I denne artikel gives et overblik den nyeste viden om menneskeskabte klimaændringer: Hvordan passer målinger med teori og modelberegninger, og hvor store bliver klimaændringerne? Artiklen omfatter udelukkende de naturvidenskabelige aspekter af selve klimaændringerne, dvs. menneskelige og naturlige klimapåvirkninger, observerede klimaændringer, forståelsen af klimatiske processer, årsager til observerede ændringer samt ikke mindst beregninger af de fremtidige klimaændringer, som skyldes menneskelig aktivitet. Emnerne »Modvirkning af klimaændringer« og »Tilpasning til klimaændringer« behandles ikke i nærværende artikel. Lægefaglige aspekter af klimaændringer behandles altså heller ikke specifikt.

Udgangspunktet for artiklen har, ud over almindeligt artikel- og lærebogsmateriale, været den seneste vurderingsrapport fra »Arbejdsgruppe I« i Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) [1] samt nye resultater og data, der er publiceret de seneste år. Af pladshensyn er det valgt kun at lægge vægt på nogle ganske få emner, der har tiltrukket sig særlig opmærksomhed.

For en nærmere forklaring af visse begreber, der benyttes nedenfor, henvises til [2] og [3]. Sidstnævnte indeholder en række artikler vedrørende menneskeskabte klimaændringer.

Den sorte kurve i Figur 1 viser den observerede globale gennemsnitlige temperaturudvikling i perioden fra 1900 til 2005. Der kan ses mange variationer på forskellige tidsskalaer. Den tiltagende menneskeskabte drivhuseffekt (ikke vist) har derimod haft et meget jævnt stigende, om end accelererende, forløb. Den kan dermed ikke være den eneste forklaring på kurveforløbet. Mange andre både naturlige og menneskeskabte processer giver også anledning til variationer i temperaturforløbet fra år til år og årti til årti. Et eksempel er temperaturanomalierne i årene 2007 og 2008 (ikke er vist på figuren), som lå på henholdsvis 0,40 °C og 0,33 °C, altså en anelse under 2005-værdien. Disse svagt aftagende temperaturer har i pressen givet anledning til overvejelser om, at den globale opvarmningstrend var stoppet. Statistisk set er denne afbrydelse i opvarmningen dog ikke signifikant, og desuden bemærkes, at begge år tilhører de ti varmeste siden 1850. Mere fysisk betragtet kan forløbet i de seneste år i store træk forklares som en kombination af både naturlige variationer i atmosfære-ocean-cirkulationen - det såkaldte la Niña-fænomen - i troperne og i Stillehavet, samt et minimum i solens ca. 11-årige cyklus.

Som et vigtigt bidrag både til forståelsen af det sorte kurveforløb i Figur 1 og til verifikation af klimamodeller præsenteredes i [1] resultater fra modelsimuleringer af klimaet i 1900-tallet. Hver model blev i løbet af simuleringen »fodret« år for år med oplysninger om øjeblikkeligt indhold af drivhusgasser samt tilsvarende information om estimerede menneskeskabte udslip af partikler og naturligt varierende påvirkninger fra vulkaner og solen. Figur 1 er en af de vigtigste i [1] rapporten, og den viser, at man i store træk er i stand til at forklare det observerede temperaturforløb med de samme klimamodeller, der benyttes til simuleringer af fremtidens klimaændringer. Det bemærkes, at hvis modellerne udelukkende påvirkes fra vulkaner og sol, bliver temperaturforløbet ganske anderledes og uden den store generelle temperaturstigning.

Forsøg på at forklare den igangværende globale opvarmning via en indirekte solpåvirkningsmekanisme, som involverer kosmisk stråling, ionisering af atmosfæren og dannelse af såkaldte skykondensationskerner, har fortsat ikke kunnet påvises. Det skyldes bl.a., at der ikke har været nogen generel trend i solaktivitet eller i kosmisk stråling [5]. Det kan dog ikke udelukkes, at selve mekanismen som sådan kan virke [6], ligesom det også kan tænkes, at den har haft betydning, når man ser tilbage i jordens geologiske historie.

Med hensyn til. påvirkning af klimaet har de seneste år været præget af en betydelig stigning i de årlige udslip af CO 2 . Det ser også ud til, at stigningstakten i atmosfærisk koncentration af CO 2 er forøget de seneste år [7], ligesom CH 4 -koncentrationen efter en opbremsning nu også ser ud til at stige igen. Derfor må man forvente en fortsat opvarmning af planeten i årene fremover, selv om der godt kan komme perioder, hvor naturlige processer midlertidigt »skjuler« opvarmningen [8]. I øvrigt bemærkes, at det er usikkert, hvor længe den forøgede stigning i CO 2 -emission vil vare ved [9], især set i lyset af den øjeblikkelige økonomiske afmatning.

