1 Drivhuseffekten, klimaendringer og FNs klimapanel

1.1 Drivhuseffekten

Jordas gjennomsnittstemperatur er ca. 15 °C. Uten en naturlig drivhuseffekt ville temperaturen vært ca. 34 °C lavere og jorda vært ubeboelig. Drivhuseffekten består i at ulike gasser i atmosfæren absorberer en del av solstrålingen, og dermed bidrar til å varme opp atmosfæren og jordas overflate (se figur 1.1). Den naturlige drivhuseffekten skyldes vanndamp (H₂ O), skyer, karbondioksid (CO₂ ), metan (CH₄ ), lystgass (N₂ O) og ozon (O₃ ) i atmosfæren.

Kilde: IPCC/Kunnskapsforlaget (figuren er gjengitt med tillatelse fra Kunnskapsforlagets Store Norske Leksikon, Supplementsbind 1996)

Den netto innkommende solstrålingen balanseres av netto utgående varmestråling. Nesten en tredjedel av innkommende solstråling reflekteres, mens det resterende i hovedsak absorberes av jordoverflaten. En del av den utgående varmestrålingen absorberes av drivhusgasser og skyer og gir en overflatetemperatur som er omkring 34 °C høyere enn den ellers ville vært (IPCC, 1995a). Ved tilførsel av menneskeskapte drivhusgasser til atmosfæren vil en få balanse mellom inngående og utgående stråling ved høyere temperaturer.

Drivhuseffekten forekommer altså naturlig, men økt opphopning av gasser og partikler i atmosfæren som har evne til å absorbere varme og som skyldes menneskelige aktiviteter, vil gi økt drivhuseffekt. Det er dette som utgjør klimaproblemet og som til daglig omtales som drivhuseffekten.

Allerede i det 19. århundre påpekte forskere at en økning av karbondioksidkonsentrasjonen i atmosfæren kunne varme opp jordens overflate. Systematiske målinger av CO₂ i atmosfæren startet i 1957, og etter dette har en påvist en betydelig økning i konsentrasjonen. Siden førindustriell tid har konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren økt med ca. 30 prosent, og konsentrasjonen av metan med 145 prosent. Dagens konsentrasjoner av disse gassene ligger langt over variasjonsområdet for de siste 220 000 år.

FNs klimapanel (IPCC) har lagt frem en betydelig dokumentasjon på at jordas klima er i endring, og det er bred enighet om at økningen i konsentrasjonene av drivhusgasser i atmosfæren i hovedsak skyldes menneskeskapte utslipp. Menneskenes aktiviteter har også tilført atmosfæren drivhusgasser som ikke forekommer der naturlig. Den menneskeskapte økningen i konsentrasjonene av drivhusgasser har ført til en endret strålingsbalanse for jord/atmosfæresystemet og en forsterket drivhuseffekt. Dette vil etter all sannsynlighet føre til en global oppvarming og et annerledes klima.

Økningen i atmosfærens CO₂ -konsentrasjon betyr mest (ca. 60 prosent) for den menneskeskapte forsterkingen av drivhuseffekten. De menneskeskapte utslippene av CO₂ skyldes først og fremst bruk av fossile brensler og avskoging i tropiske strøk.

1.2 Et klimascenario for Norge i 2050

I regi av Norges Forskningsråd er det under forskningsprogrammet KlimaProg igangsatt et prosjekt for utvikling av et scenario for klimautviklingen i Norges region. Foreløpige resultater fra dette RegClim-prosjektet antyder at vi kan forvente en økning i middeltemperatur på mellom 1 og 2 ºC fra perioden 1980–2000 til 2030–2050. Temperaturøkningen ventes å bli størst om vinteren og minst om våren og sommeren. Økningen vil være større i innlandet enn langs kysten, og særlig sterk i de nordlige delene av landet (se figur 1.2). De største temperaturendringene forventes å komme i Finnmark, der gjennomsnittet av minimumstemperaturer over et døgn antas å stige med opp til 3 ºC om vinteren. Sommerens gjennomsnittlige maksimum anslås til sammenlikning å øke med 1,5–2 ºC. Spesielt stor temperaturøkning ventes i de økologisk sårbare områdene på Svalbard og i Barentshavsregionen. Temperaturøkningen vil sannsynligvis medføre kortere vintre.

