Tekst og spørgsmål:

Den primære tekst til dette undervisningsforløb er denne webside du ser på nu.

Husk: besvarelsen af spørgsmålene er dine NOTER til undervisningen..!

Spørgsmål til 1. del | Spørgsmål 1. del

NYE spørgsmål KAP:7-9 nov. 2023 | PDF

Vejledning:

• Global opvarmning 1. del
  Om kulstofkredsløbet, atmosfærens strålingsbalance, de grundlæggende data / observationer bag teorien om global opvarmning. Klimasystemet som et lineært system.
• Feedback fra is afsmeltning

  Hvorfor frygter vi CO2 koncentrationen og en temperaturstigning over 2 ° C?

• Global opvarmning 2. del

  Om feedback-mekanismer i klimasystemet - og model af et 'kaotisk' klimastystem.

  Energiforbrug og klimapolitik

Tjek din viden ..

Tjek din viden om globalopvarmning

Opgaver ...

BILAG til global opvarmning PDF

Faglige mål:

Undervisingsforløbet består af tre delemner, hvor du skal lære følgende:

1. del : Drivhuseffekten, atmosfærens strålingsbalancen, observationer og klimasystemet (denne side)

• Beskrive drivhuseffekten og atmosfærens strålingsbalance
• Beskrive det naturlige kulstofkredsløb
• Anvende den naturvidenskabelige metode i forhold til global opvarmning
• Få kendskab til de vigtigste data og observationer bag teorien om en menneskeskabt global opvarmning
• Analysere forskellige positive og negative feedbackmekanismer (tilbagekoblingsmekanismer) i klimasystemet

2. del: Om energiforbrug, CO2 udledning og klimapolitik

• Diskutere forskellige årsager til det stigende CO2 udslip
• Vurdere hvorfor CO2 udslippet varierer meget fra land til land..?
• Vurdere hvad der kan gøres for at nedbringe CO2 udslippet , samt
• Vurdere hvorfor dette er lykkedes i nogle lande (f.eks. Danmark) og ikke i andre (f.eks. USA).

3. del: Konsekvenser af den globale opvarmning

• Beskrive forskellige konsekvenser af den globale opvarmning i forhold til klimasystemet og vandets kredsløb og landbrugsproduktionen

Naturvidenskabelig metode

I de seneste år har spørgsmålet om menneskeskabte klimaændringer fået en stadig mere fremtrædende plads i den offentlige debat.

I dag syntes der at være udbredt konsensus (dvs. enighed) om, at klimaforandringerne er menneskeskabte, og som sådan også er noget, som mennesket kan og skal prøve at sætte en stopper for.

Endnu i starten af 2010'erne kunne man skelne mellem meget forskellige holdninger til klimaforandringerne.

På den ene var der "Alarmisterne", som anså klimaforandringer som den absolut største udfordring for mennesket - Ja en direkte trussel mod fortsat liv på jorden!

På den anden side kunne man finde de såkaldte "Klimabenægtere" , som helt afviste at der skulle være tale om menneskeskabte klimaforandringer.

I dag (2021) er klimadiskussionen slut, ingen vil våge at betvivle klimaforandringerne eller at de menneskeskabte ... i et eller andet omfang. Det er nu almindeligt at anse klimaforandringer som den største fælles udfordring som menneskeheden står overfor.

FN har afholdt klimakonferencer - de såkaldte COP møder- siden 1995.
På COP21 i Paris i 2015, indgik alle verdens lande en klimaaftale med den målsætning, at holde den globale temperaturstigning i det 21. årh. på under 2 grader.

Det danske Folketing vedtog i 2020 en 'Klimalov', som forpligter danske regeringer til at sænke vores udledninger af drivhusgasser (primært CO2 og Metan) med 70 % i 2030 i forhold til vores udledninger i 1990!

Der er dog endnu ét spørgsmål som stadig kan skabe politisk uenighed, nemlig spørgsmålet om hvad vi så kan og skal gøre i forhold til at begrænse klimaforandringerne?

På den ene side er der dem som peger på fremtidige teknologiske løsninger, som f.eks. 'Carbon Capture & Storage' (CCS) - altså at vi finder en teknologi til at suge CO2 ud af luften og så omdanne det til fast form og evt. grave det ned i jorden.

På den anden side er der de som kræver at vi her og nu skal gennemføre radikale ændringer i hele vores livsstil - herunder produktionsmetoder, ressourceforbrug og samfundsøkonomi! F.eks. at afvikle brug af benzin- og dieselbiler, begrænse flytrafik og undlade at spise kød m.v.

Svarene herpå vil dog fortsat afhænge af, hvem man spørg eller hvor dramatisk man opfatter de langsigtede konsekvenser af klimaforandringerne eller klimakrisen, som det er blevet almindeligt at sige i dag.

