Hur fungerar växthuseffekten?

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Hur fungerar växthuseffekten?"

Rasmus Bengtsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Hur fungerar växthuseffekten? Professor Lennart Bengtsson Environmental System Science Centre University of Reading, UK Max Planck institute for Meteorology Hamburg, Germany

2 Vad vet vi om växthusgaserna Är känd och påvisad sedan första hälften av talet. En enkel strålningsbalansräkning visar att jordens temperatur skulle vara ca 33 C lägre utan växthusgasernas inflytande. Den nuvarande koncentrationen av koldioxid bidrar med ca 7C Vattenånga, Koldioxid, Metangas, Freongaser etc är exempel på naturliga och artificiella växthusgaser Det är mycket stora skillnader mellan uppehållstiden i atmosfären, varierande från ca 1 vecka (vattenånga) till år eller längre ( som SF6)

Den nuvarande koncentrationen av koldioxid bidrar med ca 7C Vattenånga, Koldioxid, Metangas, Freongaser etc är exempel på

3 Varför varierar jordens klimat Variationer i solstrålningen Variationer i jordbanan Ändringar i atmosfärens sammansättning Variationer i naturliga och antropogena aerosoler Interna variationer i klimatsystemet

atmosfärens sammansättning Variationer i naturliga

4 Temperaturändringar Den globala temperaturen vid jordytan Regionala temperaturändringar Temperaturen i troposfär och stratosfär

6 Temperature anomalies Johannessen et al. 2003

7 Arctic temperatures after Walsh and Polyakov et al. Arctic S urface Air Temperature anomalies from Polyakov et al. (2

13 TSI ( ) After C Frolich (2005) ISSI, Bern

14 Vilka är de troliga orsakerna till den globala uppvärmningen under de seanaste 100 åren Externa effekter kan sannolikt uteslutas åtminstone efter 1978 då vi har noggranna satellitmätningar Effekten av vulkaniska aerosoler är numera väl kända efter studier av El Chichon(1984) och Pinatubo(1991). Avkylningen är begränsad till 1+3 år Icke-klimatbetingade ändringar i jordytans albedo kan vidare uteslutas Naturliga variationer är mindre och är mer regionala till sin natur Uteslutningsmetoden ger att den troligaste orsaken är ändringar i atmosfärens sammansättning och i aerosolerna

16 Annual increase in GHG forcing

20 Växthuseffekten Kan den observeras Hur stor är den Hur påverkar den temperaturen i atmosfären

21 The greenhouse effect

22 The greenhouse effect

23 An Assessment of Climate Feedbacks in Coupled Ocean- Atmosphere Models Soden and Held, July 2006, Journal of Climate Investigating 14 climate models used in the IPCC 4th assessment using SRES A1B scenario Water vapor provides the largest positive feedback and the strength of this feedback can be estimated assuming constant relative humidity in all models Surface albedo provide a positive feedback for all models Clouds provide the largest source of uncertainty in current model projections, but provide a positive feedback in all models

24 Hur reagerar klimatsystemet Återkopplingseffekter förstärker uppvärmningen Vattenånga som följer temperaturen Markytans albedo ( mindre snö och is) Senaste modellberäkningar visar att även molneffekten bidrar (huvudsakligen minskade stratiforma moln) Temperaturändringen är ej direkt korrelerad med den direkta strålningseffekten utan snarare med återkopplingseffekterna

25 The feedback problem

26 The feedback problem

27 The feedback problem

28 Feedback results from different models

29 Hur stor är växthuseffekten En fördubbling av momentant reducerad utstrålning på ca 4W per m2 Det totala bidraget motsvarar en temperaturökning på 2-4 C På grund av klimatsystemets tröghet anpassar sig klimatet långsamt ( åtskilliga decennier) till denna högre temperatur. klimatsystemet är i obalans då utstrålningen är mindre än instrålningen Följaktligen finns en icke realiserad temperaturhöjning på ca 0.7 C

34 Climate+Carbon Cycle Feedback Analysis. Results from the C4MIP Model Intercomparison Friedlingstein et al, July 2006, Journal of Climate There was unanimous agreement among models that future climate change will reduce the efficiency of the Earth system to absorb the anthropogenic carbon perturbation. By the end of the 21st century the additional CO2 varied between 20 and 200 ppm, the majority of models lying between 50 and 100 ppm The additional warming ranging between 0.1 and 1.5 C

35 Naturliga klimatvariationer Klimatet varierar naurligt En av de största bidragen kommer från El Nino Mycket stora klimatvariationer har vi i inte minst i Europa och Arktis Dessa variationer är signifikanta och kan dominera klimatet i flera decennier

36 Ensemble climate trends averaged for different time-periods (T/decade) 1-30 years 1-80 years

37 Delworth and Knutson, 2000 Monte-Carlo simulations with a coupled AO GCM: one out five simulations almost perfectly reproduced the observed global temperature variability. obs exp 3

38 IPCC AR4 Arctic Temperature Anomalies by AOGCMs 20 th Century (20C3M) Courtesy, J Overland 11/20 models have decadal signal PIcntrl (Control Runs) 10/20 models have decadal signal

39 Predictability of snow in Germany

40 Köppen climate zones Main groups A: Tropical rainy climate, all months > +18 C B: Dry climate, Evaporation > Precipitation C: Mild humid climate, coldest month +18 C - -3 C D: Snowy - forest climate, coldest month < -3C but warmest > +10 E: Polar climate, warmest month < +10 C ET: Tundra climate, warmest month > 0 C Subgroups f : Moist, no dry seasons w: Dry season in winter s : Dry season in summer

41 Köppen climate zones ECHAM5 simulated ERA40 determined from analyses.

42 Present climate Coupled Model T63L31 Future climate

43 Storm tracks at high NAO ( >2 sd, left) and low NAO ( < 2 sd, right) Intensity and density (top)and generation (below)

44 Storm track density difference between scenario A1B ( aver. cond and ( aver. cond ) for the ECHAM 5 model. NH left and SH right. Note the poleward change of the storm track at the SH

45 END

46 Simulation of hurricane trajectory during 30 years ECHAM5 model at T213 resolution T213 Cyclones (>1x10 3 sec -1 ), Storms with 850 mb max. vorticity stronger than 10-3 s-1 Selected storm trajectory

Relevanta dokument

Vad händer med jordens klimat?

Vad händer med jordens klimat? University of Reading, UK ISSI, Bern, Schweiz Week of March 11, 2012: 394. 3 ppm 1960-70: + 10 ppm 2000-10: + 20 ppm Radiation effect from human greenhouse gas emission 1979-2009