1.1 > Forskellige komponenter i klimasystemet reagerer forskelligt på forstyrrelser. Det dybe ocean er f.eks. en vigtig årsag til den langsomme reaktion af klimaet. Det farvede område på den øverste skala repræsenterer det korte tidsrum i et menneskeliv.

Klimaets inerti

Som vi alle har lært i skolen, er verdenshavene et af de vigtigste elementer i det globale klimasystem. Men hvad betyder “klima” egentlig? Forskellen mellem vejr og klima kan udtrykkes i en enkelt sætning: “Klima er det, man forventer, og vejr er det, man får.” Dette afslører en grundlæggende forskel mellem vejr og klima. Vejrforskning beskæftiger sig med dannelse, bevægelse og forudsigelse af de enkelte vejrelementer som f.eks. et bestemt lavtrykssystem eller en orkan. Klimaforskningen derimod beskæftiger sig med den mere omfattende helhed af lavtrykssystemer og orkaner og beskæftiger sig med spørgsmål som f.eks. hvor mange mellemdybe storme eller orkaner der vil forekomme næste år, eller om de vil blive hyppigere eller mere intense i de kommende år som følge af den globale opvarmning. Udtrykket “vejr” henviser således til kortsigtede begivenheder i atmosfæren, mens “klima” vedrører længere tidsperioder. Når klimaet skal beskrives, anvendes som regel et tidsrum på 30 år som regel som referenceramme. Folk opfatter primært klimaændringer som ændringer i atmosfæriske variabler, f.eks. variationer i temperatur eller nedbør. I princippet kan atmosfæren på grund af sin kaotiske dynamik selv skabe mange naturlige klimaændringer. Et eksempel herpå er den nordatlantiske svingning (NAO), som har stor indflydelse på klimaet over dele af Europa og Nordamerika. Det er en slags trykudsving mellem det islandske lavtryk og Azorernes højtryk, som bestemmer styrken af vinterens vestenvind over Nordatlanten. Hvis disse er stærke, er resultatet mildt og regnfuldt vejr i Vesteuropa; hvis de er svage, er det tørt og koldt. Disse former for naturlige svingninger gør det vanskeligt at genkende antropogene klimaændringer som følge af en forstærket drivhuseffekt.
Atmosfæren er ikke et isoleret system. Den interagerer med andre komponenter i Jordens system – f.eks. oceanerne. Men den er også i kontakt med kryosfæren (is og sne), biosfæren (dyr og planter), pedosfæren (jordbund) og lithosfæren (bjergarter). Alle disse elementer udgør tilsammen klimasystemet, hvis enkelte komponenter og processer er indbyrdes forbundet og påvirker hinanden på forskellig vis. 1.2 > Klimasystemet, dets delsystemer og relevante processer og vekselvirkninger.

Atmosfæren er ikke et isoleret system. Det interagerer med andre komponenter i jordsystemet – f.eks. oceanerne. Men den er også i kontakt med kryosfæren (is og sne), biosfæren (dyr og planter), pedosfæren (jordbunden) og lithosfæren (bjergarter). Alle disse elementer udgør tilsammen klimasystemet, hvis enkelte komponenter og processer er indbyrdes forbundet og påvirker hinanden på forskellig vis.

