Spørsmål og svar om drivhuseffekten

“Drivhuseffekten har alltid eksistert og gjør det levelig på jorda. Uten den ville jorda vært omtrent 33 grader kaldere. Økning i konsentrasjonen av klimagassene vil imidlertid øke drivhuseffekten. Dermed øker mengden energi jordoverflaten mottar. Energi tilført blir større enn energi ut. Denne ubalansen kompenseres etter hvert ved at temperaturen øker, slik at mer energi strømmer ut, men det tar tid før det blir likevekt. Det er derfor nå en ubalanse mellom energi inn og energi ut øverst atmosfæren på omtrent 0,6 watt per kvadratmeter. Det er ofte denne forsterkningen vi har i tankene når vi snakker om drivhuseffekten.»

Hans Martin Seip er professor i miljøkjemi ved Universitetet i Oslo og har vært tilknyttet Cicero Senter for klimaforskning. I denne artikkelen prøver han å svare på mange av de spørsmålene som blir stilt til klimaforskerne.

  1. Hva er drivhuseffekten?
  2. Hva er drivhusgasser (klimagasser)?
  3. Hva er begrunnelsen for å si at vi har menneskeskapte klimaendringer?
  4. Det har vært mindre temperaturstigning de siste årene enn i siste del av forrige  århundre. Betyr det at faren for klimaendringer har vært overdrevet?
  5. Kan vi stole på temperaturmålingene?
  6. Klimaet har alltid endret seg. Er det ikke da rimelig å anta det er naturlige årsaker til endringene vi har sett i det siste?
  7. Det er mye større naturlige utslipp av CO2 enn det er menneskeskapte. Hvorfor mener man da at de menneskeskapte har så stor betydning?
  8. Kan vi forutsi fremtidige klimaendringer?
  9. Er det så farlig om temperaturen stiger litt? Hvilke virkninger kan vi vente?
  10. Blir det mer ekstremvær (hetebølger, voldsomme nedbørepisoder, stormer) i fremtiden?
  11. Hvor mye vil havnivået stige?
  12. Hva kan vi gjøre for å begrense skadevirkninger av klimaendringer?
  13. Havforsurning har vært nevnt som en annen virkning av CO2-utslipp. Hva er det og hvor alvorlig kan det være?

1. Hva er drivhuseffekten?

Drivhuseffekten oppstår fordi kortbølget stråling (hovedsakelig synlig lys) fra sola i stor grad kommer ned til jorda og varmer den opp. Jorda sender ut varmestråling som er langbølget, og en del av denne absorberes av vanndamp, skyer og noen gasser (særlig CO2 og metan) i atmosfæren som sender den ut igjen i ulike retninger. Disse gassene kaller vi drivhusgasser eller klimagasser (se spørsmål 2). Noe av den absorberte strålingen sendes tilbake til jorda og bidrar til oppvarming.

Drivhuseffekten har alltid eksistert og gjør det levelig på jorda. Uten den ville jorda vært omtrent 33 grader kaldere. Økning i konsentrasjonen av klimagassene vil imidlertid øke drivhuseffekten. Dermed øker mengden energi jordoverflaten mottar. Energi tilført blir større enn energi ut. Denne ubalansen kompenseres etter hvert ved at temperaturen øker, slik at mer energi strømmer ut, men det tar tid før det blir likevekt. Det er derfor nå en ubalanse mellom energi inn og energi ut øverst atmosfæren på omtrent 0,6 watt per kvadratmeter. Det er ofte denne forsterkningen vi har i tankene når vi snakker om drivhuseffekten.

Drivhuseffekten er egentlig ikke noe godt navn siden oppvarmingen i et drivhus hovedsakelig kommer av at luftutvekslingen med omgivelsene begrenses. James Hansen bruker et annet bilde; han sier at å øke CO2-mengden i atmosfæren er som å legge et ekstra ullteppe oppå dyna.

Figuren viser jordas energibalanse, som styres av innstråling fra solen, atmosfærens sammensetning og refleksjon fra bakke og atmosfære. Omlag halvparten av solinnstrålingen blir absorbert av jordas overflate. Denne energien transporteres til atmosfæren ved å varme opp luften nær bakken (rød-blå pil), fordampning (gul pil) og ved langbølget stråling (sorte piler), som igjen blir absorbert av skyer og drivhusgasser. Noe av denne varmestrålingen havner i verdensrommet, men mesteparten stråler tilbake til jorda. Størrelser er gitt i prosent av gjennomsnittlig solinnstråling, som er omtrent 340W/m2. Figuren er fra Bjerknessenterets nettsider.

2. Hva er drivhusgasser (klimagasser)?

Mengder av karbondioksid angis gjerne enten som milliarder tonn CO2 (gigatonn CO2, GtCO2) eller milliarder tonn karbon (gigatonn C, GtC). For å gjøre om fra GtC til GtCO2, må det multipliseres med 3,7. Andre klimagasser angis som den tilsvarende mengde CO2, CO2-ekvivalenter. Siden gassene har forskjellig oppholdstid i atmosfæren, vil omregningen avhenge av hvilket tidsperspektiv en benytter. Oftest benyttes 100 år, men også 20 eller 500 år benyttes. I et hundreårsperspektiv vil 1 kg metan svare til omtrent 34 kg CO2, men benyttes 20 år, er tallet omtrent 85 kg.