Klimakrisen knyttes i dag sammen med en lang række andre spørgsmål som: miljøforurening, faldende biodiversitet, ødelæggelse af naturlige økosystemer m.v. og vil som sådan bidrage til at ændre livsbetingelserne for dyre- og plantelivet og dermed også mennesket.

Men inden vi dropper de fossile brændstoffer, nægter at spise kød eller tage på charterferie, skal vi først forstå hvad global opvarmning eller klimakrisen handler om.

1. På siden her skal du lære om atmosfærens betydning for jordens klima, herunder at forstå hvordan drivhuseffekten fungerer.
   
2. Dernæst skal du kende de observationer / data som ligger til grund for teorien om en menneskeskabt drivhuseffekt, samt hvilke beviser der er på at der sker en global opvarmning.
3. Endelig skal du forstå hvordan klimaforandringer kan blive selvforstærkende - de såkaldte 'feedback-mekanismer'.

Atmosfærens betydning

Jordens atmosfæren kan beskrives som en tynd hinde af luftarter som omgiver jorden. Lidt som skralden på et æble.

På billedet th. ses atmosfæren som en blå hinde som afgrænser jorden fra det sorte verdensrum. Når du ser op på en blå himmel,er det faktisk atmosfæren du ser på og ikke verdensrummet.

Jordens atmosfære er forudsætningen for liv på jorden. Det skyldes flere ting:

• Atmosfæren beskytter os mod skadelig stråling fra såvel solen (UV-stråling) som fra verdensrummet (gammastråling).
• Atmosfæren sikrer, at vi har en temperatur på jorden, som gør, at vand kan optråde i alle tre tilstandsformer (flydende, fast og damp)
• Det er i atmosfærens nederste lag op til ca. 10-20 km over jorden, at alle vejrprocesserne finder sted. Det er altså denne del af atmosfæren, som er afgørende for jordens klima
• Endelig beskytter atmosfærens os mod mindre meteorsten fra verdensrummet, som pga luftmodstanden brænder op i atmosfæren inden de rammer jorden.

Jorden set fra rummet | Jorden set fra månen | Solsystemet | Mars | Venus |

Atmosfærens gasarter:

Atmosfæren består af følgende gasarter:

• 78 % kvælstof / Nitrogen (N)
• 21 % ilt / Oxygen (O₂)
• 1% udgøres af vanddamp (H₂0), kuldioxid (CO₂), metan (CH₄) m.v.
  Disse gasser: H₂0, CO₂ og CH₄ kaldes også for drivhusgasserne. Det kommer vi tilbage til.

Atmosfærens opdeling:

Atmosfæren opdeles i en række lag - se illustration t.h.

• Troposfæren er de nederst 10-15 km af atmosfæren.
  Det er her alle vejrprocesserne udspiller sig.
  Grundet tyngdekraften er det også her at mere end 75 % af alle atmosfærens gasarter befinder sig.
  Det er også her at livet befinder sig - uden for troposfæren er der intet liv.
• Stratosfæren er det næste lag mellem ca. 15 - 50 km over jordoverfladen.
  Det er her at ozonlaget findes. Ozon (0₃) beskytter os mod solens ultraviolette stråling(UV-stråling), som er skadelig (kræftfremkaldende) for både dyr, planter og mennesker.
• Mesosfærenliger i ca. 50-80 km højde - det er her at meteorer brænder op (stjerneskud)
• Thermosfæren er atmosfærens yderste lag.
  Her er luften uendelig tynd. Det er her at nordlys optræder, og det er også her at vi har Rumstationer, satellitter, Hubble-teleskopet m.v

Hvorfor har jorden en atmosfære?

Uden jordens atmosfære ville der ikke være liv på jorden. At vi har en atmosfære kan tilskrives tre forhold:

1. For det første at jorden er geologisk aktiv.
   Dette viser sig f.eks ved jordskælv og vulkanudbrud. Ved vulkanudbrud udsendes en række gasarter til atmosfæren - f.eks. CO₂ og H₂0
2. Livets udvikling på jorden.
   Før der var liv på jorden har atmosfæren haft en anden sammensætning. Der har været meget mere C0₂ ( måske > 30%) og stort set ingen 0₂

   Men med udviklingen af grønne planter for ca. 400 mio år siden har planternes fotosyntese optaget atmosfærens C0₂ og istedet produceret ilt (0₂ ).

   Derfor indeholder atmosfæren i dag kun meget lidt CO₂ (ca. 0.04%) og meget 0₂ (ca. 21 %)

3. Endelig sikrer jordens tyngdekraft, at gasartere fastholdes ved jorden

Drivhuseffekt - hvad er det?

