Hvor står vi nå i klimadebatten?

Klimaskeptikerne har ikke klart å gi en overbevisende forklaring på hvorfor drivhusgassene ikke spiller så stor betydning, skriver Rasmus Benestad i denne kronikken.

Publisert

Motforestillingene overfor menneskeskapte klimaendringer har fått vann på mølla de siste årene, med en mengde med leserbrev og artikler i dagspressen – også her på forskning.no. Men hva har vi lært fra denne klimadebatten? Har vi fått mer innsikt, eller har det bare skapt mer forvirring? La meg forsøke å oppsummere status.

Jeg tror vi alle er enige om at klimaet har variert over tid. Eksempler er istidene, og vi har debattert om hvor varmt det virkelig var under middelalderen da vikingene bodde på Grønland.

Men hva vil det si at klimaet endrer seg? Det betyr at klimaet ikke er så stabilt, og at det er følsomt overfor endringer i forhold som styrer hvordan energi strømmer gjennom planeten (hvor mye energi jorden får fra solen og hvor mye det taper til i verdensrommet i form av varmestråling, som jeg vil referere til som ‘energibalansen’), eller følsomt overfor variasjoner i egen tilstand.

For man kan ikke forklare de store svingningene forbundet med istider kun ut i fra endringer i jordens bane rundt solen – noe mer må til. Det samme argumentet gjelder for endringer i solaktiviteten, om det nå er forklaringen på en varm middelalder eller en liten istid. Dersom solaktiviteten skal ha en målbar innvirkning på jordens klima, må det mekanismer til i klimaet som forsterker effekten. For endring i energibalansen forbundet med solaktiviteten er ikke nok.

Mye av klimadebatten dreier seg om den såkalte klimafølsomheten – hvor mye vil gjennomsnittstemperaturen endre seg ved en gitt endring i energibalansen? Men hvorfor skulle vårt klima være følsom overfor endringer i solen, men ikke drivhusgassene?

Isåfall må man ty til mer avanserte forklaringsmodeller, som f.eks kosmisk stråling, skyer eller UV-stråling og stratosfære. Men også såkalte forsterkende mekanismer, hvor klimaendringene påvirker ulike prosesser som gir ytterligere utslag. Et eksempel på dette, er at en oppvarming vil tilføre mer vanndamp i atmosfæren (også en viktig drivhusgass), som igjen vil medføre ytterligere forsterkning.

De som hevder at den siste oppvarmingen som vi ser bare er naturlig, har en utfordring – de må isåfall forklare hvorfor CO2 ikke er av betydning. De må legge frem en alternativ forklaring som kan beskrive minst like mange ulike sider av klimakunnskapen som drivhuseffekten.

Det har vært flere som har påstått at oppvarmingen skyldes endringer i solen. Dersom denne forklaringen skal være overbevisende, må legge frem hele årsakskjeden som eventuelt viser at det virkelig har vært endringer i solaktiviteten, og at det er tilsvarende endringer i f.eks. skydekke eller stratosfæren.

Problemet deres ser heller ut til at stratosfæren viser en nedkjølende trend, og det er ingen vesentlig trend i indikatorene for solaktivitet over de siste 50 år – selv ikke den galaktiske kosmiske strålingen (figur 1). At temperaturen om natten har økt mer enn om dagen, tilsier at lave skyer heller ikke har spilt en så stor rolle.

Figur 1. viser tidsutviklingen i global middeltemperatur (NASA/GISS), klimapådriv fra CO2 (Mauna Loa), galaktisk kosmisk stråling (CLIMAX), solintensitet (Lean, 2004), og solflekker. Ingen av solindikatorene viser noen systematisk endring over tid, bortsett fra 11-års syklusen.
Figur 1. viser tidsutviklingen i global middeltemperatur (NASA/GISS), klimapådriv fra CO2 (Mauna Loa), galaktisk kosmisk stråling (CLIMAX), solintensitet (Lean, 2004), og solflekker. Ingen av solindikatorene viser noen systematisk endring over tid, bortsett fra 11-års syklusen.

Hvis oppvarmingen vi nå ser hadde naturlige årsaker som ikke involverte pådriv som solaktivitet, ville det også tilsi forsterkende mekanismer og en høy klimafølsomhet. Det ville da vært usannsynlig at dagens oppvarming var enestående, men at det heller ville vært normen. Men rekonstruksjonene av klimaet tyder ikke på at det har vært så kraftige variasjoner i de siste 1000-2000 år.

Naturlige svingninger som El Niño involverer jo noen slike forsterkende mekanismer, men har også en kaotisk karakteristikk. Utfordringen for tilhengerene av forklaringen basert på naturlige årsaker blir å forklare hvorfor det er forsterkende mekanismer i noen situasjoner, og ikke når det gjelder drivhusgassene.

Når man ser på målinger fra iskjerner, ser man nemlig at temperaturen under istidene har variert i takt med drivhusgasser som CO2 og metan. Men på den tid, var ikke endringene i CO2 styrt av mennesket. Derimot ble drivhusgassene påvirket av hvordan temperaturen påvirket deres naturlige kretsløpet. Endringen i temperatur kom før CO2. Nå er det motsatt – endringene i CO2 kommer før endringene i temperaturen.