Størst virkning har vanndamp, men konsentrasjonen i atmosfæren er ikke noe vi påvirker direkte, den innstiller seg hovedsakelig etter temperaturen. Nest viktigst er karbondioksid (CO2). Menneskeskapte utslipp er først og fremst fra bruk av fossilt brensel, men det er også bidrag fra sementproduksjon og avskogning i tropene. Konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren var i førindustriell tid omtrent 280 ppm (parts per million) og er nå omtrent 400 ppm. (Se også spørsmål 7). Metan (CH4) er en annen viktig klimagass, andre er lystgass (N2O) og mange fluorholdige gasser. Gassene har ulik oppholdstid i atmosfæren. Mens utslipp av CO2 vil påvirke atmosfærens konsentrasjon i mer enn tusen år, forsvinner mesteparten av et metanutslipp i løpet av 2 – 3 tiår. Siden det dannes CO2 ved nedbryting av metan, vil det imidlertid være en viss effekt over lengre tid. Ved siden av klimagassene påvirkes temperaturen av partikler i atmosfæren. De fleste partikler bidrar til å avkjøle jordoverflata, unntaket er sotpartikler. Det er fortsatt stor usikkerhet knyttet til partiklenes klimavirkninger.

Generelt har det vært en rask økning i globale utslipp av CO2 etter år 2000. Det er imidlertid sannsynlig at utslippene i 2015 var litt lavere enn i 2014 (se figuren nedenfor). Utslippene i utviklingsland har økt kraftig. Per person er imidlertid utslippene i disse landene oftest små. I Kina, der utslippene har økt særlig raskt slik at det nå er landet med de største CO2-utslippene, er utslippene per person litt større enn i EU og noe mindre enn i Norge. I USA er utslippene per person omtrent 2,5 ganger større enn i Kina. I India øker også utslippene raskt, men er fortsatt lave per person. Utslipp av enkelte andre klimagasser er blitt redusert, hovedsakelig fordi de også virker nedbrytende på ozonlaget, og de fleste land har forpliktet seg til å redusere eller fase ut bruken gjennom Montreal-protokollen (1987). De norske utslippene av slike gasser er betydelig redusert, noe som har gjort at våre samlete utslipp i 2014 ”bare” var 2,4 prosent høyere enn i 1990. I samme periode har norske CO2-utslipp økt med hele 23 prosent.

Globale utslipp fra bruk av fossilt brensel og industri (Global Carbon Project, 2015)

Globale utslipp fra bruk av fossilt brensel og industri (Global Carbon Project, 2015)


De økte utslippene har ført til en kraftig økning i CO2-konsentrasjonen som figuren under viser. Nøyaktige målinger av CO2-konsentrasjonen fikk en først med målinger på Hawaii som startet i 1958. Den røde kurven viser at konsentrasjonen varierer med årstiden. Den svarte kurven viser utglattede verdier.

Ny figur seip 2

Det har vært fremsatt påstander om at det har vært høyere CO2-konsentrasjoner på 1800-tallet og i første halvdel av 1900-tallet enn i dag. Dette er feil. Påstanden bygger på et utvalg av målinger som er svært usikre og/eller er tatt på steder der det er lokale CO2-utslipp. En vurdering av de gamle målingene er gitt i artikkelen ”Lite skeptiske klimaskeptikere” på CICEROs nettsider: http://cicero.uio.no/no/posts/klima/lite-skeptiske-klimaskeptikere

3. Hva er begrunnelsen for å si at vi har menneskeskapte klimaendringer?

Som nevnt under spørsmål 1, vil en vente temperaturøkning når konsentrasjonen av klimagassene øker i atmosfæren. Dette ble påpekt allerede på 1800-tallet, og den svenske kjemikeren Svante Arrhenius publiserte en kvantitativ beregning i 1896. En kan lage matematiske modeller over hvordan klimaet vil endres når konsentrasjonene av klimagasser endres. Disse kan være av svært varierende kompleksitet. Modellene gir noe ulike resultater, men alle viser temperaturøkning ved økt konsentrasjon av klimagasse (Se også spørsmål 8).

Fra siste del av 1800-tallet har en målinger av temperatur og etter hvert nedbør og andre klimaparametre. Utviklingen, spesielt fra omkring 1975, kan vanskelig forklares uten å ha økt konsentrasjon av drivhusgasser som en viktig faktor. (Se også spørsmål 4). Temperaturøkningen er ikke den samme over hele kloden. Den er større over land enn over hav og størst i Arktis. Dette er i overensstemmelse med modellberegninger.

Blant annet ved å studere boreprøver av is i Antarktis og på Grønland kan en å få kunnskap om klima og konsentrasjoner av drivhusgasser i tidligere tider. Det er funnet varme perioder med høye konsentrasjoner av drivhusgasser for eksempel for 55 og omtrent 250 millioner år siden. En sammenlikning mellom forholdene under siste istid for omtrent 20 000 år siden og de forhold vi har i dag, tyder også sterkt på at klimagassene har stor betydning for temperaturen.

4. Det har vært mindre temperaturstigning de siste årene enn i siste del av forrige århundre. Betyr det at faren for klimaendringer har vært overdrevet?

Noen ”klimaskeptikere” hevder at CO2-konsentrasjonen ikke kan bety noe for global temperatur siden det er perioder der CO2-konsentrasjonen øker mens det er liten endring i temperaturen, se figuren nedenfor. Det er imidlertid en rekke faktorer som påvirker temperaturen i tillegg til konsentrasjonen av klimagassene, variasjoner i havstrømmene er kanskje viktigst. Spesielt er skiftninger mellom El Niño og La Niña forhold av stor betydning. Disse betegnelsene referer til luft- og havstrømmer i Stillehavet. Under El Niño-forhold er vanligvis den globale temperaturen høy, under La Niña er den lav. Det er et naturlig fenomen som har eksistert lenge før det var snakk om en menneskeskapt klimaeffekt. Hvordan menneskeskapte klimaendringer påvirker dette fenomenet, er ikke godt forstått. Andre naturlige faktorer som påvirker klimaet, er partikkelutslipp fra vulkaner og variasjoner i solinnstrålingen.

