýnunin 0,05 [-0,05 – 0,15] °C á áratug, sem er minna en að meðaltali á tímabilinu 1951 – 2012 en þá var hneigðin 0,12 [0,08 – 0,14] °C á áratug.

• Mikil vissa er fyrir því að á miðöldum var á sumum svæðum um nokkurra áratuga skeið álíka hlýtt og á síðari hluta 20. aldar. Þessi hlýnun varð þó hvorki jafn samfelld í tíma, né jafn víðtæk og hlýnunin á 20. öldinni.

• Það er nánast öruggt að veðrahvolfið hefur hlýnað síðan um miðbik 20. aldar og samfara því kólnaði í heiðhvolfinu. Á norðurhveli er utan hitabeltissvæða þokkaleg vissa fyrir þessum hitabreytingum með hæð og einnig því hversu hratt hlýnaði – en lítil vissa annarsstaðar.

• Vegna skorts á gögnum um úrkomu er lítil vissa um hnattrænar úrkomubreytingar yfir landi frá 1901 til 1950 en þokkaleg vissa eftir það. Á miðlægum breiddargráðum (þ.e. utan heimskauta og hitabeltissvæða) á norðurhveli hefur úrkoma aukist síðan 1901 (þokkaleg vissa fyrir 1950 og mikil vissa eftir það). Fyrir önnur svæði er lítil vissa um langtímabreytingar.

• Það er mjög líklegt að síðan 1950 hafi hnattrænt dregið úr fjölda kaldra daga og nótta en hlýjum dögum og nóttum hafi fjölgað. Líklegt er að hitabylgjum hafi fjölgað í stórum hluta Evrópu, Asíu og Ástralíu. Landssvæði þar sem aftakaúrkoma er nú tíðari eru líklega fleiri en svæði þar sem aftakaúrkoma er nú fátíðari. Breytingar eru ekki þær sömu allsstaðar en mest vissa er um breytingar í Norður-Ameríku þar sem líklegt er að aftakaúrhelli hafi orðið tíðari.

Hafið

Hafið tekur við langmestu af þeirri varmaorku sem bætist við vegna hnattrænnar hlýnunar og mikil vissa er um að það tók við meira 90% af viðbættri varmaorku á árabilinu 1971 – 2010. Það er nánast öruggt að efstu lög hafsins (0 – 700 m) hlýnuðu frá 1971 til 2000 og líklega frá 1870 til 1971.

• Hnattræn hlýnun hafsins er mest nærri yfirborði sem hlýnaði um 0,11 [0,09 – 0,13] °C á áratug í efstu 75 dýptarmetrunum frá 1971 – 2010. Frá yfirborði hlýnaði niður á 2000 m dýpi þó það drægi úr umfangi hlýnunar eftir því sem neðar dró. Frá 1992 til 2005 mældist engin hlýnun á 2000 m til 3000 m dýpi, en hlýnun neðan við 3000 m er mest nærri myndunarsvæðum djúpsjávar í Norður Atlantshafi og í suðurhöfum.

• Það er líklegt að varmainnihald í efstu lögum sjávar (0 – 700 m) hafi á tímabilinu 1971 – 2010 aukist um 17 [15 – 19] x 10²² J.
  

• Hlýnun sjávar er þýðingarmesta breytingin sem orðið hefur vegna orkuskipta í veðrakerfi jarðar. Hafið tók við meira en 90% af þeirri varmaorku sem bættist við vegna hnattrænnar hlýnunar á árabilinu 1971 – 2010. Af viðbættri varmaorku er meira en 60% geymd í efri lögum sjávar (0 – 700 m), en um 30% í neðri lögum.

• Svæðisbundnar breytingar í seltu sjávar sýna á óbeinan hátt samspil úrkomu og uppgufunar. Þokkaleg vissa er um að þetta samspil valdi því að selta hefur aukist á svæðum þar sem uppgufun er mikil og sjór er selturíkur fyrir en minnkað á svæðum þar sem úrkoma er meiri og sjór er að jafnaði ferskur.

• Engin gögn benda til marktækra breytinga á lóðréttri hringrás Atlantshafsins.

Freðhvolfið

Mikil vissa er um að á síðustu tveimur áratugum hafi Grænlandsjökull og Suðurskautsjökullinn minnkað. Nær allir aðrir jöklar hafa haldið áfram að hörfa auk þess sem snjóhula að vori og hafís á norðurhveli dregst áfram saman (mynd 2).

