Nytt fra drivhuset

Jordas atmosfære sørger for at temperaturen ved overflaten i gjennomsnitt er høyere enn hva den ville vært uten atmosfære, og jevnere fordelt gjennom døgnet. For et par århundrer siden bestemte noen seg for å døpe dette "drivhuseffekten". Det var sikkert et godt navn til å begynne med, men i bloggenes tidsalder hadde det kanskje vært mer praktisk med et navn som ikke gir noen assosiasjoner til konkrete drivhus i hager og gartnerier. Uansett, noen århundrer med forskning har som kjent vist at Månen ikke er en ost, og at klodens drivhus ikke har noe glasstak ut mot verdensrommet. 

Den atmosfæriske drivhuseffekten avhenger av atmosfærens kjemiske sammensetning. Dersom vi ikke hadde hatt drivhusgasser, så ville vel energioverføringen fra overflaten til atmosfæren kun ha skjedd ved varmeledning, og atmosfæren ville trolig ha vært en stor halo som strålte ut til det ytre rom fra alle høydelag, mens varmestrålingen fra overflaten gikk rett igjennom. 

Med kondenserende drivhusgasser (slik som vanndamp) i atmosfæren, kan andre mekanismer som fordampning og konveksjon trå til med å overføre energi fra overflaten til atmosfæren. Og med ikke-kondenserende drivhusgasser (slik som CO2, metan og lystgass), så kan ikke vanndampen gjøre helt som den vil.  

Teorien sier at det atmosfæriske drivhuset skal gi høyere temperatur ved overflaten, som respons på økt (antropogent) tilførsel av ikke-kondenserende drivhusgasser i atmosfæren. Og dette ser ut til å stemme. Men selv om prinsippet er klarlagt, så er det mye nitidig forskningsarbeid som skal til for å forutsi kvantitativt hvordan kloden vil respondere, og avklare detaljene i de mange mekanismene som kobler sol, land, hav, atmosfære, cryosfære, biosfære og verdensrom. 

Det er vist med satellittmålinger hvordan utstrålingen til rommet på spesifikke CO2- og metan-linjer avtar, slik teorien sier den skal. For et par år siden kom den første empiriske dokumentasjonen på økt tilbakestråling mot bakken fra CO2. Tidligere i år kom en tilsvarende publikasjon som viser økt tilbakestråling mot bakken fra metan. Denne uken kom en artikkel (Wong & Minnett, 2018) som dukker ned i mikrofysikken bak tilbakestrålingens innvirkning på havet: 

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/2017JC013351

Hvor raskt kloden vil varmes opp av de antropogene utslippene av ikke-kondenserende drivhusgasser ("klimagasser"), beskrives som kjent ved de to parametrene TCR (transient klimarespons – på kort sikt) og ECS (equilibrium climate sensitivity – på lang sikt, når havet omsider får stabilisert seg). Fram til for et tiår siden, så hadde man kun estimater for TCR og ECS fra modeller eller paleo-klima-studier. Etter hvert som man har fått bedre oversikt og målinger for global temperatur, varmen i havet og de ulike typer strålingspådriv, så har man også kunnet gjøre rent empiriske estimater for TCR og ECS. Men usikkerheten er fortsatt plagsomt stor. 

En viktig artikkel i denne sammenheng, er Lewis & Curry: "The impact of recent forcing and ocean heat uptake data on estimates of climate sensitivity" (Journal of Climate, 2018). Her har de gjort en oppdatering av strålingspådrivet fra IPCC5, noe som er svært meningsfylt i lys av de store mengder med satellittmålinger som er gjort av den største ukjente faktoren – aerosolene – i løpet av det siste tiåret. Her er den nye tallene for det antropogene pådrivet:

De antropogene pådrivene fra 1750 til 2016. Legg spesielt merke til endring de siste 20 år i den nederste kurven (aerosolene) og den øverste (totalt antropogent pådriv). (Bilde: Lewis & Curry, J Clim 2018)
De antropogene pådrivene fra 1750 til 2016. Legg spesielt merke til endring de siste 20 år i den nederste kurven (aerosolene) og den øverste (totalt antropogent pådriv). (Bilde: Lewis & Curry, J Clim 2018)

 

Når det gjelder resultatene, så er det ingen vesentlig endring for TCR i forhold til tidligere publikasjoner som Otto et al (2013) og Skeie et al (2014). Det sentrale estimatet for TCR ligger fortsatt rundt 1,3 grader. Man kan litt forenkelt si at de svært varme årene 2014-2015-2016 motvirkes av at det nedkjølende bidraget fra aerosolene ikke er så sterkt som man trodde tidligere.

Lewis & Curry har gjort seg flid med å velge ut perioder der indre svingninger i klimasystemet nulles ut. Det sentrale estimatet for TCR viser seg dermed å bli 1,3 grader enten man studerer en eller to AMO-perioder. Lewis & Curry angir også usikkerheten for sine estimater, med 90 % sannsynlighet for at TCR ligger mellom 1,0 og 1,9 grader. For praktiske formål skulle vi gjerne sett et smalere konfidensintervall, men ... gi meg ytterligere 10 år, så! 

https://niclewis.files.wordpress.com/2018/04/lewis_and_curry_jcli-d-17-0...