For at forstå hvad den videnskabelige forklaring er på de klimaforandringer eller den globale opvarmning, som vi oplever i disse år, skal du først forstå hvad drivhuseffekten er.

Drivhuseffekten har samme virkning for jordens klima, som glasset i et drivhus (eller vinduerne i et alm.hus). I drivhuset kan solens stråler trænge igennem glasset og opvarme drivhuset. Men samtidigt holder glasset på den varme, som skabes af solens stråler inde i huset.

Du kender også denne drivhuseffekt på en vinterdag. Hvis det er skyfrit vil der ofte være frostgrader. Hvis det derimod er overskyet, vil skyerne holde på varmstrålingen fra jorden, og det bliver aldrig ligeså koldt, som når det er skyfrit.

Atmosfærens drivhusgasser (H₂O, CO₂ og CH₄) virker på samme måde som glasset i drivhuset. Det kommer vi tilbage til.

Et klima UDEN drivhuseffekt:

Hvis jorden ikke havde en atmosfære med drivhusgasser og derfor ingen drivhuseffekt, hvad ville der så ske?

Egentlig ved du det godt. Du ved jo godt, hvad der sker, hvis du om vinteren sover for åbent vindue og måske endda uden dyne!

Hvis jorden ingen drivhuseffekt havde (eller der ikke var glas i vinduerne) så ville jorden afgive mere varme til rummet, end vi modtager fra solen!.
Hvorfor det?

Det skyldes at jorden afgiver varme alle steder fra både dag og nat, men jorden modtager jo kun varme fra solen om dagen og mest ved ækvator og mindre mod Polerne.

Der vil altså ikke være balance mellem indstråling fra solen og varmeudstråling fra jorden.

Hvis det var tilfældet ville der være 33 ° C koldere på jorden end i dag !
I dag er gennemsnitstemperaturen ca. 15 ° C.

Uden den naturlige drivhuseffekt ville temperaturen på jorden altså være ca. - 18° C, og jorden ville være dybfrossen og uden liv!

Et klima MED drivhuseffekt:

Vi har nu set, at uden en atmosfære og dermed uden drivhusgasser, ville jorden være ubeboelig fordi temperaturen ville være - 18 ° C. Men sådan er det heldigvis ikke!

På figur 6 kan du se en simpel model af atmosfærens drivhuseffekt.

I modellen her er der nu tre former for stråling.

1. Solens stråler - også kaldet indstrålingen - er kortbølgede stråler , primært synligt lys. Når solens stråler rammer jorden , omdannes strålingen til varme i jorden.
2. Jorden vil samtidigt afgive denne varme som langbølget udstråling (varmestråling) til luften / atmosfæren.
3. På grund af atmosfærens drivhusgasser (vanddamp, kuldioxid og metan), vil størstedelen af jordens varmestråling blive holdt inde i atmosfæren (ligesom dynen holder på din kropsvarme om natten).
   Dette er jordens NATURLIGE DRIVHUSEFFEKT og kaldes også for atmosfærisk modstråling.

Bemærk her, at sollyset godt kan trænge igennem atmosfæren, mens jordens varmestråling ikke kan. Forklaringen på dette er, at der er tale om to forskellige former for stråling. Det skal vi høre mere om i det følgende.

På grund af atmosfærens drivhuseffekt har jorden en gennemsnitstemperatur på ca. + 15 ° C.

alternativ model

I det følgende skal vi kort se på forskellen på kortbølget og langbølget stråling.

Hvad er stråling..?

Alle legemer (genstande) udsender stråling, som under et kaldes for elektromagnetisk stråling. Nedenstående figur viser spektret af bølgelængder for elektromagnetisk stråling; fra gammastråler til radiobølger.

Kortbølget eller langbølget stråling

Overordnet skelner man mellem KORTBØLGET og LANGBØLGET stråling.

• KORTBØLGET stråling er f.eks. gamma-, røngten- og ultravioletstråling samt lyset fra solen.

  Meget varme legemer som f.eks vores sol (5.500 ° C) udsender kortbølget stråling.

• LANGBØLGET stråling er f.eks.infrarød-, mikro- og radiostråler.

  Mindre varme legemer som f.eks jorden (15 ° C) udsender langbølget stråling

I figuren er indtegnet to kurver, som viser to ting:

Dels hvilken form for stråling som udsendes fra henholdsvis solen og jorden (X-aksen), og dels strålingsintensiteten af strålingen fra solen og jorden ( Y-aksen)

• Som du kan se, udsender solen stort set alle former for stråling, men absolut mest stråling (størst intensitet)i spektret 'SYNLIGT LYS'. Bemærk at solens synlige lys indeholder elementærfarverne: Rød, Grøn og Blå!

