En kort sammanfattning av den nya IPCC-rapporten i bildformat

Här nedan följer en kort sammanfattning av den nya IPCC-rapporten i bildformat.

Hur mycket varmare är det än förut? Graferna nedan har normerat nollpunkten till medeltemperaturen 1961-1990 och visar den relativa ökningen per år (övre grafen) och per årtionde (nedre grafen).

Om man kisar, lutar på huvudet och tar en hallucinogen drog så kanske uppvärmningen nästan ser ut att ha avstannat (det är det sista årtiondet klimatförnekarna syftar på när de gör det påståendet - det som är högre än alla föregående årtionden, längst upp till höger - ifall ni undrar).

Men koldioxiden då?

Jodå, koldioxiden har ökat (övre grafen) vilket också syns som en försurning av haven (undre bilden).

Apropå haven - har de blivit varmare och därmed högre?

Den övre delen av haven har blivit varmare och varmare (övre grafen), vilket  medfört att havsnivån blivit högre och högre (undre grafen).

Rent generellt har det blivit varmare, blötare på vissa ställen men torrare på andra, havsisen i Arktis har minskat, och haven har blivit surare. Man förutspår att alla de här trenderna kommer att fortsätta.

Bilderna visar förväntade förändringar till slutet av seklet för (a) temperatur, (b) nederbörd, (c) höstutbredningen av Arktis havsis och (d) havsytans pH, för ett scenario med kraftigt minskande CO2-utsläpp (vänstra bilderna) och för ett scenario med kraftigt ökande utsläpp (högra bilderna).

Den enklaste sammanfattningen av jordens framtid finns i en graf när man tagit den fortsatta ökningen av atmosfärisk koldioxid mot den troliga temperaturökning detta kommer att medföra, med felmarginaler och med olika utsläppscenarion.

Vi kan inte längre säga att vi inte vet vad vi gör - den ursäkten är ej längre tillgänglig. Människan har förändrat klimatet genom utsläpp av växthusgaser och fortsätter förändra klimatet genom utsläpp av växthusgaser. Om detta råder i princip ingen tvekan. Det uttrycks bra i den här bilden från Climate Reality Project.

Nu vet vi hur det ligger till, bättre än någonsin förut. Vill vi ha det så här?

Hela Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers finns att ladda ner här.

AGU 2012 : Ken Caldeira om hoten mot korallreven

Ken Caldeira om hur havens försurning påverkar korallrev och andra pH-känsliga organismer. Ingen uppmuntrande forskning

Nor any drop to drink

Water, water, every where,
And all the boards did shrink;
Water, water, every where,
Nor any drop to drink.

Coleridges ord i The Ancient Mariner beskriver inte bara situationen för forna tiders sjömän när fartyg kunde bli liggande i stiltjebältena medan sötvattenföråden sinade. De beskriver även situationen på dagens Tuvalu och Tokelau¹. De två små ö-nationerna i Stilla havet har akut brist på sötvatten efter de näst torraste² tolv månaderna sedan mätningarna började för nära 80 år sedan. Till skillnad från gårdagens sjöfarare kan de dock lyckligtvis nås av hjälp. Bland annat Nya Zeeland och Amerikanska flottan bidrar nu för att undvika en katastrof. Den direkta orsaken till torkan är den pågående La Nina men tyvärr är känsligheten för torkperioder liksom risken för dem i sin tur något som ökar i och med global uppvärmning med tillhörande havsnivåhöjning.

Även om reven som korallöarna (atollerna) ligger på är mycket gamla är själva öarna sällan mer än 4000 år gamla. De har uppkommit under den andra halvan av Holocen med stabil eller långsamt sjunkande vattenstånd. De är omgivna av ett korallrev som skyddar dem mot havsvågorna.

 Wake Island (Bild Wikipedia)

De låglänta korallöarna drabbas av klimatförändring på flera olika sätt. Den direkta effekten av havsnivåhöjning är den mest uppenbara. Alltså att öarna sakta sjunker i havet och låglänta områden översvämmas allt oftare. Detta sker dock långsamt och är inte det akuta problemet.

En annan effekt är ökad erosion på de vind och vågutsatta sidorna av öarna. Resultatet av höjd havsnivå på erosionen är dock fortfarande osäker. Revet spelar här en viktig roll då det skyddar ön samtidigt som eroderat material från revet bygger upp ön och motverkar förlusten från själva ön. En annan komplicerande faktor är att erosion av den utsatta strandbrinken kan göra så att ön växer i yta under en tid då de höga strandvallarna eroderar och sprids av strömmar och vind till låglänta sandrevlar och strandområden. Ön kan också flytta sig med rådande vindriktning över revet. Flera olika modeller och studier söker utröna effekterna av havsnivåhöjning på erosion och omformning av öarna. Dock är redan en omformning av öarna, även utan förlust av yta, ett problem då dagens ö-samhällen, liksom våra, har fast infrastruktur med hus, vägar och allt som hör där till.

