Studier tyder på att under 1900-talets första hälft bidrog variationer i solstrålning med en uppvärmande effekt. Under 1900-talets andra hälft verkar solstrålningen ha varit marginellt mindre. Här kan du läsa mer om naturliga faktorer som påverkar klimatet.
Förändringen i solinstrålningen tillsammans med ett par större vulkanutbrott, beräknas ha gett en avkylande effekt. Att jordens medeltemperatur ändå har stigit kan förklaras av utsläpp av koldioxid och andra växthusgaser till atmosfären. Troligen har samtida utsläpp av partiklar (aerosoler) i atmosfären till viss del motverkat uppvärmningen.
Beräkningar med hänsyn tagen till naturliga och av människan orsakade faktorer visar till hur stor del de olika faktorerna har påverkat de uppmätta globala temperatur-variationerna de senaste 150 åren.
Mänskliga utsläpp
Påverkan på jordens klimat sedan mitten av 1700-talet består av förändringar i ett antal faktorer såsom växthusgaser, partiklar och naturliga faktorer. Den sammanlagda påverkan som anges har dock skett ojämnt i tiden. Inte minst växthusgasutsläppen låg på tämligen låga nivåer fram till mitten av 1900-talet. Sedan dess har de ökat kraftigt.
Naturliga faktorer verkar jämfört med utsläppen, relativt sett, ha bidragit allt mindre under 1900-talet. Under de senaste 30–50 åren har utsläppen varit drivande för den fortsatta uppvärmningen av jorden.
Hur framtiden blir beror således på utsläppen framöver, samtidigt som de utsläpp som redan gjorts påverkar den fortsatta klimatförändringen. Klimatet förändras nu framför allt utifrån den ackumulerade utsläppsutvecklingen.
Växthusgaser
Strålningsflödena genom jordatmosfären påverkas av atmosfärens sammansättning och innehåll av partiklar (aerosoler) samt moln. Under en längre tid har människan genom förbränning av fossila bränslen förändrat atmosfärens sammansättning [IPCC, 2013b].
Eftersom halten av växthusgaser i atmosfären ökar så ökar den så kallade växthuseffekten. Beskrivningen i de föregående styckena är dock mycket förenklad. Det finns även andra mer invecklade processer som kopplas in. Den samlade effekten av en ökande halt av växthusgaser kan bara beräknas med hjälp av komplexa atmosfärsmodeller.
De vanligaste växthusgaserna är koldioxid, metan, dikväveoxid (lustgas) och ozon. Förekomsten av alla dessa gaser i atmosfären har ökat markant sedan industrialismens början, och särskilt under de senaste decennierna [IPCC, 2013b].
Orsaken till ökningen är mänsklig aktivitet, såsom förbränning av fossila bränslen (kol, olja, naturgas) vilket ger koldioxidutsläpp och markanvändning så som boskap och risfält som producerar metangas. Metan i atmosfären har också stora naturliga källor, som utgör knappt hälften av de totala källorna för metan [IPCC, 2013c].
Vissa kraftfulla växthusgaser finns inte ens naturligt, utan är framställda av människan, såsom en del halokarboner. Dessa verkar dessutom nedbrytande på ozonlagret, och har därför reglerats av Montrealprotokollet [UNEP, 2020].
De halogenerade kolvätena (halokarboner) är stabila föreningar skapade av människan för industriell användning, och har en uppehållstid i atmosfären på omkring 100 år. De viktigaste är CFC-11och CFC-12 som används för skumplasttillverkning och i kylanläggningar, CFC-113 i lösningsmedel och HCFC-22 i kylanläggningar [Seinfeld och Pandis, 2006].
Aerosoler
Utsläpp av aerosoler kan vara både naturliga eller antropogena. Aerosoler är fasta partiklar, så som sot eller pollen, eller vätskedroppar, till exempel dimma, som svävar i atmosfären. Antropogena aerosoler bildas främst genom förbränning av fossila bränslen och industriella processer eller via mekanisk uppvirvling av stoft. Lokalt kan detta ge smog och kraftigt dis som exempelvis i stora städer under vintersäsongen. Ofta handlar det om utsläpp av gaser som omvandlas till partiklar. Mest studerat är svaveldioxid som sprids till atmosfären då kol och olja förbränns eller till exempel vid metallutvinning ur sulfidmalmer [Seinfeld och Pandis, 2006].
