Klimafølsomhed – hvor meget opvarmes Jorden ved CO2‑fordobling?
Klimafølsomhed: Hvordan påvirker CO2‑fordobling Jordens opvarmning? Klar forklaring, videnskabelige skøn og konsekvenser for fremtidens klima.
Jorden bliver varmere, fordi mennesker udleder drivhusgasser i atmosfæren. Det kaldes drivhuseffekten, fordi et drivhus forhindrer noget af solens varme i at slippe ud, og disse gasser forhindrer noget af varmen i at slippe ud fra Jorden. Den drivhusgas, der giver den største opvarmning, er kuldioxid (forkortelse CO2), og afbrænding af kul er den største årsag til, at den kommer ud i atmosfæren.
Hvad betyder klimafølsomhed?
Klimafølsomhed beskriver, hvor meget Jordens gennemsnitstemperatur forventes at stige, når koncentrationen af CO2 i atmosfæren fordobles i forhold til førindustrielle niveauer (omkring 1750). Der findes to vigtige begreber:
- Equilibrium Climate Sensitivity (ECS): Den endelige temperaturstigning efter systemet (atmosfære, hav, is og skyer) har nået en ny ligevægt — typisk kræver det årtier til århundreder. ECS bruges ofte til at angive "langtids" opvarmning ved CO2-fordobling.
- Transient Climate Response (TCR): Den temperaturstigning, man får midlertidigt, typisk målt når CO2 fordobles over en periode på 70 år (ved en standardiseret stigning på 1 % pr. år). TCR er normalt lavere end ECS, fordi havets varmeoptag forsinker fuld opvarmning.
Hvor meget opvarmes Jorden ved CO2-fordobling?
Et centralt tal er den direkte ændring i energiindstråling (radiative forcing) ved en fordobling af CO2. Den bedste vurdering er cirka 3,7 watt pr. kvadratmeter (W/m²). Fordi 1 watt = 1 joule pr. sekund, svarer dette til omtrent 3,7 J/s pr. m² — ofte afrundet i populær form til ≈4 J/s pr. m², som det nævnes ovenfor.
Hvis man tager den klassiske sammenhæng mellem forcing og temperaturændring, får man typisk:
- Et almindeligt anslået ECS omkring 3 °C som et midtpunkt.
- IPCC's vurderinger har angivet et sandsynligt interval — historisk ofte ≈1,5–4,5 °C, og i nyere vurderinger indsnævret til cirka 2,5–4 °C med en bedste skønsværdi tæt på 3 °C.
Det betyder altså: efter lang tid vil Jorden være i størrelsesordenen ~3 °C varmere ved en CO2-fordobling, men usikkerheden i intervallet skyldes særligt uafklarede feedback-processer.
Hvad skaber usikkerheden?
Hvor meget opvarmning der ender med at ske, afhænger ikke kun af den direkte effekt af CO2, men i høj grad af tilbagemeldinger (feedbacks):
- Vanddamp — positiv feedback: Varm luft holder mere vanddamp, og vanddamp er en stærk drivhusgas, så denne effekt forstærker opvarmningen.
- Is-albedo — positiv feedback: Smeltende is og sne mindsker Jordens refleksion af sollys, så mere varme absorberes.
- Skyer — både positiv og negativ: Skymønstre kan enten afkøle (ved at reflektere sollys) eller opvarme (ved at holde på jordens varme). Skylageners samlede effekt er en stor kilde til usikkerhed.
- Havets varmeoptag — midlertidig forsinkelse: Havet absorberer varme og udjævner temperaturstigninger, hvilket gør TCR lavere end ECS.
- Langsomme jordsystem-feedbacks — fx ændringer i vegetationen eller frigivelse af kulstof fra permafrost: Disse kan øge opvarmningen på tidsskalaer fra århundreder til årtusinder og omtales ofte som Earth System Sensitivity (ESS), som kan være større end ECS.
En enkel beregning
Man kan beskrive sammenhængen med en simpel formel: ΔT = λ · ΔF, hvor ΔT er temperaturændringen, ΔF er radiative forcing (W/m²) og λ er klimafølsomhedsparameteren (K per W/m²). For doublingen er ΔF ≈ 3,7 W/m². Hvis λ ≈ 0,8 K/(W/m²) (et tal, der svarer til ECS ≈ 3 °C), får man ΔT ≈ 0,8·3,7 ≈ 3 °C.
Tidsramme og betydning
Det er vigtigt at skelne tidsskalaer:
- På årtier–et par hundrede år vil man se store dele af den endelige opvarmning (TCR og en del af ECS), men fuld ligevægt kan tage længere tid pga. havet.
- Over mange hundrede til tusinder af år kan langsomme feedbacks og is-smeltning føre til endnu større varme og højere havstande.
Opsummering
Sammenfattende betyder klimafølsomhed, hvor meget varmere Jorden bliver ved en fordobling af CO2. Den bedste samlede vurdering peger på en langtidseffekt på omkring 3 °C (ECS) for en CO2-fordobling, baseret på en radiative forcing på cirka 3,7 W/m² (≈3,7 joule/s pr. m²). Der er dog et usikkerhedsinterval, især på grund af skyer og langsomme jordsystem-feedbacks, og den fulde effekt afhænger af, hvor hurtigt koncentrationerne ændrer sig og hvilke langsigtede processer der aktiveres.
Hvor følsomt er klimaet?
