Lesbók Morgunblaðsins - 05.06.1993, Page 4

t
Kaldur, saltur botnstraumur
6. mynd. Lóðrétt hringrás heimshafanna, „færibandið“5
Hlýr yfirborðsstraumur
Veðurhorfur
á næstu öld
ugsanleg hlýnun vegna vaxandi gróðurhúsa-
áhrifa í lofthjúp jarðar hefur verið talsvert í
fréttum á síðustu árum. Óvenjuleg hlýindi
áranna 1987-91 urðu oft fréttamatur, ekki
síst vegna þurrka sem voru þeim samfara í
Þessi grein er sú fyrri af
tveimur um
gróðurhúsaáhrif og
hugsanlega hlýnun af
þeirra völdum sem
birtast í Lesbók
Morgunblaðsins. í henni
verður Qallað um sögu
rannsókna á
gróðurhúsaáhrifum,
hugsanleg áhrif
mengunar á veðurfar og
almennt um orsakir
veðurfarsbreytinga.
Eftir TRAIJSTA
JÓNSSON og TÓMAS
JÓHANNESSON
Bandaríkjunurn og voru hlýindin og þurrk-
arnir stundum talin merki um vaxandi gróð-
urhúsaáhrif. Árið 1992 var hins vegar held-
ur kaldara en árin á undan og hefur það
verið nefnt til marks um það að lítið vit sé
í kenningum um vaxandi gróðurhúsaáhrif.
Misvísandi fréttir um þetta efni birtast
stundum með skömmu millibili. Þannig var
viðtal í ríkissjónvarpinu um mánaðamótin
jan./feb. síðastliðin við erlenda vísindamenn
sem mælt höfðu hita á norðurslóðum og
engin merki fundið um hlýnandi veðurfar.
Þeir lýstu efasemdum um hlýnun vegna
vaxandi gróðurhúsaáhrifa. Skömmu síðar
birtust fréttir, einnig í ríkissjónvarpinu, um
óvenjuleg hlýindi í Moskvu og var nefnt að
meðal Moskvubúa væri þess vegna mikið
rætt um hlýnandi veðurfar af völdum gróð-
urhúsaáhrifa.
í þeirri umfjöllun um gróðurhúsaáhrif
sem hér fer á eftir leggjum við höfuð-
áherslu á tvö atriði: Annars vegar hina
miklu óvissu sem ríkir um niðurstöður rann-
sókna á gróðurhúsaáhrifum, sérstaklega í
sambandi við spár um hlýnun á tilteknum
stöðum eða svæðum á jörðinni. Þessi óvissa
gerir það að verkum að vísindamenn eru
iðulega ekki sammála um það hvernig túlka
beri niðurstöður líkanreikninga og veðurat-
hugana. Hitt atriðið eru „náttúrulegar“
breytingar á veðurfari en þær leiða til þess
að erfitt getur reynst að benda á óyggjandi
merki þess að loftslag hafi hlýnað fyrr en
hlýnunin er orðin til muna meiri en óreglu-
legar hitabreytingar hafa mælst til þessa.
Saman valda þessi atriði því hvað fréttir
um afleiðingar vaxandi gróðurhúsaáhrifa
eru oft ruglingslegar.
Rannsóknir á gróðurhúsaáhrifum hafa
aukist mikið á seinni árum eftir að í ljós
kom að vaxandi gróðurhúsaáhrif í andrúms-
lofti jarðar kynnu að valda meiri breytingum
á veðurfari en orðið hafa í árþúsundir og
að mikil röskun á lífríki og mannlegu samfé-
lagi gæti fylgt í kjölfarið. Alþjóða veður-
fræðistofnunin (WMO) og Umhverfisstofn-
un Sameinuðu þjóðanna (UNEP) stofnuðu
árið 1988 starfshóp eða ráð vísindamanna
sem vera á stjórnvöldum til ráðuneytis um
veðurfarsbreytingar. Starfshópur þessi, sem
nefndur er IPCC (á ensku „Intergovernmen-
tal Panel on Climate Change"), hefur staðið
fyrir mjög umfangsmiklu samstarfi vísinda-
manna frá mörgum þjóðlöndum og gefið
út skýrslur þar sem teknar eru saman niður-
stöður helstu rannsókna á þessu sviði. Við
samningu þeirra greina sem hér birtast
höfum við stuðst mikið við skýrslur sem
gefnar hafa verið út af IPCC. ‘,2
Gróðurhúsaáhrif
Af fréttaflutningi mætti stundum ætla
að gróðurhúsaáhrifin séu eitthvað sem
mannkyn er að búa til. Svo er þó ekki.
Gróðurhúsaáhrif hafa verið til staðar allt
2. mynd. Hitabreytingar á norðurhveli jarðar 1890-1945 sýndar sem keðjumeðal-
tal 15 ára. Lóðréttur skali er ótilgreindur en bilið milli láréttu punktalínanna er
0,1 °C.
frá því að gufuhvolf jarðar myndaðist í ár-
daga. Þau hafa raunar oft verið meiri en
nú. Hins vegar virðist stefna í að mannkyn-
ið sé að auka við gróðurhúsaáhrifin og ætti
því fremur að ræða um aukningu gróður-
húsaáhrifa.
En hvað eru þá gróðurhúsaáhrif? Franski
stærðfræðingurinn Fourier var fýrstur til
að benda á að gufuhvolfið heldur á okkur
hita ef svo má segja. Ef engin væru gróður-
húsaáhrif væri meðalhiti á jörðinni 33°C
lægri en hann er, eða -18°C í stað +15°C.
