Havets rolle i klimasystemet, og framtidig klimautvikling

Transkript

1 Havets rolle i klimasystemet, og framtidig klimautvikling Helge Drange Helge.drange@nersc.no.no G. C. Rieber klimainstitutt, Nansensenteret, Bergen Bjerknessenteret for klimaforskning, Bergen Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen Nansen-Zhu International Research Centre, Beijing, Kina Takk til Are Olsen, Christoph Heinze, Mojib Latif, Asgeir Sorteberg, Eystein Jansen, Dag Steinskog, Mat Collins, m.fl.

2 Innhold 1) Havets opptak av CO 2 2) Havets opptak av varme 3) Globalt vannstandsnivå 4) Klimaprediksjon basert på havets tilstand 5) Framtidig klimautvikling

3 Observert og forventet innhold av CO 2 i atmosfæren 960 ppm 550 ppm CO 2 (ppm) 280 ppm 200 ppm 0 C -8 C I dag: Temperatur ( o C) Høyeste nivå på år År 2100: Høyeste nivå på opptil 20 millioner år 5.8 C 1.4 C Økningen skyldes i hovedsak forbrenning av kull, olje og gass 650,000 år

4 tonn C 60 % Ikke havopptak Havets opptak av CO 2 har dempet CO 2 -drevet klimaendring Redusert opptak av CO 2 i framtiden og utgassing av allerede absorbert CO 2 forventes å øke framtidig klimautvikling med opptil 1 C i dette århundre Opptak av CO 2 i havet fører til forsurning med ukjente følger for det marine økosystem og CaCO 3 -dannende organismer 30 %

5 Aragonitt-produserende organismer er spesielt følsomme for ph-reduksjon Kaldtvanns koraller er blant disse, og de finnes på sokkelområdene Royal Society, 2005

6 Havets opptak av fossilt CO 2 stort i Atlanterhavet Sabine et al., University Scienceof 2004 Bergen

7 Observert varmeinnhold i verdenshavenes øverste 3000 m 70% av jorden er dekkket av hav Mye av oppvarmingen absorberes i havet Klimamodellenes resultat stemmer godt med observasjoner Vi har allerede lagt grunnlag for fortsatt oppvarming (ca. 0.6 o C) Levitus et al. (2000), Science, 287, Temperaturøkning: m = 0.06 o C m = 0.31 o C

8 -Hva vil framtiden (muligvis) bringe?

9 Global overflatetemperatur + 6 C Hovedårsak til forskjellene er ulike utslippsscenarier, og i liten grad modellforskjeller + 2 C

10 Global overflatetemperatur + 3 C Mulig at irreversible klimaendringer finner sted om vi passerer 3 ºC

11 Innlandsisen på Grønland: 7 meter havnivå Var 30% mindre sist temperaturen var 3º varmere - i forrige mellomistid Global vannstand var da mer enn 2 m høyere inn i dag Avsmelting går trolig raskere enn vi trodde tidligere

12 Naturlig klimavariabilitet vs (menneskeskapt) klimaendring

13 Modellert overflatetemperatur i BCM (Temperaturavvik i C vs middeltemperatur for ) I dag Year

14 Modellert overflatetemperatur i BCM (Temperaturavvik i C vs middeltemperatur for ) I dag 60% av Norges befolkning lever om 30 år 30% av Norges befolkning lever om 50 år Typisk prosjekteringstid er år Year

15 Endring i global overflatetemperatur i Bergen Climate Model A2 (2080 to 2100) 20C3M (1951 to 1980)

16 Utvikling av sommerisen i Arktis (20C3M+A2) Endring (%) fra middel Satellittobservasjoner Midlet endring i IPCC modellene BCM Sannsynlig endring Minimum og maksimum endring Sorteberg, pers. komm. År

17 9 Status for arktisk sjøis: 20% reduksjon September 1979 September

18 Mulig effekt av global oppvarming og kollaps av Atlanterhavets omveltning Wood et al Men et slikt scenario er ikke sannsynlig i løpet av dette århundre

19 Hva med Atlanterhavets omveltning (Golfstrømmen)? Stor usikkerhet! De fleste klimamodellene gir opptil 30% reduksjon i styrken av Golfstrømsystemet En slik reduksjon er svakere enn temperaturøkningen i atmosfæren Klimaet hos oss forventes derfor varmere, og ikke kaldere, utover i dette århundre Delvis smelting av Grønlandsisen kan endre havsirkulasjonen i betydelig grad

20 Hva med klimautviklingen de neste par 10-år? 1) Stor naturlig variabilitet 2) Effekten av global oppvarming fremdeles svak 3) Klimaprediksjoner på sesong til 10-års skala mulig

21 Naturlig klimavariabilitet vs klimaendring Overflatetemperatur i fem 2xCO 2 -kjøringer med BCM Temperaturendring ( C pr tiår) År Sorteberg et al., GRL (2005)

22 Varme lagret i havet og havets langsomt varierende sirkulasjonen gir opphav til prediktabilitet Drange et al., 2004 Collins et al., J. Climate, 2006

23 Dekadisk overflatetemperatur mot dekadisk styrke av Atlanterhavets MOC i 4 klimamodeller ( C per Sverdrup) Collins et al., J. Climate, 2006

24 Hva med havets påvirkning av atmosfæren på sesongskala?

25 UK Met Office sesongvarsling av NAO 1) Sammenheng mellom mai mnd. SST og NAO ( ) 2) NAO prediksjon og varsel (negativ NAO for 2005/06) (bare rett fortegn 2 av 3 ganger...)

26 Varmebølgen i sør-europa, august 2003

27 Rommlig sammenheng mellom temperaturekstremer i sentral-europa for august måned, Mulige fjernkoplinger Steinskog et al., 2006

28 Oppsummering Det nordlige Atlanterhavet har en viss prediktabilitet på flerårs til tiårs tidsskala Denne prediktabiliteten er knyttet til Atlanterhavets langsomt varierende omveltning, og med det nordgående varmetransport i havet For våre nærområder vil de påfølgende tiår være dominert av naturlig klimavariasjon Global oppvarming vil gradvis føre til klimaendringer også hos oss (nb: naturlig variabilitet kan forsterke eller dempe menneskeskapt klimaendring) Klimaprediksjoner er et viktig forskningsfelt for Norge og Norges nærområder

29 Oppsummering Dersom jeg i mine neste liv fikk muligheten til å bli informert om tre havparametre hvert 30. år, ville jeg valgt 1) Havets overflatetemperatur midlet over siste 20 år (menneskeskapt drivhuseffekt + havsirkulasjon) 2) Tidsserie av globalt havnivå (kryosfære+termisk ekspansjon) 3) Øyeblikksbilde av Atlanterhavets vertikale CO 2 -fordeling (atmosfærens CO 2 -innhold og AMOC)

30

31

32 20 varmeste årene siden nest varmest siden 1880 Vulkanutbrudd Source: data.giss.nasa.gov/gistemp

33 Uunngåelig oppvarming Atmosfæren vil varmes selv om de globale utslippene av klimagasser og -partikler opphører med øyeblikkelig virkning Atmosfære +0.6 C Hav Hansen et al. Science (2005)

34 Uunngåelig oppvarming Atmosfæren vil varmes selv om de globale utslippene av klimagasser og -partikler opphører med øyeblikkelig virkning Atmosfære +0.6 C Hav Hansen et al. Science (2005)