“Drivhuseffekten har ikke endret seg de siste 28 år, og det er derfor ikke «most likely» at den globale oppvarmingen er menneskeskapt”, skrev tidligere fagsjef ved Meteorologisk institutt, Asmunn Moene den 10. mai.

Svært få klimaforskere tviler på teorien om at drivhuseffekten øker som følge av økt konsentrasjon av drivhusgasser i atmosfæren. Ikke en gang Richard Lindzen, som kanskje er den mest skarpskodde klimaskeptikeren, betviler økt drivhuseffekt.

I sin vurdering av hvor mye global temperatur vil øke ved en dobling av konsentrasjonen av CO2 - kalt klimasensitiviteten, bruker han en enkel endimensjonal strålingsmodell vertikalt for atmosfæren.

Tilbakekoblinger

Dette er beregninger alle klimastudenter har gjort, beregninger som gir et klimapådriv på cirka fire Watt per kvadratmeter. For å skape ny strålingslikevekt må temperaturen øke med 1,2 grader. Men klimasystemet vil svare på denne endringen med tilbakekoplinger, slik som en økning i fuktigheten og mindre snø og is ved polene, eksempler på positive tilbakekoplinger som forsterker oppvarmingen.

Ved visse antakelser øker sensitiviteten til nærmere tre grader i disse enkle beregningene. Som jeg skrev i min siste kronikk, er det liten uenighet om klimasystemets respons på en økt drivhuseffekt, men uenigheten går på hvor store tilbakekoplingene er. Lindzen hevder at tilbakekoplingene til sammen er negative og slik reduserer sensitiviteten til mindre enn 1,2 grader.

Satellittmålinger har bekreftet at strålingstapet til verdensrommet har en størrelse og spektral sammensetning som stemmer godt med verdier modellert ut fra kjennskap til temperaturforhold. Man har derfor hatt stor tillit til strålingsmodellenes evne - slik de blir brukt i klimamodeller - til å beregne de endringer i klodens strålingstap mot verdensrommet som skyldes den pågående økning i drivhusgasser.

Slike modellberegninger av de siste tiårs endringer i klodens langbølgede strålingstap er blitt verifisert ved å sammenligne nyere og eldre satellittmålinger (Harries, J.E. m.fl. i en artikkel i Nature i 2001, 410, 355-357).

Satellittmålinger

En japansk satellitt gjorde spektralmålinger i ni måneder fra oktober 1996. Resultatene ble sammenlignet med liknende målinger fra en satellitt fra NASA som målte i tidsrommet april 1970 til februar 1971. Ved å sammenligne spektra fra samme geografiske område i tropene, fant en at disse spektra, målt med litt forskjellige instrumenter, var veldig like.

Men en avdekket også at signifikante endringer hadde skjedd i løpet av disse 27 årene. Arbeidet er den første eksperimentelle verifikasjon av at økning i atmosfærens innhold av drivhusgasser faktisk medfører endringer i spekteret av langbølget stråling utover ved atmosfærens yttergrense.

Disse endringene er slik at de bidrar til å øke atmosfærens drivhuseffekt.

Påvises indirekte

Selv om oppfatningen om at dette må være slik lenge har hvilt på strålingsmodeller som nyter meget stor tillit, er det selvsagt klargjørende at en slik eksperimentell verifikasjon foreligger.

Som regel blir økt drivhuseffekt påvist indirekte ved å studere temperaturendringer sammen med endringer i konsentrasjonen av drivhusgassene og de strålingspådriv dette gir. Sammenligning av observerte temperaturvariasjoner med ulike strålingspådriv, slik som økt drivhuseffekt, blir i slike studier en sammenligning av effekten av økt drivhuseffekt og tilbakekoplinger under ett.

Kalibreringsfeil ga skeptikerargument

Lenge viste utregninger basert på satellittmålinger siden 1979 mindre oppvarming i troposfæren enn ved jordoverflata, mens simuleringer i klimamodeller viste minst like stor økning i høyden som ved overflata.

Dette var selve kronargumentet til klimaskeptikere i lang tid.

