Vatnsmelónan og hnattræn hlýnun

Ég hef fjallað töluvert um hnattræna hlýnun hér og fengið margskonar viðbrögð, sum beinlínis dónaleg.   Hvers vegna eru sumir svo harðir í afneitun á náttúrufyrirbæri sem er reyndar fremur augljóst?  Ef til vill er ein skýringin sú, að margir andstæðingar kenningarinnar um hnattræna hlýnun trúi á vatnsmelónukenninguna. Hún er sú, að allir þeir sem hafi áhyggjur af hnattrænni hlýnun séu umhverfisverndarsinnar: þeir eru grænir að utan en rauðir sósíalistar að innan. Að hnattræn hlýnun sé bara ein aðferðin í viðbót til að leiða yfir okkur sósíalismann. Svo eru þeir, sem trúa að hnattræn hlýnun sé aðeins tískufyrirbæri, sem vísindamenn hafi gert mikið úr til þess að fá meira fé til rannsókna sinna.  Nú, svo eru það þeir, sem eru tengdir við, eða hafa fjárfest í olíubransanum á einn veg eða annan og vija af þeim sökum alls ekki viðurkenna að hér sé mikið vandamál á ferðinni fyrir allan heiminn. 

Hvað heldur þú um orsök hnattrænnar hlýnunar?

Hnattræn hlýnun er staðreynd, en hverjar eru orsakir hennar?  Rúmlega 97% af vísindamönnum telja hlýnun vera af manna völdum. Hinir halda að hlýnun sé náttúrufyrirbæri og óháð mengun mannkyns á lofthjúpnum.  Meðal almennings í heiminum er svarið nokkuð annað, en það er misjafnt milli landa, eins og meðfylgjandi línurit sýnir fyrir tuttugu lönd.   Það er í enskumælandi löndum (Bandaríkjunun, Bretlandi og Ástralíu) sem efasemdir eru mestar um áhrif mannsins á hlýnun jarðar.  Það er í Kína, sem flestir trúa að hlýnun sé af manna völdum.  Hið síðara kemur ekki á óvart, því hvergi í heiminum er mengun meiri en í Kína.  Hvers vegna er almenningur í enskumælandi löndum svo tortrygginn á að hlýnun sé af manna völdum?  Er það tilviljum, eða er það tengt tungumálinu?  Eða er það vegna pólitísks þrýstings og áróðurs í þessum löndum?  Í Bandaríkjunum eru til dæmis 91 stofnanir sem eru vel fjármagnaðar af yfir $900 milljón sem eru í afneitum, eða vinna gegn þeirri skoðun á hlýnun sé af manna völdum. Þessar stofnanir eru styrktar af olíufélögum og álíka fyrirtækjum.   Í þessu löndum er ný-frjálshyggja nú mjög ríkjandi, þar sem margir hallast að þeiri skoðun að hinn frjálsi markaður eigi að ríkja en að draga þurfi úr áhrifum hins opinbera.   Einnig er bent á, að fjölmiðlar í þessum þremur löndum séu að miklu leyti í höndum eins einstaklings: Roberts Murdoch.  Hann er þekktur fyrir þá skoðun að hlýnun sé á engan hátt tengd starfsemi mannkyns.  En þessar skýringar eru reyndar eins og að klóra í bakkann: enginn veit hversvegna hinn enskumælandi heimur hagar sér þannig.

Júní hiti nýtt heimsmet

NOAA, haf og loftslagsstofnun Bandaríkjanna, hefur gefið út niðurstöður á hnattrænum hitamælingurm á landi og sjó fyrir júní mánuð. Meðalhiti mánaðarins á landi og sjávaryfirborði er sá hæsti sem mælst hefur á jörðu fyrir júní mánuð, eða 0,72 gráðum hærri en meðaltal fyrir alla tuttugustu öldina (15.5°C).  Á landsvæðum er meðalhitinn fyrir júní 0,95 gráðum hærra en tuttugustu aldar meðaltalið. Á hafinu er júní meðalhitinn 0,64  gráðum hærri en tuttugustu aldar meðaltalið.  Grænland var sérstaklega heitt í júní. Til dæmis fór hiti í Kangerlussuaq á suðvestur Grænlandi í 23,2 gráður hinn 15. júní, sem er nýtt met.  Hér í Stykkishólmi er þetta einnig hlýasti júní síðan mælingar hófust árið 1845.

Eru háloftavindar að breytast?