Svaveldioxiden övergår i sulfatpartiklar. Partiklarna faller ned när de blir tillräckligt tunga eller upplöses i molndroppar och faller ned med regn. De har oftast en mycket kort livslängd i troposfären (den lägre delen av atmosfären som sträcker sig från jordytan till cirka 10 km höjd på höga latituder och cirka 17 km höjd i tropikerna) och finns ofta kvar runt en vecka. Om sulfatpartiklarna bildas eller transporteras upp till stratosfären (ovanför troposfären upp till 45–55 km höjd) kan de bli kvar något år och påverkar under tiden klimatet.
Vid förbränning bildas även sot som absorberar strålningen och värmer upp atmosfären. Sot har därför en uppvärmande effekt medan svavelpartiklar har en kylande effekt på klimatet.
Beräkningar vid Rossby Centre visar att för Europa och norra Atlanten kan partikelutsläpp ha orsakat en temperatursänkning mellan -0,5 och -1,2 grader under det senaste århundradet. Därmed kan svavelutsläppen ha dämpat den pågående uppvärmningen.
Sot, metan, ozon och halokarboner har kortare uppehållstid i atmosfären jämfört med koldioxid, och benämns därför kortlivade klimatpåverkande luftföroreningar (SLCP - Short Lived Climate Pollutants) [UNEP, 2011].
Förändringar av jordytan
Människan bedriver många aktiviteter som förändrar jordytan. Europa var under istiden till delar täckt av stora inlandsisar eller tundra. Vid istidens slut för cirka 10 000 år sedan började skogen breda ut sig. Människan lämnade snart jägarsamhället och övergick till jordbruk. Därmed började skogar att avverkas eller brännas ner och åkermark brytas.
Den kraftiga befolkningsökningen under de senaste 200 åren har medfört att byar har växt till städer och städer till storstäder. Järnvägar och vägar har byggts och skog har huggits ned eller bränts för att bereda ny åkermark [Kaplan et al. 2009].
Flera meteorologiska faktorer har därmed förändrats vilket påverkar mikro- och lokalklimatet och i förlängningen det globala klimatet. Man kan som exempel nämna jordytans reflektionsförmåga (albedo) som påverkar strålningsbalansen.
Skog har i allmänhet lågt albedo. När skog avverkas och ersätts av grödor, gräsmark eller öknar ökar vanligen albedot. Med en större andel ytor som har högt albedo ökar reflektionen av den kortvågiga strålningen. Under vintern med snötäcke är skillnaden mycket stor mellan skog och öppet land.
När skog ersätts av åkermark ändras även ytans utseende och avdunstningen vilket ändrar energiutbytet mellan jordyta och atmosfär. När städerna breder ut sig sker det också förändringar av klimatet.
Texten i artikeln baseras på kapitel 8 "Anthropogenic and Natural Radiative Forcing" i Förenta nationernas klimatpanels (IPCC) femte utvärderings rapport [IPCC, 2013a] utöver de stycken där andra källor anges.
Källhänvisningar
UNEP (2011). Near-term Climate Protection and Clean Air Benefits: Actions for Con-trolling Short-Lived Climate Forcers. FN:s miljöprogram UNEP, Nairobi, Kenya
UNEP (2020). Handbook for the Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer (14:e upplagan). Ozonsekretariat, FN:s miljöprogram UNEP, Nairobi, Kenya
IPCC (2013a). Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. I Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 659–740). Cambridge University Press.
IPCC (2013b). Observations: Atmosphere and Surface. I Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 159–254). Cambridge University Press.
IPCC (2013c). Carbon and Other Biogeochemical Cycles. I Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 465–570). Cambridge University Press.
Kaplan, J.O., Krumhardt, K.M. & Zimmermann, N. (2009). The prehistoric and preindustrial deforestation of Europe. Quaternary Science Reviews, 28(27–28), 3016–3034.
Ruddiman, W.F. (2008). Earth's climate : Past and future (andra upplagan). W.H. Freeman & Co., New York.
Seinfeld, J. H. & Pandis, S. N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (andra upplagan). John Wiley & Sons.