En må altså forvente at det er liten variasjon, eller til og med nedgang, i global temperatur i kortere perioder selv om den menneskeskapte drivhuseffekten øker. Kurven for global temperatur viser da også perioder med rask stigning og perioder med en viss utflating for eksempel fra omkring 2000 og fram til 2014.. Ser vi imidlertid på middeltemperaturene for tiårsperiodene 1970 – 79, 1980 – 89, 1990 – 99, og 2000 – 2009, er det hele tiden stigning. Av de 16 varmeste årene i perioden en har instrumentelle målinger (1880 – 2015) er 15 på 2000 – tallet. Unntaket er 1998. Sjansen for at dette skal ha skjedd uten menneskeskapt oppvarming er uhyre liten (se http://www.nature.com/articles/srep19831). En kan også skille mellom år med El Niño, La Niña og nøytrale forhold. Det varmeste El Niño år var 2015, mens de varmeste La Niña år var 2011 og 2008 ifølge World Meteorological Organization.

Det er viktig å være klar over at størstedelen av den tilleggsvarme kloden har mottatt på grunn av økt drivhuseffekt, er tatt opp av havet. Siden 1955 er andelen beregnet til 93 prosent. Mellom 1955 og 2010 har havene ned til 2000 meter i gjennomsnitt blitt 0,09 grader varmere.

Det må imidlertid understrekes at klimafølsomheten, som er økningen i global temperatur for en dobling av CO2-konsentrasjonen, er usikker. FNs klimapanel (IPCC) anga i sin 2013-rapport (AR5) at den sannsynligvis ligger i intervallet 1.5 – 4,5 grader.

Global temperatur fra 1880 til 2015 relativt til middeltemperaturen for 1880 – 1920. Temperaturene i 1998 og 2015 var sterkt påvirket av kraftige Ei Niño-episoder.

Global temperatur fra 1880 til 2015 relativt til middeltemperaturen for 1880 – 1920. Temperaturene i 1998 og 2015 var sterkt påvirket av kraftige Ei Niño-episoder.

5. Kan vi stole på temperaturmålingene?

Jordens middeltemperatur kan beregnes fra direkte målinger på land og over hav eller fra satellittobservasjoner. Begge metoder har sine fordeler og ulemper. Ved den første metoden må en fra målinger på et begrenset antall steder komme fram til en global middeltemperatur. Ulike grupper benytter litt forskjellige metoder. For målinger til havs har ulike metoder blitt benyttet, noe som øker usikkerheten. De tre vanligst refererte gruppene har likevel kommet fram til svært like kurver for temperatur-utviklingen. Et arbeid som benytter et mye større datamateriale, viser også samme temperaturutvikling over land som funnet i de andre studiene. Interesserte henvises også til artikkelen «Hva skjer med den globale temperaturen?» i KLIMA 1/2014, s.13 – 14. http://www.cicero.uio.no/no/posts/klima/klima-og-cicerone

Etter diverse nødvendige korreksjoner viser også satellittmålingene, som begynte i 1979, nær samme utvikling som bakkemålingene med unntak av resultatene fra én gruppe. Noen hevder at en ikke kan stole på temperaturkurvene siden omgivelsene rundt mange målestasjoner har endret seg med tiden særlig fordi det er blitt mer bebyggelse i området. Dette betegnes gjerne urbaniseringseffekten. Mange studier, der en korrigerer for effekten eller sløyfer stasjoner der den kan være av betydning, har imidlertid vist at dette ikke fører til betydelige feil. Som nevnt gir dessuten satellittmålinger nær samme utvikling som målinger ved jordoverflaten.

6. Klimaet har alltid endret seg. Er det ikke da rimelig å anta det er naturlige årsaker til endringene vi har sett i det siste?

De naturlige faktorene som påvirker klimaet, er særlig partikler fra vulkanutslipp, variasjoner i solinnstrålingen og variasjoner i havstrømmene. Ser en på temperaturutviklingen fra rundt 1970, har det ikke vært mulig å forklare denne ut fra disse faktorene, selv om de forklarer en del, opp til en tredjedel ifølge en artikkel. Dagens menneskeskapte klimaendringer kommer altså som et tillegg til de naturlige variasjonene.

Det er svært stor enighet om den fundamentale drivhusmekanismen – at økte konsentrasjoner av drivhusgasser i atmosfæren fører til at jorda mottar mer energi. Det er mer usikkert hvordan økt temperatur vil medføre forandringer som i sin tur påvirker klimaet, såkalte tilbakekoplinger (se spørsmål 8).

Det har vært foreslått at variasjoner i kosmisk stråling, via påvirkning av skydannelsen, er en viktig årsak til klimaendringer. Utviklingen i kosmisk stråling og observert variasjon i skydekket etter 1970 passer imidlertid ikke med denne teorien.

7. Det er mye større naturlige utslipp av CO2 enn det er menneskeskapte. Hvorfor mener man da at de menneskeskapte har så stor betydning?

I førindustriell tid var det en tilnærmet balanse mellom utslipp og opptak av CO2. Selv om de menneskeskapte utslipp ikke utgjør mer enn kanskje 4 – 5 % av strømmen av CO2 til atmosfæren (se figur nedenfor), så forstyrrer disse utslippene denne balansen. Riktignok øker naturens opptak noe når konsentrasjonen i atmosfæren øker, men nær halvparten av de menneskeskapte utslippene blir igjen i atmosfæren. Derfor har CO2-konsentrasjonen økt fra omtrent 280 ppm (parts per million) på slutten av 1700-tallet til omtrent 400 ppm i 2015.

Som nevnt under spørsmål 2, skyldes økningen i CO2-konsentrasjonen i atmosfæren først og fremst bruk av fossilt brensel. Det har vært fremsatt påstander om at bare 4 – 5 % av CO2-mengden i atmosfæren kan være menneskeskapt. Bakgrunnen er at gjennomsnittlig oppholdstid for et CO2-molekyl i atmosfæren er rundt 5 år. Dette fremgår blant annet av forholdet mellom ulike former av karbon (isotoper) i CO2 i atmosfæren. Ved en beregning av i hvilken grad menneskeskapte utslipp har bidratt til økningen i CO2-konsentrasjonen, må en imidlertid ta hensyn til at det er store naturlige strømmer til og fra atmosfæren, se figur. Tas dette med i beregningene, stemmer forholdet mellom de ulike karbonformer i atmosfæren med at det alt vesentlige av konsentrasjonsøkingen skyldes menneskelig aktivitet.

