Allt sem þú þarft að vita um loftslagsbreytingar

Loftslagsbreytingar eru komnar til þess að vera. Fyrir 10 árum síðan voru loftslagsbreytingar getgátur einar en núna sjáum við loftslagið breytast beint fyrir framan nefið á okkur. Inúítar í Kanada sjá ísinn hverfa og sífrerann bráðna, nýjar tegundir lífvera koma inn í lífríkið og aðrar hverfa. Íbúar fátækrahverfa í Suður Ameríku fá að kynnast loftslagsbreytingum í flóðum og fellibyljum. Evrópubúar sjá loftslagsbreytingarnar í hverfandi jöklum, skógareldum og bannvænum hitabylgjum.

-
Vísindamenn greina loftslagsbreytingar í trjáhringjum, kóralrifjum, og í gasbólum í ískjörnum frá Suðurskautslandinu eða Grænlandsjökli. Ískjarnarnir sýna að heimurinn hefur ekki verið svona hlýr í árþúsund eða meira. Þrjú heitustu ár sem mælst hafa hafa öll komið fram frá árinu 1998; 19 hlýjustu árin frá 1980. Jörðin hefur sennilega aldrei í jarðsögunni hlýnað jafn hratt og undanfarin 30 ár – en á þeim tíma hefðu náttúrulegar breytingar eins og breytingar á sólu og eldgos átt að kæla okkur frekar en hitt. Rannsóknir á varmarýmd hafanna benda til þess að enn meiri hlýnunar sé að vænta.
-
Loftslagsfræðingar sem skila skýrslum til nefndar Sameinuðu Þjóðanna um loftslagsbreytingar Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) segja að við séum að sjá hlýnun loftslags af mannavöldum og það er aukinn ótti við magnandi sveiflur sem kunna að auka þessi áhrif enn frekar en nú er.

Hið hnattræna gróðurhús

Við mennirnir erum valdir að þessum breytingum með því að brenna ógrynni jarðefnaeldsneytis, olíu og jarðgass. Þetta losar milljarða tonna af koltvíoxíði (CO2) út í andrúmsloftið á hverju ári, jafnvel þótt að breytingarnar hafi í raun og veru byrjað þegar mannkynið fór að yrkja jörðina segja sumir vísindamenn.

Eðlisfræði gróðurhúsaáhrifanna hefur verið kunn staðreynd í meira en öld. Það er vitað að koltvíoxíð er gróðurhúsalofttegund sem fangar geislun sólar í veðrahvolfinu sem er lægsta lag andrúmsloftsins. Koltvíoxíð hefur safnast upp í veðrahvolfinu ásamt öðrum manngerðum lofttegundum eins og metani og klórflúorkolefnum (CFC efni).

Ef núverandi losun heldur áfram, mun magn koltvíoxíðs í andrúmsloftinu tvöfaldast á þessari öld frá því sem það var fyrir iðnbyltingu. Það dugar sennilega til þess að hækka meðalhitastig jarðar um 2°C til 5°C. Örugglega verður einhver hlýnun en hve mikil hún verður veltur á þáttum eins og bráðnun íss, hitastigi hafsins, vatnsgufu, skþjum og breytingum á gróðurfari.

Hlýnunin er að valda öðrum ófyrirsjáanlegum breytingum. Bráðnandi jöklar og aukin úrkoma valda því að fljót flæða yfir bakka sína. Á sama tíma þorna aðrar ár upp á öðrum svæðum þar sem þurrkur eykst. Sjúkdómar eins og malaría breiðast út. Sumar korntegundir vaxa hraðar á meðan aðrar visna og þorna upp. Lægðir og fellibyljir dýpka og verða hvassari. Norðurheimskautsísinn bráðnar æ meir og það er vaxandi ótti við að Golfstraumurinn muni veikjast og á endanum fara úr Norður Atlantshafi. Árekstrar vegna þverrandi vatnsauðlinda gætu valdið átökum á ýmsum svæðum.

Eftir því sem náttúrulegum vistkerfum er raskað, minnkar fjölbreytileiki lífríkisins. Flestar tegundir lífvera geta ekki flutt sig um set nógu fljótt til þess að bregðast við loftslagsbreytingunum, jafnvel þótt að aðrar tegundir séu þegar að þróast og aðlagast hlýnuninni.

