Morgunblaðið - 25.02.2016, Page 56

56 UMRÆÐAN
MORGUNBLAÐIÐ FIMMTUDAGUR 25. FEBRÚAR 2016
Þegar vísindamenn
fóru að beina sjónum
sínum að öreindum í
lofti upp úr miðri síð-
ustu öld, voru hug-
myndir þeirra um
áhrif loftmengunar og
öragna í lofti þoku-
kenndar og lítið um
samræmdar vísinda-
legar aðgerðir og
rannsóknir. Öllum var
ljóst, að loftmengun fór sívaxandi
og áhrif hennar á andrúmsloft
margvísleg. Sumir fræðimenn
töldu, að mengunin myndi valda
hlýnun andrúmslofts en aðrir
kólnun þess. Þeir voru til sem
álitu, að kólnun lofts af völdum
öreinda myndi upphefja hlýnun
vegna koltvíoxíðsins, svo að ekki
þyrfti að hafa neinar áhyggjur af
loftslaginu. Náttúran sjálf myndi
sjá um að viðhalda eðlilegu jafn-
vægi.
Twomey-áhrif í skýjum
Írski eðlisfræðingurinn Sean
Twomey sýndi fram á með rann-
sóknum sínum við Arizona-
háskólann, að endurspeglun sól-
argeisla frá skýjum væri aðallega
háð gufumyndandi kjörnum (e.
cloud condensation nuclei) sem
gætu skapazt með öreindum í
lofti. Fyrir létt ský myndi fjölgun
öreinda auka tvístrun sólargeisla
og þannig valda kólnun, en í þykk-
um skýjum valda öfugum áhrifum
með miklu ísogi sólarorku og hlýn-
un lofts. Það var því ljóst, að vís-
indamönnum var mikill vandi á
höndum að túlka öll þessi áhrif
rétt. Öll reiknilíkön um hlýnun af
völdum aukins koltvíoxíðs yrðu að
taka fullt tillit til öreinda í lofti.
Án þeirra væri niðurstaðan ein-
faldlega röng. Smám saman urðu
vísindamenn þó sammála um, að
kólnun andrúmslofts vegna
öreinda, einkum þeirra sem
brennisteinstvíoxíð frá mengandi
orkuverum og iðnaði skapar, svo
að ekki sé talað um náttúruna
sjálfa þegar mikil eldgos verða,
væri mun minni en hlýnun af völd-
um koltvíoxíðs. Mikil brennistein-
stvíoxíðmengun í lofti getur vissu-
lega valdið tímabundinni kólnun,
eins og gerist í miklum eldgosum,
en þau áhrif dvína hratt og kolt-
víoxíðið heldur sínu striki.
Hópar vísindamanna ráðast í
loftslagsrannsóknir
Um allan heim mynduðust nú
samstarfshópar vísindamanna af
ýmsum toga sem lögðust á árar til
að samhæfa rannsóknir á áhrifum
gróðurhúsaloftegunda, öreinda og
loftmengunar, svo og sjávar.
Reiknilíkön fyrir loftslagsbreyt-
ingar og hlýnun jarðar urðu æ
viðameiri og flóknari, þar sem
reynt var að taka tillit til allra
hugsanlegra þátta er kynnu að
hafa áhrif á hlýnunarferilinn.
James Edward Hansen, loftslags-
fræðingur og forstöðumaður
Goddard geimvísindastofnunar
NASA í New York, leiddi stóran
hóp vísindamanna er höfðu þróað
mjög öflugt reiknilíkan fyrir lofts-
lagsbreytingar vegna aukins kolt-
víoxíðs um 1980. Þeir reiknuðu
með kólnun af völdum allra eld-
gosa á seinni tímum ásamt meng-
un af manna völdum og einnig
með breytileika sólar. Þannig
tókst þeim að fá allgott samræmi
milli reiknaðs meðalhita og þess
sem hann varð í raun. Vís-
indamenn við Hadley-rannsókn-
armiðstöðina fyrir loftslagsspár í
Stóra Bretlandi notuðu reiknilíkan
sem tók tillit til koltvíoxíðs í lofti
og samspils lofts og sjávar. Þeir
reiknuðu hitaferla frá árinu 1860,
ýmist með eða án áhrifa öreinda,
og báru saman við hitamælingar.
