Sólin Sólin Rís 07:03 • sest 19:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 09:57 • Sest 20:23 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:27 • Síðdegis: 19:43 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:21 • Síðdegis: 13:38 í Reykjavík

Hvernig vitum við að hlýnun jarðar er af manna völdum?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þessi spurning er að sjálfsögðu afar eðlileg enda velta margir henni fyrir sér, og það getur verið svolítið verk að kynna sér málið. Byrjum á lítilli dæmisögu til að skýra aðferðirnar sem við beitum.
Við erum stödd á breiðri en fáfarinni sandströnd og sjáum þar óljós spor í þurrum sandi. Við fyrstu athugun sjáum við að þau séu líklega eftir tvífætta lífveru á stærð við mann en getum kannski sagt fátt annað með vissu. En við nánari skoðun sjáum við að sporin liggja á einum stað um svolítið blautari sand og verða þar skýrari. Við sjáum þar skóför, sem sé spor eftir mann. Og ekki nóg með það; við þekkjum hann Jón sem býr í grenndinni og vitum hvernig skórnir hans eru. Við ályktum að öll þessi spor séu eftir hann.

Þetta dæmi sýnir meðal annars hvernig þekking okkar breytist með nýjum gögnum sem kallað er, með öðrum orðum með nýjum upplýsingum.

Á sama hátt hefur þekking okkar á hlýnun jarðar ekki verið alltaf hin sama. Í stuttu máli sagt felst hlýnunin í því að meðalhiti við yfirborð jarðar hefur verið hækkandi allar götur frá iðnbyltingunni á 19. öld. Hækkunin var sem betur fer lítil lengi vel, aðeins á bilinu hálf til ein gráða á öld að meðaltali, og breytileg eftir árum og eftir stöðum á jörðinni. En gögnin um þetta eru fengin frá mælingastöðvum um allan heim.

Áhrif hlýnandi loftslags sjást víða.

Þegar menn áttuðu sig á þessu sem staðreynd var auðvitað farið að leita að hugsanlegum orsökum. Einfaldast hefði verið að þetta stafaði af breytingum á geislun sólar, til dæmis á sólblettum, en það stóðst ekki prófun því að breytingar á þessu eru ekki nógu örar þegar litið er til lengri tíma. Svo er líka vitað um lítils háttar breytingar á hreyfingu og braut jarðar um sól sem valda reglubundnum og fyrir fram þekktum breytingum á loftslagi, en þær reyndust ekki koma heim við svona sívaxandi hlýnun. Við vitum líka að möndulhalli jarðar breytist lítils háttar með tímanum en ekki tókst að koma því heim og saman sem orsök hlýnunarinnar. Mönnum gekk illa að bera kennsl á sporin í sandinum.

En smám saman rifjaðist upp fyrir mönnum að þekktir raunvísindamenn á 19. öld höfðu bent á það að lofthjúpurinn réði miklu um hitann við yfirborð jarðar. Menn gátu til dæmis reiknað út að meðalhitinn væri 32 gráðum hærri vegna lofthjúpsins en ef hér væri ekkert loft eins og á tunglinu. Þetta stafar af því að lofthjúpurinn gleypir í sig hluta af varmageisluninni sem jörðin sendir frá sér, og sendir hana aftur til jarðar. Þetta er svipað og gerist í gróðurhúsum; glerið í þeim hleypir ljósinu inn en hleypir ekki allri orkunni út þegar hún leitar út um glerið sem varmageislun. Þessi hrif eru því oft kölluð gróðurhúsahrif og þau fara vaxandi við jörðina af því að styrkur tiltekinna lofttegunda, sem við köllum gróðurhúsagös, vex hröðum skrefum með hverju ári.

Þegar eðlisfræðingar tala um litróf merkir það svolítið annað en í daglegu máli. Það segir ekki aðeins til um hvaða litir koma fyrir í tilteknu ljósi, heldur einnig um hver sé styrkur hvers litar – eða hverrar tíðni sem kemur fyrir í ljósinu. Á sama hátt er talað um orkuróf geislunar þegar við lýsum því hve mikið af geisluninni hefur tiltekna orku. Heitur hlutur geislar frá sér varmageislun eins og áður var nefnt, en orkuróf hennar er frekar einfalt fall, einna líkast fallinu sem lýsir útbreiðslu veiru og heimurinn er að reyna að fletja út þegar þetta er skrifað. Það er ekkert ‚skófar‘ þar að finna.

