Samma gamla visa - andra versen

Nu kommer vi till det kanske vanligaste argumentet mot den mänskligt orsakade globala uppvärmningen. Argumentet finns i många olika varianter. Men innan vi börjar så behöver det här sägas.

Fakta: Mänskliga utsläpp av växthusgaser får jordens medeltemperatur att öka.
Evidensen för detta är väldigt starka, och inget seriöst försök till att förklara den pågående globala uppvärmningen kan bortse från detta. Om någon framhärdar med att växthusgaserna inte har spelat någon roll så bör de krävas på en ordentlig förklaring.
Läs mer: Hur vet vi att våra koldioxidutsläpp har orsakat en global uppvärmning?

Påstående/fakta: ”Klimatet har alltid förändrats”.
Detta påstående är korrekt, men är i sig inget argument mot att den nu pågående globala uppvärmningen är orsakad av människan. Det finns många faktorer som påverkar klimatet och en del av dem är naturliga medan andra är mänskligt orsakade. Innan industrialismen (eller kanske ännu tidigare) var det naturliga faktorer som styrde, men sedan har mänskligt orsakade faktorer blivit allt viktigare. De naturliga faktorerna har inte helt plötsligt försvunnit, men deras påverkan är nu troligen mycket mindre än de mänskligt orsakade.
Att hävda att tidigare naturliga förändringar motbevisar mänsklig påverkan nu är alltså ett logiskt felslut. Det är ungefär som att säga att eftersom människor dog av sjukdomar och svält innan det fanns bilar så kan inte människor dö i trafikolyckor idag.
Däremot måste man beakta naturliga faktorer när man studerar den nutida uppvärmningen, och det gör naturligtvis klimatforskarna. Man tittar på:

• Mänskligt orsakade faktorer: 
• växthusgaser (som värmer, och som har ökat)
• aerosoler från bl a industriella utsläpp (som kyler och som har ökat)
• förändrad landanvändning (som troligen har haft en lite avkylande effekt)
• Naturliga faktorer: 
• solaktivitet (som värmer, och som ökade under första halvan av 1900-talet men sedan har minskat något),
• vulkaner (som släpper ut kylande aerosoler, och som först minskade under första halvan av 1900-talet men sedan ökade igen)
• förändringar i jordbanan och jordaxelns lutning (som dock tar tusentals år).
• Intern variabilitet som El Nino/La Nina (ENSO) som fördelar om värme bl a mellan haven och luften.
• Återkopplingar, t ex vattenånga och snö/is, som förstärker effekterna av de ovanstående.

Det finns osäkerheter i de här faktorerna, och i synnerhet den interna variabiliteten är svår att uppskatta. Kanske har denna gett uppvärmningen en knuff uppåt, och växthusgasernas bidrag är mindre än vi tror? Det är möjligt. Men tänk på att osäkerheterna slår åt båda hållen: den interna variabiliteten kan lika gärna ha kylt av som värmt upp. Om den har kylt av så kan den ha dolt en del av effekten av växthusgaser. Aerosoler från bl a industriella utsläpp har kylt av men exakt hur mycket är svårt att avgöra.

Hur står sig då den nutida uppvärmningen mot tidigare förändringar? Den här figuren visar en global temperaturrekonstruktion från PAGES2K-konsortiumet för de senaste 2000 åren (nedre halvan). De små fyrkanterna visar medeltemperaturen för 30-årsintervall, och det senaste intervallet är 1971-2000. För att kunna jämföra med nuvarande temperaturer har jag lagt till temperaturen för 2018. Figuren visar också ett antal tidigare rekonstruktioner som dock bara täcker norra halvklotet (övre halvan). Sådana här temperaturrekonstruktioner gör man genom att titta på temperaturberoende saker (proxies) som koraller, pollen, trädringar och sediment i sjöar och hav.

Från PAGES 2k Consortium, Continental-scale temperature variability during the past two millennia. Nature Geoscience volume 6, pages 339–346 (2013)

Mönstret här är en långsam avkylning, med kortare upp- och nedgångar. Den långsamma avkylningen, som främst beror på ändringar i jordbanan och jordaxeln, bryts någon gång under 1800-talet och övergår i en snabb uppvärmning. Denna uppvärmning ser alltså inte ut som tidigare förändringar. Något nytt måste ha hänt, och detta något var industrialismen.

Läs mer:  Lagarbete ger ny hockeyklubba

Påstående: ”Det var varmare på medeltiden/romartiden”.