Þegar öreindirnar voru hafðar
með, fékkst miklu betra samræmi
við mæld gildi en án þeirra. Þessi
niðurstaða vakti mikla athygli
fræðimanna á þeim
tíma.
Áhyggjur fræði-
manna aukast
Fleiri og fleiri vís-
indamenn, bæði lofts-
lagsfræðingar, fé-
lagsfræðingar og
hagfræðingar, fóru nú
að velta fyrir sér al-
varlegum afleiðingum
hækkandi hitastigs á
jörðu. Áhyggjur
þeirra náðu eyrum stjórnmála-
manna víða um heim. James E.
Hansen, forstöðumaður Goddard
stofnunarinnar, kom fyrir full-
trúadeild bandaríska þingsins
1988 til þess að gera þingmönnum
grein fyrir þeirri ógn sem stafaði
af hlýnun jarðar. Skömmu áður
hafði hann ásamt samstarfs-
mönnum sínum birt grein um
fyrstu loftslagsspár sínar á grund-
velli nýrra útreikninga með mun
fullkomnara reiknilíkani en áður
hafði þekkzt. Var nú gert ráð fyrir
mismunandi sviðsmyndum fyrir
vaxandi, minnkandi eða óbreytta
losun koltvíoxíðs af manna völdum
og þannig hægt að reikna breyt-
ingar á meðalhitastigi við yfirborð
jarðar. Hansen og félagar komust
að þeirri niðurstöðu, að hlýnun
jarðar vegna mannlegra athafna
væri óhjákvæmileg á næstu ára-
tugum, ef ekkert yrði gert til að
draga úr losun.
Loftslagsráð Sameinuðu
þjóðanna
Loftslagsráð Sameinuðu þjóð-
anna (IPCC: International Panel
of Climate Change) var stofnað
1988 af Alþjóðlegu veðurstofn-
uninni (WMO) og Umhverf-
isstofnun Sameinuðu þjóðanna
(UNEP). Það hlaut formlega við-
urkenningu Allsherjarþings Sam-
einuðu þjóðanna með samþykkt
43/53, 6. desember 1988. Sænski
veðurfræðingurinn Bert Bolin,
sem hafði lagt svo mikið til mál-
anna um samspil lofts og sjávar,
var kjörinn fyrsti formaður ráðs-
ins. Undir forystu hans tók ráðið
til óspilltra málanna og lagði fram
fyrstu skýrslu sína um loftslags-
mál á annarri loftslagsráðstefnu
Sameinuðu þjóðanna í Genf 1990.
Þá ráðstefnu sóttu um 700
fremstu vísindamenn heims á sviði
veðurfars- og loftslagsvísinda sem
höfðu tekið þátt í að semja skýrsl-
una eða lagt til efni í hana. Í
fyrsta sinn birtist mikil samstaða
þeirra um óhjákvæmilega hækkun
hitastigs á jörðu vegna aukins
styrks koltvíoxíðs í andrúmslofti,
ef ekkert yrði að gert. Greinarhöf-
undur sótti ráðherrafund ráðstefn-
unnar í kjölfar vísindahluta henn-
ar sem fyrsti umhverfisráðherra
landsins. Þar átti hann meðal ann-
ars langt samtal við formanninn
Bert Bolin um stöðu Íslands í
þessu samhengi. Var þá meðal
annars rætt um áhrif mikilla eld-
gosa á loftslag og kólnunaráhrif
vegna brennisteinstvíoxíðs (SO2)
sem berst með gosmekkinum.
Brennisteinsmengun frá Íslandi
myndi halda aftur af gróðurhúsa-
áhrifum, en ekki ná til meginlands
Evrópu sem súrt regn að mati
Bolin.
