Status
Figur: Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report
I følge den siste hovedrapporten fra Arbeidsgruppe 1 under FNs klimapanel IPCC? har den globale gjennomsnittstemperaturen økt med 0,85 °C de siste hundre år, i perioden 1880–2012, og temperaturen har økt med 0,6 °C siden 1951. Hvert av de tre siste tiårene har vært varmere enn noen foregående tiår siden 1850. På den nordlige halvkule var perioden mellom 1983 og 2012 trolig den varmeste 30-årsperidoden over de siste 1400 årene. Temperaturøkningen observeres over hele verden, men er størst på den nordlige halvkule. Det er større usikkerhet knyttet til endringer og trender i nedbør. Det er imidlertid grunnlag for å si at flere områder opplever en økning i ekstreme nedbørshendelser enn omvendt, med hyppigere eller mer intense nedbørshendelser i blant annet Nord-Amerika og Europa.
Figur: Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report
Det er observert og målt mange flere langtidsendringer i klima, som varierer mellom kontinenter, verdenshav og på regional skala. Noen av disse endringene er høyere temperaturer og mindre is i Arktis, endringer i nedbørsmengder, saltholdigheten i havet og vindmønstre, og forekomst av ekstremvær slik som tørke, kraftig regnvær, hetebølger og intensiteten til tropiske sykloner.
FNs klimapanel er nå svært sikre på at nettoeffekten av menneskelig aktivitet siden 1750 har bidratt til denne globale oppvarmingen, med et menneskeskapt strålingspådriv på ca. 0.5 °C til 1.3 °C fra 1951-2010 (dette inkluderer avkjølende utslipp som aerosoler). Endringer i ytre påvirkninger (solens syklus, vulkanutbrudd etc.) og naturlig variabilitet (treg respons fra havet og isbre for eksempel) har begge et bidrag på mellom −0.1 °C til 0.1 °C.
Framtidsscenarioer
Alle dagens klimamodeller forutsier en fortsatt og akselerert oppvarming. Framtidens utslipp av klimagasser vil i stor grad avgjøre hvor mye jorden varmes opp i det 21. århundret.
Den siste rapporten fra IPCCs Arbeidsgruppe 1 slår fast at uavhengig av utviklingsbanene? vil den den globale gjennomsnittstemperaturen øke mer enn 1,5 °C relativt til perioden 1850–1900, i verste fall mer enn 2 °C. Det forventes en økning på rundt 0,3 °C til 0,7 °C mellom tyveårsperioden 1986–2005 og tyveårsperioden 2016–2035. Modellene viser at vi må regne med fortsatt global oppvarming også etter slutten av dette århundret. De fleste modeller peker mot at oppvarmingen i Arktis fremdeles vil bli større sammenlignet med andre områder. Det er også anslått at det vil bli hyppigere ekstreme varme- og kuldehendelser over hele verden, med stor sannsynlighet for økt hyppighet og lengde på varmebølger.
Klimamodeller
Klimamodeller er avanserte dataprogrammer basert på matematiske formler, som beskriver de fysiske prosessene som påvirker klimaet på jorda. Dataprogrammene kjøres for å beregne hvordan klimaet blir frem i tid ved å kombinere klimamodellene med fremtidsscenarioer for drivhusgassutslipp.
Ingen klimamodeller er perfekte. Likevel er klimamodellene blitt utviklet betydelig de siste årene, og det foregår et kontinuerlig forbedringsarbeid, blant annet om regionale forskjeller og spesielle mekanismer i klimasystemet i de polare områdene.
Det er fremdeles deler av klimasystemet som er svært vanskelig å beskrive med matematiske formler, for eksempel skyer og partikler i lufta. De forskjellige modellene kan være bygd opp på forskjellige måter og inneholde forskjellige komponenter, som kan gi noe forskjellige resultater. Det er også usikkerhet med hensyn til utslipp av klimagasser og partikler i fremtiden, som også påvirker klimascenarioenes sikkerhet.
Hittil har klimamodellene ikke klart å fremskrive de raske endringene i Arktis, selv om de har vist trender i oppvarmingen. Isen smelter raskere enn modellene viser.
Utviklingsbaner
I den femte hovedrapporten fra FNs klimapanel, viser klimapanelet ofte til fire utviklingsbaner, Representative Concentration Pathways (RCP). Disse utviklingsbanene er ikke antakelser om hvordan framtiden blir. De er beskrivelser av hvilke klimaendringer vi kan få avhengig av hvor store klimagassutslippene blir i årene som kommer.
Utviklingsbanene er valgt ut for å representere hele spekteret av mulige framtidige klimagassutslipp, og hver bane fører til en gitt temperaturøkning.
