Endringer i det fysiske klimasystemet, skipsfartens bidrag Terje Berntsen Forsker ved CICERO-senter for klimaforskning og Institutt for Geofag, Universitetet i Oslo 1
Svante Arrhenius Beregnet at en dobling av CO 2 konsentrasjonen vil øke den globale temperaturen med 5 6 C. Nyere estimater gjerne litt lavere. 2
Partikler 3
Kilde: IPCC (2007) 4
Patterns of linear global temperature trends 1979 to 2005 estimated at the surface 5
12-20 km 5-12 km Observerte endringer i temperaturen i forskjellige høyder i atmosfæren Nytt siden IPCC (2001): 1-3 km Ved bakken Reanalyser av satellittdata har gitt en økning i observert temperatur også i den fri troposfære (2-12 km) 6
Temperaturendringer siste 1300 år 7
Observert økning i havnivå (globalt middel) 8
Store endringer i Arktis 2007 et ekstrem år 9
Endringer i nedbør 1900-2005 10
Antall dager med skiføre (snødybde 25 cm) 200 175 150 125 100 75 50 25 0 Antall dager med skiføre på Bjørnholt i Nordmarka, Oslo 1900-2005 Gjennomsnitt 1900-1985 Antall dager med skiføre Gjennomsnitt 1985-2005 Gjennomsnitt 1900-1984 Gjennomsnitt 1985-2005 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Figur 1. Antall dager med skiføre på Bjørnholt i Nordmarka ved Oslo i perioden 1900 til 2005, målt som antall dager pr år med snødybde over 25 cm (Meteorologisk institutt). 11
12
Observert og beregnet endring i bakketrykk og vind for den nordlige halvkule for perioden 1955-2005. 13
Økning i orkaners intensitet i forskjellige tropiske havområder 1970-2004 Webster et al., 2005. Science. 14
15
The concentration of most of the greenhouse gases increase in the atmosphere Strong increase in the emission and concentration of CO 2 Reduced growth in the CH 4 concentration Steady growth in N 2 O Reduced concentration in most of the gases controlled by the Montreal protocol compensated by increase in other halocarbons 25% økning siden 1990 85% økning siden 1970
Små menneskeskapte utslipp? Ja, men enveisrettet. Systemet må ta unna, og det tar tid.. 17
Aerosols causing large uncertainty
Årsaker til observerte klimaendringer: IPCCs konklusjoner It is very likely that anthropogenic greenhouse gas increases caused most of the observed increase in globally averaged temperatures since the mid-20th century Discernible human influences now extend to other aspects of climate, including continental-average temperatures, atmospheric circulation patterns, and some types of extremes It is likely that greenhouse gases alone would have caused more warming than observed because volcanic and anthropogenic aerosols have offset some warming that would otherwise have taken place. 20
Hva vil skje med Jordas klima framover? Viktige faktorer: Hvordan blir utslippene? Hvor følsomt er klimaet for en endring i strålingsbalansen? 21
IPCC/SRES Scenario families A very heterogeneous world. The underlying theme is that of strengthening regional cultural identities, with an emphasis on family values and local traditions, high population growth, and less concern for rapid economic development. Local solutions A2 Material concerns A1 Very rapid economic growth, low population growth and rapid introduction of new and more efficient technology. Major underlying themes are economic and cultural convergence and capacity building, with a substantial reduction in regional differences in per capita income. Global solutions A world in which the emphasis is on local solutions to economic, social, and environmental sustainability. It is again a heterogeneous world with less rapid, and more diverse technological change but a strong emphasis on community initiative and social innovation to find local, rather than global solutions. B2 B1 Environmental concerns A convergent world with rapid change in economic structures, "dematerialization" and introduction of clean technologies. The emphasis is on global solutions to environmental and social sustainability, including concerted efforts for rapid technology development, dematerialization of the economy, and improving equity. 22
IPCC s emission scenarios Oppvarmende Avkjølende 23
Hvordan bestemme klimafølsomheten og dens usikkerhet? Klimafølsomhet: Endring i globalt midlet likevektstemperatur ved bakken ved en dobling av CO 2 mengden i atmosfæren. Det er i prinsippet to uavhengige metoder for å bestemme klimafølsomheten. 1. Ved å sammenholde observert temperaturendring med observert/estimert total endring i strålingspådrivet 2. Ved modellsimuleringer der parametervalg systematisk varieres innenfor usikkerheten for den enkelte parameter (Monte Carlo simuleringer) 24
IPCC 4AR: Climate sensitivity 2.0-4.5 (middel ± 1 std) 25
Scenarier for økning i global middeltemperatur 26
27
28
Global havnivåendring 2100 i forhold til 1980-1999 29
30 Endringer 2100 Dagens Nedbør
31
Klimaeffekter av skipsutslipp CO 2 : Viktigste drivhusgass Oppvarming NOx, CO og VOC: Danner ozon drivhusgass Oppvarming Øker OH mengden Reduserer metan konsentrasjonen i luft Avkjøling Gir nitratpartikler Avkjøling SO 2 : Gir sulfatpartikler Avkjøling Sotpartikler (BC) Oppvarming
Andel av totale transportutslipp for ulike komponenter 100 % av utslipp 90 80 70 60 50 40 CO2 NOX NMVOC CO SO2 BC OC Mer enn 50% av SO 2 utslippene NOx/(CO+VOC) forholdet er høyt 30 20 10 0 Road Aviation Shipping Rail Rail (Indirect)
Indirekte effekter av NOx, CO og VOC CO + OH CO 2 + H H + O 2 HO2 HO2 + NO OH + NO2 NO2 + foton NO + O O + O2 O3 R1 R2 R3 R4 R5 NOx er en katalysator i ozondannelsen CO (og VOC) danner ozon, men reduserer OH NO utslipp øker OH (R3)
Effekter av partikler på skyer og strålingsbalansen 1. Direkte effekter av partikler
2. Økt refleksjon, Albedoeffekten
3. Levetidseffekten (mindre nedbør skyene varer lenger)
4. Fordampningseffekten (semi-direkte effekt) av absorberende partikler (sot)
Historiske klimaeffekter av transportutslipp
Netto klimaeffekter av historiske transportutslipp
Framtidige effekter av transportutslipp i dag
Indirekte effekter på skyer
Stor indirekte avkjøling av svovelutslipp fra skip? Kilde: Lauer et al., ACP, 2007
Hva betyr N og S avsetning for ph i havet og CO 2 opptak? Kilde: Doney et al., PNAS, 2007
Geoengineering: Effekter på temperatur og nedbør Kilde: Mattews and Caldeira, PNAS, 2007
Takk for oppmerksomheten