Kilde: RegClim/DNMI

Ifølge forskningsresultatene vil midlere vindhastighet øke noe de fleste steder i vinterhalvåret. Sterke vinder, som i dagens klima kun forventes oversteget en gang i året, vil kunne opptre mer enn dobbelt så ofte utenfor kysten av Troms og Finnmark, og noe sjeldnere enn dobbelt så ofte for resten av kysten (se figur 1.3). Økningen vil trolig bli minst på Vestlandskysten sør for Bergen og øst for Lindesnes. På kysten fra Lofoten til Varanger anslås hyppigheten av det som nå er sterkeste vind å bli fordoblet. Ved Stad anslås hyppigheten å øke med en faktor på 1,5. Vannstanden ved stormflo vil kunne øke med opptil 10 cm for de aller sterkeste stormene langs kysten av Troms og Finnmark. Stormflo kommer i tillegg til vanlig flo og fjære, og en eventuell økt vannstand pga. varmere hav (IPCCs TAR anslår 5–20 cm for samme tidspunkt/periode).

Kilde: RegClim/DNMI

Årsnedbøren anslås i gjennomsnitt å øke med ca. 10 prosent. Nedbørmengdene anslås å øke med ca. 20 prosent på Vestlandet og på kysten av Troms og Finnmark, og mest om høsten og vinteren. På Vestlandet kan det bli to eller flere dager i året med mer enn 50 mm nedbør (se figur 1.4). Over det meste av Østlandet anslås økningene å bli små og om våren muligens negative (se figur 1.5). Det er verdt å merke seg at forventet antall døgn med nedbør ikke øker like mye som nedbørsmengdene. Det betyr at nedbøren kan bli mer intens (se figur 1.6). Det er forventet doblet hyppighet av intens nedbør på Vestlandet, indre deler av Trøndelag og på kysten av Troms og Finnmark. Det forventes mindre nedbør i form av snø over det meste av landet, mens det ventes litt økning av snømengdene i høyfjellet på grunn av økte nedbørsmengder om vinteren (se figur 1.7).

Kilde: RegClim/DNMI

Kilde: RegClim/DNMI

Scenariet for Norges klima om 50 år er beheftet med usikkerheter. Dette gjelder særlig havområdene nord for Norge, fordi beregnede endringer i isdekket på havet er usikre. Globale data til dynamisk nedskalering og beregning av regionale virkninger av global oppvarming er hentet fra Max-Planck-instituttet (MPI) i Hamburg. Scenariet har mindre global oppvarming enn de fleste andre fordi aerosoler, som har en kjølende effekt, også er tatt hensyn til på en forenklet måte. RegClim har undersøkt om andre av IPCCs globale klimascenarier kan gi store avvik fra det som presenteres her. Beregninger basert på Hadley-senterets scenario gir for eksempel langt sterkere økning i temperatur og ekstreme værsituasjoner. Selv om RegClims scenario ikke avviker fra hovedtrenden i de foreliggende scenarier, indikerer spredningen mellom scenariene (jf. figur 1.8) at det også vil være mulighet for andre klimaendringer enn de som framgår av RegClims ene scenario.

Kilde: RegClim/DNMI

På grunnlag av klimascenariene kan vi få ny innsikt i de effekter og virkninger et endret klima vil kunne gi, blant annet for å kunne utvikle passende tilpasningsstrategier (se figur 1.9).

En særlig kritisk faktor for økosystemenes tilpasningsevne vil være hastigheten på den globale oppvarmingen, ettersom en rekke arter vil ha store problemer med å tilpasse seg sterke klimaendringer over kort tid. Rask global oppvarming kan få konsekvenser for enkeltarter av planter og dyr, og for hele økosystemer, og dermed utgjøre en trussel for det biologiske mangfoldet. Særlig sårbare er nordlige eller alpine arter som har sin grense for sørlig utbredelse i Norge. De vil kunne oppleve at leveområdet blir mindre ved at de blir presset til kaldere områder i høyden og nordover.

Kilde: RegClim/DNMI

I flere områder i Arktis har det vært observert en økning i vintertemperaturene på 2,0° C pr. tiår de siste 30 årene, mens det i kystområdene har vært en svakere oppvarming, og i noen områder er det også observert en nedkjøling.