Det globale karbonkretsløpet – middelverdier 2000 – 2008. I denne perioden har altså CO2-mengden i atmosfære økt med 15,2 Gt per år i gjennomsnitt. Utslippene fra fossilt brensel og sementproduksjon er nå økt til omtrent 33 milliarder tonn (Gt) CO2.  

8. Kan vi forutsi fremtidige klimaendringer?

For å kunne si noe om fremtidens klima må vi lage (matematiske) modeller som beskriver klimaet. Disse bygger på en mengde ulik informasjon, blant annet om fortidens klima, egenskapene til ulike gasser og partikler i atmosfæren, solinnstråling, havstrømmer og, i mer avanserte modeller, karbonkretsløpet. Selv de mest kompliserte modeller er sterkt forenklede fremstillinger av klimasystemet.

Videre er det nødvendig å lage scenarier for menneskeskapte utslipp av klimagasser og partikler. Varierende beregningsresultater skyldes derfor både forskjeller i modellene og i utslippsscenariene. En nødvendig betingelse for at vi skal ha tiltro til en modell, er at den beskriver fortidens klima rimelig bra. Det gjør flere av de anvendte modeller, i alle fall når det gjelder utviklingen i global, og til dels regional, temperatur siden slutten av 1800 tallet da målingene begynte. I en periode etter 2000 har riktignok de fleste modellberegninger gitt noe raskere temperaturstigning enn observasjoner (med unntak for 2015), men innenfor antatt usikkerhet. Beregninger av nedbør byr på større problemer, men viktige hovedtrender reproduseres rimelig bra.

Likevel er det betydelig usikkerhet i beregninger av fremtidens klima, noe som til dels henger sammen med usikkerheten i klimafølsomheten, se under spørsmål 4. Mye av usikkerheten skyldes for dårlig kunnskap om en del tilbakekoplinger – endringer som skyldes at temperaturen øker og i sin tur påvirker temperaturen. Viktige eksempler er endringer i mengden vanndamp i atmosfæren, i skydannelse og i delen av innkommende stråling som reflekteres fra jordoverflaten (albedo). Det er også stor usikkerhet i hvordan karbonkretsløpet endrer seg ved økt temperatur. Utslipp til atmosfæren av metan og CO2 på grunn av tining av permafrost kan også bli en betydelig faktor. Videre spiller usikkerheten i naturlige klimaendringer en betydelig rolle, særlig for beregninger (projeksjoner) av temperaturendringer over et eller et par tiår, se spørsmål 4.

IPCC anga i sin 2013 rapport at den mest sannsynlige temperaturstigning fra slutten av det 20ende til slutten av det 21ste århundret var 1 grad for et optimistisk utslippsscenario til 3,7 for et pessimistisk. Stigningen fra førindustriell tid blir omtrent 0,8 grader større.

På grunn av usikkerheten i klimafølsomheten er det riktigst å angi sannsynligheter for å kunne begrense temperaturstigningen, for eksempel til 1,5 – 2 grader over førindustriell temperatur som er målet i parisavtalen. For et scenario der alle land oppfyller forpliktelsene gitt før møte i Paris og fortsetter å begrense utslippene på samme ambisjonsnivå, er det omtrent 8 % sannsynlighet for at temperaturstigningen blir under 2 grader, knapt 60 % for at den blir mindre enn 3 og vel 90 % sannsynlighet for at temperaturstigningen blir mindre enn 4 grader. For at det skal være en betydelig sannsynlighet for at temperaturstigningen skal bli mindre enn 2 grader, må utslippene reduseres sterkt og helst være negative mot slutten av århundret. Dette kan oppnås for eksempel ved å benytte biobrensel kombinert med fangst og lagring av CO2 (langt fra alle typer biobrensel er egnet). Sannsynlige temperaturstigninger for flere scenarier er vist i artikkelen «Halvannen eller to grader?» på Besteforeldreaksjonens nettsider:
http://www.besteforeldreaksjonen.no/?page_id=1019

Det er utført mange beregninger over hvor mye klimagasser som kan slippes ut for at ikke temperaturen skal stige med mer en et gitt antall grader, for eksempel 2 eller 4 grader. Dette er det såkalte karbonbudsjettet.

Basert på IPCC (2013) kan vi si at for at det skal være 66 % sannsynlighet for at temperaturen ikke skal stige med mer enn 2 grader (fra midlet for 1861 – 1880) i dette århundret, kan ikke totale menneskeskapte utslipp være mer enn 1000 GtC (ca 3700 GtCO2). Dette er bare basert på CO2. Regner en med økende konsentrasjoner av andre klimagasser, blir tallet lavere; omkring 790 GtC. Utslipp til og med 2014 var 545. Det vil si at vi har 455 GtC igjen av budsjettet dersom vi bare regner med CO2, omkring 245 GtC (ca 900 GtCO2) dersom vi tar hensyn til andre gasser. Dette svarer til mindre enn 25 år med dagens utslipp.

Modellene gir mest pålitelige resultater for globale temperaturendringer. Nedbørberegninger blir mer usikre, og når det gjelder vindforhold er det svært stor usikkerhet, se spørsmål 10.

9. Er det så farlig om temperaturen stiger litt? Hvilke virkninger kan vi vente?

Virkningene er selvsagt avhengig av hvor stor temperaturøkningen blir. Det har vært en målsetning at en skal gå inn for å begrense stigningen i global temperatur til maksimum 2 grader fra førindustriell tid, noe som tilsvarer omtrent 1,2 grader over dagens temperatur. Mange forskere, som den kjente amerikanske klimaforskeren James Hansen, har hevdet at dette er for mye fordi det blant annet vil gi betydelig flere og alvorligere hetebølger, betydelig stigning i havnivået og økologiske skader for eksempel tap av korallrev.

