Kloden er blitt én grad varmere. Hva så?

Hvorfor skal vi bekymre oss for én grad global oppvarming når temperaturen der vi bor varierer med mange grader fra dag til dag? Fordi temperaturøkningen er et symptom på en ubalanse i klimasystemet.

Energi i ubalanse

Ser vi på gradestokken utenfor døra, observerer vi været. Været varierer mye fra dag til dag, år til år og sted til sted. Denne variasjonen er styrt både av kaotiske vind- og nedbørsystemer, og av forutsigbare faktorer som årstider.

Klimaet er gjennomsnittsværet over flere tiår. Den globale middeltemperaturen er i all hovedsak styrt av hvor mye energi jorden mottar fra sola og hvor mye energi jorden sender tilbake til verdensrommet i form av varmestråling. Denne utvekslingen av energi omtaler vi ofte som jordens energibudsjett.

De siste 10 000 år har energien inn i og ut av systemet vært i ganske god balanse. Dette vet vi fordi informasjon om historisk temperaturutvikling viser at klimaet på jorden har vært ganske konstant i denne perioden, med kun gradvise temperatursvingninger på under én grad i gjennomsnitt.

Når den globale middeltemperaturen på jorda nå stiger, betyr det at mengden energi inn i klimasystemet øker. Endringer i temperaturen ved overflata, som er blant de delene av klimasystemet vi merker best, er altså et symptom på en ubalanse i energibudsjettet.

En global oppvarming på én grad er viktig fordi det kreves en stor mengde energi for å varme opp atmosfære, hav og land så mye – og så raskt. Oppvarmingen er også viktig fordi den er større enn temperatursvingningene jorden har opplevd de siste årtusener. Det stabile klimaet som har vært en forutsetning for utviklingen av vår sivilisasjon er i endring og selv tilsynelatende små endringer kan få alvorlige konsekvenser for oss.

Vi observerer en varmere verden

Over tid har nye teknologier gjort det mulig for oss å overvåke alle deler av klimasystemet nøye – fra toppen av atmosfæren til dypt ned i havet. Alle disse observasjonene etterlater liten tvil: Verden blir varmere, fra øverst til nederst.

De lengste tidsseriene har vi for global overflatetemperatur. Pålitelige målinger av overflatetemperaturen strekker seg tilbake til omtrent år 1880. For å si noe om klimaet før dette er vi avhengig av mer indirekte metoder som å analysere iskjerner og treringer.

Flere uavhengige forskningsinstitutter arbeider i dag med å analysere og sette sammen alle målingene fra ulike deler av kloden til en sammenhengende tidsserie for global middeltemperatur. Figuren under viser temperaturutviklingen fra 1880 fram til 2014 fra fire av disse. Alle tidsseriene viser en tydelig oppvarming, særlig i tiårene etter 1950.  

Slike tidsserier viser det som kalles temperaturanomalier, det vil si avvik fra en bestemt referanseperiode. Her har de brukt referanseperioden 1951–1980. Med andre ord sammenlignes temperaturen hvert enkelt år med gjennomsnittstemperaturen over de tre tiårene etter 1950. Andre referanseperioder kan også brukes. Valg av referanse påvirker størrelsen på avviket. For eksempel var 2014 omtrent 0.6 grader varmere enn perioden 1951-1980, men 0.9 grader varmere enn førindustriell tid. Utviklingen over tid endres imidlertid ikke.

Global oppvarming betyr ikke at temperaturen øker like mye for hvert år eller overalt på kloden. Klimasystemet karakteriseres av stor indre, kaotisk variasjon. Mens global oppvarming er en gradvis prosess, er det er store naturlige svingninger i temperaturen fra år til år. For eksempel ble fjoråret et rekordvarmt år godt hjulpet av en sterk El Niño. El Niño – eller «guttebarnet» på norsk – er et fenomen som oppstår jevnlig ved at det danner seg et bånd av varmere vann enn normalt i Stillehavet vest for Sør Amerika, og som påvirker været over hele kloden. For å studere klimaendringer må vi derfor se på trender over lengre tid.