Kilde: RegClim/DNMI

Naturen i polare områder er særdeles sårbar for klimaendringer. Også enkelte urbefolkningssamfunn er sårbare, og de har både liten kapasitet og få muligheter til å tilpasse seg endringene. Klimaendringer i polarområdene kan bli blant de største og de raskest målbare. I noen områder av Arktis har nedbøren økt med opptil 15 prosent over de siste 100 år – det meste av dette om vinteren de siste 40 årene. Isbreer i Arktis har generelt sett gått tilbake de siste 100 årene. Utbredelsen av sjøis er redusert med 0,35 prosent pr. år siden 1979 (se faktaboks om observerte klimaendringer i Arktis og fastlands-Norge). På slutten av 1800-tallet var det vanlig at havisen gikk nesten ned til Finnmark om vinteren. Nyere observasjoner har også registrert blant annet tining av permafrost, kysterosjon, endring i isdekket og endring i fordelingen og forekomsten av arter. Dette er meget alvorlige endringer som kan få konsekvenser for artenes tilpasningsevne, økosystemene, boligbygging og næringsutvikling i nordområdene. Disse forholdene vil også ha konsekvenser for videre klimautvikling. Reduksjon av havisen vil blant annet kunne ha betydelig innvirkning på jordas reflektering av solstråler og øke varmeopptaket i havet.

Arktisk Råd har derfor tatt et initiativ til å iverksette en omfattende vurdering og analyse av hvilke konsekvenser klimaendringer vil kunne ha for miljø og samfunn i Arktis. Denne prosessen er kjent under navnet Arctic Climate Impact Assessment (ACIA), jf. figur 1.10. Sluttrapportene fra dette arbeidet blir publisert i 2004.

Kilde: AMAP 1998. AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway

1.3 Observerte klimaendringer i Arktis   og fastlands-Norge

Årsmiddeltemperatur for norske arktiske stasjoner

Temperatur og nedbør er klimatiske nøkkelelementer som i stor grad påvirker økosystemer og menneskelig aktivitet. Det er for disse klimaelementene nedlagt et stort arbeid når det gjelder standardisering av observasjonene. Det foreligger lange tidsserier for temperatur og nedbør fra Bjørnøya, Hopen, Svalbard lufthavn Longyearbyen, Ny-Ålesund og Jan Mayen.

Figur 1.11 viser standardiserte serier for årsmiddeltemperatur ved de norske arktiske stasjonene. Den positive trenden i årsmiddeltemperaturen på Svalbard er større enn trendene som er funnet på det norske fastland. Den tilsvarer en økning på 1,4 ºC på 100 år, men er likevel ikke statistisk signifikant. Dette skyldes at det er store år-til-år variasjoner i Arktis. På Svalbard har vi hatt to perioder med sterk temperaturøkning, avbrutt av en periode med avkjøling. Vi kjenner dette mønsteret også fra det norske fastland, men det er typisk at jo lenger nord vi kommer, jo sterkere er den første oppvarmingen og den påfølgende avkjølingen.

Det er verdt å merke seg at temperaturen på Svalbard på 1930-tallet var høyere enn den var på 1990-tallet. Dette er ulikt mange andre steder i verden hvor det siste tiåret har vært varmest over den perioden hvor vi har direkte målinger, dvs. fra 1860.

Kilde: Norsk Polarinstitutt/DNMI/SSB

Havisens utstrekning i Norskehavet og Barentshavet

Havisens areal/dekningsgrad er en viktig indikator for klimaendringer i Arktis. Endringer over tid vil være forårsaket av prosesser i havet og i atmosfæren som er med på å bestemme klimaet i vår region. Samtidig vil isens utbredelse selv ha innvirkning på klimaet i Arktis, f.eks. reflekterer havisen størstedelen av solstrålingen tilbake til atmosfæren. Dersom havisen forsvinner, vil mye av solstrålingen absorberes i havet og havet blir varmere, noe som vil ha stor innvirkning på klimaet regionalt og globalt.

Kilde: Norsk Polarinstitutt/DNMI/Statistisk sentralbyrå

Kilde: Norsk Polarinstitutt

Figur 1.13 viser havisens areal i april måned (maksimal isutbredelse) for Norskehavet og Barentshavet. (Nordiske hav = hele området, Østlige hav = Barentshavet, Vestlige hav = Norskehavet). Materialet er satt sammen av satellittobservasjoner etter 1966 og skipsobservasjoner fra selfangere før 1966. Det er store variasjoner fra år til år, men også en reduksjon vist ved regresjonslinjene, som viser en nedgang på 33 prosent for Nordiske hav, 24 prosent for Barentshavet og 46 prosent for Norskehavet. Nesten halvparten av reduksjonen skjedde før år 1900.