Það var árið 1827 sem Fourier líkti áhrifum
lofthjúpsins við glerveggi gróðurhússins.
Glerið hleypir orkuríkum stuttbylgjugeislum
sólarljóssins inn, en lokar inni orkuminni
hitageislun. Þó efnasamsetning andrúms-
loftsins væri þekkt í stórum dráttum á dög-
um Fouriers vissu menn ekki að hinar ýmsu
lofttegundir væru misáhrifamiklar í þessu
tilliti. Á 6. áratug síðustu aldar komst bresk-
ur eðlisfræðingur, John Tyndall, að því að
hvorki væri hægt að þakka súrefni né köfn-
unarefni gróðurhúsaáhrifin. Þessar loftteg-
undir eru þó samtals allt að 99% lofthjúps-
ins. Það væru fyrst og fremst aðrar loftteg-
undir og einkum þá koltvísýringur CO2 og
vatnsgufa H2O sem hefðu þessi áhrif. Ekki
er mikið af CO2 í andrúmsloftinu, eða að-
eins um 0,03% af rúmmáli loftsins. Þetta
er oftast ritað 300 ppm og lesið 300 hlutar
af milljón. Hlutfall vatnsgufu er mjög mis-
hátt frá einum stað til annars. Hæst verður
það rúm 3%, en hér á landi er það oftast
um og yfir 0,5%.
Þær lofttegundir sem valda gróðurhúsa-
áhrifum nefnast eðlilega gróðurhúsaloftteg-
undir. Gróðurhúsalofttegundir eru fleiri en
koltvísýringur og vatnsgufa og má þar nefna
óson, metan og halogenkolefni. Halogenkol-
efnin eru heil fjölskylda efnasambanda sem
búin eru til af manninum. Freon er líklega
þekktast þeirra og er talið vera ein mikil-
vægasta orsök þynningar ósonlagsins, en
það er önnur saga. Sameindir nær allra
gróðurhúsalofttegunda eiga það sameigin-
legt að innihalda-fleiri en tvö atóm. Þetta
veldur því að auk þess að sveiflast sundur
og saman eða snúast eins og tveggja atóma
sameindir, geta þær blakað vængjunum ef
svo má segja. Svo vill til að eigintíðni þessa
titrings er nærri tíðni hitageislunar. Þegar
hitageislun frá yfirborði jarðar berst upp í
loftið fer hún meira eða minna framhjá
tveggja atóma sameindum súrefnis og köfn-
unarefnis, en um leið og hún hittir fyrir
stærri sameindir fara þær að hristast til og
frá. Sameindirnar missa orkuna fljótlega
aftur frá sér sem hitageislun, en hluti henn-
ar berst aftur niður í átt til jarðar (sjá 1.
mynd). Gróðurhúsalofttegundirnar tefja á
þennan hátt framrás hitageislunar upp í
gegnum gufuhvolfið. Annars færi hún beina
leið út í himingeiminn.
Hlýnun Af Völdum Vax-
ANDI GRÓÐURHÚSAÁHRIFA
Sænski efnafræðingurinn Svante Arrhen-
ius var einn af þeim fyrstu sem benti á að
verið væri að losa kolabirgðir jarðar upp í
andrúmsloftið. Hann fór að reikna út hversu
mikið þetta væri á ári. Hann reiknaði og
reiknaði og komst loks að óhjákvæmilegri
niðurstöðu: Ef svo héldi fram sem horfði,
hlyti veður að fara hlýnandi og ekki nóg
með það, heldur taldi hann það verða stór-
lega til bóta, enda búandi í köldu landi.
Niðurstaða Arrheniusar árið 1896 var sú
að hlýnun af völdum tvöföldunar á styrk
CO2 í andrúmsloftinu yrði 5-6°C. Þetta er
ekki fjarri niðurstöðum vísindamanna nú á
tímum og verður það að teljast býsna gott
hjá Arrheniusi sem ekki hafði önnur tæki
til reikninganna en blað, blýant og reikni-
stokk. Ekki voru þeir þó margir sem veittu
kenningum Arrheniusar sérstaka athygli.
Um og upp úr 1920 fór veðurlag hins veg-
ar greinilega hlýnandi á norðurslóðum og
rétt fyrir seinna stríð skrifaði breskur náma-
verkfræðingur, Callender að nafni, grein
þar sem hann benti á hlýnunina og jafn-
framt á það að styrkur koltvísýrings í and-
rúmsloftinu virtist fara vaxandi. Hlýnunin
leit í stríðslok út eins og sjá má á 2. mynd.
Ansi sannfærandi, ekki satt? En Callender
var varla búinn að skrifa greinina þegar
hitinn hætti að hækka og næstu 30 árin
rúm hlýnaði lítið og veðurfar kólnaði jafn-
vel. Hér á landi kólnaði talsvert. Fyrsta
áratuginn eftir stríð var sú skoðun ofan á
að hafið myndi auðveldlega gleypa alla los-
un mannsins á CO2 upp í andrúmsloftið
enda væri margfalt meira CO2 í hafinu en
í andrúmsloftinu. En 1957 var sýnt fram á
það á sannfærandi hátt að hafið væri þrátt
fyrir allt tregt til að taka við viðbótum,
enda færi leysni CO2 í sjó lækkandi með
hækkandi sjávarhita.
Árið 1958 hófust síðan mun nákvæmari
mælingar á styrk CO2 í gufuhvolfinu en