IPCC, From emissions to climate change

Transkript

1

2 IPCC, 2007 From emissions to climate change

3 Increased greenhouse effect

4 Global temperature change Warming during the period is 0.85 C The first decade this century is the warmest in the period of instrumental record The last 30 year period is likely the warmest 30 year period in 1400 years Figure SPM.1

5 Global distribution of temperature changes Figure SPM.1

6 Global distribution of precipitation changes Oppgave 19 Hvordan relaterer endringene seg til hvordan nedbøren er fordelt globalt? Hva sier figuren om hvilken tidsperiode vi har hatt de største forandringene? Figure SPM.2

7 Warming of the entire climate system Figure SPM.3

8 Warming of the ocean The warming of the oceans goes deeper during the last decade

9 The oceans absorb most of the energy The warming of the oceans amounts to 93% of the energy accumulated in the climate system between1970 and % has heated land surfaces, 1% the atmosphere and 3% has melted glaciers Warming of the ocean has contributed to a significant part of the sea level rise

10 Tidligere vist slide Heat storing capacity The The oceans oceans have have much much greater greater capacity capacity to to store store heat heat than than the the atmosphere atmosphere The oceans have much greater capacity to store heat than the atmosphere Density Density ~1000x ~1000x Heat Heat capacity capacity ~4x ~4x Depth Depth ~0.01 ~0.01 (ocean (ocean mixed mixed layer) layer) Heat Heat storage storage ~40x ~40x

11 Heat capacity ocean vs atmosphere

12 Heat storing capacity Heat capacity = specific heat capacity x mass C = c M = c ρ V = c ρ A H The The oceans oceans have have much much greater greater capacity capacity to to store store heat heat than than the the atmosphere Ratio ocean/atmosphere: atmosphere C O /C A = c O /c A ρ O / ρ A A O /A A H O /H A Specific heat capacity ~4 Density ~1000/1.2 = ~ 1000 Surface area ~0.7 1) Total ocean Density ~1000x Depth (av ocean depth vs atmospheric scale height) ~5/7 Heat capacity ~4x Heat storage = total heat capacity ~ 4 x 1000 x 0.7 x 5/7 = 2000 Depth ~0.01 (ocean mixed layer) Heat storage ~40x 1) Total ocean Depth (ocean mixed layer vs atmospheric scale height) ~0.1/7 Heat storage = total heat capacity ~ 4 x 1000 x 0.7 x 0.1/7 = 40

13 Heat capacity & adjustment times ocean vs atmosphere

14 Heat storing capacity From the text book & from oblig 1 Thermal adjustment time scale in the ocean is much longer C dδt/dt = ΔQ - αδt λ ~ 15 Wm -2 K -1 Mixed layer, decay time scale ~ 10 months Full depth, decay time scale ~ 40y (assuming instantaneous exposure) Real decay time deep ocean because of slow circulation ~1ky

15 Climate models with anthropogenic and natural climate forcings Oppgave 20a Denne figuren fra IPCC AR5 SPM brukes som begrunnelse for at menneskene har påvirket klimaet. Forklar kort hvordan dette kan vises av figuren. I den foregående rapporten, AR4, ble tilsvarende resultater lagt fram, men da bare for atmosfæren. Diskuter kort hvorfor data for havet i AR5 styrker antakelsen om antropogen påvirkning. Trekk gjerne havets varmekapasitet inn i diskusjonen.

16

17 Future changes RCP 8.5 warming : 3.7 (2.6 to 4.8) C relative to RCP 2.6 warming : 1.0 (0.3 to 1.7) C relative to Observed warming : 0.61 (0.55 to 0.67) C relative to Models that best reproduce trend imply a near ice free Arctic ocean during summer is likely by middle of this century Figure SPM7

18 Temperature Larger warming over land and in the Arctic than globally Precipitation Strengthening of patterns observed until now Arctic Sea ice Blue ocean in RCP8.5 in September Figure SPM8

19 Figure SPM9 Contributions from Greenland and Antarctica are now included in the estimate (0.03 to 0.20 m) in

20 Oppgave 21a CO2 utveksles hele tiden mellom atmosfæren og overflaten (hav og bakke). Hva er de viktigste prosessene som står for denne utvekslingen? Oppgave 21b Hvor store er utvekslingen pga naturlige prosesser i forhold til hvor mye vi mennesker slipper ut gjennom bruk av fossilt brennstoff og avskoging? Det Global karbonbudsjettet

21 Det Global karbonbudsjettet Oppgave 21c Man kan definere en gjennomsnittlig oppholdstid for CO2 i atmosfæren som en levetid (τ). Levetiden er definert som τ(år) masse av CO2 i atmosfæren(kg) = totalt opptak av CO2 ( kg år ) Omtrent hvor lang er levetiden τ? Stor utveksling mellom atmosfære og planter/hav Levetid CO 2 : 820(PgC)/( PgC/år) = 4 år Mye karbon i dyphavet Veldig tregt tap av karbon til olje/kull/gass Kilde:

22 Oppgave 21d For en ekstra tilførsel av CO2 i tillegg til de naturlige utslippene tar det lengere tid å fjerne CO2 fra atmosfæren. Hvorfor det? Hvilke prosesser er viktige?

23 Oppgave 21d For en ekstra tilførsel av CO2 i tillegg til de naturlige utslippene tar det lengere tid å fjerne CO2 fra atmosfæren. Hvorfor det? Hvilke prosesser er viktige? Magmatiske bergarter

24 Tidsskalaer for utveksling av karbon mellom reservoarene IPCC, 2013

25 Hvor raskt fjernes CO 2 fra atmosfæren? Levetid (τ): Gjennomsnittlig oppholdstid for et CO 2 molekyl i atmosfæren τ= Masse i atm./opptak(hav+bakke) 820/( ) 4 år Justeringstid (adjustment time): Tid det tar for å fjerne et ekstra utslipp til atmosfæren. Naturlige kretsløp var i balanse Mye lengre enn levetiden fordi opptakene er lite avhengige av konsentrasjonen i atmosfæren Oppgave 21e Hva kalles denne tidsskalaen, og omtrent hvor lang er den? (Obs. den er ikke definert slik at en enklet tid kan defineres, men du bør vite størrelsesorden sammenliknet med levetiden τ).

26 CO 2 konsentrasjoner fra iskjerner (1100 år tilbake) IPCC, 2013

27 Pådriv og responser i klimasystemet Her: Temperaturendringen kommer først CO 2 endringer følger Viktig årsak er endring i løselighet med T Positiv tilbakekopling De siste 150 år: CO 2 økning skyldes hovedsakelig bruk av fossilt brennstoff. Oppgave 21f Hvordan varierer CO2 innholdet i atmosfæren mellom istider og mellomistider? IPCC, Figur 5.3 Oppgave 21g Hva er årsaken til denne variasjonen?

28 CO 2 konsentrasjoner på geologisk tidsskala (65 mill år) IPCC, Figur 5.2

29 Det Global karbonbudsjettet Lite tall. Kan det være noe problem?