Hvis en kun benytter satellittdata (fra og med 1966) er reduksjonen i isutbredelse over hele Arktis på ca. 3 prosent pr. tiår. Denne reduksjonen rapporteres av FNs klimapanel og brukes som eksempel på endringer som i dag er dokumenterbare og som delvis skyldes utslipp av drivhusgasser. Det er imidlertid viktig å påpeke at variasjonen i isutbredelse varierer på lange tidsskalaer slik som figuren viser. Enkelte undersøkelser antyder at noe av den reduksjonen som vi nå ser i Arktis fortsatt skyldes en tilbaketrekning som startet ved utgangen av «den lille istid», dvs. for ca. 200 år siden.

1.4 Tredje hovedrapport fra FNs klimapanel fordrer større kutt i klimagassutslippene

Klimapanelet har utarbeidet framtidsbilder for klimagassutslipp, såkalte klimagasscenarier. Disse gir en CO₂ -konsentrasjon i atmosfæren som minst fordobles fra i dag og fram til 2100, dersom ikke nye tiltak iverksettes. Blant annet på denne bakgrunn anslår panelet en økning i den globale gjennomsnittstemperaturen på mellom 1,4 °C og 5,8 °C i løpet av de neste 100 år (se figur 1.14). Dette vil i så fall være den raskeste økningen i middeltemperaturen på 10 000 år og gi den høyeste globale middeltemperaturen på 150 000 år. Til sammenligning ble det i forrige hovedrapport fra IPCC angitt en temperaturøkning på mellom 1 og 3,5 °C for samme tidsrom, basert på tidligere scenarie-modeller.

Kilde: RegClim/ IPCC TAR

Figur 10.1 (jf. kap. 10 i stortingsmeldingen) viser henholdsvis global middeltemperatur og middeltemperaturen i Norge for perioden 1900–2001. Figur 1.15 viser temperaturutviklingen på den nordlige halvkule de siste 1000 år.

Havnivået har økt mellom 10 og 20 cm i løpet av de siste 100 årene, og på grunnlag av scenariene for temperaturstigning anslår IPCC at havnivået i gjennomsnitt vil stige med mellom 9 og 88 cm fram til 2100. Redusert istykkelse i Arktis er et annet tydelig tegn på klimaendringer. I tillegg har værfenomenet El Niño (ENSO) i Stillehavet opptrådt hyppigere og sterkere siden midten av 1970-tallet. Det kan være store lokale variasjoner i hvordan endringen i havnivå slår ut. På grunn av systemets treghet vil havet fortsette å stige i mange århundrer etter at klimagassutslippene er stabilisert.

FNs klimapanel venter også at ekstreme værsituasjoner som tørke, flom, unormale varme- perioder og vindstormer vil øke i styrke og hyppighet utover i dette århundret. De største konsekvensene vil ventelig ramme de fattigste landene og øystatene som også har de knappeste ressursene til å kunne møte klimautfordringene, men også her i landet forventes det betydelige virkninger på både naturlige økosystemer, samfunn og økonomi.

I følge FNs klimapanel har klimaendringene i de senere år sammenheng med en kraftig økning i konsentrasjonen av klimagasser i atmosfæren. I rapporten fra 2001 konkluderer klimapanelet med at det nå er «nye og sterke bevis på at det meste av oppvarmingen som er observert de siste 50 år kan tilskrives menneskeskapte aktiviteter». Det er derfor på sikt behov for større reduksjoner i utslippene av klimagasser fra industrilandenes side. I fremtidige forhandlinger er det viktig å få med industriland som ikke har utslippsforpliktelser under Kyotoprotokollen, blant annet USA, som alene står for en fjerdedel av de globale klimagassutslippene. Det blir også viktig å få utviklingsland med store utslipp eller sterk utslippsvekst til å påta seg utslippsforpliktelser.

Det er fortsatt en vitenskapelig diskusjon om hvor stor del av den observerte oppvarmingen som kan tilskrives menneskelig aktivitet. Blant annet har det i de senere år vært diskusjon om den registrerte globale oppvarmingen kan skyldes endret innstråling fra sola. I den tredje hovedrapporten fra FNs klimapanel er det tatt hensyn til at innstrålingen fra sola endrer seg langsomt over tid. Endringen er imidlertid liten og kan ikke alene forklare økningen i global temperatur i senere tid. Enkelte forskere har fremmet en hypotese om at solens virkning på kosmisk stråling fører til endring i skydekket og derigjennom påvirker temperaturen. Fortsatt er det mange uklare punkter når det gjelder denne og andre mulige mekanismer for indirekte virkninger av endringer i solaktiviteten. Det synes imidlertid å være stor enighet om at slike mekanismer ikke kan være hovedforklaringen på den globale oppvarmingen de siste 20–30 år.

Kilde: Mann et al. (1999) Geophys. Res Lett 26, 759/RegClim/CICERO