Det viste seg imidlertid at uoverensstemmelsen skyldtest kalibreringsfeil knyttet til dataene fra de mange satellittene. Beregningene viser nå godt samsvar mellom den globale temperaturøkningen ved overflata og i lagene over.

Forskningen om disse temperaturtrendene har stort sett foregått i USA, der debatten har vært stor. Etter at de nye resultatene ble publisert i Science, har USAs Climate Change Science Program utarbeidet en grundig rapport om estimering av globale og regionale temperaturtrender i de ulike lag av atmosfæren .

Modellene stemmer

De har også sammenliknet resultatene med simuleringer i klimamodeller gjennom samme periode. Resultatene gir gode bevis for at modellerte globale endringer i dette tidsrommet stemmer godt med det som er observert. Men rapporten avdekker visse problem i tropene som Moene (en kjær kollega gjennom flere tiår) peker på i sitt innlegg.

Moene ser også på effekten av økt drivhuseffekt og tilbakekoplinger under ett. Han viser til at temperaturen i høyden over hav i tropene ikke har økt like mye som ved overflaten, mens klimamodellene viser større økning i høyden enn ved bakken. Han hevder dette kan skyldes mangelfull tilbakekopling fra skyer i klimamodellene. I sitt foredrag på årsmøtet til Norsk Geofysisk forening i fjor brukte Moene figur 4 side 13 i rapporten fra Climate Change Science Program, der det framgår at trenden basert på klimamodellene er ca. 0.05 grader per tiår større i høyden enn det målingene gir.

Men i sitt notat til foredraget unngår han å nevne de forklaringer og reservasjoner som er gitt i rapporten. Når det gjelder uoverensstemmelsene i tropene, konkluderer rapporten:

“Tropical Temperature Results (20 degrees south to 20 degrees north)

Although the majority of observational data sets show more warming at the surface than in the troposphere, some observational data sets show the opposite behavior. Almost all model simulations show more warming in the troposphere than at the surface. The difference between models and observations may arise from errors that are common to all models, from errors in the observational data sets, or from a combination of these factors. The second explanation is favored, but the issue is still open.”

Trekker annen konklusjon

Denne konklusjonen er ikke den samme som den Moene trekker. Moene har på ingen måte påvist at drivhuseffekten ikke har økt, men han har trolig rett i at klimamodellene har visse problem med å beregne tilbakekoplingen fra skyer, spesielt i tropene.

Den nye rapporten fra IPCC om det vitenskapelige grunnlaget for klimaendringer, angir hvor stort strålingspådriv økte konsentrasjoner av drivhusgasser gir.

Usikkerheten er liten i forhold de fleste andre typer pådriv og langt større i tallverdi.

Beregninger i klimamodeller for siste hundre år stemmer svært godt med observert økt global temperatur i de siste tiårene. Ikke minst stemmer de første projeksjoner som ble beregnet til den første IPCC-rapporten i 1990, godt overens med det som siden er blitt observert.

90 prosent sannsynlighet

I alle disse beregningene har økt drivhuseffekt vært det største strålingspådrivet de siste tiårene, og IPCC konkluderer som kjent med 90 prosents sannsynlighet at oppvarmingen i denne perioden skyldes økt drivhuseffekt. Resultatene viser at klimamodellene har stor evne til å beregne både økt drivhuseffekt og klimasystemets tilbakekoplinger. Men usikkerheten er nok større regionalt enn globalt.

Dette betyr at klimamodellene ennå har systematiske feil, noen av dem skyldes nok problemer med tilbakekopling fra skyer.

De fysiske strålingslovene bak økt drivhuseffekt som følge av endringer i konsentrasjonene av ulike klimagasser, står fortsatt fast slik de har gjort det i over hundre år. Lovene gir økt drivhuseffekt for økt konsentrasjon av de ulike klimagassene.

Debatten om tilbakekopling fra vanndamp og skyer vil fortsette. IPCC fører bevis for at tilbakekoplingen fra vanndamp er stor, men det trengs forstsatt mye forskning når det gjelder tilbakekopling fra skyer.