Klimamodellernes simulerede temperaturstigning i de seneste årtier i troperne i 8-15 kilometers højde har været større end den observerede stigning i samme periode. Dette har, som diskuteret i bl.a. [1], skabt usikkerhed om realismen af den grundlæggende fysik og om modellernes kvalitet. Nye analyser af målingerne, f.eks [10], viser nu, at forskellen i høj grad kan tilskrives unøjagtige målinger og ændringer i måleteknik igennem årene.

Det vurderes, at de største observationelle »nyheder« efter [1], er, at der nu tilsyneladende sker en uventet hurtig afsmeltning fra Grønlands iskappe (f.eks. [11], og at sommerisdækket i det Arktiske Ocean er reduceret dramatisk i 2007 og næsten lige så meget i 2008. Begge disse fænomener kan være tegn på såkaldte tipping points, hvilket er situationer, hvor en ikke-lineær og måske irreversible processer indtræffer.

I Danmark og i landene omkring er temperaturen steget væsentligt mere end det globale gennemsnit i de seneste år. Jf. Danmarks Meteorologiske Instituts (DMI's) webnyheder fra 3/5 2009 har Danmark i de seneste tre år haft en gennemsnitstemperatur på hele 1,8 °C over referenceperioden 1961-1990.

Reference [1] indeholder et væld af analyser af fremtidens klimaændringer, der er simuleret ved hjælp af klimamodeller under antagelse af forskellige økonomiske, teknologiske og politiske udviklinger i verden. Figur 2 viser beregnede ændringer i temperatur ifølge special report on emissions scenario (SRES) A1B i årene 2080-2099 i forhold til 1980-1999. SRES A1B-scenariet har en fortsat vækst i både befolkningstal og emissioner frem til 2040-50 efterfulgt af en reduktion i begge størrelser. Der indføres løbende en blanding af nye teknologier. Figuren viser, at den største opvarmning sker om vinteren på høje nordlige breddegrader samt over kontinenterne. Tilsvarende kort (ikke vist her) viser, at nedbøren generelt aftager i områder, hvor det allerede er tørt. Både med hensyn til temperatur og nedbør synes Syd- og til dels Mellemeuropa udsat for kraftig opvarmning og udtørring, specielt om sommeren. Dette er et signal, der er ganske udbredt »enighed om« blandt de forskellige modeller.

Der er kun gennemført meget få globale modelsimuleringer efter offentliggørelsen af [1], så Figur 2 må fortsat betragtes som state of the art for det viste scenarie.

I Danmark viser DMI's regionale klimasimuleringer, som også indgår i IPCC's scenarier, at temperaturen vil stige lige så meget som - eller måske lidt mere - end det globale gennemsnit og nogenlunde lige meget sommer og vinter. Ligeledes ser det ud til, at sommernedbøren kan aftage med omkring 10-25% og vinternedbøren tiltage med 20-40%. Generelt ser det ud til, at vi får en betydelig stigning i omfanget af hedebølger om sommeren, og at nedbøren falder mere ujævnt med kraftigere nedbør, som falder mindre ofte. Mindre stigninger i stormhyppighed og -styrke kan ikke udelukkes, men dette er ganske usikkert.

Et af de områder, der har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed efter udgivelsen af [1], er de fremtidige stigninger i havniveau. Flere studier, f.eks. [12], påpeger, at når man modsat [1] medtager afsmeltning fra alle gletsjere og iskapper på land, kan det globale havniveau stige med omkring en meter inden for de nærmeste 100 år. Resultaterne fra andre studier angiver både større og mindre stigninger end dette. De undersøgelser, forfatteren er bekendt med, peger næsten entydigt på, at estimatet i [1] ligger i den lave ende.