Figur 2 som illustrerer en enkel forklaringsmodell. Jordens energitilførsel finner hovedsaklig sted ved bakken, mens jordens varmetap til verdensrommet skjer i høyere luftlag (ca 5.5 km over havnivå). Når mengden drivhusgasser øker, skjer varmetaper høyere opp. Varmetapet styres av temperaturen der varmestrålingen slipper ut i verdensrommet (Plancks lov), men Newtons og termodynamikkens lover tilsier at temperaturen også øker mot bakken. Men varmetapet styres også av energitilførselen, slik at temperaturen ved luftlaget som mister varme må være noenlunde konstant dersom jordens energi balanse skal gå i null.
Figur 2 som illustrerer en enkel forklaringsmodell. Jordens energitilførsel finner hovedsaklig sted ved bakken, mens jordens varmetap til verdensrommet skjer i høyere luftlag (ca 5.5 km over havnivå). Når mengden drivhusgasser øker, skjer varmetaper høyere opp. Varmetapet styres av temperaturen der varmestrålingen slipper ut i verdensrommet (Plancks lov), men Newtons og termodynamikkens lover tilsier at temperaturen også øker mot bakken. Men varmetapet styres også av energitilførselen, slik at temperaturen ved luftlaget som mister varme må være noenlunde konstant dersom jordens energi balanse skal gå i null.

Det finnes flere enkle forklaringsmodeller for økt drivhuseffekt, basert på fysiske prinsipper, som tilsier at økte mengder drivhusgasser gir høyere temperatur ved bakken (feks. Se figur 2).

Men man kan kun få et realistisk bilde med alle detaljene i en mer komplisert klimamodell, som beskriver hvordan lys med ulik bølgelengde påvirkes av drivhusgassene og hvordan atmosfæren responderer på dette.

Drivhuseffekten er heller ikke noe mystisk. Jorden har en naturlig drivhuseffekt – uten denne ville ikke det vært liv på jorden som vi kjenner det. Venus har også en tykk atmosfære som hovedsaklig består av CO2, og overflatetemperaturen på Venus er høyere enn på Merkur, til tross for at Venus er ca dobbelt så langt fra sola (og mottar dermed mindre energi).

Planetenes varmetap må oppveie den energien de mottar fra solen, og temperaturen styrer hvor stort varmetapet er (Plancks lov).

Drivhusgasser har en evne til å slippe synlig lys igjennom, men absorberer varmestråling (infrarødt lys). Det er ingen tvil om at CO2 er en drivhusgass – det tilsier både labbmålinger og kvantefysikken.

Faktisk blir CO2-konsentrasjonen i atmosfæren målt ved å se hvor mye varme en luftprøve fanger opp. Bakkemålingene viser at CO2 har økt siden 1958, og nye satellittmålinger fra NASA (AIRS) støtter opp om disse. Dessuten viser AIRS-målingene at den høyeste konsentrasjonen av CO2 ser man over de stedene man forventer størst forbrenning av fossile kilder.

Man kan ta et slags fingeravtrykk av karbonet i atmosfæren, som peker mot fossile kilder. Det er også registrert en økning av karboninnholdet i havene (blitt surere), og forholdet mellom oksygen og nitrogen tilsier an reduksjon av oksygen. Videre er økningen i CO2 i noenlunde samsvar med hva man kan forvente av forbrenning av fossile kilder. Sammen med AIRS, levner dette liten tvil – den økningen som vi ser i CO2 er forbundet med fossile energikilder.

Ved hjelp av satellittmåling er det også mulig å beregne temperaturen i troposfæren. Disse beregningene er basert på de lignende fysiske prinsippene som tilsier at CO2 er en drivhusgass og at vi kan forvente en økt oppvarming med høyere konsentrasjoner.

Det er en utfordring for de som bruker satellittmålinger for å argumentere mot en økt drivhuseffekt, å forklare hvorfor man kan stole på disse fysiske prinsippene når det gjelder satellittmålinger, men ikke når det gjelder drivhusgasser. I tillegg er forholdet mellom temperaturen i høyere luftlag og ved bakken påvirket av endringer i luftfuktigheten og endringer i sirkulasjonsmønsterene i atmosfæren.

Bakkemålingene av temperatur er derfor de mest pålitelige indikatorene vi har om klimaendringene, og de viser en oppvarmede trend, til tross for hva enkelte hevder (figur 3). Det finnes ulike analyser av den globale middeltemperaturen, og de mest siterte er analysene fra NASA/GISS i USA (GISTEMP) og Climate Research Unit i England (HadCRUT).

Den største forskjellen mellom disse er hvordan de dekker kloden. HadCRUT gir ikke verdier der det ikke er målinger, mens GISTEMP bruker informasjonen fra nærliggende steder, siden alle temperaturavvikene har en viss utstrekning; Når det er varmt i Oslo er det også varmt i et større område rundt Oslo. Dette er veletablert kunnskap.

Forskjellen mellom disse analysene betyr at HadCRUT ikke har dekning for Arktis – hvor den største oppvarmingen sannsynligvis har funnet sted i de siste årene - mens GISTEMP beregner temperaturene der.

