Tag - Forskning

Kan man blanda en kall sommar med global uppvärmning?

Samtidigt som vi i Sverige har haft en regnig och i vissa avseenden sval sommar så har det slagits värmerekord på många andra platser runt om på Jorden. Ändå har media inte lyckats beskriva det nyckfulla vädret i relation till de pågående klimatförändringarna.

I USA har den extrema värmen och bristen på vatten fått allt fler att fråga sig om det trots allt inte ligger något i forskarnas enträgna talande om global uppvärmning. Detta i ett land som präglas av såväl några av de mest framstående klimatforskarna som beslutsfattare som förnekar vetenskapliga resultat.

Här i Sverige har vi under flera år haft en betydligt mer öppen och ödmjuk hållning till klimatfrågorna. Men trots att det ofta poängterats att det är skillnader mellan väder och klimat så har den ”usla” svenska sommaren gjort att en och annan kanske tvivlar på att det pågår en global uppvärmning med klimatförändringar som följd. ”Det skulle ju bli varmare, hur kan det då vara så kall sommar?”.

Bild 1. Normalfördelning av temperaturavvikelser för juni-juli-augusti landmassan på norra halvklotet relativt medelvärdet mellan 1951-1981. I denna sammanställning visar det sig att 50-, 60- och 70 talet hade i stort sett samma fördelning av temperaturer (även illustrerat med svart linje). Men under 80-, 90- och 00-talet har det skett en förändring av fördelningen av temperaturer. Det som på 1950-70-talet var osannolikt varmt har nu blivit betydligt mer sannolikt. Kurvorna har också blivit mer tillplattade, det är fortfarande inte osannolikt med kalla somrar, trots att förekomsten av de varma har blivit väsentligt vanligare. Från Hansen et al 2012.

Det förefaller osannolikt att allmänheten skulle kräva minskade utsläpp av växthusgaser om man dels inte ser tydliga orsakssammanhang och dels inte upplever konsekvenserna som skrämmande nog för att vilka undvika. Det är också tydligt att vi människor tar till oss av fakta främst när vi kan verifiera dem med egna observationer, helst upplevelsebaserade.

Men kan man verkligen koppla enskilda händelser och extremväder som stormar, översvämningar, torka och värmeböljor till klimatförändringarna? Frågan har ställts många gånger i media och så gott som konsekvent har forskare och andra experter svarat något i stil med ”…man kan inte koppla en enskild händelse till klimatförändringarna…”

Men hur blir det om det dyker upp väldigt många enskilda händelser? Kan inte de kopplas till klimatförändringar? Jo de kan det, men den frågan får sällan forskaren och experten i media, för där behandlas enskilda händelser som enskilda händelser, inte som delar i ett sammanhang.

Men när man sammanställer enskilda händelser i ett sammanhang, t.ex. alla temperaturer i form av temperaturavvikelser från ett medelvärde i ett diagram (se bild 1) så framträder en tydlig förändring. Det som var osannolikt i fråga om värmeböljor på 1950-, 60- och 70-talet har nu blivit betydligt mer sannolikt!

Hela intervallet av temperaturer har skiftat till höger, dvs till det varmare. Vi har tidigare talat om att jordens medeltemperatur stiger, men här ser vi mer konkret vad det kan innebära. I diagrammet visas hur medeltemperaturen för juni-juli-augusti för norra halvklotets landmassa har varit i relation till tidigare år. Man jämför block om 11 år (t.ex. 2001-2011) med varandra. Som synes så var det relativt lika under 1951-1981, men därefter blir det varmare.

Normalfördelningskurvan kan ses som en beskrivning av sannolikheter för att sommarens temperaturer skall avvika från medelvärdet. Det som tidigare var behäftat med liten sannolikhet, t.ex. 3 grader varmare än normalt, har på 2000-talet blivit om inte vanligt så i alla fall betydligt mer sannolikt.