Það er vel afmarkaður vindstraumur í andrúmsloftinu yfir jörðu, sem nefnist háloftavindur (Polar jet stream). Hann er vestanátt, þ.e.a.s. hann blæst oftast frá vestri til austurs, og er í um 10 til 15 km hæð.  Vindhraðinn getur verið gífurlegur hér, eða meir en 160 km á klst.  og flugmenn í millilandaflugi notfæra sér oft þennan straum til að flýta ferðinni. Reyndar eru háloftavindarnir tveir á norðurhveli.  Háloftavindurinn finnst á öðrum plánteum sólkerfisins.  Hér er til dæmis mynd af norðurpólnum á Satúrn, en háloftavindurinn hér er sexhyrndur.   Háloftavindurinn á jörðu verður til vegna þess að það er mikill munur á hita á heimskautssvæðinu og hita umhverfis miðbaug.   Því meiri sem hitamunurinn er, því hraðar blæs vindurinn.  Loftslagsfræðingar hafa lengi haldið því fram, að ef loftslag hlýnar, þá kunni að draga úr hraða háloftavindanna.  Háloftavindurinn hefur undanfarið verið mjög bugðóttur.  Hann tekur á stundum ótrúlega stóra hlykki á ferð sinni, eins og önnur mynd sýnir.  Þar er mesti vindhraðinn sýndur með rauðum línum.  Það eru þessir hlykkir, sem vekja nú mikla athygli. Á annan bóginn getur hlykkur flutt mikinn hita langt norður í átt að pólnum, en hins vegar getur hlykkur eða bugða flutt mikinn kulda langt suður í lönd.  Allir straumar geta verið bugðóttir, eins og straumvötn eiga líka til, en yfirleitt er talið að bugður vaxi þegar dregur úr straumhraða.  Tökum til dæmis straumvatn á yfirborði jarðar.  Þegar áin rennur hratt og í miklum halla, þá myndar hún sér oftast fremur beinan farveg.  Hinsvegar, þegar dregur úr hallanum þá dregur einnig úr hraða straumsins og þá byrjar áin að verða bugðótt.   Nú telja sumir loftslagsfræðingar að háloftavindurinn sé að verða bugðóttari vegna þess að hann sé að hægja á sér.  En er hann að hægja á sér vegna þess að það er minni munur á hita fyrir norðan og sunnan vindinn?  Er hann þá að hægja á sér vegna hnattrænnar hlýnunar?  Eftir þennan langa inngang vil ég komast að aðal efninu. Það er ljóst að norðurheimskautið hlýnar hraðar en önnur landsvæði og að hafís í norðri minnkar hratt.  Sumir hafa stungið uppá því að þessi hraða bráðnun sé vegna þess að miklar bugður í háloftavindum flytja hita til norðurs.   Ef þetta er rétt, þá eigum við í vændum vaxandi sveiflur í hitafari á norðurslóðum. 

Loftslagsspá og Norðurheimskaut

Vísindin eru til lítils gagns, ef við getum ekki beitt þeim til að gera spár um framtíðina.  Þannig höfum við til dæmis veðurspá, hagspá og síðast en ekki síst loftslagsspá.  Loftslag á Norðurheimskautinu hlýnar nú hraðar en á nokkru öðru svæði á jörðu.  Hvað með framhaldið?  Mest áberandi af breytingum á þessu svæði er bráðnun hafíss, en hann hefur dregist saman sem nemur 75% síðan á áttugasta áratug síðustu aldar.   Fyrsta myndin sýnir flatarmál hafíss á norðurhveli (svarta þykka línan).  Lituðu línurnar sýna ýmis líkön af þróun hafíss á norðurhveli allt til ársins 2100.  Þetta er einn þáttur af spá, sem James Overland og félagar hafa nýlega birt um framtíðarhorfur loftslags á norðurslóðum.  Þetta er byggt á flóknu reiknilíkani, þar sem vaxandi CO2 er mikilvægur þáttur, en einnig breytingar sem verða á endurskini eða albedo jarðar þegar hafísinn fer af og dökkt hafið drekkur í sig sólarhitann.  Takið eftir að það er mikil breidd í hafísspánum  sem sýndar eru af lituðu línunum, en mér þykir merkilegast að raunveruleikinn (svarta línan) er fyrir neðan þær allar. Sem sagt: spárnar fyrir hafísinn eru sennilega of bjartsýnar.  Hafís á norðurhveli verður sennilega horfinn að fullu í kringum 2050. Þeir reikna út tvennskonar loftslagslíkön, sem sýnd eru í annari myndinni.  Annars vegar er bjartsýnislíkan þar sem gert er ráð fyrir að dregið verði verulega úr CO2 útblæstri á jörðu í náinni framtíð (bláa línan), en hins vegar er svartsýnislíkan, sem byggist á business-as-usual, þ.e.a.s. að við jarðarbúar höldum áfram uppteknum hætti og mengum CO2 út í andrúmsloftið á sama hátt og nú ríkir (rauða línan).  Spáin er fyrir Norðurheimskautssvæðið (60oN–90oN) og nær því einnig yfir Ísland.  Kúrfurnar eru frávik frá langtíma meðaltalinu fyrir árin 1981 til 2005, en líkanið nær til ársins 2100 en ég sýni aðeins tvo mánuði hér: janúar og maí.  Takið eftir að línuritið sýnir ekki absolút hitastig, heldur hlutfallslega hækkun, miðað við 1981-2005 meðaltalið fyrir viðkomandi mánuð.  Það er augljóst að líkönin sýna stórfelda hlýnun á norðurhveli, jafnvel fyrir bjartsýnasta líkanið.  Hlýnun er hlutfallslega miklu meiri að vetri til en sumri.  Nú er bara að fylgjast með, og einnig sjá hvernig líkön verða bætt og endurbætt í náinni framtíð. 