Paris-avtalen om klima har som overordnet mål å begrense den globale oppvarmingen til «godt under 2 grader». I tillegg skal landene arbeide for å begrense temperaturstigningen til 1,5 grader sammenlignet med førindustriell tid. Avtalen har også et mål om netto-null utslipp (dvs. balanse mellom menneskeskapte utslipp og opptak av klimagasser) i andre halvdel av århundret. Det understrekes at de globale utslippene av klimagasser skal nå toppen så raskt som mulig.

Enkelte mulige, viktige virkninger er omtalt under spørsmål 10 og 11. Her skal vi se mer generelt på nedbør, tørke, virkninger på matproduksjon, helse og biodiversitet. Generelt kan det sies at virkningene sannsynligvis blir alvorligst i mange utviklingsland, særlig i noen av verdens fattigste områder. Disse er spesielt sårbare også på grunn av liten evne til å tilpasse seg til endret klima.

Nedbør og tørke
IPCC skriver i Synteserapporten (2014) at det er liten tiltro (lav konfidens) til globale trender i tørke på grunn av mangel på direkte observasjoner, avhengighet av definisjonen av tørke og geografiske uoverensstemmelser i trendene for tørke. Det har vært vanlig å si at tørre områder blir tørrere og våtere områder våtere. Nye studier av Greve og medarbeidere (2015) viser imidlertid at et slikt bilde er for enkelt. En undersøkelse av endringer i perioden 1948 til 2005 viste at for landområder var det store unntak, blant annet ble mange våte områder tørrere.  Beregninger for dette århundret med et pessimistisk utslippsscenario viste at endringene ikke var signifikante i omtrent 70 % av landområdene. Mange nordlige områder ble signifikant våtere, mens områder i subtropene, i likhet med tilstøtende våte områder, ble tørrere. Beregninger for fremtidig utvikling er imidlertid forbundet med stor usikkerhet.

Det har vært hevdet at klimaendringer, spesielt tørke, kan gi opphav til konflikter. Alvorlig tørke i Syria i årene 2007 – 2010 kan ha spilt en rolle i starten av opprøret der, men det er vanskelig å si hvor viktig dette var, se:
http://www.cicero.uio.no/no/posts/klima/klimaendringer-og-konflikt-i-syria

Jordbruk
Endringer i temperatur og nedbør vil påvirke avlingene. Det vil også høyere CO2-konsentrasjon i atmosfæren som i de fleste tilfeller øker planteveksten (CO2-gjødsling). Planter vil også generelt tåle tørke bedre når CO2-konsentrasjonen øker.

Virkninger av klimaendringer på jordbruket vil variere betydelig fra sted til sted, med hvilken avling en ser på og eventuelle mottiltak. Mens det kan være usikkert om en får en global reduksjon ved mindre endringer i temperaturen, vil skadene øke raskt når den globale temperaturøkningen er mer enn 2 °C. Endringer i ekstremvær, særlig hyppigheten av hetebølger, vil bety mye for skadene en kan forvente i landbruket, se spørsmål 10. De største problemene forventes i flere av de fattigste landene.

Kombinasjon av klimaendringer og andre stressfaktorer, som forurensninger i luft og jord, kan ha betydelig virkning på matproduksjonen. Spesielt vil økning i ozonkonsentrasjonen kunne føre til betydelig avlingstap i mange områder.

IPCC (AR5) skriver om avlingstap i rapporten fra WGII. En figur viser resultater for vinning og tap for tyveårsperioder fram til slutten av århundret. En stor overvekt av modellberegninger gir tap allerede for perioden 2030 – 2049. Ved slutten av århundret gir nesten 20 % av modellene tap på mer enn 50 %. Figuren baserer seg imidlertid på en blanding av modeller med forskjellige utslipp og med og uten tilpassing av jordbruket.

Verdensbanken skriver i sin rapport fra 2014 (Turn down the heat) at mens avlingene vil øke ved 4 grader temperaturøkning ved høye breddegrader, beregnes betydelige tap for tropiske og subtropiske områder for alle de viktigste jordbruksproduktene. For hvete og mais kan tapet til og med overstige 50 % i middel for store områder i tropene. Det refereres også til en undersøkelse der det ble funnet en nedgang på 40 % i hveteavlingen i tropene ved en lokal temperaturstigning på 5 grader. Selv med tilpassing til endret klima beregnes nedgangen til omtrent 30 %.

Helse
E
n artikkel i det kjente tidsskriftet Lancet i 2009 hevdet at klimaendringer er det største globale helseproblemet i det 21ste århundret. Helseeffekter av klimaendringer vil forsterke gapet mellom rike og fattige. IPCC, WGII skriver at for tiden er helseskader globalt relativt små sammenliknet med andre stressfaktorer.

Dersom den globale oppvarmingen fortsetter vil folks helse påvirkes blant annet ved:

  • Større risiko for skader, sykdom og død på grunn av mer intense hetebølger og branner
  • Økt risiko for underernæring på grunn av mindre matproduksjon i fattige områder
  • Økt risiko for sykdommer gjennom mat og vann, og sykdommer overført av organismer (vektorer), for eksempel mygg og flått.
  • Virkninger på helse av redusert arbeidskapasitet og redusert arbeidsproduktivitet i sårbare befolkninger
  • Noe reduksjon av sykdom og død forårsaket av kulde på grunn av færre ekstreme kuldeperioder

Negative effekter vil i økende grad dominere ved økende oppvarming. Helseskadene vil reduseres, men ikke elimineres, i befolkninger som nyter godt av sosial og økonomisk framgang, særlig blant dårlig stilte grupper.  Hvis ikke økonomisk vekst kommer de fattige til gode, vil helseskadene på grunn av global oppvarming, forsterkes.