Bild 2. Principdiagram över normalfördelning och standardavvikelse. Från Wikipedia.

I statistiska sammanhang har man definierat begreppet standardavvikelse (σ). Den är ett mått på hur mycket de enskilda värdena i en population avviker från medelvärdet (μ). Inom +/-1 standardavvikelse finner man 68,2% av de enskilda fallen. Det kan även beskrivas som att det är 68,2% sannolikhet att ett slumpvis tal i hela mätserien faller inom en standardavvikelse.

Som synes i bild 2 så minskar sannolikheten för händelser med ökad standardavvikelse. Sannolikheten för att något skall vara över (eller under) tre standardavvikelser (3σ) i en normalfördelning är 0,13%. Dvs om klimatet hade varit normalt (i det här fallet definierat som det var under perioden 1951-1981) så skulle bara 0,13% av alla mätstationer över norra halvklotet registrera den typen av extremvärme.

Men eftersom normalfördelningen har förskjutits sedan 80-talet (se bild 1) så har det som tidigare var tänkbart men ovanligt (temperaturer över 3σ) ökat i sannolikhet från 0,13% till omkring 10% sannolikhet! Sannolikheter för värmeböljor har alltså ökat från några promille till ca tio procent.

Det är därför inte förvånande att det varit flera omfattande värmeböljor och torrperioder de senaste åren. T.ex. Europa 2003, Ryssland 2010, Mexico och södra USA 2011 samt USA 2012.

I media har anledningen till dessa värmeböljor ofta varit i form av väderförklaringar: ”blockerande högtryck…”, ”kraftig La Niña…” ”sydliga vindar” osv. Det må stämma ur ett meteorologiskt perspektiv, men anledningen till att värmeböljorna blir så kraftiga, uppträder så ofta, täcker så stora områden och varar så länge är beroende av att klimatet har förändrats. Det har blivit varmare och normalfördelningskurvan över temperaturer har förändrats.

Bild 3a och b. Det har skett en omfördelning av vad som är vanligt. De tre ytorna med blå, vit och röd färg i bild 3a är alla lika stora och representerar 33,3% av temperaturmätningarnas avvikelse från medelvärdet under juni-aug 1951-1980 för norra halvklotet. I bilden till vänster (3b) syns hur antalet varma sommardagar (rött) har ökat markant om man jämför 2001-2011 med 1951-1980. Därtill har det börjat uppträda situationer med extrem värme (mörkrött) vilket var mycket sällan förekommande tidigare. Från Hansen et al 2012.

Normalfördelningskurvan har också blivit mer ”tillplattad”. Sannolikheten för ”kallare än normalt” har förvisso minskat, men den har inte minskat lika mycket som ”mycket varmare än normalt” har ökat. Man skall därför inte vara förvånad om det dyker upp en säsong med kallare väder som t.ex. den svenska sommaren 2012.

Klimatförändringarna har hittills medfört att sannolikheten för en sommar som är kallare än normalt har minskat från 33% till ca 15%. Sannolikheten för att sommaren skall bli varmare än normalt har ökat från 33 till ca 50%. Och/men mest skrämmande av allt är att sannolikheten för extremt varma somrar har ökat från blygsamma 0,13% till storleksordningen 10%.

Vårt klimat uppvisar nu mer extremer än det gjorde för bara en generation sedan!

Ovanstående resonemang leder inte bara till slutsatsen att sannolikheten för att värmeböljor skall uppstå har ökat. Den är ett krasst konstaterande av att det redan har skett ett större antal värmeböljor, såväl som vanliga varma dagar, än för en generation sedan.

Och klimatet kommer att fortsätta att förändras i samma riktning som hittills. Det blir varmare och sannolikheten för extrem värme kommer att öka. Detta beroende på att planetens energibudget är ur balans. Planeten strålar inte ut lika mycket energi som vi tar emot. Det leder till en ackumulation av energi vilket i sin tur leder till att temperaturerna stiger.