Útþensla hafsins vegna hlýnunar ásamt bráðnandi landís veldur því að sjávarborð mun hækka. Mannlegar athafnir gætu orðið til þess að ekki verði komið í veg fyrir bráðnun Grænlandsjökuls auk þess sem Suðurskautsísinn gæti bráðnað. Þetta myndi valda sex metra hækkun sjávarborðs, en það er nóg til þess að hafið flæði yfir land þar sem milljarðar manna búa.

Loftslagsbreytingar gætu orðið enn meiri ef það væri ekki fyrir brennisteinssót og ösku sem berst frá mengun og eldfjöllum upp í heiðhvolfið og veldur þar kælingu. Skógar og hafið taka einnig til sín um helming þess koltvíoxíðs sem við losum út í andrúmsloftið. En það virðist sem jörðin geti ekki tekið í sig mikið meira magn af koltvíoxíði, a.m.k. hækkar styrkur þess nú hratt í andrúmsloftinu. Nýlegar rannsóknir benda til þess að mómýrar og skógar sem áður bundu koltvíoxíð séu í raun og veru farin að losa koltvíoxíð og metan út í andrúmsloftið.

Alþjóðasamningar

Á Ríó ráðstefnunni árið 1992 samþykkti alþjóðasamfélagið að koma í veg fyrir hættulegar loftslagsbreytingar. Fyrsta skrefið í þá átt var Kyoto bókunin frá 1997 sem tók fullt gildi árið 2005. Kyoto bókunin mun leiða til lítilsháttar minni losunar koltvíoxíðs frá iðnvæddum ríkjum. En margir segja að draga þurfi meira úr útblæstri og að þróunarríkin með sinn mikla og vaxandi mannfjölda muni þurfa að taka þátt í þessu verkefni.

Sumir, eins og Bush Bandaríkjaforseti segja að hin vísindalega óvissa sem oft hefur verið tengd við loftslagsbreytingar sé næg ástæða til þess að aðhafast ekkert. Bæði Bandaríkin og Ástralía hafa aldrei skrifað undir Kyoto bókunina. Árið 2005 stungu þessi lönd upp á hreinum orkugjöfum sem mótvægi gegn takmörkun losunar.

Hvernig sem á málið er litið segja loftslagssérfræðingar Sameinuðu Þjóðana, þarf heimurinn að læra að spara orku, og nota umhverfisvæna orkugjafa eins og vindorku, sólarorku, sjávarfallaorku. Þetta þýðir einnig að finna þarf nýjar leiðir til þess að breyta þessari orku yfir í eldsneyti.

Aðrar hugmyndaríkar lausnir felast í því að setja upp risastóra spegla sem muni endurkasta ljósi út í geiminn eða setja koltvíoxíð ofan í djúpar borholur á basískum svæðum.

Niðurstaðan er sú að mannkynið mun þurfa að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda um 70 – 80 % bara til þess að koma í veg fyrir frekari hlýnun. Því fyrr sem við gerum þetta, því betri verður okkar framtíð.

1. Hvað eru gróðurhúsaáhrifin ?

Hiti sólarinnar hitar upp yfirborð jarðar, sem endurkastar síðan varmanum aftur út í geim. Hluti af þessu endurkasti, sem er að mestu leyti á innrauða sviðinu, situr fast í andrúmsloftinu vegna þess að gróðurhúsalofttegundir hindra að varmageislunin komist aftur út í geim. Til dæmis þá gleypir vatnsgufa útgeislun sem hefur bylgjulengdina 4-7 míkrómetrar og koltvíoxíð gleypir útgeislun með bylgulengd frá 13 til 19 míkrómetrar.

Hin fangaða útgeislun hitar neðri hluta andrúmsloftsins sem kallast veðrahvolf. Varmageislunin veldur þannig hlýnun við yfirborð jarðar. Þetta kallast gróðurhúsaáhrif.

2. Þurfum við einungis að hafa áhyggjur af koltvíoxíði ?