• Jordens strålingsintensitet er langt mindre end solen og primært i spektret INFRARØD stråling (varmestråling)

Lidt tættere på virkeligheden

Ok - i det foregående så vi på en meget simpel model af atmosfærens naturlige drivhuseffekt. I virkeligheden er det lidt mere kompliceret - omend princippet er det samme.

Figur 8 viser en model af atmosfærens strålingsbalance.

• Venstre side af modellen viser solens kortbølgede indstråling, og
• Højre side viser jordens langbølgede varmestråling.

I det følgende skal vi gennemgå modellen - fra venstre side mod højre.

Model af strålingsbalancen

Indstrålingen:

Den samlede solstråling som når atmosfæren er sat til 100 %.
Mere end halvdelen af solstrålingen når aldrig jordoverfladen.

• 22% af sollyset bliver reflekteret fra skyernes hvide overflade (albedo-effekt) eller fra støvpartikler(aerosoler) i atmosfæren.
• 23 % af solstrålingen absorberes i atmosfæren - herunder solens skadelige UV-stråling som absorberes af ozonlaget.
• 7 % reflekteres fra lýse overflader på jorden (overflade albedo) f.eks. fra sne og isdækkede områder.
• Det betyder at kun 48 % af indstråling absorberes i jordoverfladen og omdannes her til varme.

Udstrålingen:

Bemærk at jorden afgiver mere varmestråling (ca. 118 %) end den modtager fra solen. Dette skyldes at jorden kun modtager solstråling i dagtimerne, men afgiver varmestråling døgnet rundt og fra alle steder på jorden.

• Men langt størstedelen af jordens udstråling ( 100 af de 118 %) sendes tilbage til jorden som atmosfærisk modstråling af den NATURLIGE DRIVHUSEFFEKT.
• 24 % af varmen afgives fra jorden ved fordampning af vand.
• Endelig 'afkøles' jorden ved varmeledning - dvs. når luften blæser over landjorden afgiver jorden varme til luften.

POINTEN er nu at der for at have et stabilt klima, skal være balance mellem indstråling og udstråling. Som du kan se ved at lægge tallene sammen, så er der balance såvel ved jordoverfladen som i den ydre atmosfære (=0).

Det er den aktuelle balance mellem ind- og udstråling som idag giver os et klima med en gennemsnitstemperatur for HELE jorden på + 15° C.

Når vi idag taler om en menneskeskabt global opvarmning, så er det ikke mindst vores udledning af CO₂ til atmosfæren, som man taler om.

Kulstof (Carbon) indgår i alle levende organismer på jorden.

Kulstof indgår derfor i en række naturlige kredsløb mellem atmosfæren, biosfæren og jordens skorpe. Se figur 9.

I atmosfæren findes kulstof i form af kuldioxid CO₂.

Gennemgang af kredsløbet som vist i FIGUR 9:

• Carbon indgår i to grundlæggende naturlige biologiske processer,
  nemlig i planternes FOTOSYNTESE og RESPIRATION.
  I fotosyntesen optager planterne CO₂ fra atmosfæren og i respirationsprocessen afgiver planterne (+ mennesker og dyr) CO₂ til atmosfæren.

  Disse biologiske processer sker såvel på landjorden som i havet.

• I gennem tiden er en del organisk stof (planter, alger), som ikke er blevet nedbrudt, blevet begravet under sedimenter (grus,ler,sand mv.) i iltfattige miljøer under jorden eller havbunden.
  Under sådanne forhold vil kulstoffet i det organiske materiale, på grund af højt tryk og høje temperaturer, blive omdannet til fossile brændstoffer; kul, olie og gas. Denne proces tager 100-300 mio. år.
• Mennesket påvirkning af kulstofkredsløbet er vist i venstre side af figur 9.
  Når vi afbrænder kul, olie og gas frigives det CO₂ til atmosfæren.
  Menneskets samlede CO₂ udslip er her opgjort til 6,4 GT
• Heraf bliver optages 2 Gt i oceanerne og 1,4 Gt i planternes fotosyntese. Tilbage er altså 3 Gt som årligt tilføres atmosfæren, og som vil forstærke den naturlige drivhuseffekt.

Modeller af kulstofkredsløbet:

Mere flere tal | Mere detaljeret model

Mere udførlig beskrivelse af kulstofkredsløbet på Experimentarium

Animation

Fossile brændsler som olie, gas og kul er blevet dannet af rester af dyr og planter, som levede for millioner af år siden. Disse organiske rester blev begravet under lag af sedimenter (mudder, sand osv.) på havbunden eller i sumpområder.

Naturgas og olie stammer primært fra alger, mens kul hovedsageligt dannes af sumpplanter. Man kan sige, at fossile brændstoffer er oplagret solenergi, fordi de organiske rester oprindeligt fik energi fra solen gennem fotosyntese.