Det østlige middelhavsområdet og Midtøsten er et av de tett befolkede områder der hetebølgene kan bli særlig hyppige og intense i løpet av dette hundreåret.

Biodiversitet
Virkninger av klimaendringer på økosystemer vil omfatte endringer i biodiversitet og artssammensetning, og mulig økt sårbarhet for brann og sykdom som kan føre til endringer i økosystemets produktivitet. En rekke observasjoner og modell-beregninger tyder på at klimaendringer allerede har begynt å endre utbredelsen av mange plante- og dyrearter. På nordlige halvkule er skiftene nesten bare nordover og mot større høyde. På den måten søker de å ha samme temperaturforhold selv om temperaturen i regionen stiger.

Selv om IPCC (AR5) skriver om biodiversitet mange steder, er konklusjonene nokså vage, noe som nok reflekterer den store usikkerheten. Rapporten sier imidlertid at ved en temperaturøkning på omtrent tre grader vil det være utbredt tap av biodiversitet.

En såkalt metaanalyse publisert i Science i 2015, der resultater fra en rekke beregninger av endringer i biodiversitet var inkludert, konkluderte med at over fem prosent av klodens arter er dømt til utryddelse ved en temperaturstigning på to grader over førindustriell verdi. Stiger temperaturen over fire grader er andelen nesten 16 prosent. Det vil si at nesten hver sjette art vil forsvinne. Beregninger av omfanget er imidlertid svært usikre.

Brå endringer – Vippepunkter
IPCC (2013/2014) definerer en brå (abrupt) klimaendring som en stor-skala endring i klimasystemet som skjer i løpet av noen få tiår eller mindre, varer (eller antas å vare) i det minste i noen få tiår og forårsaker betydelige forstyrrelser for mennesker og i naturlige systemer. Det er noe kjennskap til mulige konsekvenser av noen slike endringer, men det er generelt lav tiltro og lite enighet om sannsynligheten for slike hendelser i dette århundret. Det har vært hevdet at en del fenomener kan ha kritiske terskelverdier (vippepunkter). Stiger temperaturen mer inntrer en brå overgang til en annen tilstand. IPCC (AR5) definerer også irreversibel på sin egen måte. En ny tilstand er irreversibel på en gitt tidsskala hvis en tilbakevending til den opprinnelige tilstanden på grunn av naturlige prosesser er atskillig lenger enn tiden det tar å nå den nye tilstanden. Nedenfor er det beskrevet noen fenomener som har blitt nevnt som mulige eksempler på brå overganger. Beskrivelsene nedenfor er hovedsakelig fra Tabell 12.4 i rapporten fra IPCC, WGII, og bruker samme definisjoner som IPCC.

  • Kollaps av den atlantiske meridionale havstrømmen (Golfstrømmen er en del av denne). Modeller tyder på at denne vil avta ved oppvarming, og at det kan komme en brå overgang, men det er svært lite sannsynlig at det vil skje i dette århundret. Ukjent om en overgang vil være reversibel. Observasjoner bekrefter en viss avtakende trend, men det har vært store variasjoner siden 2004 da en begynte å få bedre målinger.
  • Kollaps av iskapper (Grønland, Vestantarktis). Ikke brå overgang (etter IPCCs definisjon). Vil være irreversibelt i årtusener. Nesten fullstendig nedsmelting er svært lite sannsynlig i dette århundret.
  • Isfritt om sommeren i Arktis. Brå overgang mulig. Reversibelt over år eller noen tiår. Sannsynlig at havet i Arktis blir nær isfritt i september før midten av dette århundret hvis utslippene følger et pessimistisk scenario. I 2012 var minimum i isutbredelsen i Arktis den laveste siden målingene startet i 1979.
  • Utslipp av CO2 og metan fra smeltende permafrostområder. Ikke brå overgang. Irreversibelt i årtusener. Permafrostområder kan bli kilde til klimagasser i dette århundret.
  • Skogdød i tropene. Muligheter for brå overgang. Endringene reversible i løpet av noen århundrer. Liten tiltro til beregninger av skogdød i store områder i tropene i dette århundret.
  • Skogdød i boreale (nordlige) skoger. Muligheter for brå overgang. Endringene reversible i løpet av noen århundrer. Liten tiltro til beregninger av skogdød i store boreale områder dette århundret.

10. Blir det mer ekstremvær (hetebølger, voldsomme nedbørepisoder, stormer) i fremtiden?

IPCC (AR5) skriver: Endringer i mange ekstreme vær- og klimaepisoder er blitt observert siden omkring 1950. Noen av disse endringene er blitt knyttet til menneskelig påvirkning. Dette gjelder blant annet reduksjon i ekstremt lave temperaturer, økning i ekstremt høye temperaturer, økning i ekstremt høyt havnivå og økning i antall episoder med særlig kraftig nedbør.

Eksempler på hetebølger der klimaendringer sannsynligvis har spilt en rolle, er de ekstreme temperaturene i Mellom-Europa i 2003 og i Russland i 2010.

Den kjente amerikanske klimaforskeren James Hansen har sett på landstasjoner på nordlige halvkule som har temperaturmålinger tilbake til i alle fall 1930. Han viser at andelen ekstremt varme somre har økt kraftig fra tiåret 1931 – 1941 og til tiåret 2001 – 2011.

Det har vært diskutert hvorvidt de nevnte hetebølgene skyldes naturlige meteorologiske forhold. James Hansen skriver: Slike naturlige forhold har alltid forekommet, men på grunn av global oppvarming er ekstreme hendelser blitt kraftigere og mer utbredt.

Det er også sannsynlig at hyppigheten av kraftig nedbør eller delen av total nedbør i form av kraftig regn vil øke i mange områder i dette århundret.