Nei. Aðrar gastegundir gleypa innrauða geislun og valda hlýnun vegna gróðurhúsaáhrifa. Sem dæmi má nefna, metan, óson, CFC efni, og NOx sem losnar úr áburði. Metan (Mþragas) er virkast af þessum efnum. Magn metans í andrúmsloftinu hefur meira en tvöfaldast á undanförnum 150 árum. Metan kemur frá örverum, frá búpeningi og sem jarðgas frá sorphaugum og frá rotnandi gróðri t.d. mýrum. Aðrar gróðurhúsalofttegundir valda mjög miklum gróðurhúsaáhrifum þótt styrkur þeirra í andrúmsloftinu sé lítill. Þannig hafa sum CFC efni 10.000 sinnum meiri gróðurhúsaáhrif í för með sér en koltvíoxíð.

3. Eru gróðurhúsaáhrif bara af hinu illa?

Ekki alveg. Án gróðurhúsaáhrifa væri jörðin svo köld að hún gæti ekki viðhaldið því lífríki sem við þekkjum. Vandinn er hins vegar sá að við erum að dæla gróðurhúsalofttegundum alltof hratt og í alltof miklum mæli út í andrúmsloftið. Ef ekkert verður að gert, mun magn koltvíoxíðs í andrúmsloftinu meira en tvöfaldast frá því fyrir iðnbyltingu við lok þessarar aldar.

4. Hvernig vitum við hve mikið var af koltvíoxíði fyrir iðnbyltingu?

Við byggjum á mælingum á koltvíoxíði sem varðveist hefur í ískjörnum á Suðurskautslandinu. Þessir ískjarnar sýna að síðustu 400.000 árin a.m.k. hafa sveiflur í koltvíoxíðmagni andrúmsloftsins fylgt hitastigi á jörðinni mjög nákvæmlega. Þessi staðreynd sést einnig í trjáhringjum og annarsstaðar.

5. Ef mælingar á magni koltvíoxíðs eru svona nákvæmar afhverju ríkir þá svona mikil vísindaleg óvissa um loftslagsbreytingar ?

Það er ekki til nein einföld formúla sem segir hvernig aukið magn koltvíoxíðs í andrúmsloftinu muni hækka hitastigið. Þó að við getum reiknað að tvöföldun á magni koltvíoxíðs þýði u.þ.b. 1°C hækkun á meðalhita jarðar þá er jörðin mjög flókið kerfi. Ferli eins og myndun og bráðnun íss, skþjamyndun og straumakerfið í hafinu – allt þetta spilar saman og dregur annað hvort úr loftlagsbreytingum eða magnar þær upp.

6. Hvaða náttúrulegu ferli munu hafa mest áhrif á loftslagsbreytingar ?

Auðveldast er að leggja mat á breytingar á endurkasti sólarljóss frá ís. Eftir því sem jörðin hlýnar, bráðna jöklarnir og í stað þeirra kemur vatn eða land. Þess vegna mun yfirborð jarðar ekki endurkasta sólarljósinu heldur gleypa það í sig og hitna enn frekar. Þetta er því náttúrulegt ferli sem magnar upp loftslagsbreytingar.

Meiri óvissa ríkir varðandi áhrif vatnsgufu á loftslagið vegna aukinnar uppgufunar úr hafinu. Aukinn raki í andrúmsloftinu magnar upp gróðurhúsaáhrif, en getur líka aukið skþjamyndun og skþin valda kólnun sem dregur úr loftslasbreytingum.

Deilur um það hvernig vatnsgufa og skþjamyndun muni hafa áhrif á loftslagsbreytingar eru kjarninn í skoðanaskiptum þeirra mörgu vísindamanna sem halda því fram að loftslagið muni breytast og hinna örfáu sem halda því fram að þetta sé allt saman vitleysa. Flestir vísindamenn eru á þeirri skoðun að náttúruleg ferli muni magna upp hlýnunina allt að fimmfalt. En sumir efasemdarmenn halda því fram að náttúruleg ferli muni hafa lítil magnandi áhrif.