Klimaforskerne kender ikke klimafølsomheden særlig godt, men de mener, at den sandsynligvis ligger mellem 1,5 °C og 4,5 °C. Så hvis atmosfæren havde dobbelt så meget CO2 som i 1750, ville Jorden sandsynligvis være mellem 1,5 °C og 4,5 °C varmere efter tusinder af år.
Hvordan kan vi vide det?
Der er tre måder at forsøge at finde frem til klimafølsomheden på. Den første måde er at se på de temperaturmålinger, der er foretaget hvert år siden 1750, og sammenligne dem med målinger af, hvor meget drivhusgas der var i atmosfæren på samme tidspunkt. Den anden måde er at forsøge at finde ud af, hvor meget drivhusgas der var, og hvad temperaturen var i den fjerne fortid, før man begyndte at måle dem. F.eks. ved at måle, hvor meget CO2 der er i små luftbobler, der er fanget dybt inde i iskapper for tusinder af år siden. Den tredje måde er at lave modeller af klimasystemet i computere.
Hvorfor er det vigtigt at vide bedre, hvor følsomt klimaet er?
Parisaftalen skal holde den globale opvarmning under 2 °C. Hvis klimaet er meget følsomt, bliver det meget vanskeligt, så måske bør folk og lande hurtigere gå over til at bruge renere energi. Men hvis klimaet ikke er meget følsomt, ville det måske være spild af penge at holde op med at bruge de kulfyrede kraftværker, som stadig er næsten nye. Så det er meget vigtigt at finde ud af mere præcist, hvad klimafølsomheden er.
Hvorfor er det svært at finde ud af det?
Det er svært at finde ud af, hvor følsomt klimaet er, for efter at drivhuseffekten har gjort Jorden en smule varmere, er der en masse forskellige former for feedback, som kan gøre opvarmningen hurtigere eller langsommere. For eksempel fordamper varmen mere vand fra havet, og denne vanddamp er i sig selv en drivhusgas, hvilket gør Jorden endnu varmere. Forskerne er ret sikre på, at de fleste tilbagekoblinger gør opvarmningen hurtigere: men fordi tilbagekoblingerne er så komplicerede, forstår de dem ikke særlig godt, og nogle gange er deres computere ikke hurtige nok til at foretage tilstrækkelige beregninger til at få et godt svar. Det projekt, hvor de arbejder sammen for at forstå det bedre, kaldes Coupled model intercomparison project (CMIP). En af de ting, som de forsøger at forstå bedre, er skyer, fordi de kan gøre en stor forskel.
Dette diagram viser den generelle idé om klimafølsomhed. Når mennesker udleder CO2 , gør det jorden varmere. Denne opvarmning bliver større af de fleste feedback. Der er mange forskellige former for feedback. Når den første smule varme smelter noget is, som reflekterede meget sollys, kan sollyset skinne på havet, som tidligere lå under isen, og gøre havet varmere.
Forskellige måder at tale om klimafølsomhed på
Folk, der tænker på det 21. århundrede, vil måske tale om klimafølsomhed på en anden måde end folk, der tænker på tusinder af år i fremtiden.
Når CO2 holder op med at stige
Hvis CO2 stiger gradvist med 1 % hvert år, er den forbigående klimarespons (TCR) stigningen i temperaturen det år, hvor den er fordoblet. Dette er sandsynligvis mellem 1 °C og 2,5 °C. Fordi dette svarer lidt til det, der kan ske i dette århundrede, er det måske den mest nyttige måde for de fleste mennesker at tale om klimafølsomhed på, når de taler om Parisaftalen.
Når temperaturen i havet er lige så høj som temperaturen i atmosfæren
Men det meste af den ekstra varme opvarmer havene, og efter at CO2 er holdt op med at stige, forlader noget af denne varme havene og fortsætter langsomt med at opvarme atmosfæren i tusindvis af år. Ligevægtsklimafølsomheden (ECS) er den temperatur, som Jorden ville nå op på, når atmosfæren igen var kommet i balance med havene, hvis CO2 stoppede med at stige, men forblev på det dobbelte niveau.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er årsagen til, at jorden bliver varmere?
Svar: Mennesker udleder drivhusgasser i atmosfæren, hvilket kaldes drivhuseffekten.
Spørgsmål: Hvad er den største kilde til kuldioxid i atmosfæren?
A: Afbrænding af kul er den største årsag til, at der kommer kuldioxid (CO2) i atmosfæren.
Spørgsmål: Hvad betyder klimafølsomhed?
Svar: Klimafølsomhed betyder, hvor meget jorden bliver varmere, når en bestemt mængde CO2 frigives i atmosfæren. Det henviser normalt til, hvor meget varmere det ville blive, hvis der var dobbelt så meget CO2 i atmosfæren som i 1750, før folk begyndte at brænde masser af kul.
Spørgsmål: Hvor meget ekstra varme bliver fanget, når CO2 fordobles i atmosfæren?
Svar: Når CO2 fordobles i atmosfæren, bliver der fanget 4 joule ekstra varme hvert sekund på hver kvadratmeter på Jorden.
Spørgsmål: Hvor varmt vil Jorden blive efter lang tid, hvis CO2 fordobles?
Svar: Forskerne mener, at Jorden vil blive ca. 3 °C varmere efter lang tid, hvis CO2 fordobles, hvis CO2 fordobles.
Spørgsmål: Hvad forhindrer noget varme i at slippe ud af Jorden?
Svar: Drivhusgasser forhindrer noget varme i at slippe ud af Jorden, og derfor kaldes det "drivhuseffekten".
Søge