Klimafølsomheden, dvs. størrelsen af klimaændringerne som følge af en given strålingspåvirkning (energipåvirkning af planeten), er helt afgørende i debatten om klimaændringer. Denne følsomhed er bestemt af en række feedbackmekanismer, der kan forstærke eller dæmpe den umiddelbare klimaændring som følge af påvirkningen. Ifølge stort set alle klimamodeller, er den samlede betydning af alle former for feedback en kraftig forstærkning. Temperaturstigningen som følge af f.eks. tiltagende atmosfærisk indhold af CO 2 bliver således omkring 2-5 gange større, end den ville blive uden feedback. Modellerne er også »enige« om, at vanddampfeedback er den vigtigste feedback. Vanddamp er den vigtigste af alle drivhusgasser, men mængden af vanddamp i atmosfæren er styret af atmosfærens temperatur. Når en klimapåvirkning giver en vis temperaturstigning, vil den forøgede mængde vanddamp, der automatisk følger heraf, medføre at temperaturstigningen bliver endnu større. Verifikation af modellernes vanddampfeedback har derfor længe været et vigtigt forskningsfelt. I [1] opsummeredes resultater, hvor variationer i atmosfærens infrarøde udstråling fra vanddampmolekyler målt fra satellitter blev sammenholdt med tilsvarende variationer/stigninger i atmosfærens temperatur. Resultatet understøttede i høj grad modellernes tilsvarende simuleringer og hermed styrken af deres vanddampfeedback. Flere nyere undersøgelser (f.eks. [13]) understøtter disse resultater. Der er således efterhånden ved at være konsensus om dette centrale element i den videnskabelige klimadebat.

Det er forfatterens vurdering, at forskningsresultater, som er publiceret siden [1], i vid udstrækning bekræfter rapportens konklusioner. Menneskets rolle i de klimaændringer, der allerede har fundet sted, synes tilmed yderligere understøttet. Desuden kan fremtidens havniveau-stigninger blive større end estimeret i [1].

I den populærvidenskabelige presse bringes klimaændringernes størrelse og menneskets betydning ofte i tvivl. Det er vigtigt at pointere, at sådanne artikler kun i meget få tilfælde har været baseret på forskning, der har haft kvalitet til publicering i internationale videnskabelige tidsskrifter med peer review. Selv om der fortsat er en del usikkerheder, og selv om klimaet har udvist store naturlige variationer, er den grundlæggende dokumentation bag IPCC-rapporternes resultater på plads. Dette gælder på både det teoretiske, det modelleringsmæssige og det observationelle plan.

Summary

IPCC conclusions largely confirmed

Ugeskr Læger 2009;171(44):3165-3168

This article provides a brief overview over some of the main findings in the most recent IPCC WG I report [1] and in articles published after the report. It is argued that the conclusions in [1] on observed climate variations and trends during the last 100 years have been largely confirmed or even reinforced by the most recent studies. Concerning future climate change, new analyses of possible changes in sea-level, which take melting land ice into account, indicate that the global sea level may rise as much as one meter within the present century.

Eigil Kaas, Niels Bohr Instituttet, Juliane Maries Vej 30, DK-2100 København Ø. E-mail: kaas@gfy.ku.dk

Antaget: 27. juni 2009

Interessekonflikter: Ingen

Litteratur

1. IPCC Working Group I Assessment Report 4. 2007. www.ipcc.ch (3. maj 2009)
2. Kaas, E og Langen P. Drivhusgasser og deres betydning for klimaet, Aktuel Naturvidenskab 2007;4:15-19.
3. Meltofte H (Ed.). Klimaændringerne: Menneskehedens hidtil største udfordring. København: Hovedland, 2008
4. Jørgensen AMK og Hansen N. DMI's oversættelse af IPCC's Summary for Policy Makers. 2008 http://www.dmi.dk/dmi/syrspmdkweb.pdf (3. maj 2009).
5. Lockwood M, Fröhlich C. Recent opposite trends in solar climate and the global mean surface air temperature. Proc Soc Roy A 2007;463: 2447-60.
6. Svensmark H, Pedersen JOP, Marsh ND. Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions. Proc Roy Soc A 2007;463:385-96.
7. Canadell JG, Le Quéré C, Raupach MR. Contributions to accelerated atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity and efficiency of natural sinks. Proc Natl Acad Sci 2007;104:47:18866-70.
8. Keenlyside NS, Latif M, Jungclaus J. Advancing decadal-scale prediction in the North Atlantic sector, Nature 2008;453:84-8.
9. Van Vuuren DP and Riahi K. Do recent emission trends imply higher emissions forever? (Editorial), Climate Change 2008;91:237-48.
10. Allen RJ, Sherwood SC. Warming maximum in the tropical upper troposphere deduced from thermal winds. Nature Geoscience 1, 2008;399-403.
11. Mote TL. Greenland surface melt trends 1973-2007: Evidence of a large increase in 2007. Geophys Res Let 2007;34:L22507.
12. Grindsted A, Moore JC, Jevrejeva S. Reconstructing sea level from paleo and projected temperatures 200-2100 AD. Clim Dyn 2009. Doi:10.1007/s000382-008-0507-2.
13. Dessler AE, Zhang Z, Yang P. Water-vapor climate feedback inferred from climate fluctuations. Geophys Res Lett 2008;35: L20704.