Mengun í Kína

Þegar ég var lítill snáði og tregur til að borða hafragrautinn, þá var oft sagt við mig:  “Vertu nú duglegur og borðaðu fyrir fátæku börnin í Kína, sem eru að þjást úr hungri.”  Nú er hungursneyð ekki lengur stóra vandamálið í Kína, heldur mengun af ýmsu tagi.   Árið 2005 fór Kína fram úr Bandaríkjunum hvað snertir útblástur af koltvíoxíði, eins og myndin sýnir. Þetta ár er útblástur Kína af þessu mengunarefni orðinn helmingi meiri en í Ameríku.  Kína er mesti mengunarvaldurinn í heiminum, en um einn fjórði af  þeirri mengun er vegna framleiðslu á vörum, sem eru fluttar út frá Kína.  Frá árinu 2000 hefur Kína orsakað útblástur á um 30% af öllu koltvíoxíði í heiminum.  Á meðan Ameríka og Evrópa draga úr útblæstri sem nemur um 60 milljón tonnum á ári, þá hefur útblástur á koltvíoxíði í Kína aukist um 500 milljón tonn.  Með því ógnar mengun frá Kína öllum heiminum.  Áhrif mengunar í Kína eru margvísleg, bæði í lofti og á landi. Víða er það komið svo, að ekki er hægt að drekka vatn úr ánum og sumstaðar má ekki einu sinni SNERTA vatnið, svo mengað er það.  Í fyrra náði mengun í lofti í Beijing nýjum hæðum. Svifryk komst upp í  40 sinnum meira magn en talið er leyfilegt.  Nú var mælirinn fullur og yfirvöld tóku ákvörðun um að berjast gegn menguninni á allan hátt.   En mengunin er allstaðar og einkum í landbúnaði. Það kom í ljós í könnun árið 2006 að um 10% af öllu landbúnaðarlandi í Kína er mengað af hættulegum þungmálmum eins og kadmíum.  Þegar hátt kadmíum fannst í kínverskum hrísgrjónum þá reyndu flestir kínverjar að útvega sér hrísgrjón frá Taílandi. Síðan hafa yfirvöld ekki viljað gefa út upplýsingar um þungmálmamengun af ótta við uppþot meðal neytenda.    En vatnsskortur og mengun vatns kann samt að vera stærsta vandamálið.   Á Beijing svæðinu er búið að dæla svo miklu vatni upp úr jörðu, að vatnsborð í berginu undir hefur fallið um 300 metra.  Gula Áin er líka menguð, og nú er svo komið að ekki má einu sinni nota vatn úr henni til áveitu á akrana.  Eyðimerkur breiðast út, akrar þorna upp og uppskera stendur í stað eða minnkar. En Kínverjar gera nú margt til að reyna að draga úr útblastri og mengun. Vatnsaflsorka er nú komin yfir 15% af heildar orkuframleiðslu,  og mikil áhersla er nú lögð á sólar og vindorku. Stærsta vonin er tengd kjarnorku, og þá einkum þóríum orku, eins og ég hef bloggað um hér áður.  En það eru áratugir þar til nýju þóríum kjarnorkuverin koma inn á orkunetið.   Á meðan halda kínverjar áfram að kafna í mengunarþokunni.