Når vi brænder fossile brændstoffer af, frigiver vi den energi, som har været lagret i undergrunden i mange millioner år.

Animation af dannelsen af fossile brændsler

1: Plankton i havet

Den olie og gas vi bruger i dag er dannet af milliader af mikroskopiske organismer (plankton) som levede i haveve for millioner af år siden. Når organismerne dør ligger de sig på havbunden og danner med tiden et tykt lag af dødt organisk materiale (DOM) - et organisk sediment.

2: DOM dækkes af sedimenter

I takt med af det org. mat. dækkes af sedimenter af grus, sand og ler stiger trykket og dermed temperaturen. Det org. mat. er her vist som det mørke lag og dækkes af forskellige sedimenter og temperaturen er steget til 40 ° C

3: Oliedannelse

Det org. mat. er her dækket af flere lag af sedimenter og tryk og temperatur steget. Når temperaturen når ca 125 ° C, vil den organiske materiale blive omdannet til olie og gas.

4: Dannelsen af naturgas

Når temperaturen i det døde organiske materiale / olien når op på over 150 ° C , vil olie begynde at danne naturgas. Den stigende temperatur skyldes af sedimentlaget ovenover er blevet stadig tykkere - her flere kilometer tykt.

5: Dannelse af kul

Når temperaturen kommer over 250 ° C nedbrydes også gassen og danner en bjergart bestående af lermineraler og grafit - grafit er et mineral som kun består af kul / carbon.

6: Olie og gas eftersøgning

For at finde olie og gas , leder man efter geologiske lag hvor temperaturene har nået et vist niveau. Har temperaturene været mellem 75-150 ° C, er der mulighed for at finde olie. Man kalder dette lag for "olievinduet". I dybere lag med højere temperaturer fides ligeledes "gasvinduet".

Drivhusgasserne er de gasarter som har den egenskab, at de tilbageholder jordens varmestråling og således bidrager til atmosfærens samlede drivhuseffekt.

De vigtigste drivhusgasser er:
vanddamp / skyer (H₂0), kuldioxid (CO₂), Metan (CH₄) og lattergas (N₂0)

Taler man om den naturlige drivhuseffekt, er det tydeligt, at vanddamp/ skyer er den vigtigste drivhusgas - se tabel 1.

Man kan sammenligne drivhusgassernes potentielle opvarmningseffekt (GWP) i forhold til Co2. Co2 effekt er sat til 1, mens de øvrige drivhusgassers GWP angives i forhold hertil.

Metan og lattergas har en større opvarmningseffekt end Co2, men der er en meget, meget lille koncentration af disse gasser i atmosfæren.

Indholdet af CO₂ er også beskedent. 390.000 ppb eller 390 ppm, svarer til 0,039 % af atmosfærens samlede antal luftmolekyler.

Men når man taler om den menneskeskabte drivhuseffekt, så er CO₂ den absolut vigtigste drivhusgas, idet CO₂ tegner sig for ca. 72% af det samlede udslip af drivhusgasser, mens metan udgør 18% og lattergas 9%. kilde

Tabel 1: Vigtigste drivhusgasser

1: CO₂ i atmosfæren siden 1958

Se beskrivelse og tolkning af disse data

2: Temperaturstigningen siden 1850

Se beskrivelse og tolkning af disse data

3: Temperatur og CO₂ gennem 400.000 år

Se beskrivelse og tolkning af disse data

CO₂ eller kuldioxid er en drivhusgas. Det er den vigtigste af de drivhusgasser som vi udleder ved afbrændning af kul, olie og gas.

Siden 1958 har man på Mauna Loa, Hawaii, fortaget målinger af atmosfærens CO₂ koncentration. Målingerne er kendt som "Keeling-kurven" og er vist i figur 10.

CO₂ koncentrationen i atmosfæren måles i ppm. dvs. parts pr. million. Altså hvor mange CO₂ molekyler der er for hver én million luftmolekyler (kvælstof, ilt , vanddamp, mv.)

Dagens CO2 koncentration | Animation af Keeling Kurven

Hvad kan vi læse ud af figur 10?