Menneskene øker drivhuseffekten

Når vi nå vet at jorden blir varmere – at det kommer en økt mengde energi inn i klimasystemet – tvinger et viktig spørsmål seg på: Hva forårsaker oppvarmingen?

Energibalansen kan påvirkes av en rekke faktorer: endringer i solstråling, vulkanutbrudd, skyer og naturlig variasjon. En av de viktigste faktorene for klimaet på jorden er drivhuseffekten. CO₂ og andre drivhusgasser har den egenskapen at de fanger opp deler av den utgående varmestrålingen fra jorden og dermed bidrar til at overflatetemperaturen er behagelige 15 plussgrader heller enn de 18 minusgrader vi ellers ville hatt.

Hvis vi ber klimamodeller om å regne ut den globale oppvarmingen, viser det seg at de ikke klarer det med mindre vi tar hensyn til både naturlig og menneskeskapt påvirkning. Når vi summerer opp alle de ulike bidragene finner vi videre at den viktigste menneskeskapte påvirkningen er økte utslipp av CO₂, samt andre drivhusgasser som metan.

Dette CO₂-et blir delvis tatt opp i havet og delvis av vegetasjonen – og blir delvis værende i atmosfæren hvor det bidrar til å fange opp mer energi, noe som gir mer oppvarming.

Et tydelig menneskeskapt fotavtrykk finnes også i de mange observasjonene vi har av klimasystemet. Vi måler ikke bare en økning i mengden CO₂ i atmosfæren, men en økning i den typen karbon som kommer fra fossile kilder. Videre har målinger vist at mindre energi slipper ut av klimasystemet, mens mer varmestråling kommer tilbake til overflaten, ved akkurat de bølgelengdene hvor CO₂ absorberer og sender ut stråling. Dette er direkte, målt bevis for en økt drivhuseffekt.

Menneskenes påvirkning på klima er tydelig og det er ekstremt sannsynlig at våre aktiviteter står for det meste av oppvarmingen de siste 50 år. Dette vet vi.

Klimasystemets følsomhet

Men det er fremdeles ting vi er usikre på. Et av de viktigste ubesvarte spørsmålene er hvor følsomt klimasystemet er. Det vil si: Hvor sterk blir oppvarmingen av kloden for en bestemt økning i energi?

For eksempel vet vi at økt drivhuseffekt på grunn av en dobling av mengden CO₂ i atmosfæren – i forhold til førindustrielt nivå – i seg selv er nok til å varme opp jordens overflate med omtrent 1.2 grader. Dette er den direkte effekten. Men klimasystemet er tillegg styrt av såkalte tilbakekoblinger. Dette er prosesser som forsterker eller motvirker oppvarmingen.

De viktigste forsterkende prosessene er økt vanndamp i atmosfæren når temperaturen stiger og smelting av is. Vanndamp øker oppvarmingen siden den er en drivhusgass. Mindre is gjør at planeten reflekterer bort mindre av den innkommende solstrålingen, og styrker dermed også oppvarmingen.

Begrepet «klimafølsomhet» beskriver den totale oppvarmingen for en dobling i CO₂ når tilbakekoblingene er inkludert. Fra en lang rekke vitenskapelige studier vet vi i dag at en plutselig dobling av CO₂ høyst sannsynlig gir en total økning i global middeltemperatur på mellom 2 og 4.5 grader, når klimaet har fått god tid til å stille seg inn til en ny likevekt. Dagens gradvise økning i CO₂, kombinert med andre drivere av klimaendringer som økning i metan, vil ha en annen samlet følsomhet.

Les mer om to typer klimafølsomhet.

Det er stor forskjell på en to og en fire grader varmere klode. Fordi framskrivninger av framtidige klimaendringer avhenger av vår kunnskap om klimafølsomheten, er det svært viktig å redusere usikkerheten. Dette har vist seg å være utfordrende, siden bedre kunnskap og modeller gradvis gjør oss i stand til å behandle stadig flere detaljer og tilbakekoblinger i klimasystemet. Klimafølsomhet er derfor et tema forskerne jobber mye med.