Vattenbrist är ett stort problem på många öar som också förstärks av havsnivåhöjning. Sötvattnet på öarna kommer dels från direkt insamling av regnvatten i olika behållare och dels från grundvatten som fylls på under regnen. Öarnas grundvatten finns som en lins ovanpå saltvatten. (Detta då sötvatten är lättare än havsvatten.) När havsnivån stiger följer linsen med upp. Toppen av linsen avdunstar från de låglänta delarna och på grund av växternas vattenbehov och möjliga förrådet av grundvatten minskar. Vid en torrperiod förstärks denna effekt och havsvatten når in i tidigare sötvattenområden och försaltar det när senare regn fyller på förråden. Havsnivåhöjningen minskar alltså marginalerna för öborna vid torka och leder till långvarig ökad försaltning efter torrperioder.³

Korallreven runt öarna är inte bara viktiga för fiske och annan matförsörjning (samt turism) de är också som nämnts viktiga skydd för öarna mot erosion. Reven är i sig hotade genom höjd havstemperatur och havens försurning. Korallblekning på grund av hög vattentemperatur och försurning skadar koralldjuren vilket gör att erosion och havsnivåhöjning lättare överstiger revens tillväxt.

En lätt underskattad faktorn är förändringar i vädret. Då öarna är känsliga för så väl kraftiga stormar med tillhörande erosion, översvämningar och förstörelse liksom torrperioder med vattenbrist slår väderförändringar i ett mer energirikt klimat hårt mot de känsliga samhällena som redan är under tryck av den långsammare men obevekliga havsnivåhöjningen. Effekterna av El Nino och La Nina fenomenen (ENSO) blir kraftigare i och med den förhöjda temperaturen.

Utvecklingen på många av Stilla havets ö-nationer har redan lett till att dess resurser tänjts till bristningsgränsen. Med pågående global uppvärmning är de snabbt på väg att fallera. Det är tyvärr mycket troligt att vi bevittnar slutet för några av jordens söderhavsparadis. Vi får väl se till att de inte blir en förstudie för större nationer.

1) Även Samoa och Cook Island har stor brist på vatten.

2) Den torraste perioden tycks vara under 1999

3) På Tuvalu har överutnyttjande av grundvatten tillsammans med stigande havsnivå lett till att allt grundvatten är för försaltat för att kunna drickas.

Se vidare:

Tuvalu’s National Adaptation Programme of Action

P Nunn 2009: Responding to the challenges of climate change in the Pacific Islands: management and technological imperatives 
Webb & Kench 2010: The dynamic response of reef islands to sea-level rise: Evidence from multi-decadal analysis of island change in the Central Pacific 
Woodroffe 2008: Reef-island topography and the vulnerability of atolls to sea-level rise
Erosion of low-lying reef islands 

Kolcykeln - Källor och sänkor

Vi har tidigare skrivit om kolcykeln, beskrivningen av kolets rörelse inom jorden, haven, djur och växter samt atmosfären. Här följer en kortfattad introduktion till källor och sänkor för antropogena bidraget till kolcykeln.

Källor är de processer som släpper ut koldioxid i atmosfären medan sänkor är de som tar upp koldioxid ur atmosfären. Tillsammans med ökningen av koldioxidhalten i atmosfären sluter de den så kallade kolbudgeten.

Källor
Den största källan är användning av fossila bränslen samt industriell verksamhet. Under 2009, det senaste året med sammanfattad statistik, bidrog dessa med 8,4 miljarder ton (8,4 Gt) kol¹ till atmosfären vilket är de näst högsta utsläppen i mänsklighetens historia, endast slaget av 2008 års utsläpp. Osäkerheten i dessa beräkningar är ±6%.

Markanvändning är den andra viktiga källan till antropogena kolutsläpp. När skogsområden omvandlas till betesmark eller när skog huggs ner utan att återplantering sker frigörs koldioxid till atmosfären. Denna källa bidrog med ca 0,9 Gt under 2009. Bidraget från denna källa är mer osäker än från fossilt bränsle och industri men en trend av minskande bidrag från markanvändning finns glädjande nog. Utsläppen från denna källa har minskat med ca 25% från 1990-talet till 2000-talet.

Förändringen i atmosfären
Koldioxidnivån i atmosfären bestäms genom kontinuerliga mätningar vid ett flertal platser världen över och är den idag bäst kända delen av kolbudgeten. Ökningen i atmosfären under 2009 var 3,4±0.1 Gt vilket motsvarar 1,6 ppm. Detta är något över medlet de senaste 20 åren (1,5 ppm/år) men lägre än medlet för 2000-2008 som var 1,9 ppm/år.