• Siden 1958 er CO₂ koncentrationen i atmosfæren steget fra 315 til 420 ppm. Svarende til en stigning på ca 33 %.
• 420 ppm - svarer til at 0,04 % af atmosfærens gasser er CO₂ molekyler.
• Der er almindelig enighed om, at stigningen i atmosfærens CO₂-koncentration skyldes menneskelige aktiviteter.
• Den store stigning i CO₂ koncentration siden 1958 kan forklares således:
  1. Verdensbefolkningen er i samme periode (1958-2022) steget fra knap 3 mia. til 8 mia. mennesker i 2022.
  2. Samtidigt er den almindelige velstand i verden steget - ikke kun i den vestlige verden, men også i Sydøstasien og ikke mindst Kina.
  3. En større økonomisk velstand , betyder også et større materielt forbrug, et øget energiforbrug (fossile brændsler) og dermed større CO₂ udledninger.
• Nu er 415 ppm som sagt ikke nogen voldsom stor koncentration. Når man alligevel er bekymret herover, skyldes det nok først og fremmest at atmosfærens CO₂ koncentration ikke har været over 300 ppm. de sidste 800.000 år - se også figur 12. Der er altså tale om en helt usædvanlig høj stigning i CO₂ niveauet!
• De små årlige udsving kan forklares med at i sommerhalvåret på den nordlige halvkugle, falder CO₂ niveauet pga af øget fotosyntese. Mens det stiger i vinterhalvåret hvor der ikke er fotosyntese og hvor vi bruger mere energi på opvarmning.

Usikkerheder ...

Figur 10 viser ændringer i den gennemsnitlige globale temperatur siden 1850.

se figur med faser

Hvordan skal figur 11 læses?

Det er vigtigt at du forstår hvordan Y-aksen læses.
Y-aksens talværdier angiver temperaturafvigelser i forhold til den globale gennemsnitstemperatur i referenceperioden 1961-90.

Dvs. at man siger, at jordens gennemsnitstemperatur fra 1961-90 (= ca. 15° C) er normalen, og så viser kurven hvornår og hvor meget temperaturen har afviget herfra siden 1850. ....OK?

Hvad kan vi så læse i figur 11?

• Tilbage i slutningen af 1800-tallet var temperaturen mellem ca. 0,3-0,5 ° C koldere end i referenceperioden (1961-90) - altså gennemsnitlig 0,4° C koldere.
• Omkring 1920 stiger temperaturen med ca. 0,5 ° C frem til ca. 1940
• Efter midten af 1940'erne stagnere (ikke ændre sig) eller falder temperaturen en smule frem til ca. 1970
• Fra 1970'erne stiger temperaturen igen med ca. 1 ° C.
• I hele perioden 1850-2016 er temperaturen steget med ca. 1,4° C. i forhold til det man kalder 'før industrielt niveau' - altså før 1850.'

Usikkerheder.....

Nedenstående figur 12 viser temperaturafvigelser fra i dag (=0°) og atmosfæens CO₂ - koncentration i de sidste 400.000 år!. Data har man fra de såkaldte iskerneboringer på Antarktis. Her har man boret iskerner op helt nede fra 3300 m. dybde. Jo dybere man borer, jo længere tilbage i tiden kommer man.

Ved at analysere isen kan man få viden om temperatur og Co2 koncentration langt tilbage i tiden.

Hvordan skal figur 12 læses?

Der er to kurver.

1. Den øverste kurve viser CO₂ niveauet målt i PPM (parts pr million).
   Et CO ₂ niveau på f.eks. 300 ppm, betyder at der er 300 CO₂ molekyler for hver 1 mio. luftmolekyler.

   Vi kan se at CO₂ niveauet har svinget mellem 180 og 300 PPM.

2. Nederst temperaturkurven som viser temperaturafvigelser i forhold til nutiden, dvs. referenceperioden 1961-90. Så vi ser altså, hvor meget varmere eller koldere det var i forhold til de + 15° C, som var den globale gennemsnitstemperatur mellem 1961-90.

   Kurven viser at temperaturen i lange perioder ligger 6-8 ° C lavere end i dag. (=istider)

   Imellem istiderne optræder korte varmeperioder (mellemistider), hvor det var ca. 2-3 ° C varmere end i dag.

Tolkning af figur 11?

Det mest iøjenfaldende ved de to kurver er, at de tydeligvis følges ad.
Man siger der er korrelation ( dvs. sammenhæng) mellem de to variable.
Denne korrelation kan beskrives således:

Når Co2 niveauet stiger, så stiger også temperaturen.
Omvendt når Co2 niveauet falder, så falder temperaturen også. se illustration

En delkonklusion kunne være, at CO₂ har styret klimaudviklingen i de sidste 400.000 år. Det er også den tolkning som Al Gores anvendte i den verdenskendte klimadokumentar An Inconvenient Truth (En ubekvem sandhed) fra 2007.

Men ...det er dog lidt mere kompliceret...

1) CO₂ styrer klimaet...

Nedenstående tolkning efterlader dog ét spørgsmål:
Hvis CO₂ styrer temperaturen , hvad er så forklaringen på at CO₂ stiger og falder?