Dermed vektlegger de to analysene målingene litt forskjellig, slik at GISTEMP tilsier at 2005 var det varmeste året noen sinne, med 2009 på en delt annen plass. Vi kan også se på såkalte re-analyser, dvs beregninger foretatt med værmodeller som er blitt matet med alle målingene man har (bakke, satellitt, skip, og fly).

Noen påstår at analysen av den globale middeltemperaturen har utelatt målinger i Sibir som ikke viser noen oppvarming. Disse analysene foretar en kvalitetskontroll, for målingene kan påvirkes av andre faktorer hvis omgivelsene endrer på seg eller man skifter ut termometer. Mange av disse måledataene ligger åpent tilgjengelig, som på rimfrost.no, ClimateExplorer, NASA/GISS, og i scenariene lagt ut i GoogleEarth.

Figur 3 viser ulike estimat av den globale middeltemperaturen. Vanlig analyse inkluderer GISTEMP, HadCRUT3v, NCDC, og re-analysene inkluderer NCEP, ERA40, og ERAINT. I figuren er utviklinen siden 1995 vist i stort panel mens utviklingen over lengre tid er vist i det lille panelet.
Figur 3 viser ulike estimat av den globale middeltemperaturen. Vanlig analyse inkluderer GISTEMP, HadCRUT3v, NCDC, og re-analysene inkluderer NCEP, ERA40, og ERAINT. I figuren er utviklinen siden 1995 vist i stort panel mens utviklingen over lengre tid er vist i det lille panelet.

Enkelte har antydet at den globale oppvarmingen har stoppet etter 1998. Men jeg mener at det er både naivt og misvisende å kun se på de siste 8-10 år (figur 3), for vi vet jo at klimaet er komplisert med flere forhold som styrer dets utvikling.

Å antyde at CO2 har mistet sin betydning fordi temperaturen (HadCRUT) skal ha ‘flatet ut’ er like feil som å si at våren er kansellert når vi plutselig får en mai-måned som er kaldere enn april. (figur 4). Vi vet at det er økningen av CO2 over lengre tid som er vesentlig, ikke den kortsiktige økningen.

Figur 4 viser global middeltemperatur og døgnmiddeltemperatur ved Oslo. De røde kurvene illustrerer faren ved å trekke konklusjoner ut i fra et kort tidsrom, som f.eks. At våren skal ha 'stoppet' fordi det var noen kalde dager i slutten av april og begynnelsen av mai. Eller fordi ett av flere analyser (se figur 3) av global middeltemperatur viser en slags pause i oppvarmingen.
Figur 4 viser global middeltemperatur og døgnmiddeltemperatur ved Oslo. De røde kurvene illustrerer faren ved å trekke konklusjoner ut i fra et kort tidsrom, som f.eks. At våren skal ha 'stoppet' fordi det var noen kalde dager i slutten av april og begynnelsen av mai. Eller fordi ett av flere analyser (se figur 3) av global middeltemperatur viser en slags pause i oppvarmingen.

En ting man bør være klar over er at ulike klimaskeptikere ofte motsier hverandre, slik at det oppstår mer forvirring. Noen sier at det ikke har vært noen oppvarming, mens andre legger skylden på solen. Noen skifter også standpunkt over tid.

Uansett må man forvente at det legges fram bevis i form av troverdige data og mer åpenhet. Dersom de ønsker å overbevise, holder det ikke med en kryptisk eller perifer referanse, men vi må se kildekoden for både data og metode. Dersom det har noe for seg, vil forskermiljøet bli overbevist.

Det finnes også dem som ønsker å mistenkeliggjøre klimaforskere. I den siste tiden har enkelte trukket frem det de kaller ‘ClimateGate’.

Denne saken er en suppe kokt på spiker, men den er også litt avslørende. For det samme mønsteret ser man på det mer faglige plan, hvor ting blir blåst opp hinsidig rimelighetens grenser. Det kom bombastiske uttalelser før de berørte fikk sjanse til å forklare seg – her var det ikke snakk om å la tvilen komme den siktede til gode.

Så hvor står vi nå i klimadebatten? Vi har sett flere typer beskyldninger – gjerne importert fra USA sine neokonservative miljøer. Dem skal vi ta med en god klype salt. Vi har hørt flere argumenter av mer faglig art, men vi har ikke fått innsyn i analysene som disse er basert på.

Klimaskeptikerne har ikke klart å gi en overbevisende forklaring på hvorfor drivhusgassene ikke spiller så stor betydning, men har lansert alternative forklaringsmodeller og antar at da må drivhusgassene spille mindre rolle.

Dette er langt fra sikkert. Klimaskeptikerne hevder gjerne at klimaet er både for kaotisk og komplisert til at man kan si noe sikkert om drivhuseffekten. Men deres forklaringsmodell forutsetter ofte en veldig enkel situasjon med et veldig oversiktig klimasystem.

Likevel er det noen ting som vi bør være enige om: at klimaet mest sannsynligvis er ganske følsom overfor endringer i energibalansen eller sin egen tilstand.