Afleiðingar loftslagsbreytinga

Mynd 2 (stækkanleg): Margvísleg gögn um afleiðingar loftslagsbreytinga. a) Snjóhula á norðurhveli jarðar að vori til. b) Útbreiðsla hafíss á norðurheimskautssvæðinu að sumarlagi. c) Breytingar á varmainnihaldi yfirborðslaga hafsins. d) Breytingar á hnattrænni sjávarstöðu.

• Ef jöklar við jaðar stóru hveljökla heimskautanna eru undanskildir er massatapið mjög líklega 226 [91 – 361] Gt/ári fyrir tímabilið 1971 – 2009 og 275 [140 – 410] Gt/ári frá 1993 – 2009. Til samanburðar má nefna að 100 Gt nægja til að hækka yfirborð heimshafanna um 0,28 mm.

• Hvað stóru íshvelin á Grænlandi og Suðurskautslandinu varðar er mjög mikil vissa um að Grænlandsjökull hafi tapað massa á síðustu tveimur áratugum. Massatapið jókst mjög líklega úr 34 [–6 – 74] Gt/ári að meðaltali frá 1992 – 2001 í 215 [157 – 274] Gt/ári frá 2002 – 2011. Einnig er mikil vissa fyrir því að íshvelið á Suðurskautslandinu hafi tapað massa á síðustu tveimur áratugum. Þar jókst massatapið líklega frá 30 [–37 – 97] Gt/ár frá 1992 – 2001 í 147 [72 – 221] Gt/ári frá 2002 – 2011. Það er mjög mikil vissa um að á Suðurskautslandinu hafi megnið af massatapinu orðið á skaganum gegnt odda S-Ameríku og þeim hluta hvelsins sem liggur að Amundsenhafi.

• Samdráttur meðalhafísútbreiðslu í Norður Íshafi var mjög líklega á bilinu 3,5 – 4,1% á áratug frá 1979 – 2012 og á sama tíma er mjög líklegt að lágmarksútbreiðslan hafi minnkað um 9,4 – 13,6% á áratug. Mikil vissa er fyrir því að útbreiðslan hafi að jafnaði minnkað mest á sumrin og haustin, þó samdráttar verði vart á öllum árstíðum og að jafnaði fyrir alla áratugi frá 1979. Það er þokkaleg vissa fyrir því að samdráttur hafíss að sumarlagi og hlýnun yfirborðssjávar á heimskautasvæðum á síðustu þremur áratugum sé óvenjulegur sé litið til a.m.k. síðustu 1450 ára.

• Það er mjög líklegt að hafísútbreiðsla umhverfis Suðurskautslandið hafi aukist á bilinu 1,2 – 1,8% á áratug frá 1979 til 2012. Það er mikil vissa fyrir því að breytingar eru mismunandi milli svæða umhverfis Suðurskautslandið, sumsstaðar hefur útbreiðslan aukist, annarsstaðar hefur hafísþekjan dregist saman.

• Það er mikil vissa fyrir því að snjóhula á norðurhveli hefur minnkað síðan um miðja 20. öldina, sérstaklega að vori til. Í mars og apríl nemur samdráttur í meðalútbreiðslu snævar 1,6 [0,8 – 2,4]% á áratug yfir tímabilið frá 1967 til 2012. Á sama tímabili minnkaði snjóhula í júní um 11,7 [8,8 – 14,6]%. Ekki varð vart við marktæka aukningu snjóhulu í neinum mánuði.

• Það er mikil vissa fyrir því að hiti í sífrera hefur hækkað frá því snemma á 9. áratug síðustu aldar, þó hækkunin sé mismunandi eftir svæðum. Í Rússlandi hefur útbreiðsla sífrera marktækt minnkað og hann þynnst frá 1975 til 2005 (þokkaleg vissa).

Sjávarstaða

Mikil vissa er fyrir því að frá miðri 19. öld hafi hraði sjávarborðshækkunar verið meiri en hann var að meðaltali á síðustu 2000 árum. Hnattræn hækkun sjávarborðs var 0,19 [0,17 – 0,21] m á tímabilinu 1901 til 2010.

