Klimatförändringar genom jordens historia Lärande för hållbar utveckling ht 2008 Mikael Berglund Institutionen för naturvetenskap, MIUN Mikael.Berglund@miun.se 060-148797
Sammanfattning: Dagens situation: klimat globalt och klimatändringar Klimatöversikt: jordens historia Orsaker till klimatändringar Framtiden
- Solinstrålning värmer atmosfär och markytor - Växthuseffekten värmer Jorden ca 33 - Solens strålning värmer jordytan - Jorden sänder ut långvågig (värme)strålning - En del av denna absorberas av växthusgaser som vattenånga, koldioxid och metan - Växthuseffekten har genom Jordens historia bidragit till att hålla planeten lagom varm - Idag bidrar ett av människan skapat tillskott av fr.a. koldioxid och metan till en förstärkt växthuseffekt Solinstålning Långvågig strålning absorberas: energin blir kvar i atmosfären
Värmefördelning över jorden - Jorden tar emot mer värme från solen vid ekvatorområdena och omfördelar den mot polerna genom vindar och havsströmmar Instrålningsunderskott -överskott -underskott Nordpolen ekvatorn Sydpolen
- Klimatet på jorden blir varmare http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:instrumental_temperature_record_png
- Koldioxidökning huvudorsak (OBS tidsskalan!) http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:carbon_dioxide_400kyr_rev_png
Dagens situation: klimat globalt och klimatändringar Klimatöversikt: jordens historia Orsaker till klimatändringar Framtiden Jordens klimathistoria? osäkrare bakåt i tiden...
- Historisk tid: information från t.ex. historiska källor, trädringar och glaciärborrkärnor Ca 1º http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:2000_year_temperature_comparison_png
Vår mellanistid: rätt stabilt klimat trots allt - trädringar, isborrkärnor, sedimentborrkärnor ger data Ca 2º http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:holocene_temperature_variations_rev_png
Istidens klimatväxlingar: kast mellan kallt och varmt. - Härnedan: Antarktisborrkärnor; kring Nordatlanten växlade klimatet ändå mer! http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:ice_age_temperature_rev_png
- Senaste årmiljonerna: jorden går in i istidsklimatet som är mer instabilt än tidigare. Temperaturspann globalt 8-9 ºC Nutid http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:five_myr_climate_change_rev_png
- Istidsskeden har funnits tidigare i jordens historia http://www.snowballearth.org/week1.html
- Även mildare skeden har funnits... http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:phanerozoic_climate_change_rev_png
... delvis knutet till koldioxidhalt http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:phanerozoic_carbon_dioxide_png
- En extrem situation uppkom för ca 55 milj år sedan The Paleocene-Eocene Thermal Maximum is labeled PETM and is likely to be understated by a factor of 2 or more due to coarse sampling and averaging in this data set. http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:65_myr_climate_change_rev_png
- Tillbaka till nutiden: ännu måttlig värmning men mer är att vänta http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:instrumental_temperature_record_png
Dagens situation: klimat globalt och klimatändringar Klimatöversikt: jordens historia Orsaker till klimatändringar Framtiden Några har vi redan tagit upp...
Oberoende klimatfaktorer Solen Jordens rörelse kring solen Faktorer på Jorden: hit hör en rad saker som hänger samman på ett eller annat sätt, t.ex. - - växthusgaser (t.ex. CO 2 -halt) - kontinenters och havsströmmars lägen (jmf Golfström!) - vulkanism och plattektonisk aktivitet (stoft o CO 2 i atmosfären) - livet på Jorden (ändrar atmosfärens sammansättning) - sedimentbildning (för bort C ur kretslopp) -...
- Växthuseffekten har vi berört redan, men det lönar sig att titta på enskilda detaljer
- Koldioxidvariationen igen: vår egen tid sticker av påtagligt http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:carbon_dioxide_400kyr_rev_png
-CO 2 är knutet till kolets hela kretslopp: biomassa, sediment och bergarter är viktiga reservoarer,vilkas kolinnehåll har varierat mycket genom Jordens historia ("GtC" = GigaTons of Carbon, circa 2004). The sediments do not include the ~70 million GtC of carbonate rock and kerogen. http://earthobservatory.nasa.gov/library/carboncycle/carbon_cycle4.html
- Det finns andra växthusgaser som per molekyl är mycket effektivare än koldioxid Ur Bogren m.fl 2006: Klimatförändringar
Olika gaser har olika förmåga att absorbera långvågig strålning: Inte bara halten är betydelsefull! Obs - LOSU: level of sci. understanding! IPCC 2007: Summary for policymakers, p. 4
Ett katastrofscenario: tillskott av metan från havssediment skapar accelererande uppvärmning (kartan nedan visar var s.k. metanhydrater finns idag i offshore-lägen ; därutöver finns de även i tundraområden) http://pubs.usgs.gov
Metanhalten har ökat i atmosfären, troligen ända sedan odling inleddes (många 1000 år sedan). Ökningen tycks ha bromsats under senare tid (bilden visar 1984-2005). Metan finns i mycket mindre halter än koldioxid, och bryts ned i atmosfären, men är en effektivare växthusgas http://en.wikipedia.org/wiki/image:methane-global-average-2006.jpg; urspr NOAA
Samband mellan oceanografi och klimat: Golfströmmens vatten sjunker, utrymme skapas för mer varmt ytvatten arktisk havsis öppet hav: Grönlandshavet, Norska havet avkylning Kallt, salt vatten sjunkning Nordatlantiska strömmen ( Golfströmmen ): varm, salt vatten Havsströmmar kan leta sig över trösklar: täthetsskillnader avgör! Djupvatten: North Atl Deep Water, NADW
- Solen som klimatfaktor: Solenergiutflödet är stort då fler solfläckar uppträder --- 1600-talet: riktigt kallt enligt historiska källor! 1900-talet: viss samvariation med temperaturändring http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:sunspot_numbers_png
Mer av isotopen beryllium-10 bildas i atmosfären då solintensiteten är lägre: genom att mäta mängden av denna isotop i sediment eller glaciäris får man ett mått på solintensiteten bakåt i tiden. Bilden här visar hur solfläckantal och berylliumisotophalt stämmer överens. http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:solar_activity_proxies_png
Milankovitch-cykler: jordens bana varierar, alltså gör fördelningen av solenergi det också i tid och rum http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/time1/milankov.htm
Dessa variationer kan beräknas noggrant, och hög sommarvärme på N halvklotet sammanfaller med isavsmältningsskeden http://en.wikipedia.org/wiki/image:milankovitch_variations.png
Dagens situation: klimat globalt och klimatändringar Klimatöversikt: jordens historia Orsaker till klimatändringar Framtiden... så vitt vi kan se...
Temperaturhöjning: obs att höga latituder för större höjning än genomsnittet! http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:global_warming_predictions_png
Havsnivån höjs också... www.globalwarmingart.com
... men här motverkar vår landhöjning en hel del 0 till 90cm i olika delar av Sverige http://www.globalwarmingart.com/wiki/image:sea_level_projections_png
SLUT men säkert inte det sista du hör om detta!