Likevekt her, og likevekt der ...

Når det gjelder likevektsklimafølsomheten ECS, så er det mest bemerkelsesverdige at forskjellen mellom ECS og TCR blir stadig mindre. Dette skyldes at mens pådrivet ved tropopausen stadig øker, så har ikke stålingsubalansen ved toppen av atmosfæren økt noe mer de senere årene. Og dette gir direkte utslag i ECS – slik likningene er satt opp. 

Jeg – og flere med meg – mener at det nye sentrale estimatet for ECS på ca 1,6 grader trolig er for lavt (gitt en TCR på 1,3 grader). Det skyldes slett ikke at Lewis & Curry har regnet feil, men at estimatet for ECS er enda mer sårbar for de indre svingninger i klimassystemet - og hvor på kloden oppvarmingen finner sted. For å si det litt overforenklet – det er stor forskjell på hvordan henholdsvis regnet i tropene, og sjøisen i Arktis, kobler til klodens strålingsbalanse.  

Og der kom nylig en annen fersk artikkel som kaster nytt lys over nettopp den saken, nemlig Dessler, Mauritsen & Stevens: "The influence of internal variability on Earth's energy balance framework and implications for estimating climate sensitivity" (Atmos. Chem. Phys. 2018). 

https://www.atmos-chem-phys.net/18/5147/2018/acp-18-5147-2018.pdf

De påpeker at det implisitt i alle de "enkle" beregningene av ECS ligger en antakelse om en bestemt sammenheng mellom global temperatur ved overflaten og strålingsparametere ved toppen av atmosfæren. Omfattende modellkjøringer viser imidlertid at sammenhengen mellom disse parameterne varierer mye fra den ene til den andre kjøringen av modellen. Forfatterne viser at sammenhengen synes langt mer stabil dersom man i stedet for den globale overflatetemperaturen, ser på troposfæretemperaturen i tropene. 

Det artige med Dessler et al (2018) er at nesten alle kommer ut som vinnere i diskusjonen: Forfatterne selv, selvsagt, men også positive referanser til Spencer & Braswell (2010). Vår hjemlige debattant og blogger Lindem & Okular kan også juble over at forfatterne nå flytter fokus mot troposfæren. 

En konklusjon fra Dessler et al – hvor de er helt enige både med meg og Liland og Lewis & Curry – er at noen av klimamodellene som ble kjørt for IPCC5, har for høy klimafølsomhet. De skriver at modeller med ECS > 3,9 grader må forkastes, sett i lys av hva CERES-instrumentene har målt. Mens gjennomsnittsverdien for ECS i de klimamodellene som fortsatt overlever CERES-testen, er 2,9 grader. 

For praktisk politikk vil jeg nok fortsatt anbefale at man legger til grunn en TCR på ca. 1,3 grader og en ECS-verdi et sted på 2-tallet.  

Og ellers? 

Det var en kald mars-måned, men så ble det raskt fart på snøsmeltingen på Østlandet. Ved Rånåsfoss kraftstasjon i Glomma mellom Kongsvinger og Lillestrøm startet vårflommen sent, men nå ligger den faktisk foran normalen:

Vannføringen ved Rånåsfoss. Vårflommen kom før heggen blomstret, og befolkningen i Lillestrøm og Fetsund puster dermed lettet ut i denne omgang. (Bilde: NVE)
Vannføringen ved Rånåsfoss. Vårflommen kom før heggen blomstret, og befolkningen i Lillestrøm og Fetsund puster dermed lettet ut i denne omgang. (Bilde: NVE)

Så det blir nok ikke noen storflom i Øyeren i år, heldigvis.

Kelvinbølgen i Stillehavet har sendt en del varmt vann østover, men ser ikke ut til å trigge noen ny El Ninjo. Og nå har nok bølgen passert toppen:

Kelvinbølger kommer og kelvinbølger går i Stillehavet. Denne er i ferd med å passere toppen. (Bilde: NOAA)
Kelvinbølger kommer og kelvinbølger går i Stillehavet. Denne er i ferd med å passere toppen. (Bilde: NOAA)

 

Antall solflekkfrie dager i år er nå 67, altså 57 %. Mitt tips for hele året var 222 dager (61 %). Noen sier imidlertid at dette er den svakeste solsyklusen på 200 år - men global temperatur synes altså å gi blaffen i akkurat det. 

Våren kommer på Island, også. Her sett fra NASAs satellitt Terra lørdag 28 april. (Bilde: NASA Terra MODIS)
Våren kommer på Island, også. Her sett fra NASAs satellitt Terra lørdag 28 april. (Bilde: NASA Terra MODIS)

God helg!