Som synes ovan är ökningen i atmosfären knappt 40% av de totala utsläppen. Den resterande koldioxiden har tagits upp av hav och i skog och mark under året.

Antropogena kolbudgeten 2009 med ungefärlig storlek på de geologiskt viktiga processerna med vulkaner och vittring som jämförelse.

Sänkor
Havens ytvatten tar upp ungefär en fjärdedel av de årliga utsläppen. Skog och mark tar upp ytterligare en dryg fjärdedel. Hur mycket som tas upp ett visst år varierar med vädret under året, speciellt upptaget på land.

Havet tar upp koldioxid både direkt genom att det löses i vattnet, detta upptag är det som leder till havens försurning, och genom att vattenlevande organismer binder kol som sedan hamnar på havsbotten eller i djuphavet genom havets ekologi.

Det finns en stor osäkerhet i fördelningen av upptaget på land och dess processer. Ökad växtlighet på grund av mer koldioxid och högre temperaturer med längre växtsäsong på de stora nordliga landområdena är dock högst troligt ett viktigt bidrag till denna källa.

Det finns tecken på att andelen som tas upp av naturen har minskat sedan 1950-talet men osäkerheten är fortfarande för stor för att detta kan fastslås säkert.

Uppdatering:

Andel av utsläppen som blev kvar i atmosfären år för år. Baserat på data från GCP.

1) Ibland anges vikten i koldioxid i stället. Ett ton kol motsvarar 3,7 ton koldioxid på grund av det tillkommande syrets vikt i molekylen.

Källor:
GCP Carbon budget 2009
Le Quere, Trends in the sources and sinks of carbon dioxide

Det andra koldioxidproblemet

Foraminiferer är encelliga djur med ett skal av kalciumkarbonat (CaCO₃). De är i huvudsak havslevande och har funnits i Jordens hav de senaste 500 miljoner åren. I dag finns ca 4000 arter. Dessa små djur visar sig ge viktiga ledtrådar om de 10 miljarder ton kol som släpps ut i atmosfären årligen genom fossilbränslen och avskogning, då ungefär en tredjedel av utsläppen absorberas i haven:

• Vi kan se samma isotopförändring som i atmosfären när större och större andel av kolet har sitt ursprung i växter.

• Men vad som är viktigare är att skalen på foraminifererna blir tunnare. I en studie av foraminiferer i södra oceanen utanför Tasmanien har man funnit att skalen var 30% till 35% lättare än under förindustriell tid samt att analys av sedimentkärnor som sträcker sig 200 000 år bakåt i tiden visar skalen inte varit så lätta någon gång under den undersökta tiden.

Tyvärr kom det inte som en överraskning för forskarna utan var förväntat. När koldioxiden absorberas i havet bildas kolsyra och havet blir surare. Dagens hav är surare än de varit på mycket lång tid och den fortsatta försurningen går 100 gånger snabbare än någonsin tidigare i den kända historien.

Skal av kalciumkarbonat är känsliga för vattnets pH-värde, de fräts och till och med upplöses om de är i för sur omgivning. Foraminiferernas lättare skal är alltså ett tecken på att försurningen av haven har fått biologiska effekter. Försurningen är som snabbast i de kalla områdena av oceanerna. Samma områden som är de biologiskt mest produktiva och våra bästa fiskevatten.

Nu vore detta inte ett så stort problem om det endast var foraminiferer som drabbades, men tyvärr är det en mycket stor grupp djur som tillverkar sina skal i kalciumkarbonat: Blötdjur som musslor och havssnäckor ; kräftdjur som räkor, krabbor och krill ; tagghudingar som sjöborrar; koraller samt många arter av alger och plankton. Den ökande försurningen leder till snabbt ändrade levnadsvillkor vilket ökar risken för minskande populationer och utdöenden framför allt bland de skalbildande djuren. Hotet mot dessa djur som i många fall är nära basen för havens näringskedjor hotar också alla djur ovanför i näringskedjan.

Det finns också vinnare i ett surare hav efter vad man kan bedöma. Till exempel sjögräs och cyanobakterier men även sjöstjärnor. Vad som är klart är att havens biologiska system är i början av en snabb omvandling vars resultat vi inte vet.

För den som vill sätta sig in i många detaljer kring frågan finns en genomgång av vetenskapen kring detta från 2005 gjord av Royal Society.

För den som hellre ser en film:

Uppdatering 24/10: En review-artikel från 2008 finns här eller här.

Om ej annat står kommer bilderna från Wikipedia