En nú förum við út fyrir lofthjúpinn og mælum orkuróf varmageislunarinnar frá jörðinni. Og hvað sjáum við nema einmitt skófar, ekki bara eftir Jón, heldur líka eftir Gunnu og jafnvel börnin þeirra! Það er nefnilega eins og þau hafi stigið ofan á varmageislunarferilinn á mismunandi stöðum og í ólíkum skóm. Stærsta skófarið er auðvitað eftir Jón, það er að segja frægustu gróðurhúsalofttegundina, koltvíildi, CO2. Sumir hafa viljað gera því skóna að það sé þarna ekki endilega „af mannavöldum.“ En það er fánýtt umræðuefni því að förin eftir Gunnu og börnin (metan og óson) eru þarna líka og þau eru örugglega af manna völdum. Og í skófarinu er ekkert sem kemur heim við þekkt áhrif náttúrunnar sem áður voru nefnd. Þannig sannfæra vísindamenn sig um að myndin í heild sýnir skófar mannkynsins og ekkert annað.

Varmageislun frá Landmannaafrétti 10. apríl 1970 mæld frá veðurtunglinu Nimbus-4. Inn á myndina er gróflega merkt á hvaða bylgjulengdum vatnsgufa (H2O), metan (CH4), ósón (O3) og koldíoxíð (CO2) gleypa mest af jarðljósi. Einnig eru geislunarferlar fyrir tvo misheita svarthluti dregnir inn á myndina.

Nokkrar heimildir, lesefni og mynd:
  • Edvarð Julius Sólnes, 2019. Global Warming: Cause – Effect – Mitigation. [Rafbók og á pappír].
  • Halldór Björnsson, 2008. Gróðurhúsaáhrif og loftslagsbreytingar. Reykjavík: Hið íslenska bókmenntafélag.
  • Halldór Björnsson, Bjarni D. Sigurðsson, Brynhildur Davíðsdóttir, Jón Ólafsson, Ólafur S. Ástþórssson, Snjólaug Ólafsdóttir, Trausti Baldursson, Trausti Jónsson, 2018. Loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi – Skýrsla vísindanefndar um loftslagsbreytingar 2018. Reykjavík: Veðurstofa Íslands.
  • Henson, Robert, 2008. The Rough Guide to Climate Change. London: Rough Guides.
  • Romm, Joseph, 2018. Climate Change: What Everyone Needs to Know. 2. útgáfa. New York: Oxford University Press.
  • Mynd af skíðakonu: Global Warming Climate free image - Pixy.org. (Sótt 3.9.2020).
  • Graf: Halldór Björnsson, 2008. bls. 24.

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

9.9.2020

Spyrjandi

Matthildur Ósk

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig vitum við að hlýnun jarðar er af manna völdum?“ Vísindavefurinn, 9. september 2020. Sótt 19. september 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=79847.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2020, 9. september). Hvernig vitum við að hlýnun jarðar er af manna völdum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79847

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig vitum við að hlýnun jarðar er af manna völdum?“ Vísindavefurinn. 9. sep. 2020. Vefsíða. 19. sep. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79847>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig vitum við að hlýnun jarðar er af manna völdum?
Þessi spurning er að sjálfsögðu afar eðlileg enda velta margir henni fyrir sér, og það getur verið svolítið verk að kynna sér málið. Byrjum á lítilli dæmisögu til að skýra aðferðirnar sem við beitum.

Við erum stödd á breiðri en fáfarinni sandströnd og sjáum þar óljós spor í þurrum sandi. Við fyrstu athugun sjáum við að þau séu líklega eftir tvífætta lífveru á stærð við mann en getum kannski sagt fátt annað með vissu. En við nánari skoðun sjáum við að sporin liggja á einum stað um svolítið blautari sand og verða þar skýrari. Við sjáum þar skóför, sem sé spor eftir mann. Og ekki nóg með það; við þekkjum hann Jón sem býr í grenndinni og vitum hvernig skórnir hans eru. Við ályktum að öll þessi spor séu eftir hann.

Þetta dæmi sýnir meðal annars hvernig þekking okkar breytist með nýjum gögnum sem kallað er, með öðrum orðum með nýjum upplýsingum.

Á sama hátt hefur þekking okkar á hlýnun jarðar ekki verið alltaf hin sama. Í stuttu máli sagt felst hlýnunin í því að meðalhiti við yfirborð jarðar hefur verið hækkandi allar götur frá iðnbyltingunni á 19. öld. Hækkunin var sem betur fer lítil lengi vel, aðeins á bilinu hálf til ein gráða á öld að meðaltali, og breytileg eftir árum og eftir stöðum á jörðinni. En gögnin um þetta eru fengin frá mælingastöðvum um allan heim.

Áhrif hlýnandi loftslags sjást víða.