Bli inte förvånad om det oftare än förr blir missväxt, skogsbränder och sinande vattenreservoarerna. På global skala. Det händer redan i större utsträckning än det hade gjort om det inte var för den globala uppvärmningen vi nu bevittnar. Och klimatet har inte kommit för att stanna, det fortsätter att förändras -åt det varma hållet.

/Martin

PS. Till uppvärmningen hör även att det hydrologiska kretsloppet, dvs avdunstning och nederbörd, ökar. Det betyder i korta drag att vi även kan förvänta oss att det blir torrare på en del ställen och blötare på andra. DS.

Vad orsakar klimatförändringar?

De flesta vetenskapsredaktioner har en saklig beskrivning av klimat och miljöproblem. Men genrellt inom media finns det för lite sakkunskap i naturvetenskapliga frågor vilket gör att frågorna blir stereotypa.

Om man medialt haft en bredare och generellare syn på miljöproblem så hade det nog varit lättare att acceptera orsakerna till klimatförändringar.

Forskarna själva inte är så bra på kommunikation och så få journalister har de naturvetenskapliga fackkunskaper som krävs för att läsa naturvetenskapliga och tekniska facktidningar.

Tänk om tex ABC, Atmospheric Brown Cloud, hade fått samma uppmärksamhet som fossilt koldioxid. Det har förvbisso till viss del fossilt kol som källa, men till stor del består det av av rester från förbränning av biomassa och kobajs. Till viss del är detta orsakat av storindustri, till viss del av enskilda jordbruk och fattiga hushåll.

Hade det inte då varit lättare att erkänna/inse att  klimatförändringar är ett problem? Och att de orsakas av såväl växthusgaser som aerosoler (partiklar som sot, svavel mm) Att vi måste göra något åt ABC? Och därmed både åt fossilt kol, fattigdom och förbränning av biomassa? Och andra växthusgaser som metan, lustgas, marknära ozon och freoner.

http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/323/5913/495

http://www.dn.se/DNet/jsp/polopoly.jsp?d=597&a=876437

http://www.svd.se/nyheter/inrikes/artikel_2363429.svd

Rent vetenskapligt behöver det inte vara någon debatt kring de grundläggande klimatfrågorna i sig. (Tex är det mycket tydligare koppling mellan växthusgaser och klimatförändringar än det är mellan rökning och cancer.) Däremot bör vi debattera hur vi skall lösa problemen.

Förmodligen är skuldbördan för tydlig. Man vet för säkert att det är det fossila kolet (symboliserat av oljan och därmed vår västerländska livsstil) som är problemet. Diskussionen blir då stereotyp och det uppstår låsningar av typen ”rör inte min rätt att köra bil”.

Det är inte det det handlar om! Frågorna handlar om hur vi skall hantera vår situation när planeten nu genomgår kraftiga och snabba klimatförändringar, vi blir fler människor (både belastningen och behoven ökar),  vår tillgång till billig energi minskar, vår infrastruktur för att använda energin blir obsolet (vi borde haft något alternativ till fossilbilar) och resiliensen i ekosystemen minskar.

Orsakerna är många, vi måste se dem alla. Och vi måste göra… nåja borde ha gjort… något åt problemen.

Ett delikat problem är att partiklarna i ABC-molnet har en netto avkylande effekt medan de extra växthusgaserna värmer. Molnets livslängd sedan man upphör med förbränningen är ett par veckor medan växthusgaserna finns kvar i tiotals till hundtatals år.

/Martin

Forskarnas tystlåtenhet och haven

James E Hansen, forskare vid NASA och professor vid Columbia University, skriver i en debattartikel att forskarvärldens tystlåtenhet (scientific reticence) hindrar kommunikationen av hoten kopplade kring en potentiellt kraftig höjning av havsnivån.