Klimaet i Arktis har global betydning
Oppvarmingen av Arktis har ikke bare konsekvenser for klimautvikling, og natur- og samfunnsforhold i Arktis, men også globale konsekvenser. Først og fremst vil den ha konsekvenser på klimasystemet (og dermed fremtidige endringer) i seg selv, men også for eksempel på havnivå, noe som har direkte påvirkning på folk og samfunn over store deler av verden.
Projections of global mean sea level rise over the 21st century relative to 1986–2005 from the combination of the CMIP5 ensemble with process-based models, for RCP2.6 and RCP8.5. The assessed likely range is shown as a shaded band. The assessed likely ranges for the mean over the period 2081–2100 for all RCP scenarios are given as coloured vertical bars, with the corresponding median value given as a horizontal line. For further technical details see the Technical Summary Supplementary Material (Table 13.5, Figures13.10 and 13.11; Figures TS.21 and TS.22). Foto: IPPC
De storskala-endringene som skjer i det arktiske klimasystemet påvirker i stor grad hele det globale klimasystemet. Arktis spiller en svært viktig rolle i opprettholdelse av den globale klimabalansen. Endringer her vil derfor raskt få ringvirkninger i resten av verden. For eksempel fører mindre havis til endringer i vanntemperatur og saltholdighet i havet, noe som igjen påvirker de globale havsirkulasjonsmønstrene, som har stor betydning for regional klimautvikling i store deler av verden. Slike endringer vil også påvirke det biologiske mangfoldet langt utover Arktis. Tilførsel av ferskvann fra smeltende isbreer, iskapper og havis påvirker også havsirkulasjonen og dermed klimautviklingen.
Det pågår diskusjoner om stabiliteten til dypvannsdannelsenog den termohaline sirkulasjonen som er viktige faktorer for å opprettholde temperaturbalansen rundt jorda, og som bidrar til å holde Europa relativt varmt. Den økende mengden av ferskvann som nå observeres i Polhavet kan teoretisk på sikt forstyrre den termohaline sirkulasjonen og føre til nedkjøling av områdene rundt Nord-Atlanteren. En kollaps i den termohaline sirkulasjonen vurderes av FNs klimapanel som en «lav sannsynlighet – høy konsekvens» -risiko forbundet med global oppvarming. De fleste modellkjøringer viser at det er mer sannsynlig enn det er at den termohaline sirkulasjonen svekkes.
Vær og klima i Arktis påvirker vær og klima i store deler av verden. Forskjellen i høst- og vintertemperaturer mellom det kaldere Arktis og varmere sørlige regioner er med på å drive jetstrømmene som former og forflytter værmønstrene rundt på den nordlige halvkule. Men temperaturforskjellen mellom Arktis og de andre regionene har minsket, noe som har påvirket jetstrømmenes hastighet. Som et resultat ser det ut til at værsystemer blir liggende over gitte regioner over lengre tid, noe som kan føre til ekstreme snømengder, tørke og hetebølger. Videre fører oppvarmingen i Arktis til økte svinger på jetstrømbølgene, slik at kald arktisk luft når lengre sørover, og varm luft trenger lengre nord, noe som også fører til høye og lave temperaturrekorder.
Vintrene 2009–2010 og 2010–2011 ble det registrert mye ekstremvær, med uvanlig høye temperaturer over Arktis, samtidig som det var sterk kulde og store snøfall over Kina, USA og Europa. Slike ekstremværhendelser knytter seg til den tilfeldige og usystematiske måten værfenomener opptrer på, og årsakene er derfor vanskelig å spore. Likevel kan de siste store endringene i Arktis ha bidratt til ekstremværet. Slike skiftende værmønstre vil ha vidtrekkende konsekvenser, og de kan for eksempel påvirke global matproduksjon.
Hvordan den tinende permafrosten vil påvirke karbonbalansen er et annet aspekt som har stor betydning for klimautviklingen globalt sett. Permafrosten i Arktis tiner som følge av at landoverflata, havet, elver og innsjøer over den frosne bakken blir varmere. Karbon som er lagret i den frosne jorda kan da frigjøres i form av CO2 og metan og bidra til økte drivhusgasser i atmosfæren, og slik akselerere den globale oppvarmingen. Men oppvarming påvirker karbonlagrene i permafrost også på den måten at permafrostgrunnen blir mer produktiv, der økt vekst fører til større karbonopptak. Det er anslått at den arktiske permafrosten inneholder 1,7 trillioner tonn karbon – mer enn all menneskelig aktivitet har generert siden starten av den industrielle revolusjon. En kanadisk studie har anslått at tinende permafrost i Canada alene ville kunne frigjøre 75 til 560 milliarder tonn karbon i atmosfæren innen 2100, og øke jordens temperatur med 0,5 ˚C i tillegg til øvrig forventet oppvarming. Men totalanslaget på karbonmengden som kan frigjøres fra permafrost er fortsatt svært usikkert, og dermed er muligheten til å vurdere utslippet begrenset. Det er betydelige forskjeller mellom empiriske og modellerte estimater av mengde og utbredelse av organisk karbon i permafrostregionene, og det knytter seg dermed stor usikkerhet til hvilken rolle karbon i permafrost vil spille i klimagassbalansen.