Rammasamningur um
loftslagsmál
Eftir að Loftslagssamningur
Sameinuðu þjóðanna (UNFCCC)
var samþykktur á Río-ráðstefn-
unni 1992, hefur Loftslagsráðið
tekið saman stöðuskýrslur fyrir
samningsaðila með reglulegu milli-
bili. Þess ber að geta, að ráðið
stendur ekki fyrir neinum lofts-
lagsrannsóknum eða mælingum á
eigin vegum. Skýrslur þess byggj-
ast á rannsóknum og vís-
indagreinum loftslagsvísinda-
manna um allan heim. Hundruð
þeirra ásamt öðrum sérfræðingum
leggja sjálfviljugir til efni til ráðs-
ins og taka þátt í að skrifa og fara
yfir skýrslur án endurgjalds. Þær
eru síðan yfirfarnar af fulltrúum
ríkisstjórna landa, sem hafa stað-
fest loftslagssáttmálann, áður en
þær eru birtar. Þannig hefur
Loftslagsráð Sameinuðu þjóðanna
öðlazt alþjóðlega viðurkennt
áhrifavald og myndugleika gagn-
vart loftslagsmálum. Skýrslur
ráðsins sýna í raun sameiginlegt
sjónarmið helztu loftslagsvísinda-
manna heims og eru um leið sam-
eiginlegt álit allra ríkisstjórna fyr-
ir hönd þátttökulandanna.
Loftslagsráðið hlaut frið-
arverðlaun Nóbels ásamt fyrrver-
andi varaforseta Bandaríkjanna Al
Gore árið 2007.
Fimmta stöðuskýrsla ráðsins
kom út 2014. Í yfirliti hennar eru
mörg álitamál afgreidd á afger-
andi hátt. Í fyrsta lagi: Áhrif
manna á loftslagskerfið eru greini-
leg, og losun gróðurhúsaloftteg-
unda af manna völdum hefur í
seinni tíð aldrei verið meiri. Lofts-
lagsbreytingar á seinni tímum
hafa haft víðtæk áhrif á menn og
náttúru. Í öðru lagi: Hlýnun and-
rúmslofts er ótvíræð, og miklar
loftslagsbreytingar sem hafa átt
sér stað síðan 1950 eru fordæma-
lausar, þótt litið sé yfir áratugi,
jafnvel árþúsundir. Andrúmsloft
og höf hafa hitnað, magn snævar
og íss minnkað og sjávaryfirborð
hækkað. Í þriðja lagi: Losun gróð-
urhúsalofttegunda hefur aukizt
verulega frá því fyrir iðnbyltingu
á átjándu öld, aðallega vegna
fólksfjölgunar og hagvaxtar, og
styrkur þeirra í andrúmslofti hef-
ur aldrei verið meiri. Það hefur
leitt til þess, að meira koltvíoxíð,
metan og níturoxíð finnst í lofti en
fordæmi eru fyrir síðastliðin 800
þúsund ár. Áhrif þessara loftteg-
unda og annarra mannlegra
áhrifavalda greinast alls staðar í
loftslagskerfinu. Þau eru mjög lík-
lega aðalorsök þeirrar hlýnunar,
sem orðið hefur frá miðri síðustu
öld. Í fjórða lagi: Uppsafnað kolt-
víoxíð í andrúmslofti ræður mestu
um hlýnun við yfirborð jarðar,
þegar dregur að lokum 21. aldar
og á næstu öld. Spár um frekari
losun gróðurhúsalofttegunda eru
mjög breytilegar. Þær eru bæði
háðar félagslegri og efnahagslegri
þróun og stefnumörkun í loftslags-
málum. Skýrslan var ítarlega
rædd á ráðstefnunni í París 2015,
og var hún undirstaða þeirra
ályktana, sem þar voru sam-
þykktar.
Vísindamenn veltu lengi fyrir
sér hvernig kolefnisbúskap jarðar
væri háttað. Menn gerðu sér
grein fyrir, að mikið magn kolt-
víoxíðs bærist upp í andrúms-
loftið frá rotnandi lífverum og
gróðri, bæði á landi og í sjó. Þá
myndu plöntur og gróandi nota
mikið magn af kolsýru úr lofti
með ljóstillífun. Þarna væri því
um að ræða mikla hringrás kol-
efnis milli jarðar og lofts, og ein-
hvers konar jafnvægi hlyti að
ríkja í þessu tilliti. Í þessu sam-
hengi skiptir og miklu máli
hversu langan aldur koltvíox-
íðsameindirnar eiga í andrúms-
loftinu.