• Frá 1901 til 2010 er mjög líklegt að í hnattrænu tilliti hafi sjávarstaða að jafnaði hækkað um 1,7 [1,5 – 1,9] mm á ári, og fyrir tímabilið 1993 til 2010 um 3,2 [2,8 – 3,6] mm á ári. Bæði sjávarfallamælar og mæliniðurstöður frá gervihnöttum sýna aukinn hraða á síðara tímabilinu, og það er líklegt að hækkunin hafi verið álíka hröð 1920 til 1950.

• Það er mjög mikil vissa fyrir því að sjávarstaða hafi hæst verið a.m.k. 5 m hærri en hún er nú á síðasta hlýskeiði (fyrir 129 – 116 þúsund árum síðan) en þokkaleg vissa er fyrir því að þá hafi verið um tveimur gráðum hlýrra en var fyrir iðnbyltingu. Mikil vissa er fyrir því að á síðasta hlýskeiði hafi sjávarstaðan ekki verið yfir 10 m hærri en hún er nú. Mjög líklegt er að á síðasta hlýskeiði hafi Grænlandsjökull verið minni en hann er nú, samsvarandi 1,4 til 4,3 m hnattrænni sjávarborðshækkun. Með þokkalegri vissu má því gera ráð fyrir að íshvelin á Suðurskautslandinu hafi einnig verið minni og lagt sitt að mörkum til hærri sjávarstöðu.

Kolefnishringrásin

Vísbendingar um breytingar á kolefnishringrásinni.

a) Mælingar á styrk CO₂ í lofthjúpnum á Mauna Loa (rautt) og á Suðurpólnum (svart) síðan 1958.

b):

Hlutþrýstingur CO₂ í sjó og sýrustig sjávar á mælistöðvum í Atlantshafi (29°10′N , 15°30′W  – dökkblátt og dökkgrænt og 31°40′N , 64°10′W  – blátt og grænt).

Hlutþrýstingur CO₂ í sjó og sýrustig sjávar á mælistöðum í Kyrrahafi (22°45′ N, 158°00 ′W −  ljósblátt og ljósgrænt).

Kolefni og önnur lífræn jarðefni

Styrkur gróðurhúsalofttegundanna koldíoxíðs (CO₂), metans (CH₄) og köfnunarefnisoxíðs (N₂O) í lofthjúpnum er nú hærri en vitað er að hann hafi verið a.m.k. síðustu 800 þúsund ár. Styrkur CO₂ í lofthjúpnum hefur aukist um 40% síðan 1750. Þessi aukning stafar af athöfnum manna, nánast að öllu leyti vegna bruna jarðefnaeldsneytis og breytinga á landnotkun. Heimshöfin hafa tekið við um 30% af koldíoxíðslosuninni, og veldur það súrnun þeirra.

• Styrkur gróðurhúsalofttegundanna CO₂, CH₄ og N₂O hefur aukist frá því fyrir iðnbyltingu (þ.e. 1750). Árið 2011 nam aukningin 40% fyrir CO₂, 150% fyrir CH₄ og 20% fyrir N₂O (mynd 3).

• Á tímabilinu 1750 til 2011 var heildarlosun vegna bruna jarðefnaeldsneytis og sementsframleiðslu 365 [335 – 395] PgC en talið er að skógareyðing og aðrar breytingar á landnotkun hafi losað 180 [100 – 260] PgC á sama tímabili.

• Á ofangreindu tímabili var heildarlosun af mannavöldum 454 [460 – 630] PgC en uppsöfnun í lofhjúpnum nemur 240 [230 - 250] PgC. Við þetta jókst styrkur CO₂ í lofthjúpnum frá 278 [273 – 283] ppm árið 1750 í 390,5 ppm árið 2011.

• Talið er að heimshöfin hafi gleypt 155 [125 – 185] PgC af því kolefni sem athafnir manna hafa losað upp í lofthjúpinn á ofangreindu tímabili. Á sama tíma nam upptaka vistkerfa á landi um 150 [60 – 240] PgC.

• Mikil vissa er um að sýrustig sjávar hafi lækkað um 0,1 pH stig síðan um iðnbyltingu sem samsvarar 26% aukningu á vetnisjónum í hafinu.