Et eksempel:

• Når der afbrændes fossile brændstoffer (kul, olie, gas) frigives sodpartikler til atmosfæren.
• Sådanne sodpartikler fungerer som aresoler (ligesom støv og sand) og reflekterer sollyset <=>
• Reducerer indstrålingen og dermed opvarmningen

Et andet eksempel:

• Aresoler i luften tjener til at kondensere vanddamp
• Flere aresoler + højere temperatur -> flere skyer
• Skyerne reflekterer sollyset (øget albedo effekt) ->
• Reducerer indstrålingen og dermed opvarmningen

Strålingsbalancen og feedback-mekanismerne

Find dette eksempel i modellen over
Hvilke tal i modellen ville ændre sig som følge af globalopvarmning?

Prøv med udgangspunkt i de følgende billeder at overveje hvilken effekt en global opvarmning vil have i forhold til de enkelte klimafaktorer?

Vurder i hvert eksempel om der er tale om en

• positiv feedback ( som forstærker opvarmningen), eller en
• negativ feedback (som modvirker opvarmningen) eller
• eventuelt begge dele!!

Der er ikke nødvendigvis et endeligt / absolut svar på disse spørgsmål, men I skal først og fremmest bruge det til at forstå klimasystemets komplekse natur og de mange - ofte modstridende - sammenhænge og effekter den globale opvarmning har på forskellige dele af klimasystemet.

1) Isdækket...

Hvilken klimavariabel vil blive påvirket ved et reduceret isdække?
Se f.eks. model af atmosfærens strålingsbalance.

Se illustration

Svar ...

2) Skydækket...

Hvordan vil et varmere klima påvirke mængden af skyer?

Hvordan påvirker skydækket atmosfærens energi- og strålingsbalance?
Se f.eks. model af atmosfærens strålingsbalance.

Svar ...

3) Oceanerne...

Hvad vil en opvarmning af oceanerne betyde for deres evne til at optage CO2 fra luften ?

Hvad vil det betyde for CO2 koncentrationen i atmosfæren ..?

Se illustration

Svar ...

4) Plantevæksten...

Hvad vil en opvarmning betyde for udbredelsen af skov og plantevæksten?

Hvordan vil det påvirke atmosfærens CO2 indhold ?

Svar ...

5) Permafrosten ...

I det nordlige polare klimabælte findes plantebæltet 'tundraen'. Her er der permanent frost i jorden - også kaldet permafrost.
Opvarmning vil betyde optønning af tundraområderne.

Hvad vil dette betyde i for mængden af drivhusgasser i atmosfæren ..?

Hvordan vil opvarmningen påvirke plantebæltet (den naturlige plantevækst) i tundra områderne ?

Hvad betyder det i forhold til atmosfærens CO2 indhold..?

Se illustration

Svar ...

Eksempel 1

Eksempel 2

Eksempel 3

Eksempel 4

Du skal nu prøve at bruge det du har lært om almen klimatologi og feedbackmekanismer i klimasystemet til at beskrive, hvordan den globale omvarmning vil påvirke atmosfærens strålingsbalance.

Opgave:

Prøv om du kan beskrive nogle af de omtalte feedbackmekanismer ved hjælp af modellen over atmosfærens strålingsbalance? (se figur t.h. /nedenfor). Ja jeg hjælper dig i gang.

Hvilke talværdier i modellen vil ændres som følge af:

1. Isafsmeltning ....?
2. Øget fordampning ....
3. Øget skydække ....

Prøv at vurdere om de er tale om positiv- eller negativ feedback (eller begge dele) i hvert af ovennævnte tilfælde ?

Overvej hvordan energi- og strålingsbalancen forrykes som følge af de enkelte feedbackmekanismer?

Et linært klimasystem ...?

Når man i den offentlige debat taler om klima og global opvarmning, er der alene fokus på drivhusgasserne og i særlig grad CO₂ som årsag til klimaforandringerne.

Klimasystemet beskrives altså her som et linært system

Linært forstået på den måde, at når Co2 niveauet i atmosfæren øges så stiger temperaturen, som vist i diagrammet her.

Desværre er klimasystemet mere indviklet end som så.

I det følgende skal vi se på hvordan klimasystemet snarere er et kaotisk - end et linært system.

Et kaotisk klimasystem...

Man kan også beskrive klimasystemet som et 'kaotisk system'.

Et kaotisk system kan forstås som et system hvor en lille ændring et sted i systemet, kan resultere i store og uforudsigelige og / eller irreversible ændringer andre steder i systemet.

Et oplagt eksempel herpå er følgende:

• Atmosfærens indhold af CO₂ er meget lille.
  415 ppm, svarer til at CO₂ kun udgør 0,04% af atmosfærens gasarter.
• Men det er altså denne meget lille ændring fra 315->415 ppm, altså fra 0,03 % -> 0,04%, som er årsag til de klimaforandringer vi taler om i dag (afsmeltning af ismasser, havstigninger m.v.)