7. Eru til vísindamenn í heiminum sem trúa ekki á tilvist gróðurhúsaáhrifanna?

Nei, þetta er þjóðsaga. Allir vísindamenn trúa að gróðurhúsaáhrifin séu raunveruleg. Án gróðurhúsaáhrifa væri jörðin frosin. Og allir vísindamenn viðurkenna að ef mannkynið dælir meira magni af gróðurhúsalofttegundum út í andrúmsloftið þá muni það hita upp jörðina. Menn eru bara ósammála um hve mikið og hve hratt þessi hlýnun muni magnast upp.
Það er vaxandi skilningur meðal allra vísindamanna að sú hlýnun sem mælst hefur síðustu öld, um 0,6°C í meðalhita stafi af gróðurhúsaáhrifum.

8. Eru einhver sönnunargögn fyrir því að CO2 sé að vaxa hraðar í andrúmsloftinu?

Jú. Síðan í byrjun 21. aldar hefur aukning koltvíoxíðs orðið hraðari og hraðari. Uppsöfnunin er nú tvisvar sinnum hraðari en árið 1990. Enginn hefur getað skýrt þessa þróun? Það er ekki vegna þess að útblástur hafi aukist en það gæti verið vegna náttúrlegs breytileika. Eða það gæti verið að hafið og skógarnir séu að glata getu sinni til þess að taka upp mengun. Ef svo er gætu gróðurhúsaáhrifin aukist mjög mikið á næstu árum og áratugum.

9. Þetta er mjög svartsýn framtíðarsýn. Er það ekki rétt að heitari pláneta muni taka til sín meira magn koltvíoxíðs ?

Það er í sjálfu sér rétt. Hærra hitastig og meira magn koltvíoxíðs í andrúmsloftinu munu hafa örvandi áhrif á vöxt plantna og þær því taka eitthvað meira af koltvíoxíði til sín. En plöntur þurfa einnig aðra þætti til að geta ljóstillífað. Þær þurfa til dæmis vatn sem gæti verið skortur á vegna meiri uppgufunar og þær þurfa einnig rými sem fer minnkandi vegna fólksfjölgunar og borgarvæðingar og þær þurfa næringarefni.

10. Hvernig hafa lífverur í sjónum áhrif á loftslagsbreytingar ?

Þegar koltvíoxíð hefur á annað borð leystst upp í hafinu, taka svifþörungar og aðrar sjávarlífverur upp mikið magn af koltvíoxíði og breyta því í lífræn efni eða kalk. Mest af þessu efni fellur niður á hafsbotninn. En í raun vitum við ekki hvaða áhrif aukið magn koltvíoxíðs hefur á framleiðnina í hafinu – hún gæti aukist eða minnkað. Meiri áhyggjur eru núna orðnar af súrnun hafsins.

11. Er eitthvað annað sem gæti verndað okkur fyrir loftslagsbreytingum ?

Já, eldfjöll. Þegar eldfjallið Mount Pinatubo gaus árið 1991, spjó það miklu magni af brennisteinsögnum og ryki upp í heiðhvolfið og þessar agnir endurköstuðu sólarljósinu aftur út í geim. Tölvulíkön hafa sýnt fram á að slíkt ryk frá eldfjöllum muni kæla andrúmsloftið tímabundið. Líkönin hafa einnig sýnt framá að eftir því sem rykskþinu létti árin 1992 og 1993, þá komu aftur þessi háu hitastigsgildi sem tengjast loftslagsbreytingum og voru þau þá hærri en fyrir gos Pinatubo.

12. Eldfjöll skapa kælandi brennisteinsagnir en búum við þær til líka ?

Já við gerum það. Það er kaldhæðnislegt en brennsla jarðefnaeldsneytis losar brennisteinsagnir. Þessar agnir eru efniviður súrs regns og fela að hluta til full áhrif loftslagsbreytinga. Á sumum svæðum eins og í Mið Evrópu og hlutum Kína, gætu agnirnar jafnvel skapað staðbundin kælandi áhrif. Rykstormar frá uppblæstri jarðvegs geta einnig tímabundiið dregið úr áhrifum loftslagsbreytinga.

En jafnvel þótt að þér líki vel við hugmyndina um að nota eina tegund af mengun til þess að minnka aðra þá höfum við vandamál. Þetta er vegna þess að á meðan líftími koltvíoxíðs í andrúmsloftinu er margar aldir, eru súlfíð og agnir þess einungis nokkra daga í andrúmsloftinu. Ef lokað væri á kolaorkuverin myndi verða miklu heitara á jörðunni strax eftir örfáa daga. Þannig að brennisteinsagnir eru annað vandamál en ekki lausnin.