Extra InfoSvært at påvise menneskeskabte klimaændringer

Disse komponenter reagerer alle på ændringer med forskellig hastighed. Atmosfæren tilpasser sig til forholdene på Jordens overflade, f.eks. havets temperatur eller isdække, inden for få timer til dage. Desuden er vejret variabelt og kan kun forudsiges nogle få dage i forvejen. Det har faktisk vist sig, at den teoretiske grænse for vejrets forudsigelighed er omkring 14 dage. Strømmene i dybhavet har imidlertid brug for flere århundreder til at reagere fuldt ud på ændrede randbetingelser som f.eks. variationer i den nordatlantiske svingning, der forårsager ændringer i temperatur og nedbør ved havets overflade og dermed driver bevægelser i større dybder. En stor kontinental ismasse som f.eks. den antarktiske indlandsis vil som følge af klimaændringer formentlig undergå ændringer over mange årtusinder, og uden modforanstaltninger vil den gradvist smelte på denne tidsskala. Klimaets forudsigelighed er baseret på samspillet mellem atmosfæren og de mere inaktive klimasubsystemer, navnlig havene. Inden for dette system bevæger de forskellige komponenter i klimasystemet sig med helt forskellige hastigheder. Lavtrykssystemer kan drive hundredvis af kilometer i løbet af få dage. Havstrømme derimod bevæger sig ofte med nogle få meters hastighed i minuttet. Desuden har de enkelte komponenter forskellige varmeledningsevner og varmekapaciteter. Vand kan f.eks. lagre store mængder solvarme i lange perioder.
Klimaændringer kan udløses på to forskellige måder – af interne og eksterne kræfter. De interne kræfter omfatter:

• ændringer i en enkelt klimakomponent, f.eks. en unormal havstrøm;
• ændringer i samspillet mellem forskellige klimakomponenter, f.eks. mellem havet og atmosfæren.

I forhold til disse ser de eksterne mekanismer ved første øjekast ud til ikke at have noget med klimasystemet at gøre. Disse omfatter:

• Den meget langsomme drift af kontinenterne, som flytter landmasser ind i forskellige klimazoner over millioner af år;
• Den skiftende intensitet af den stråling, som solen udsender. Solens strålingsenergi svinger over tid og ændrer temperaturerne på Jorden;
• Volkanudbrud, som sprøjter aske og svovlforbindelser ud i atmosfæren, påvirker Jordens strålingsbudget og påvirker dermed klimaet.

Koldioxid og drivhuseffektenAtmosfæren bliver mere og mere beriget med kuldioxid (CO2), eller mere præcist med kuldioxid og andre klimarelevante sporegasser. I første omgang lader de den indkommende kortbølgede stråling fra solen passere igennem. Denne energi omdannes til varme ved jordens overflade og udsendes derefter tilbage som langbølget stråling. Gasserne i atmosfæren forhindrer, ligesom glasruderne i et drivhus, denne langbølgestråling i at slippe ud i rummet, og jordens overflade opvarmes.

Hvordan mennesket ændrer klimaet

Den menneskelige påvirkning af klimaet er steget kraftigt i løbet af de sidste hundrede år. Vi udleder store mængder af klimarelevante sporgasser i atmosfæren. Dette ændrer atmosfærens strålingsbalance og fører til global opvarmning.
Ud over kuldioxid omfatter disse sporgasser metan, lattergas (lattergas), halogenerede fluorcarboner, perfluorerede kulbrinter og svovlhexafluorid. Men kuldioxid (CO2) er særlig vigtig for Jordens klimasystem, fordi den globale produktion er så enorm. Det frigives primært ved afbrænding af fossile brændstoffer (olie, naturgas og kul) i kraftværker, bilmotorer eller i husholdningernes opvarmningssystemer. Dets atmosfæriske niveau er steget til næsten 390 ppm (parts per million) i dag sammenlignet med den førindustrielle værdi på 280 ppm. Med denne stigning er temperaturen også steget i løbet af det 20. århundrede. De internt drevne ændringer i havene, som f.eks. ændringer i Golfstrømmen, sker også inden for en tidsramme på årtier eller få århundreder. Disse har en afgørende indflydelse på klimaet og på koncentrationen af drivhusgasser i atmosfæren, fordi de er stærkt involveret i de globale massekredsløb som f.eks. kulstofkredsløbet. F.eks. opløses CO2 let i vand. Men havene har optaget omkring halvdelen af al den kuldioxid, der er produceret ved afbrænding af fossile brændstoffer siden begyndelsen af den industrielle revolution, hvilket klart har domineret de naturlige variationer. Om klimaet vil ændre sig i fremtiden, og hvor meget, kan derfor også udledes af havene. Klimaet vil ændre sig meget langsomt i fremtiden, fordi havene med deres enorme vandmængder reagerer meget langsomt på ændringer. Derfor vil mange, men ikke alle konsekvenserne af de klimaændringer, der er udløst af menneskelig aktivitet, først gradvist blive mærkbare. Nogle af disse konsekvenser kan faktisk være irreversible, når visse tærskelværdier overskrides. På et tidspunkt vil det f.eks. ikke længere være muligt at standse den fuldstændige afsmeltning af den grønlandske indlandsis og den deraf følgende stigning i havniveauet på syv meter. Tærskelværdien er imidlertid ikke præcist kendt. Men én ting er sikkert: Selv hvis udledningen af kuldioxid blev stabiliseret på det nuværende niveau, ville det ikke føre til en stabilisering af kuldioxidkoncentrationen i atmosfæren, fordi kuldioxid er ekstremt langlivet, og kuldioxidsænkene, hovedsagelig havene, absorberer det ikke så hurtigt, som vi producerer det.

