Temperatur, havet, skyene, vassdamp, vegetasjon, snø, is og drivhusgassar påverkar kvarandre, og det vert etter kvart mange koplingar mellom ulike delar av klimasystemet. Det gjer det vanskeleg å rekne ut forventa temperatur.  (Foto: Colourbox)
Temperatur, havet, skyene, vassdamp, vegetasjon, snø, is og drivhusgassar påverkar kvarandre, og det vert etter kvart mange koplingar mellom ulike delar av klimasystemet. Det gjer det vanskeleg å rekne ut forventa temperatur. (Foto: Colourbox)

Bakgrunn: – Jordkloden er eit stort eksperiment

Terje Berntsen omsetter natur til matematikk, noko han og andre klimaforskarar brukar det meste av tida si til.

Published

CO2 og temperaturendringer

CO2-nivået i atmosfæren vert oppgitt som ppm (parts per million). Før den industrielle revolusjon i 1780 var nivået på om lag 280 ppm. No har talet passert 400 ppm.

Resultata til Terje Berntsen indikerer at temperaturen i framtida kjem til å bli 2,0 grader varmare på grunn av CO2-auken (90 % konfidensintervall: 1,2-3,1 grader).

– Klimaforsking er svært mangfaldig og spenner frå forsking på alternative drivstoff til psykologi og teoretisk fysikk. Vi som forskar på det fysiske klimasystemet er om lag 100 personar i Noreg, seier Terje Berntsen, professor i meteorologi ved Institutt for geofag på Universitetet i Oslo.

Heilt sentralt for det internasjonale klimaforskingsmiljøet er kor mykje varmare det vert i framtida som følgje av auka CO2 i atmosfæren. Vert det 2, 3 eller 4 grader varmare?

For å finne svaret, gjer klimaforskarar følgjande tankeeksperiment:

Sjå føre deg at CO2-nivået i atmosfæren vert dobla samanlikna med før-industriell tid. Dersom det høge nivået stabiliserer seg, kva vert då den nye temperaturen på Jorda?

Berntsen forklarar at estimatet som nobelprisvinnar Svante Arenius rekna seg fram til i 1896, er om lag like presist som FNs klimapanel sin konklusjon i 2013.

– Vårt beste estimat er at ein dobling av CO2-nivået i atmosfæren vil gi mellom 1,5 og 4 grader temperaturauke, seier han.

Årsaka til den store usikkerheiten er dei mange interne koblingane i klimasystemet. Berntsen og andre klimaforskarar jobbar for å gjere talet endå meir presist, slik at politikarar og samfunnet gjere betre val om kva for tiltak som er nødvendige.

Superdatamaskiner

Ein eske lav og ein klimaforskar: – Lav fungerer både som isopor og som svamp, så i område med mykje lav vil fordamping og varmetransport bli forandra. Vi arbeider med å legge det inn i modellane, slik at dei vert endå meir presise, forklarar klimaforskar Terje Berntsen. (Foto: Åsmund H. Eikenes/UiO)
Ein eske lav og ein klimaforskar: – Lav fungerer både som isopor og som svamp, så i område med mykje lav vil fordamping og varmetransport bli forandra. Vi arbeider med å legge det inn i modellane, slik at dei vert endå meir presise, forklarar klimaforskar Terje Berntsen. (Foto: Åsmund H. Eikenes/UiO)

Talet på temperaturauken vert kalla for klimasensitivitet, eller equilibrilum climate sensitivity (ECS). Det er ifølgje Berntsen to hovudmåtar å rekne på dette talet.

– Ved hjelp av svært komplekse klimamodellar kan vi legge inn framtidig CO2-nivå i atmosfæren som det dobbelte av kva det var før. Så trykker vi Enter og ventar to veker på at superdatamaskina reknar ut svaret. Dei fleste forskarane får eit tal som er mellom 2,1 og 4,7 grader temperaturauke, forklarar han.

Temperatur, havet, skyene, vassdamp, vegetasjon, snø, is og drivhusgassar påverkar kvarandre, og det vert etter kvart mange koplingar mellom ulike delar av klimasystemet. Det gjer utrekningane svært vanskelege.

– Dersom det ikkje hadde vore noko meir enn CO2, hadde det vore eit enkelt reknestykke. Det er alt det andre som gjer svaret komplisert, seier Berntsen.

Stadig nye eksperiment

Det andre alternativet er å nytte observasjonar av fortida til å seie noko om korleis temperaturen vert påverka av CO2-nivåa.

I motsetning til klimamodellane kan utrekningar basert på observasjon inkludere fleire typar data og ta med fleire nyansar. Meir kompleksitet skal forhåpentlegvis gi eit meir presist svar. Berntsen skildrar denne typen forsking som ei eksperiment-basert tilnærming til problemet.