í maí var heimsmet

Línuritið sýnir meðal hita fyrir maí mánuð á jörðinni allri frá 1880 til 2014. Lóðrétti mælikvarðinn er frávik frá meðalhita fyrir allt 134 ára tímablilið. Þar kemur í ljós, að sá maí mánuður, sem nú er nýafstaðinn, setti nýtt heimsmet í hita.  Hitamælingarnar eru fyrir bæði land og yfirborð hafsins.  Bláu svæðin eru að sjálfsögðu tímabil þar sem hiti er undir meðallagi, en hin rauðu eru tímabil yfir meðallagi.  Maí í ár er 0,74 stigum fyrir ofan langtímameðallagið fyrir jörðina alla.  Gögnin eru frá NOAA.   Þetta er ekki heimsmet, sem ég held mikið uppá eða gleðst yfir. Hnattræn hlýnun verður vaxandi böl fyrir mannkynið og allt lífríki jarðar.   Hitabeltið hefur hingað til verið talið svæðið, sem er milli 23,5 beiddargráðu á norðurhveli og 23,5 breiddargráðu á suðurhveli jarðar.  Í þessu belti er hitinn hár og lítil hitabreyting yfir árið eða yfir sólarhringinn.  Hitabeltið stækkar nú ár frá ári, en það er talið að hitabeltið færist nú norður um 140 til  270 kílómetra á hverju 25 ára tímabili.   Þetta hefur þau áhrif að árið 2050 mun meir en helmingur mannkyns búa í hitabeltinu. 

Hvers vegna vex hafísinn á Suðurskautinu?

Ísbreiðan sem þekur Suðurskautið heldur áfram að minnka, eins og fyrsta myndin sýnir. Á myndinni er magn jökulksins sýnt í gígatonnum, en einn miljarður gígatonna er einmitt einn rúmkílómeter af ís.  Jökullinn á Suðurskautinu minnkar að meðaltali um 100 rúmkílómetra á ári hverju síðan 2002, sennilega vegna hnattrænnar hlýnunar.  Þetta er svipuð bráðnun og á íshellunni sem þekur Grænland.  Til samanburðar er rúmmál allra jökla Íslands um 3600 rúmkílómetrar. En meginlandsjökull og hafís eru tvö ólík fyrirbæri. Hafísinn umhverfis Grænland minkar á sama hátt og íshettan á meginlandinu, en hafísinn umhverfis Suðurskautið hagar sér hins vegar allt öruvísi og hefur STÆKKAÐ  ár frá ári, allt frá því að mælingar hófust árið 1980. Þetta kemur fram á annari myndinni, en hún sýnir einnig að meðalhiti í lofthjúpnum á Suðurskautinu hefur vaxið á sama tíma.  Hvað er að gerast?  Reyndar er stækkun ísbreiðunnar ekki hröð, en samt vel mælanleg og vex um 2,6% á áratug.  Nú í apríl náði hafísbreiðan yfir 9 milljón ferkílómetra.  Eins og kemur fram á þriðju mynd er þetta algjört met.  Þeir, sem leggja ekki trúnað á að hlýnun jarðar sé staðreynd, vitna nú oft í hinn vaxandi hafís umhverfis Suðurskautið máli sínu til stuðnings.  Er þetta ef til vill þá Akillesarhæll kenningarinnar um hnattræna hlýnun?   Ég held ekki.   Suðurskaut of Norðurskaut eru auðvitað ólíkir heimar.  Það er ekki einungis munur á mörgæsum og ísbjörnum, heldur er stóri munurinn að annar póllinn er á hafinu en hinn í miðjunni á stóru meginlandi.  Hafísinn, sem myndast á Norðurskautinu er umkringdur meginlöndum á alla kanta, nema út í Noregshaf, og útbreiðsla hans takmarkast af því.  Hér í norðri hrannst ís upp oft í hryggi af þeim sökum.   Hinsvegar getur hafís Suðurskautsins breiðst út frjálst og óhindrað í allar áttir og beiðist því einnig hraðar út.  Suðurskautshafísinn er yfirleitt um 1 til 2 metrar en ísinn er tvöfalt þykkari umhverfis Norðurskaut.  En tölurnar fyrir ofan um vaxandi útbreiðslu hafíssins eru að sumu leyti villandi og betri mælistika er að skoða rúmmál hafíss. Þá kemur í ljós að hafís á Suðurskautinu hefur vaxið um 30 rúmkílómetra á ári, sem er aðeins einn tíundi partur af bráðnun hafíss á Norðurskauti og um helmingur af magninu af ferskvatni sem fer í hafið umhverfis Suðurskaut vegna bráðnunar innlandsíssins.   