Þegar menn áttuðu sig á þessu sem staðreynd var auðvitað farið að leita að hugsanlegum orsökum. Einfaldast hefði verið að þetta stafaði af breytingum á geislun sólar, til dæmis á sólblettum, en það stóðst ekki prófun því að breytingar á þessu eru ekki nógu örar þegar litið er til lengri tíma. Svo er líka vitað um lítils háttar breytingar á hreyfingu og braut jarðar um sól sem valda reglubundnum og fyrir fram þekktum breytingum á loftslagi, en þær reyndust ekki koma heim við svona sívaxandi hlýnun. Við vitum líka að möndulhalli jarðar breytist lítils háttar með tímanum en ekki tókst að koma því heim og saman sem orsök hlýnunarinnar. Mönnum gekk illa að bera kennsl á sporin í sandinum.

En smám saman rifjaðist upp fyrir mönnum að þekktir raunvísindamenn á 19. öld höfðu bent á það að lofthjúpurinn réði miklu um hitann við yfirborð jarðar. Menn gátu til dæmis reiknað út að meðalhitinn væri 32 gráðum hærri vegna lofthjúpsins en ef hér væri ekkert loft eins og á tunglinu. Þetta stafar af því að lofthjúpurinn gleypir í sig hluta af varmageisluninni sem jörðin sendir frá sér, og sendir hana aftur til jarðar. Þetta er svipað og gerist í gróðurhúsum; glerið í þeim hleypir ljósinu inn en hleypir ekki allri orkunni út þegar hún leitar út um glerið sem varmageislun. Þessi hrif eru því oft kölluð gróðurhúsahrif og þau fara vaxandi við jörðina af því að styrkur tiltekinna lofttegunda, sem við köllum gróðurhúsagös, vex hröðum skrefum með hverju ári.

Þegar eðlisfræðingar tala um litróf merkir það svolítið annað en í daglegu máli. Það segir ekki aðeins til um hvaða litir koma fyrir í tilteknu ljósi, heldur einnig um hver sé styrkur hvers litar – eða hverrar tíðni sem kemur fyrir í ljósinu. Á sama hátt er talað um orkuróf geislunar þegar við lýsum því hve mikið af geisluninni hefur tiltekna orku. Heitur hlutur geislar frá sér varmageislun eins og áður var nefnt, en orkuróf hennar er frekar einfalt fall, einna líkast fallinu sem lýsir útbreiðslu veiru og heimurinn er að reyna að fletja út þegar þetta er skrifað. Það er ekkert ‚skófar‘ þar að finna.

En nú förum við út fyrir lofthjúpinn og mælum orkuróf varmageislunarinnar frá jörðinni. Og hvað sjáum við nema einmitt skófar, ekki bara eftir Jón, heldur líka eftir Gunnu og jafnvel börnin þeirra! Það er nefnilega eins og þau hafi stigið ofan á varmageislunarferilinn á mismunandi stöðum og í ólíkum skóm. Stærsta skófarið er auðvitað eftir Jón, það er að segja frægustu gróðurhúsalofttegundina, koltvíildi, CO2. Sumir hafa viljað gera því skóna að það sé þarna ekki endilega „af mannavöldum.“ En það er fánýtt umræðuefni því að förin eftir Gunnu og börnin (metan og óson) eru þarna líka og þau eru örugglega af manna völdum. Og í skófarinu er ekkert sem kemur heim við þekkt áhrif náttúrunnar sem áður voru nefnd. Þannig sannfæra vísindamenn sig um að myndin í heild sýnir skófar mannkynsins og ekkert annað.

Varmageislun frá Landmannaafrétti 10. apríl 1970 mæld frá veðurtunglinu Nimbus-4. Inn á myndina er gróflega merkt á hvaða bylgjulengdum vatnsgufa (H2O), metan (CH4), ósón (O3) og koldíoxíð (CO2) gleypa mest af jarðljósi. Einnig eru geislunarferlar fyrir tvo misheita svarthluti dregnir inn á myndina.

Nokkrar heimildir, lesefni og mynd:
  • Edvarð Julius Sólnes, 2019. Global Warming: Cause – Effect – Mitigation. [Rafbók og á pappír].
  • Halldór Björnsson, 2008. Gróðurhúsaáhrif og loftslagsbreytingar. Reykjavík: Hið íslenska bókmenntafélag.
  • Halldór Björnsson, Bjarni D. Sigurðsson, Brynhildur Davíðsdóttir, Jón Ólafsson, Ólafur S. Ástþórssson, Snjólaug Ólafsdóttir, Trausti Baldursson, Trausti Jónsson, 2018. Loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi – Skýrsla vísindanefndar um loftslagsbreytingar 2018. Reykjavík: Veðurstofa Íslands.
  • Henson, Robert, 2008. The Rough Guide to Climate Change. London: Rough Guides.
  • Romm, Joseph, 2018. Climate Change: What Everyone Needs to Know. 2. útgáfa. New York: Oxford University Press.
  • Mynd af skíðakonu: Global Warming Climate free image - Pixy.org. (Sótt 3.9.2020).
  • Graf: Halldór Björnsson, 2008. bls. 24.
...