Rannsóknir
Baldurs Elíassonar
Baldur Elíasson eðlisfræðingur,
sem starfaði lengi hjá sænsk-
svissneska fyrirtækinu ABB
(Asea-Brown Boveri) í Sviss,
stundaði miklar rannsóknir á
loftslagsmálum og kolefnisbúskap
jarðar samhliða störfum sínum
hjá fyrirtækinu. Í fyrirlestri sem
hann hélt á Íslandi 1999, kynnti
hann einfaldaða mynd af kolefn-
ishringrásinni, þar sem koltvíoxíð
hefur verið umreiknað í hreint
kolefni. Kerfi Baldurs byggist á
því, að á hverju ári sendi jörðin
frá sér koltvíoxíð upp í andrúms-
loftið af náttúrulegum orsökum,
sem samsvarar 140 gígatonnum
af hreinu. Þar af koma 75 Gt frá
landi (gróður og jarðvegur), en 65
Gt úr hafinu (uppgufun og rotn-
un). Jörðin tekur síðan við nokk-
urn veginn sama magni með ljós-
tillífun plantna og ísogi jarðvegs.
Og hafið gleypir svipað magn og
það sendir frá sér. Fram að iðn-
byltingunni á 18. öld ríkti nánast
fullkomið jafnvægi í kolefn-
ishringrásinni milli jarðar og
lofts. Stóra sveiflan á hringrás-
inni, sem kemur fram á Vostok-
ferlinum, breytir engu þar um, en
hún stafar aðallega af breytingum
á öxulhalla jarðar í svokölluðum
Milankovitch-lotum. Með iðnbylt-
ingunni byrjar maðurinn að trufla
þessa hringrás með mikilli losun
koltvíoxíðs frá iðnaði, samgöngum
og orkuverum, og nemur hún nú
7-8 Gt á ári. Baldur gerir ráð fyr-
ir, að náttúrulega hringrásin geti
bætt hluta af þessari losun við
sig, 4-5 Gt, og því safnist rúmlega
3 Gt, þrír milljarðar tonna, á ári
fyrir í andrúmsloftinu, eins og
Keeling ferillinn sýnir.
Um loftslagsrannsóknir og reiknilíkön
Eftir Júlíus
Sólnes
» Áhrif manna á lofts-
lagskerfið eru
greinileg og losun gróð-
urhúsalofttegunda af
manna völdum hefur í
seinni tíð aldrei verið
meiri.
Júlíus Sólnes
Höfundur er prófessor emerítus og
fv. umhverfisráðherra.
Mynd/Wikimedia, Ben Powless
Handtaka James Hansen handtekinn fyrir framan Hvíta húsið 2011 fyrir að
mótmæla lagningu Keystone-olíuleiðslunnar frá Kanada til Bandaríkjanna.
Hringrás Alheimshringrás koltvíoxíðs skv. rannsóknum Baldurs Elíassonar
eðlisfræðings. Um þrjú gigatonn af kolefni í formi koltvíoxíðs hlaðast upp í
andrúmslofti á hverju ári af manna völdum.
75
Ön
du
nf
rá
plö
nt
um
og
jar
ðv
eg
i/r
ot
nu
n
65
Ljó
st
illí
fu
np
lan
tn
ao
g
up
pt
ak
aí
yf
irb
or
ðs
jar
ðv
eg
i
65
75
7-8
4-5
NÁTTÚRA
H
A
F
IÐ
H
A
F
IÐ
Alheimshringrás koltvíoxíðs
magn hreins kolefnis, Gtonn/ári
140140
C=3 Gt/ári
MAÐUR
Δ
Ljósmynd/KVA.
Frumkvöðull Sænski veðurfræðing-
urinn Bert Rickard Johannes Bolin
(1925–2007). Einn af frumkvöðlum
rannsókna á loftslags-breytingum
og hlýnunaráhrifum af völdum kol-
sýru í lofti.