Mögulegar breytingar út öldina

Mynd 4 (stækkanleg):
Mögulegar breytingar til loka þessarar aldar.
a) Hnattræn hlýnun fyrir mismunandi sviðsmyndir. Sýnd eru vik frá meðalhita áranna 1986 – 2005.
b) Hafísútbreiðsla á norðurhveli að hausti (5 ára hlaupandi meðaltal).
c) Hnattrænt meðaltal sýrustigs sjávar.

Ferillinn (og gráa umslagið) sem sýndur er fyrir 2005 er reiknaður með þekktum mæliröðum af styrk gróðurhúsalofttegunda, ryks og annarra þátta sem hafa áhrif á geislunarjafnvægi. Bláu og rauðu ferlarnir eftir 2005 sýna útreikninga fyrir tvær mismunandi sviðsmyndir um losun gróðurhúsa-lofttegunda en súlurnar lengst til hægri sýna meðaltal fleiri sviðsmynda, fyrir árin 2081 – 2100. Rauða og bláa umslagið sýna dreifingu líkanreikninga. Fjöldi líkana sem notaður var í hverju tilviki er sýndur á myndunum en á mynd b) er einnig sýndur innan sviga fjöldi líkana sem náðu vel að herma eftir meðalhafísþekju 1979 – 2012.

Breytingar á nýhafinni öld

• Að gefnum losunarforsendum (sk. losunar-sviðsmyndum) má reikna hver líkleg hlýnun næstu áratuga verður. Í skýrslunni notast IPCC við reikniniðurstöður margra loftslagslíkana (CMIP5). Þokkaleg vissa er um að á fyrsta þriðjungi þessarar aldar verður hlýnunin líklega á bilinu 0,3 til 0,7°C miðað við meðaltal áranna 1986 – 2005. Mat á hlýnun til aldarloka er á bilinu 0,3 til 4,8°C og fer mjög eftir því hvaða sviðsmynd um losun á þessari öld er notuð (mynd 4).

• Það er nánast öruggt að á flestum svæðum mun heitum dögum fjölga og köldum dögum fækkar að sama skapi. Líklegt að hitabylgjur verði lengri og tíðari en eftir sem áður má stöku sinnum búast við köldum vetrum.

• Það er mikil vissa fyrir því að munurinn á þurrkasvæðum og rakari svæðum mun aukast þegar lengra líður á öldina og eins aukist munur milli rakra árstíma og þurrkatíma. Landfræðileg dreifing úkomubreytinga næstu áratuga er talin munu verða svipuð og úrkomubreytingar sem líkanreikningar gefa til kynna undir lok aldarinnar, en minni að umfangi (mynd 5).

Kort af niðurstöðum

Mynd 5 (stækkanleg):
Kort af niðurstöðum CMIP5 líkana fyrir tvær sviðsmyndir (sjá mynd 4). Kortin sýna:

a) hlýnun við yfirborð frá meðaltali áranna 1986 – 2005 til 2081 – 2100

b) úrkomubreytingu á sama tíma, og

d) súrnun sjávar á sama tíma, en

c) sýnir breytingu á útbreiðslu hafíss á norðurhveli í september, bæði fyrir öll CMIP5 líkön og einnig þau líkön sem best náðu að herma eftir meðalútbreiðslu áranna 1979 til 2012.

Á kortum a) og b) sýna punktar þau svæði þar sem 90% líkana voru sammála um formerki breytingarinnar, og þar sem meðalbreytingin var meiri en tvö staðalfrávik af innri breytileika líkana, en skástrik sýna þau svæði þar sem meðalbreyting er minni en staðalfrávik innri breytileika.

• Líklegt er að samfara hnattrænni hlýnun verði mjög víða aftakaúrkoma ákafari og tíðari.

• Mjög líklegt er að ENSO (El Nino/La Nina sveiflan) verði áfram helsta náttúrulega sveiflan í veðurfari. Vegna breytinga í loftraka er líklegt að úrkomubreytingar tengdar ENSO muni aukast.

• Öllum sviðsmyndum ber saman um að hafið mun hlýna. Varmi mun berast niður í hafdjúpin og hafa áhrif á hringrás þess.

• Hlýnun sjávar verður mest í hitabeltinu og á nærliggjandi svæðum. Það er mjög líklegt að draga muni úr lóðréttri hringrás heimshafanna (AMOC), um 11 [1 – 24]% í þeirri sviðsmynd þar sem minnst hlýnar, en 34 [12 – 54] % í þeirri sviðsmynd þar sem mest hlýnar. Líklegt er að sveiflur í styrk AMOC verði umtalsverðar, en það er mjög ólíklegt að þessi hringrás breytist skyndilega á óafturkræfan hátt. Ekki er hægt að útiloka hraðar breytingar eftir 2100.