Når det gjelder utviklingen av tropiske sykloner (orkaner, tyfoner) er usikkerheten stor. Hyppigheten av de kraftigste (kategori IV og V) kan komme til å øke, men ikke nødvendigvis i alle havområder, mest sannsynlig i det nordlige Atlanterhavet og i deler av det nordvestlige Stillehavet. Det er sannsynlig at hyppigheten av tropiske sykloner globalt (samlet for alle kategorier) enten vil avta eller endre seg lite.

Når det gjelder utvikling i vindhastighet utenom tropiske sykloner har utviklingen ikke vist særlig tydelige trender. En studie fra 2011 tydet på at oppvarming fører til mindre ekstremvind, men mer ekstremnedbør, i tropene.

Selv om det vil regne mer over store deler av verden, spesielt i tropiske områder og rundt polene, er det usikkert om antall flomhendelser vi øke. Det beror nemlig også på lokale geografiske forhold og hvordan vi regulerer vassdragene.

11. Hvor mye vil havnivået stige?

Havnivået stiger på grunn av at vannet utvider seg med temperaturen og økt smelting av is. Den største usikkerheten i beregninger av fremtidig utvikling er knyttet til Antarktis.

En studie av Watson og medarbeidere (2015) fant at i perioden 1993 til 2014 var midlere global havnivåstigning mellom 2,6 og 2.9 mm per år, litt mindre enn angitt i IPCC (2013). De fant også en akselerasjon i stigningen i denne perioden i motsetning til tidligere overslag. Akselerasjonen er også større enn den var i det 20ende århundret.

I siste rapport fra FNs klimapanel angis en stigning i dette århundret på ca 40 cm for et optimistisk utslippsscenario og ca 63 cm for et pessimistisk scenario. Nivået vil fortsette å stige etter 2100. Det vil være store lokale variasjoner.

Noen forskere mener nivået kan stige atskillig raskere. Paleoklimatiske undersøkelser (disse benytter geologiske arkiver, for eksempel korallrev) for å se hvor havnivået var for hundretusener eller millioner år siden i perioder med høyere temperatur. Enkelte slike studier har tydet på at for en temperaturstigning på 1 – 3 grader kan havnivået stige med mer enn 6 meter.

Bare ved betydelig fjerning av CO2 fra atmosfæren, for eksempel ved en kombinasjon av stor-skala bruk av bioenergi og fangst og lagring av karbon, kan havnivåstigningen stanses i løpet av noen få hundre år.

Det er meget sannsynlig at stigning i havnivå vil bidra til mer ekstreme høyvannsepisoder i kystområder. Sammen med den mulige økningen i maksimum vindhastighet for noen tropiske sykloner, er dette et spesielt problem for små, tropiske øystater.

12. Hva kan vi gjøre for å begrense skadevirkninger av klimaendringer?

I senere år er det kommet flere utredninger av mulige tiltak og virkemidler for eksempel fra Det internasjonale energibyrået (IEA), IPCC WGIII, 2014,, Verdensbanken 2015 og IRENA (Renewable Energy Benefits – Measuring the Economics), 2016. Hovedbudskapene kan sammenfattes slik:

  • Det er mulig å skape lavutslippssamfunn som også er velferdssamfunn, og det vil ikke koste særlig mye. En kan samtidig øke energiproduksjonen som er nødvendig for å bringe fattige land ut av fattigdommen.
  • Mye av teknologien og mange av virkemidlene er allerede tilgjengelige.
  • Det er et stort potensiale for å utvikle løsningene videre ved bruk av forskning og utvikling.
  • Kostnadene ved å begrense utslippene slik at temperaturen ikke stiger mer enn 1,5 – 2 grader øker raskt jo lenger en utsetter de nødvendige tiltak.

Med andre ord er løsningen først og fremst av politisk art. En må satse både på å redusere klimagassutslippene og, siden noe økning i global temperatur er uunngåelig, på tilpasning.

Rapporten fra IPCCs arbeidsgruppe III (2014) angir for eksempel at for å begrense CO2-konsentrasjonen i 2100 til 450 ppm vil reduksjonen i konsum være 1,7 % i 2030, 3,4 % i 2050 og 4,8 % i 2100. Spesielt verdien for 2100 er usikker. Disse beregningene tar ikke hensyn til at tiltakene ofte vil ha positive virkninger for helse og miljø (co-benefits).

Rapporten fra IRENA (januar 2016) finner: En dobling av andelen av fornybar energi i den globale energiforsyningen i 2030 vil gi en økning i det globale brutto-nasjonalprodukt sammenliknet med et referansescenario. Økningen er 0,6 – 1.1 % for det mest benyttede “caset”. Økningen i global velferd er større.

Verdensbanken skriver at forbedring av energieffektiviteten har generelt negative kostnader, overgang til mer bruk av elektrisitet relativt lave kostnader, industritiltak litt høyere, mens transporttiltak spenner over et stort intervall i kostnader per tCO2. Rapporten understreker sterkt at enkelte beslutninger binder oss for lang tid, omtalt som «lock-ins».

 De fleste scenarier med mer enn 50 % sannsynlighet for å redusere den globale oppvarmingen til mindre enn to grader krever betydelig bruk av teknologier som gir negative utslipp. Dette kan for eksempel være bruk av bioenergi kombinert med fangst og lagring av CO2 eller direkte uttak av CO2 fra atmosfæren. En grundig undersøkelse av slike teknologier av Smith og medarbeidere (2015) konkluderer blant annet med at å stole på teknologier med negative utslipp i fremtiden, som en begrunnelse for å fortsette med store utslipp fra bruk av fossilt brensel i dag, er svært risikabelt.