Den så kallade medeltida värmeperioden brukar förläggas mellan år 950 och 1250. Den syns inte så väldigt tydligt hos PAGES2K (som är global), men kommer bättre fram i de andra rekonstruktionerna (som är för norra halvklotet).  Den perioden var enligt PAGES2K som helhet ungefär i nivå med mitten av 1900-talet men kallare än de senaste decennierna. Det kan möjligtvis ha funnits enstaka år som nådde upp till nuvarande temperaturer (det är svårt att se eftersom vi bara har medeltemperaturer för 30-årsintervall) men generellt var det kallare. Det samma gäller den romerska värmeperioden, som brukar förläggas mellan 250 f.v.t och 400 e.v.t. Denna var något varmare än den medeltida värmeperioden.

Men även om det hade varit varmare på medeltiden eller romartiden så bevisar det inte att den nutida uppvärmningen är helt naturlig. Som sagt, vi vet att växthusgaser orsakar uppvärmning.

Men varifrån kommer då påståendet om den varmare medeltiden/romartiden? Den figur som mest har bidragit till idén om den varmare medeltiden bör vara den från IPCCs första rapport. Den bygger på Hubert Lambs arbete under 1960-1980-talen med att rekonstruera temperaturen för centrala England.

IPCC FAR "Figure 7.1 - Schematic diagram of global temperature variations ... (c) for the last thousand years. The dotted line represents conditions near the beginning of the twentieth century."

Det var det bästa man hade 1990 när rapporten kom ut, men våra kunskaper om de senaste årtusendenas klimat har förbättrats rejält sedan dess. Dessutom visar grafen av uppenbara skäl inte de sista 30 årens temperaturuppgång.

Läs mer: Skandalen med den "globala" temperaturrekonstruktionen i IPCC:s första rapport

Här är ett exempel på en graf som jag stött på flera gånger den senaste tiden. Den är inte sammansatt av ett forskarlag utan av två amatörer som har förlitat sig på föråldrad litteratur. Dessutom har den ingen skala på y-axeln.  Den innehåller också en del historiska konstigheter: vikingarnas (Leif Erikssons) ankomst till Nordamerika verkar ligga 200 år för sent, och uttrycket ”Grecian Empire” har jag bara hittat på Bibel-historiska webbsidor. Den här figuren bör man alltså inte ta på allvar.

Här är en annan blid som dyker upp i olika varianter. Den föreställer temperaturer som uppskattats från isborrkärnor från centrala Grönland. Skalan till vänster visar temperaturerna där, medan skalan till höger (som har lagts till av Ole Humlum) visar motsvarande globala temperaturanomalier.

De flesta versioner av figuren som cirkulerar visar dock inte den globala skalan till höger. Den har lagts till eftersom variationerna på centrala Grönland är ungefär dubbelt så stora som globalt om man tittar på glaciala perioder och interglacialer. Men det räcker egentligen inte att bara ändra skalan, eftersom en del av variationerna troligen är lokala eller regionala. Kom t ex ihåg att den medeltida värmeperioden inte alls var lika tydlig hos PAGES2K. Man bör alltså inte tolka den här figuren som en precis avbildning av den globala temperaturen. 

Dessutom är den sista mätpunkten för mitten av 1850-talet. Den lilla uppgången på slutet representerar alltså inte den nu pågående global uppvärmningen. Detta är dock något som ”klimatskeptiker” väldigt sällan påpekar.  Sedan mitten av 1850-talet har den globala temperaturen ökat med c:a 0,9 grader C (2018), och den lokala temperaturen på centrala Grönland  har ökat med c:a 1,4 grader (2013). I båda fallen hamnar vi en bit ovanför toppen på den medeltida värmeperioden.

Som jämförelse är här en global temperaturrekonstruktion för ungefär samma tidsintervall:

Från Marcott, Shaun A., et al. "A reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 years." Science 339.6124 (2013): 1198-1201

Läs mer: Vi har förmodligen tecknat in oss för varmaste temperaturerna senaste 12 000 åren - ny studie

Så ”klimatskeptikernas” försök att påvisa större temperaturförändringar de senaste tusentals åren bygger ofta på föråldrade källor, lokala eller regionala i stället för globala temperaturrekonstruktioner, och att man utelämnar de senaste decenniernas (eller seklets) uppgång.