• Það er mjög líklegt á 21. öld muni hafís á norðurhveli halda áfram að minnka og sömuleiðis snjóhula að vori. Einnig mun rúmmál jökla minnka.

• Mjög líklegt er að hafísútbreiðsla á norðurhveli muni halda áfram að dragast saman og ísinn þynnast og það er nánast öruggt að útbreiðsla sífrera muni minnka. Byggt á þeim líkönum sem best ná að herma eftir meðalútbreiðslu hafíss 1979 til 2012, er líklegt að heimskautssvæðið verði nánast íslaust í lok sumars um miðja öldina ef ítrustu losunarsviðsmyndir ganga eftir (mynd 5).

• Sjávarstaða mun hækka á 21. öld (mynd 6) og mjög líklegt er að á 21. öldinni muni sjávarborð hækka hraðar en á tímabilinu 1971 til 2010.

• Byggt á losunarsviðsmyndum er líklegt að sjávarborð áranna 2081 – 2100 muni verða 0,26 til 0,82 m hærra en að meðaltali 1986 – 2005. Hversu mikið hækkar fer eftir sviðsmyndum, þokkaleg vissa er um að lítil losun muni valda hækkun á bilinu 0,26 til 0,55 m en mikil losun hækkun á bilinu 0,45 til 0,82 m (mynd 6).
  
• Byggt á fyrirliggjandi upplýsingum er ólíklegt að sjávarborðshækkun verði meiri en greint er frá hér að ofan, nema til komi ákaft massatap frá íshvelinu á Suðurskautslandinu þar sem það kelfir í sjó fram. Stærstur hluti líklegrar hækkunar stafar af varmaþenslu sjávar og næststærsti hlutinn stafar af bráðnun jökla utan heimskautahveljöklanna.

• Sjávarstöðubreytingar verða ekki einsleitar. Við lok 21. aldar er mjög líklegt að sjávarborðshækkun nái til meira en 95% flatarmáls heimshafanna. Breyting á sjávarstöðu á um 70% af strandsvæðum heimsins er talin verða innan við 20% frá meðaltali heimshafanna en víða eru staðbundin áhrif ráðandi um það hvernig sjávarstaða breytist.

Sjávarstöðubreytingar

Mynd 6 (stækkanleg):

Sviðsmyndir um sjávarstöðubreytingar til aldamóta. Línurnar sýna meðaltal líkana fyrir sviðsmyndirnar og umslagið sýnir það bil sem sjávarborðshækkun hverrar sviðsmyndar mun líklega liggja innan. Til hægri sést líkleg meðalhækkun til 2081 – 2100 fyrir nokkrar ólíkar sviðsmyndir um losun gróðurhúsa-lofttegunda.

Myndin endurspeglar núverandi þekkingu, einungis hraður samdráttur íshvels Suðurskautslandsins, þar sem það kelfir í sjó fram, gæti aukið verulega við það mat sem myndin sýnir.

Þýðing

Þeir starfsmenn Veðurstofunnar sem komu að þessari samantekt eru Guðrún Nína Petersen, Halldór Björnsson, Jóhanna M. Thorlacius, Tómas Jóhannesson, Trausti Jónsson og Þorsteinn Þorsteinsson. Sjá einnig frétt um IPCC.

Einfölduð framsetning

Vefurinn Infographics í Finnlandi hefur gert tilraun til þess að setja fyrstu niðurstöður þessarar fimmtu úttektarskýrslu IPCC (AR5) fram á enn einfaldari og auðskiljanlegri hátt. Hverja mynd er hægt að stækka og vista sérstaklega.

Ennfremur hafa niðurstöðurnar verið settar fram á listrænan og persónulegan hátt sem vísir að kennsluefni og grundvelli fyrir fræðandi umræður af Gregory C. Johnson, Climate Change Science 2013: Haiku (persónuleg túlkun höfundar á niðurstöðum, sjá notkunarskilmála neðst á síðunni).

Margvísleg önnur umræða á sér stað út um allan heim og hana má nálgast með leitarvélum vefsins.