Situationen er anderledes for kortlivede sporegasser som metan (CH4). Hvis metanemissionerne blev stabiliseret på det nuværende niveau, ville metankoncentrationen i atmosfæren også blive stabiliseret, fordi metan mindskes i atmosfæren med omtrent samme hastighed, som det udledes. For at kuldioxidkoncentrationen kan holdes på et givet niveau, skal emissionerne reduceres til en brøkdel af de nuværende mængder. 1.4 > Selv hvis det er muligt at reducere udledningen af drivhusgasser, og især CO2, betydeligt inden udgangen af dette århundrede, vil virkningerne stadig være omfattende. CO2 har en lang levetid og forbliver i atmosfæren i mange århundreder. Derfor vil temperaturen på Jorden fortsætte med at stige med nogle få tiendedele af en grad i et århundrede eller længere. Da varmen trænger meget langsomt ned i havets dybder, udvider vandet sig også langsomt, og havniveauet vil fortsat stige gradvist over en lang periode. Afsmeltning af de store kontinentale iskapper i Antarktis og Grønland er også en meget gradvis proces. Smeltevand fra disse vil strømme ud i havet i århundreder eller endda årtusinder, hvilket får havniveauet til at fortsætte med at stige. Figuren illustrerer princippet om stabilisering ved vilkårlige CO2-niveauer mellem 450 og 1000 dele pr. million (ppm) og viser derfor ikke nogen enheder på responsaksen

En truende katastrofe

Længe efter stabiliseringen af kuldioxidniveauet vil klimaet stadig fortsætte med at ændre sig på grund af dets inerti. Klimamodellerne viser, at temperaturen i luften nær overfladen vil stige i mindst hundrede år endnu. Havniveauet vil fortsat stige i flere århundreder, fordi havvandet udvider sig langsomt som følge af den gradvise opvarmning af dybhavet, og fordi de kontinentale iskapper i Arktis og Antarktis sandsynligvis vil reagere meget langsomt på opvarmningen af atmosfæren, og gletsjerne vil fortsætte med at smelte i mange årtusinder. Der vil derfor gå lang tid, før havniveauet opnår en ny ligevægt. Men forskerne mener også, at det er muligt, at Grønlands indlandsis, hvis opvarmningen er kraftig, kan smelte helt inden for dette årtusinde og forsvinde ud i havet. Indlandsisen kunne faktisk bryde fra hinanden, og gigantiske stykker kunne falde ned i havet. De enorme mængder ferskvand kunne forårsage en kritisk ændring i havets cirkulation, f.eks. i Golfstrømmen. I et ekstremt scenarie kan havniveauet stige med mere end en meter pr. århundrede og regionalt med endnu mere.
Klimasystemets inerti og faren for, at udviklingen er irreversibel, bør være tilstrækkelig grund til at træffe fremadrettede foranstaltninger. Man bør altid huske på, at de virkninger af klimaændringerne, der kan måles i dag, endnu ikke afspejler det samlede omfang af de klimaændringer, som mennesket allerede har forårsaget i fortiden. Menneskeheden vil først begynde at mærke dem tydeligt om nogle få årtier, men er nødt til at gribe ind med det samme.1.5 > For at gøre opmærksom på truslen fra den globale opvarmning afholdt regeringen i Republikken Maldiverne et møde på havbunden i efteråret 2009 lige før topmødet i København.