Hansen påpekar att trögheter i havssystemen gör att vi redan idag kan ha skapat situationer som vi inte kan kontrollera i framtiden. När naturen skapar glaciärer sker det genom en långsam, torr, process som gör att havsnivån sakta sjunker. När istället glaciärerna smälter är det en snabb, och i högsta grad ickelinjär, process. Bara för att havsnivån just nu “bara” stiger med 3,3 mm varje år så betyder inte det att det inte kan ske kraftigare i framtiden.

Hansen ger exempel på en situation för tre miljoner år sedan då jordens medeltemperatur var 2-3 grader varmare än idag och havsnivån 25 meter (+/-10 meter) högre än idag. Vidare ger han exempel på att en väsentlig del av obalansen i strålningen mellan inkommande och avgivande energi till/från jorden går åt till att höja havens temperatur. Men om obalansen i  energiflödet istället gick åt för att smälta isar så motsvarade det redan idag ca en meter högre havsnivå. Vad är det som hindrar en förskjutning av energiflödet till att i större utsträckning smälta glaciärer i framtiden?

Vidare att IPCC’s projektioner på 20-60 cm högre havsnivå inom detta århundrade inte innefattar “rapid dynamic changes in ice flow”, i princip kollaps av ismassor istället för en långsam avsmältning. Det är inte så att IPCC inte beskriver snabba förlopp, men dess ovilja att kvantifiera den -eftersom den är så svår att beräkna- invaggar allmänhetens i en falsk trygghet av att forskarvärlden har kontroll på viktiga systemförändringar.

Tystlåtenheten kan vara ett resultat av vetenskapliga metoder. Framgång inom vetenskaplig forskning är kopplat till objektiv skepticism. Försiktighet har sina meriter och det är sunt att ifrågasätta det man observerar om och om igen innan man drar sin slutsatser.

Men Hansen menar att frågan om havsnivån är så fundamentalt viktig att vi inte får undanhålla oss möjligheten att den faktiskt kan stiga avsevärt mycket mer, och snabbare, än vad IPCC angivit. Ansvaret för att tolka storleksordningen och konsekvenserna av detta ligger på forskarvärlden.

/M. Hedberg

Att flyga supersonic

Någonstans inom oss bor en optimist som säger att det vi inte förstår, det behöver vi inte kunna. Fast å andra sidan behöver vi ju forska för att lära oss mer? Ja, men det är bara för att kunna hantera det i framtiden. För det är först när vi förstår saker och ting som de blir betydelsefulla. Väl?

Innan vi kunde transportera oss snabbare än ljudet så var det inget problem. Så kom man på att man skulle kunna flyga snabbare än ljudet rörde sig. Fascinerande tanke, vad händer när man rör sig snabbare än ljudet? Och vad händer i själva övergången? Att skjuta en gevärskula i överljudsfart, det är en sak, men att sitta i en maskin som passerar ljudvallen, det skulle vara en bedrift (Första gången av Chuck Yeager 14 oktober 1947 i Bell X-1 “Glamorous Glennis”, ett raketdrivet flygplan som dropstartade från en B-29). Man fortsätter forska och experimentera och nu kan vi väl säga att människan kan genomföra flygningar i överljudsfart på ett kontrollerat sätt.

Dyker det upp problem så kan vi lösa dem.

Är det inte på samma sätt med klimatet? Än har vi inte förstått allting, men när vi väl har gjort det så kan vi fixa till det?

Nej, så kommer det inte att gå till. För det första så kan vi faktiskt få problem, även om vi inte visste varför de uppstod.
För det andra så vet vi tillräckligt om vad som orsakar variationer i klimatsystemet (solinstrålning, albedo, växthusgaser mm) och ändå följer vi inte våra egna rekommendationer till fullo.
För det tredje så kan man inte “fixa” systemet efteråt eller få de redan skapade problemen ogjorda.

Det är inte som att bygga ett nytt bättre flygplan efter att det första kraschade. Vi håller på med ett (gigantiskt) experiment. Vi har bara ett försök på oss och det vi experimenterar med är… hela planetens klimatsystem. Ett klimatsystem som inte bara innefattar atmosfären, utan även alla växter och djur, oss själva, våra samhällen och vår framtid.