Att klimatet har förändrats naturligt tidigare  motbevisar inte att den nutida uppvärmningen främst är mänskligt orsakad. Det hade även gällt om t ex de romerska och medeltida värmeperioderna hade varit varmare. Men tittar man globalt så avviker den nutida uppvärmningen från tidigare förändringar.

Det kom ett mail till Uppsalainitiativet

Hej

Jag tvivlar på att CO2 är en avgörande orsak till en påtaglig temperaturhöjning av Klimatet. När två saker inträffar samtidigt finns det 3 logiskt möjliga förklaringar. Antingen är A beroende av B, eller är B beroende av A eller också är både B och A beroende av en yttre faktor.

Jag blev tvivlande när jag förstod att det i oceanerna finns 50 ggr så mycket CO2 som i atmosfären.

Boende i Haninge med CocaCola pumpandes CO2 i vatten 24/7 vet jag att vatten löser CO2 men jag vet också att en läsk skall drickas kall, en varm öl längtar ingen efter. Vattnets förmåga att ”lösa” CO2 beror på temperaturen. När solen lyser på jorden blir atmosfären varmare, marken och haven likaså. Det varmare havet släpper iväg sin CO2 till atmosfären. Slutsats CO2 synkroniseringen med klimatet beror på solen. Det är inte CO2 som höjer temperaturen!

 CO2´s växthuseffekt är närmast försumbar och dom 4-5% fossil CO2 som finns i atmosfären kan rimligen inte ha någon avgörande effekt.

Vänligen korrigera mina tankefel.

Med vänlig hälsning

[frågeställarens namn]

Hej,

När det gäller koldioxid och temperatur - vad som styr vad och i vilken ordning är det snabba svaret att båda styr och följer varandra. Ändras den ena så påverkas den andra.

Ökar temperaturen så ökar mängden koldioxid i atmosfären, och även vattenångan som också är en växthusgas. Koldioxid släpps ut från jordlagret och landekosystemen, och ökar temperaturen riktigt mycket kan även haven börja släppa ifrån sig koldioxid. Men, det finns ju inget som hindrar att flera mekanismer sker samtidigt.

Att koldioxid är en växthusgas, dvs att en förändrad halt i atmosfären påverkar strålningsbalansen, är väl känt. Tidiga vetenskapliga publikationer daterar tillbaka till 1800-talet. Klimathistoriskt sett, vid tidigare övergångar från kallare till varmare klimat, är det som skett att när temperaturen ökat (pga ändrad solinstrålning) har växthusgaser släppts ut i atmosfären, vilket i sin tur ökat temperaturen ytterligare, vilket lett till att mer växthusgaser släppts ut osv. Denna återkopplingsmekanism pågår tills dess att en ny jämvikt har ställt in sig vid en högre global medeltemperatur. Läs mer om naturliga klimatförändringar här, om växthuseffekten här och här, och om hur stor andel av den totala växthuseffekten som koldioxid svarar för här.

 Det som är nytt den här gången jämfört med tidigare klimatförändringar är att vi börjat i andra änden på återkopplingsmekanismen. Människan gräver upp fossilt kol, bränner och släpper ut som koldioxid och andra växthusgaser. Mängden koldioxid i atmosfären är nu uppe i 394 ppm (årsmedel för 2012) vilket är en ökning med ca 120 ppm, ca 40%, sen före industrialismens början. Detta får temperaturen att öka, och sparkar igång hela processen med en  förstärkande återkoppling mellan temperatur och koldioxidhalt som får båda dessa att öka.

Bild 1. Global kolbalans med reservoarer och flöden. klicka för större bild.

Än så länge är det så att mängden koldioxid som människan bidrar till att släppa ut delvis hålls i schack av att en hel del av kolet tas upp igen i kolsänkor - världens landekosystem är en sådan kolsänka, havet (!) en annan - dit en del av den koldioxid som släpps ut i atmosfären försvinner. Jämför med den mycket förenklade (men tydliga) bilden ovan. Man talar om termen "airborne fraction" som är hur stor andel av människans utsläpp som stannar i atmosfären och bidrar till uppvärmningen (idag ca hälften av de totala utsläppen) och hur mycket som tas upp av kolsänkor. Än så länge verkar det som om airborne fraction är i det närmaste konstant, vilket innebär att mängden kol som binds in i kolsänkorna i haven och landekosystemen ökar ungefär lika snabbt som utsläppstakten från eldning av fossilt bränsle och utsläpp från förändrad markanvändning (skövling av regnskog t ex). Vi har alltså ännu inte sett till några återkopplingar i form av att haven eller landekosystemen totalt sett skulle ha blivit nettokällor till koldioxid och därmed ytterligare ökat på uppvärmningen. Detta ska man inte tolka som att det inte finns landekosystem eller havsområden som släpper ut kol, bara att det totalt, globalt sett, tas upp mer koldioxid än vad som släpps ut. Läs mer om kolcykeln här, och om källor och sänkor här.