13. Hvernig er því spáð að hitastig jarðar hækki næstu aldir ?

Þetta er háð því hvort okkur tekst að stöðva aukningu koltvíoxíðs í andrúmsloftinu. Einhver hlýnun er óumflþjanleg – það eru tímaþættir í loftslagskerfi jarðar sem geyma hlýnunina til að losa hana bara síðar.

Ef okkur tekst að halda koltvíoxíði í andrúmsloftinu stöðugu við lok 21.aldar getum við sennilega haldið meðalhlýnuninni undir 5 gráðum. Vegna þess að gastegundir geta verið í andrúmsloftinu í öld eða meira, krefst þessi stöðvun aukningar koldíoxíðs að útblástur verði minnkaður um 70 – 80%. Það er mikið. Það eru hins vegar reiknilíkön sem sýna fram á það að meðahiti jarðar muni hækka um 8 til 10 gráður á 200 árum ef við hættum ekki að nota jarðefnaeldsneyti.

14. Hver eru helstu áhrif sem loftslagsbreytingar munu hafa á mannkynið?

Óvenjulegir þurrkar eru farnir að skaða landbúnað á mörgum svæðum. Þetta gæti haft mjög alvarleg áhrif á heilu löndin sem gætu orðið illa fyrir barðinu á fátækt og fólksflótta. Ofur fellibyljir og djúpar lægðir gætu gert önnur svæði erfið til búsetu.

Eftir því sem úrkoma breytist, munu ár þorna upp á sumum svæðum á meðan aðrar ár munu flæða yfir bakka sína. Hækkandi sjávarborð mun valda því að eyríki og strandsvæði fara á kaf bæði í Bangladesh og á Íslandi. Eins og venjulega verða hinir fátækustu mest fyrir barðinu á breytingunum. Ríku löndin kunna að bregðast við a.m.k. fyrstu áratugina, en jafnvel ríku þjóðirnar gætu orðið fyrir miklum búsifjum. Siðmenning mannsins hefur þróast síðustu 10.000 árin á hlýskeiði síðan á síðustu ísöld þegar loftslag var frekar stöðugt. Við vitum bara ekki hversu vel við munum geta brugðist við breytingum á loftslagi jarðar.

15. Verða loftslagsbreytingar um alla jörð?

Kannski ekki. Vísindamenn viðurkenna vissa óvissu í því hvernig þróunin verði á einstaka svæðum. Gróft mat segir að strandsvæði verði rakari á meðan að meginlöndin verði enn þurrari og að eyðimerkur muni vaxa. Hlýnun mun sennilega verða mest á heimskautasvæðunum eins og er þegar farið að sjást í Norðurheimskautinu og á Antarktíku.

Loftslag gæti einnig breyst staðbundið með breytingum á hafstraumum. Vestur Evrópa er sérstaklega viðkvæm. Golfstraumurinn gæti breyst og hætt að hlýja Evrópu og Íslandi með þeim afleiðingum að loftslag muni kólna verulega.

Ískjarnar, sem teknir hafa verið af ísbreiðum Suðurskautslandsins og Grænlandsjökuls og víðar, gefa stöðugt traustari upplýsingar um hraðar loftslagsbreytingar síðustu 10.000 árin. Mjög miklar breytingar hafa orðið á aðeins nokkrum áratugum vegna breytinga á straumakerfi hafsins. En flest líkön sýna að Golfstraumurinn muni ekki hverfa alveg næstu hundrað árin en hann gæti veikst.

16. Eru hamfarir í augsýn?

Eitt sem menn óttast er að íshellan í Vestur Antarktíku og á Grænlandi muni hverfa í hafið. Veðurmiðstöð Hadleys í Bretlandi hefur sýnt fram á að hækkun meðalhita jarðar um að minnsta kosti 3°C muni valda bráðnun alls Grænlandsjökuls. Bráðnunin myndi taka hundruðir ára, og hún myndi hækka yfirborð sjávar um 6 metra.

17. Hve áhyggjufull ættum við að vera ?

Hvað finnst þér ?