Försiktighet är en bra egenskap när man bara har en försöksuppsättning.

/M. Hedberg

350 ppm

Du kommer att höra mer om 350. Om det viktiga att ha en koldioxidhalt som är lägre än 350 ppm (miljontedelar). Just nu är den 387 och den stiger med 2-3 ppm för varje år som går.

350 ppm förefaller vara ett av de gränsvärden vi inte borde ha passerat. Över 350 ppm koldioxid är sannolikheten stor att vi sätter igång en kaskad av återkopplingar i planeten jordens klimatsystem vilket kommer att göra livet mycket jobbigt kommande år. Lite mer lugn och ro kan det bli först när klimatsystemet stabiliseras om ett par tusen år.

Men än så finns det både hopp och tid. Nu gäller det att kraftsamla för att reducera ner växthuseffekten, att kyla av planeten jorden. Rent konkret gör man det genom att öka utstrålningen av långvågig strålning till rymden. Det görs genom att ta bort växthusgaser från atmosfären och på så sätt sänka minska atmosfärens grumlighet för långvågig strålning. Det kommer att medföra att vi strävar efter att återställa den energibalans som rådde innan industrialiseringen.

Kan det verkligen vara så illa som att vi har passerat ett gränsvärde? Vi trodde att det var 450 ppm som gällde? (Ärligt talat, tror någon verklig att vi skulle kunna förmå oss att stanna på 449 ppm?) Men EU, IPCC m fl har ju talat om 450 som ett riktvärde. Då skulle det bli två grader varmare och det skulle vara skitjobbigt, men det skulle fungera. Det skulle inte rasera vår industri, vi skulle ha tid att skapa förnybara energikällor mm (?).

Det visar sig nu att mycket tyder på att 450-gränsen troligen egentligen var 350 ppm. Men ingen vågade tro att det skulle varit så illa och inte många vågade säga det för då skulle man kunna bli klassad som “alarmist”. Och en sån’ vill man ju inte vara.

Men naturen bryr sig inte om vad vi tycker är jobbigt, vad vi klarar av att hantera, hur många jobb vi förlorar, hur många som drunknar eller svälter ihjäl. Naturen ÄR. Och den är det oavsett om vi förstår det eller inte, oavsett om vi i vår tur bryr oss, oavsett hur mycket vi pratar om vad som borde göras

Det är upp till oss att försöka förstå vad naturen är. Och det är upp till oss att bry oss tillräckligt mycket om varandra och oss själva för att inte skapa en natur som kommer att visa sig vara väldigt annorlunda än vi vant oss vid. Annorlunda än den varit på flera tusen år. Och det är upp till oss att använda de kunskaper som vi har och skapa skillnad. Konkret skillnad som i sin tur gör att vi inte rubbar den stabilitet som är själva grundvalen för våra civilisationer. Civilisationer som aldrig varit i närheten av de enorma förändringar som ett par grader högre eller lägre medeltemperatur på den här planeten innebär.

Förändringar är inget ovanligt för den här planeten. Förra gången vi hade kraftiga klimatförändringar var för 10-20.000 år sedan, det var då vi gick ur den förra istiden. Då steg temperaturen med fyra till fem grader -under loppet av ett par tusen år. Nu är vi på väg att göra en liknande resa -inom hundra år!

Inte nog med att klimatet förändras… det går mycket snabbare än tidigare klimatförändringar, ca 10-100 gånger så snabbt. Det gör att det är mycket svårt för ekosystemen att anpassa sig.

Men vi vet vad som behöver göras: Reducera mängden växthusgaser som finns i atmosfären. Inte bara koldioxid, även metan, lustgas och freoner.

Svårt? -Jajamensan.

Omöjligt? -Nej.

Kräver det nytänkande? (En blygsam gissning) Ja.