Pause i oppvarmingen?

Utviklingen i temperaturen siden 1998 er mye diskutert. Dette året opplevde verden en svært kraftig El Niño, og en ny rekord i global middeltemperatur. Så stoppet temperaturøkningen tilsynelatende opp, og det ble mye snakk om en mulig «pause» i oppvarmingen. I dag vet vi at årene etter 1998 alle har vært blant de varmeste som er registrert siden temperaturmålingene begynte. Men målingene tyder på at temperaturstigningen gått saktere enn i tiårene før. Er dette reelt? I så fall, hvorfor?

De første årene etter 1998 ble utviklingen tilskrevet naturlig variabilitet i klimasystemet. Men ettersom dvalen i temperaturstigningen fortsatte, ble forskerne – og ikke minst media – mer opptatt av om naturlige svingninger kanskje ikke var hele forklaringen. Hadde vi overvurdert klimasystemets følsomhet? Eller kunne det være andre forklaringer?

NASA har visualisert temperaturøkningen fra 1880 til 2015. Mange teorier har blitt undersøkt: Avkjøling på grunn av små vulkanutbrudd, redusert solaktivitet, utslipp av partikler til atmosfæren og endringer i store vindsystemer over Stillehavet. De siste årene har flere forskere påpekt at fokuset på global bakketemperatur gir et ufullstendig bilde av det som skjer i klimasystemet. Målinger viser nemlig at også havet blir varmere, noe som betyr at store mengder energi hoper seg opp her. Når vi ser på et helhetlig bilde av utviklingen i atmosfæren, i havet og på land er det derfor ingen tegn til oppvarmingen har stanset.

Flere studier har også trukket hele eksistensen til den såkalte pausen i tvil. Disse studiene peker på usikkerheter i datagrunnlaget og de statistiske metodene som benyttes når den globale gjennomsnittstemperaturen analyseres. Analyser som bruker ferske satellittmålinger over Arktis, der vi har få målestasjoner, viser for eksempel en temperaturøkning lengst mot nord som er rask nok til å fjerne hele «pausen».

Helt endelig svar er ikke avgitt når det gjelder hvorvidt de siste års oppbremsing er reell eller hva som eventuelt har forårsaket den. Men ingen klimaforskere blir overrasket når temperaturutviklingen periodevis går saktere eller raskere. Det er som forventet fordi klimasystemet er kaotisk, og det har også skjedd tidligere. Slike perioder er interessante å studere fordi de kan lære oss mye om dynamikken og variabiliteten i klimasystemet.

De fleste klimaforskerne er imidlertid enig om at diskusjonen om pausen kun er en fotnote i historien om global oppvarming. Forskerne advarer, og med god grunn, mot å legge for mye vekt på en relativt kort periode når vi snakker om klimaendringer. Det er ingen tegn til at den langsiktige oppvarmingen har stoppet opp. Både 2014 og 2015 føyde seg inn i rekken over rekordvarme år.

Veien framover

Paris 2015. Etter lange forhandlinger blir verdens ledere enige. Den globale oppvarmingen må begrenses til to grader over førindustrielt nivå. Aller helst til 1.5 grader. Med rekordvarmen i 2015 er vi allerede halvveis på vei.

Hvordan temperaturen endrer seg framover avhenger i stor grad av hvor mye og hvor raskt vi klarer å redusere våre utslipp av drivhusgasser. Og konsekvensene kan bli store dersom vi feiler. Millioner av mennesker er svært sårbare for konsekvensene av klimaendringer: vannmangel, usikker mattilgang, havnivåstigning og ekstremvær.

En forstyrrelse i mengden CO₂ i atmosfæren varer i mange hundre år. Derfor vil karbonet vi slipper ut nå fortsette å gi en oppvarmende effekt i tiden framover. Konsekvensene av denne oppvarmingen må vi forberede oss på, uavhengig av hva som skjer med utslippene videre.