Hur vet vi då att koldioxiden i atmosfären inte kommer från havet? Det enklaste svaret är att vi vet hur mycket fossilt kol vi släpper ut, och om vi ska anta att koldioxiden i atmosfären kommer från havet så måste vi förklara vart koldioxiden från de fossila bränslena i så fall tagit vägen? Vi släpper ju ut mer än vad som ansamlas i atmosfären. Mätningar av koldioxiden i haven visar att dess mängd ökar (se bild 2). Dessutom blir havet allt surare, vilket även det gör troligt att koldioxid binds in i havet, snarare än släpps ut. En annan försvårande omständighet är att det inte finns någon korrelation mellan ökningshastigheten av mängden koldioxid i atmosfären och havsytans temperatur så länge som det finns bra instrumentmätningar av atmosfärens kodioxidhalt, dvs sen 1958 då mätningarna i Mauna Loa-observatoriet på Hawaii startade. Snarare är det här koldioxiden som kommer först, medan havets ytvattens temperatur ändras med en fördröjning.

Bild 2. Koldioxidutveckling i atmosfären och havet runt Mauna Loa. klicka för större bild. 

Det finns ytterligare information som också anger att koldioxiden kommer från mänskliga utsläpp, och inte från t ex havet, landekosystem eller vulkaner, längre utläggning här.

Hur vet vi då att inte uppvärmningen beror på solen? Till att börja med eftersom temperaturförändringen i atmosfären och förändringarna i solintensitet inte följs åt – sedan 1960-talet har solintensiteten legat stilla för att sedan avta sakta, medan temperaturen ändå har ökat. Läs mer om detta här.

I IPCCs kunskapssammanställning från 2007 finns bland annat en graf (bild 3) som illustrerar detta genom att visa modellresultat från en ensemblekörning (många olika klimatmodeller körs parallellt) dels drivna med enbart naturliga variabler (solintensitet bland annat, nedre grafen), och dels drivna med både naturliga och mänskligt påverkande variabler (övre grafen). Det svarta strecket är observerade data, "spagettin" är alla individuella modellkörningarna, och rött respektive blått tjockt streck är medlet från modellkörningarna. Det vi ser här är att om man väger samman det vi "vet" om hur olika mekanismer styr temperaturen så kan vi inte återskapa 1900-talets temperaturökning utan att ta med mänskligt påverkade drivkrafter. 

Bild 3. Modell-illustrationer av hur mänskliga respektive naturliga drivkrafter påverkar temperaturen under 1900-talet. Klicka för större bild.

Att även små förändringar av sammansättningen i ett medium påverkar genomsläpplighet för strålning eller ljusets egenskaper är också väl känt. Liknande fenomen kan man ju enkelt studera hemma genom att hälla röd karamellfärg i en tillbringare vatten - det krävs inte mycket innan ljuset som passerar genom vätskecylindern ser rött ut. Men - viktigast att minnas är att det inte bara är koldioxidens egna, direkta effekt som är viktig när det gäller dess värmande effekt i atmosfären. En fördubbling av mängden koldioxid i atmosfären ger i sig själv bara strax över en grads värmande effekt, men precis som du påpekat så sker även andra processer där temperaturen i luften och oceanerna påverkar jämvikter av olika slag. I det här fallet påverkas även hur stor mängd vattenånga atmosfären kan innehålla, vilket i sin tur ger en ytterligare förstärkning av uppvärmningen.

Det är när man tar med denna indirekta effekt som man hamnar på "klimatkänsligheten", dvs hur stor temperaturförändring en fördubbling av koldioxidhalten de facto ger. Hur hög klimatkänsligheten är, är en källa till diskussion. IPCCs kunskapssammanställning landar i ett intervall troligen mellan 2 och 4,5 grader, med ett troligaste värde på 3 grader. Läs gärna mer om detta på Lunds universitets sida Klimatportalen.

Vänliga hälsningar

Mia