Mange forskere mener satsing på kjernekraft er nødvendig i en overgangsperiode. Karbonfangst og lagring er et annet alternativ. Teknisk manipulering, såkalt «geoengineering», diskuteres også. Det omfatter ganske drastiske tiltak som å sende partikler opp i atmosfæren for å begrense innstrålingen og gjødsling av store havområder med jern for å øke algeveksten og dermed opptaket av CO2. En hovedinnvending mot slike tiltak er at det kan medføre alvorlige uønskete bieffekter. Ved mindre drastiske tiltak som å ha ta hensyn til virkningen på albedo (delen av innkommende sollys som reflekteres) ved jord- og skogbruk, er faren for alvorlige uheldige konsekvenser liten, men i de fleste tilfeller er klimagevinsten heller ikke så stor.

Det vil føre for langt å gå inn på mange konkrete forslag til utslippsreduksjoner. Energieffektivisering er i mange tilfeller den beste måten å redusere utslipp av klimagasser. Av konkrete tiltak er mer bruk av varmepumper til oppvarming et effektivt tiltak særlig i Norge der det benyttes mye elektrisk fyring. Elektriske biler er også generelt en fordel. Det vil redusere lokal forurensing og nasjonale utslipp av klimagasser. Men den reelle klimagevinsten er avhengig av hvordan elektrisiteten er fremstilt. Elektrifisering av sokkelen vil redusere nasjonale utslipp. Det kan også redusere globale utslipp, men dette avhenger blant annet av bruk av frigjort gass og virkningsgraden av gassturbiner på sokkelen.

Bedre isolasjon og utnyttelse av varmen i bygninger, mer bruk av kollektivtransport og færre flyreiser, er også viktig.

Reduksjon av avskogning i tropene bidrar til å begrense CO2 utslippene. Bidraget til de globale CO2-utslippene fra avskogning i tropene er nå sannsynligvis omkring 10 %, men usikkerheten er stor. Beregningen av klimagevinsten er enda mer usikker fordi utslipp av andre stoffer som påvirker klimaet, også endres. Det har vært hevdet at dette reduserer klimagevinsten i betydelig grad. Det er selvsagt viktig at tiltak for å begrense avskogningen i et område ikke fører til mer hugst i andre tropiske skoger. Det har også vært trukket fram at reduksjon av hugst i tropisk skog kan føre til mer jordbruk med redusert karbonlager som resultat i områder som ikke er dekket av skog, for eksempel stepper.

Det har vært økende bruk av Såkalt ukonvensjonelle fossile kilder som oljesand og særlig skifergass i senere år. I begge tilfeller er det betydelige lokale problemer som er dårlig kartlagt. Utnyttelse av oljesand krever mye energi, og det totale klimagassutslippet ved utvinning og forbrenning er klart større enn for olje fra vanlige kilder. Ved utvinning av skifergass vil det også slippes ut en del metan, og dette kan medføre at det totale klimagassutslipp kan bli større enn for bruk av kull i alle fall i et 20-årsperpektiv, se Kvåle, Tveitdal & Seip 2015, «Gass ikke stort bedre enn kull».
http://www.aftenbladet.no/meninger/Gass-ikke-stort-bedre-enn-kull-3638380.html

Interesserte lesere henvises også til artikkelen «For lave utslippsmål – ny klimastrategi nødvendig» av Kvåle og Seip.
http://energiogklima.no/kommentar/for-lave-utslippsmal-ny-klimastrategi-nodvendig/

13. Havforsurning har vært nevnt som en annen virkning av CO2-utslipp. Hva er det og hvor alvorlig kan det være?

Surheten i en vandig løsning måles på en pH-skala fra 0 til 14. Nøytralt vann har en pH på 7. Lavere verdi betyr at løsningen er sur, høyere verdi at den er basisk. Skalaen er logaritmisk slik at ved en endring på en pH-enhet blir surheten endret med en faktor på 10.

Havet har en pH på 7,9 – 8,2 i overflatelaget, men det varierer en del både i tid og rom. I dypere lag er pH noe lavere. Havet er altså ikke surt og kommer sannsynligvis heller ikke til å bli det. Men havets pH kan forskyves mot den sure siden, og derfor er det vanlig å snakke om havforsurning. Forsuring av havet skyldes først og fremst tilførsel av karbondioksid (CO2).

Menneskeskapte CO2-utslipp hadde allerede omkring år 2000 senket havets pH med omtrent 0,1 enheter i forhold til førindustriell tid. I år 2100 kan verdien ha sunket med ytterligere 0,2 til 0,3 enheter avhengig av utslippssceneriet. Den største usikkerheten ved beregning av pH endringer på grunn av økt CO2-konsentrasjon ligger i hastigheten som nøytraliseringen foregår med.

Når havet blir surere, avtar karbonatkonsentrasjonen. Konsekvensen er at organismer som danner skall eller skjelett av kalk er spesielt utsatt. Laboratoriestudier har vist at mange, men ikke alle, slike organismer påvirkes negativt når pH i havvann avtar. Det er imidlertid mange ukjente faktorer, og forskerne får noen ganger store overraskelser. Noen arter ser ut til å klare seg selv om pH er svært lav, i det minste over kort tid.

For dannelsen av kalkskall er det pH ved dannelsesstedet som er avgjørende. En nylig publisert studie har vist at enkelte korallarter kan regulere pH der dannelsen foregår slik at endringen her er omtrent halvparten av endringen i de frie vannmassene

Mange marine organismer er utsatt for andre stressfaktorer samtidig med at det er en forsuring. Dette kan være oppvarming, forurensning, fangst eller endringer i havstrømmer. Det er svært vanskelig å forutsi hvordan en kombinasjon av slike stressfaktorer påvirker organismene. Også organismer høyere opp i næringskjeden kan påvirkes, dels ved at artssammensetningen av byttedyr endres, dels ved at respirasjonen påvirkes.

Det er ikke bare pH-endringene som medfører at økende CO2-nivåer påvirker marine arter. Sansene og adferden kan påvirkes mer direkte.