For at forstå hvordan en lille ting (som f.eks. CO₂) kan afstedkomme omfattende klimaforandringer, skal man forstå hvilke feedback-mekanismer (eller tilbagekoblingsmekanismer), der er i klimasystemet.

Klimasystemet - nogle sammenhænge

Nedenstående model kan illustrere de mange elementer, som udgør vores samlede klimasystem.

Bemærk at klimasystemet er ikke kun er noget der vedrører atmosfæren , men tillige

• Biosfæren ( plante - dyreliv),
• Kryosfæren ( hvor vand findes i fast form) indlandsis, gletsjere, polarhavet, permafrost, isbjerge og sne
• Hydrosfæren (vand i alle former - heraf udgør oceanerne 97%) og
• Geosfæren - som omfatter jordens skorpe med vulkanske og sedimentære bjergarter - herunder kul, olis og gas som dannes under sedimentære bjergarter.

Alle disse sfærer påvirker hinanden i et kompliceret mønster. I det følgende skal vi se en endnu mere skematisk fremstilling af klimasystemets mange komponenter.

Feedback-mekanismer i klimaet

De mange elemneter som indgår i jordens klimasystem påvirker hinanden i et meget kompliceret mønster. Nedenstående model illustrerer en lang række af disse påvirkninger - eller FEEDBACK-MEKANISMER - som klimasystemet indeholder.

En pil fra en boks til en anden betyder at der er en påvirkning.

Hjælp til læsningen:

I centrum af modellen er atmosfærens temperatur, som det hele jo drejer sig om.

Venstre del af modellen handler om stråling (absorbtion, albedo) , skydække, og atmosfærens sammensætning.

Højre side af modellen handler om lufttryk, vinde og havstrømme og dermed varmetransport.

Opgaver ..

1. Prøv om du kan finde mennesket og vores CO₂ udledning og betydningen for klimaet
2. Find nogle af de feedbackmekanismer som vi så på tidligere - f.eks isafsmeltningen, skydækket

Eksempler på læsning:

1. En simpel sammenhæng : Co2 -> temperatur
2. CO2 -> temperatur -> isafsmeltning
3. Fordampning -> skyer -> albedo eller opvarmning ...

Supplerende materialer:

Alarmerende ny rapport fra FN’s Klimapanel - 2021

FN's klimarapport-dybt-bekymrende

Klimaforandringer teksten som jeg har anvendt de tidligere år - men som måske er for svær / lang for mange af jer. Derfor læser vi i 2021-22 siden her!

Avisartikler

Forskere giver Trump svar på klimapåstand ..

Den globale økonomi velfærd og sundhed ..

Vi kan ikke redde verden i de næste tre år..

Forsker: Klimamodellerne overdriver

Geolog: Klimakrisen er stærkt overdrevet

IPCC 5. rapport - english summary

Eksterne ressourcer:

• NASA - beviser på global opvarmning
• Pause i global opvarmning
• Om kulstofkredsløbet
• Tal om miljø og CO2 udledninger Geolog: Klimakrisen er stærkt overdrevet

Video / dokumentar

Greta Thunberg Rips World Leaders at the U.N. Over Climate Change (4,5 min)

Greta Thunberg TED TALK 11 min.

Explainer: Hvornår er det for sent at redde klimaet? 20. SEP 2021 | 7M

Debatten: Generationssvigt? De tidligere generationer har svigtet - de har overset klimaet og tilladt sig selv et luksusliv, som den næste generation skal betale regningen for. Sådan lyder det fra en række unge kritikere. Men deres modstandere svarer: Tværtimod - de unge står til at arve et samfund i topform. Bliver yngre generationer overset, eller skal de være taknemmelige for det, som samfundet giver dem? Vært: Clement Kjersgaard. Udløber: 30. sep 2022

2040 - Filmen om fremtiden 1 t. 23 min.

Australsk dokumentar fra 2019. (2040) Hvordan vil klodens fremtid se ud i år 2040? Dokumentarist Damon Gameau rejser Jorden rundt for at undersøge, hvordan vi løser klimakrisen. Han møder innovatører og ser de allerbedste ideer og teknologiske løsninger, som vi allerede har til rådighed, og som kan styre fremtidens klima i den rigtige retning.

Grazing, desertification and climate change Hvordan øget husdyrhold kan redde områder fra ørkendannelse. (24 min. danske undertekster)

Climate Change: Lines of Evidence (26 min)

Global Warming - A video by NASA (5.5 min)

10 Signs That GLOBAL WARMING Is NO LONGER A Debate (9.5 min)

Patrick Moore om CO2

Six degrees could change the world 1.36 (danske tekster)

Ivar Giaever's speech 1st July 2015. (klimaskeptiker)