– Vi menneske har eksperimentert med heile jordkloden sidan før-industriell tid. Vi har endra nivåa av CO2 og mange andre gassar og partiklar i atmosfæren. Vi har også fjerna naturleg vegetasjon. For den same perioden har vi omfattande, men mangelfulle, observasjonar frå temperaturauken i lufta og i havet.

Saman med CICERO og Norsk regnesentral har Berntsen utført ei observasjonsbasert utrekning av klimasensitiviteten. Dei har inkludert CO2, partiklar i atmosfæren, støv, sol, metangass og vulkanutbrot i ein fysisk klimamodell og estimert klimasensitiviteten ut frå observert temperaturauke.

– Som vitskapeleg eksperiment er CO2-auken i verda metodisk nokså mangelfull. Det er veldig dårleg designa, og samtidig er det dårleg dokumentasjon av korleis tilstanden var for 200 år sidan.

Kor mykje utslepp må vi kutte?

I det nye arbeidet har Berntsen inkludert data om globaltemperatur fram til 2014, samt data om endringar i temperaturen i djuphavet.

– Vi har no oppjustert estimatet vårt frå 1,8 grader til 2,0 grader, seier han.

– Men kva skal dette talet brukast til?

– Dersom ein dobling av CO2-nivået i atmosfæren gir 2,0 grader oppvarming, kan vi gå til politikarane og seie kor mykje vi må kutte i utsleppa av drivhusgassar. Vi treng denne kunnskapen for å oppnå ambisjonane i Paris-avtalen, seier Berntsen.

Talet på klimasensitiviteten trengs for å argumentere for konkrete utsleppskutt som vil halde oppvarminga til under 2 grader, helst ned mot 1,5 grader, forklarar klimaforskaren.

– Dersom ein trur at det er gjort med eit lite utsleppskutt, så tar ein feil. Vi skal langt nedover på kurva. Kor langt ned på utsleppskurva vi skal, inkludert kor store negative utslepp som er nødvendige, avheng av klimasensitiviteten, seier han.

Får konsekvensar i 2040

– Blir du motlaus eller bekymra av klimaendringane?

– Ja, eg er kjempebekymra for dette her. Skal ein vere heilt kynisk, så er det slik at for meg som er 54 år, kjem det truleg ikkje til å bli noko stort problem. Det tar såpass lang tid og går så gradvis at vi ikkje merkar det direkte på kroppen. Og slik trur eg dessverre mange tenker, seier Berntsen.

Dersom verda klarar å kutte alle CO2-utsleppa, kjem mengda CO2 i atmosfæren til å gå sakte nedover. Det vil likevel ta 20 til 30 år før den globale temperaturauken stoppar opp. Tidsforskyvinga i klimaet er noko av det som flyttar problemet over på komande generasjonar. Handlingar i 2018 får ikkje merkbare konsekvensar før i 2040.

– Kva gjer du for å redusere utsleppet ditt?

– Eg reddar ikkje verda åleine, men prøver å oppføre meg slik at eg er i nedre del av forbruksskalaen. Eg køyrer elbil, syklar til jobben og fyrer med ved. Eg er derimot ikkje vegetarianar, men det burde eg sikkert ha vore, svarar Berntsen.

– Stort sett einig

Stephanie Mayer meiner det er viktig å avgrense usikkerheten rundt klimasensitiviteten. (Foto: Kristin Richter/UiO)
Stephanie Mayer meiner det er viktig å avgrense usikkerheten rundt klimasensitiviteten. (Foto: Kristin Richter/UiO)

Stephanie Mayer, som forskar på klimamodellar ved Uni Research Klima og Bjerknessenteret i Bergen, kommenterer at Berntsen gjer eit viktig bidrag til klimaforskinga ved å avgrense usikkerheten rundt klimasensitiviteten.

– Eg er stort sett einig med det Berntsen seier, svarar ho og understrekar at sjølv om klimamodellane ikkje er perfekte, vert dei stadig betre.

Klimamodellane vert betre grunna auka datakraft og meir detaljert kunnskap om fysiske prosessar. Samla gjer det at klimaforskarar kan utføre presise eksperiment for å føreseie klimaet i framtida. Observasjonane til Berntsen er ein viktig del av dette, meiner Mayer.

– Det er eit viktig samspel mellom observasjonar og modellar. Observasjonane gjer at vi forstår dei fysiske prosessane betre. Vi som arbeider med klimamodellar er avhengige av gode og kvalitetssikra observasjonar for å kunne evaluere simuleringane våre.