Suðurpólfarar hafa fjórar kenningar, sem þeir rannasaka nú til að skýra hegðun hafíss syðra:  (1)  Vaxandi vestanátt í suðurhafinu, sem dreifir ísbreiðunni til norðurs, frá Suðurskautinu. Þetta er kenningin, sem flestir vísindamenn hallast að sem aðal þátt í drefingu íssins. (2)  Vaxandi úrkoma á hafið, sem dregur úr streymi af hita úr dýpri lögum hafsins og minkar bráðnun hafíss.  (3)  Úrkoma gerir yfirborð hafsins minna salt og hækkar frostmark og örvar hafísmyndun.  (4)  Vaxandi straumur af ferskvatni til hafsins þegar innlandsísinn bráðnar hefur sömu áhrif og (3).   

Hlýnun hafsins

Losun á koltvíoxíði hefur vaxið stöðugt í heiminum og hitastig á yfirborði jarðar hækkað að sama skapi. En undanfarinn áratug hefur yfirborðshiti á landi nokkurn veginn staðið í stað.  Hvað er að gerast?  Sennilega er skýringuna að finna í hafinu. Ég hef áður bloggað um  hitann í hafinu, sjá hér:  http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1278537/

Myndin sýnir feril á hita í öllum heimshöfunum frá yfirborði og niður á 2 km dýpi.  Hér er hitinn sýndur í hitaeiningunni Joules, frekar en gráðum.  En niðurstaðan er sú sama: það er gífurlegt magn af hitaorku, sem nú safnast fyrir í hafinu. Loftslagsfræðingar telja að nú sé yfirborð jarðar búið að ná einhverskonar jafnvægi um tíma, og að hitinn færist nú úr lofthjúpnum niður í hafið í auknum mæli.  Sem sagt:  það er alls ekki ástæða til að álíta að það hafi degið úr hlýnun jarðar.  Hún gerist nú í vaxandi mæli í hafinu.   Það er talið að um 90% af hitanum sem myndast við hlýnun jarðar fari í hafið,  en til samanburðar geymir lofthjúpurinn aðeins um 2% af hitanum.  Hafið er því þessi risastóri geymir og einnig einskonar “buffer” eða jöfnunartankur, sem tekur endalaust á móti hlýnun.   Hlýnunin í hafinu er um 17 x 10²² Joules síðustu 30 árin.  Hvað er það mikil orka?  Jú, það er jafnt og að sprengja eina Hiroshima kjarnorkusprengju í hafinu á hverri sekúndu í þrjátíu ár!  Þeir fáu, sem eru ekki enn sannfærðir um hlýnun jarðar benda oft á að meðalhitinn á yfirborði jarðar hafi ekki vaxið mikið síðasta áratuginn,  þrátt fyrir vaxandi útblástur af gróðurhúsagasi.  Ég vil því benda þeim á staðreyndina um vaxandi hlýnun heimshafanna.

Grænland dökknar

Grænland er auðvitað ekki grænt, og ekki er það heldur hvítt.  Myndin sem við berum flest í huga okkar um Grænland er mjallhvít jökulbreiða. Hún er ekki lengur rétta myndin.  Ísinn er að verða skítugur, eins og við Rax rákum okkur á í ferð á innlandsísinn fyrir tveimur árum.   Fyrst var haldið að yfirborð Grænlandsjökuls væri að verða dökkara vegna bráðnunar, en þá renna ískristallar saman og mynda stóra kristalla, sem virðast dekkri.  En nú kemur í ljós að jökullinn er að verða dekkri vegna ryks, óhreininda, mengunar og eldfjallaösku.  Þar hafa einnig áhrif aska frá sprengigosunum í Eyjafjallajökli árið 2010 og Grímsvötnum ári síðar.  Einnig hefusót frá skógareldum í Síberíu mikil áhrif. Sumt af rykinu kemur frá strandlengju Grænlands, þar sem bráðnun jökla skilur eftir auð landsvæði.  Vindar lyfta síðan rykinu og leirnum af þessu nýja landi og bera inn á ísbreiðuna.

Þegar ísinn dökknar, þá drekkur hann í sig meiri hita frá sólargeislum og bráðnar hraðar.  Endurskin sólarljóss frá jökulyfirborðinu minnkar. Mælieiningin fyrir endurskin er albedo. Fyrir hreinan og mjallhvítan snjó er albedo nálægt 0.8 eða 0.9.  Fyrir dökkt yfirborð hafsins er albedo hins vegar um eða undir 0.1.  Myndin sýnir hvernig albedo breytist eftir árstíðum, en einnig hvernig albedo í heild hefur lækkað á Grænlandsjökli frá 2009 til 2013.  Talið er að dökknun Grænlands og fallandi albedo jökulsins auki bráðnun hans að minnsta kosti 10% í viðbót við þá bráðnun sem orsakast beint af hlýnun jarðar.