Også i havbunn finnes det permafrost med enorme mengder lagret metan, anslått til et karboninnhold på 10 milliarder tonn. Metan har mer enn 20 ganger større drivhuseffekt enn CO2. Foreløpig er det stor usikkerhet knyttet til hvor stor trussel en ev. frigjøring av dette karbonet er. Tidsskalaen for destabilisering av marine hydrater er ikke godt nok forstått. Sannsynligvis er den svært lang for hydrater i dype sedimenter, men mye kortere for hydrater i grunne farvann, for eksempel i Polhavet. Usikkerhetene beror på manglende kunnskap om omfanget og plasseringen av metanhydratlagrene, tid påkrevd for varmegjennomtrengning i hav og sedimenter, og skjebnen til metan i sjøvannet.
Som følge av smeltende isbreer og iskapper forventer vi et stigende globalt havnivå. Det gjennomsnittlige havnivået vil fortsette å stige, raskere enn i perioden 1971–2010. Modellene viser en økning på 0,52-0,98 meter innen 2100, men modellresultatene avhenger av oppvarmingen. Så langt har det meste av økningen vært på grunn av termisk? utvidelse av havet (et varmere hav tar større plass) som forventes å fortsette å utgjøre 30–50 % framover. Endringer i den arktiske kryosfæren (is på land) vil stå for en betydelig andel av den forventede økningen.
Konsekvensene av slik havnivåstigning er først og fremst en utfordring for lavtliggende tett befolkede områder, som for eksempel en rekke lavtliggende øystater i Stillehavet. Mer enn én milliard mennesker – de fleste av dem i Asia – bor i lavtliggende kystområder. I løpet av dette århundret kan noen av disse områdene bli oversvømt av det stigende havnivået. Innbyggerne vil bli tvunget til å finne måter å takle situasjonen. Eksperter jobber kontinuerlig med å finne ut hvilke regioner som vil bli hardest rammet, men det er umulig å forutse med nøyaktig i hvilken grad det stigende havnivået vil påvirke disse kyst- og øystatene, da dette i stor grad avhenger av omfanget og hastigheten på utviklingen. Nyere dynamisk modellering av havnivåstigning, som tar stormvind og bølger i betraktning, tegner et mye alvorligere bilde for noen av de lavtliggende øyene i Stillehavet enn tidligere modeller.
Klimaet i Antarktis har global betydning
De enorme islagte områdene i Antarktis fungerer som en global termostat som regulerer jordas klimasystem. Det hvite isdekket kjøler ned atmosfæren gjennom albedo?, og tilsvarende absorberer den mørke havoverflaten varme fra solen og er avgjørende for havets varmebalanse. Kaldt overflatevann med høy saltholdighet synker ned i dyphavet og driver de store havstrømmene som frakter varme rundt om i verden. Sørishavet fanger også opp og lagrer karbondioksid fra atmosfæren, og spiller gjennom dette en betydelig rolle for karbonbalansen.
Sørishavets opptaksevne for CO2 kan endres både som følge av oppvarmingen av havet (varmere vann tar opp mindre CO2), og som følge av endringer i sirkulasjon og koblinger i hav–luft–is systemet. Sørishavets framtidige rolle i karbonkretsløpet og resultatene av mulige endringer er derfor uklare.
Bidrag fra issmelting i Antarktis er svært avgjørende for vurdering av mulig framtidig stigning i havnivået. Spesielt er det breisen på den Vest-Antarktiske halvøy som ser ut til å tape masse. Studier har vist en sterk sammenheng mellom temperatur i Antarktis og globalt havnivå , som igjen er korrelert med globale temperaturer, gjennom de siste 520 000 årene.Det forventes at Antarktis vil bidra til den forventede havnivåstigningen det neste århundret. Tapet av is langs kysten av Antarktis (kalving og smelting) er forventet å være større enn økningen på innlandsisen forårsaket av økt nedbør, slik at Antarktis totalt sett dermed vil fortsette å bidra til havnivåstigningen. En kollaps av de antarktiske ismassene som er i kontakt med havet – der hvor berggrunnen ligger under havnivå – ville på kort sikt kunne gi en betydelig større havnivåstigning enn anslått. Foreløpig tilsier kunnskapen at en slik eventuell situasjon bare vil føre til noen tidels meter mer innenfor dette århundret.