Under forrige istid ble den langvarige kulden i nord mer enn tjue ganger avbrutt av brå oppvarming. I løpet av noen tiår steg temperaturen på Grønland opp til 10–15 grader før det sakte ble kaldere igjen. 

En studie publisert i Nature Climate Change i dag viser at nåtidens oppvarming i Arktis har vært tilnærmet like rask. I løpet av de siste førti årene har temperaturen steget fire grader i store deler av området, og langt mer over Barentshavet og på Svalbard. 

– Dette et er et varsel om at vi er inne i det vi må betegne som brå endringer, sier Eystein Jansen, professor ved Bjerknessenteret, Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen og NORCE. 

Han har ledet arbeidet med studien, der også forskere fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, Danmarks Meteorologiske Institut og Senter for jordens utvikling og dynamikk ved Universitetet i Oslo har deltatt. 

Forskerne konkluderer med at den observerte oppvarmingen – mer enn én grad per tiår – kan sammenlignes med de ekstreme hendelsene under istiden. Klimamodellene underestimerer hvor fort Arktis nå endrer seg. 

Brå oppvarming under istiden

Under den forrige istiden, for 120 000 til 11 000 år siden, oppsto mer enn tjue såkalte Dansgaard-Oeschger-hendelser. På Grønland steg temperaturen brått i noen tiår, og det er i iskjerner derfra man finner de tydeligste og sterkeste signalene. Mindre endringer i klimaet kan spores globalt.

Sammen med selve avslutningen av istiden er Dansgaard-Oeschger-hendelsene de eneste kjente periodene da temperaturen har steget mer enn én grad per tiår, slik den har gjort i Arktis de siste førti årene. 

I noen av istidshendelsene steg temperaturen enda raskere, opp til 2,5 grader per tiår, og sannsynligvis var endringene i kystnære strøk større enn i dataene fra Grønlandsisen. Forskerne bak den nye studien mener like fullt sammenligningen gir dem grunnlag for å betegne dagens oppvarming som en brå klimaendring. 

Istidsbildet er flyttet nordover

Den samme forskergruppen har tidligere vist at periodene med brå temperaturstigning på Grønland ble innledet med at sjøisen i de nordiske hav og Labradorhavet minket. Teorien er at enorme mengder varme fra det åpne havet varmet opp atmosfæren over. 

– Det ligger en lignende mekanisme i Polhavet nå, sier Eystein Jansen. 

I en tid med global oppvarming kan sammenligningen med istiden virke underlig, men den er høyst relevant. Sjøisen har for lengst trukket seg tilbake fra de nordiske hav, men i Polhavet ligger det fremdeles is. Rammen er forskjøvet nordover. 

Siden det ikke lenger er i de nordiske hav isen forsvinner, er det heller ikke på Grønland temperaturen har steget mest. Is har forsvunnet fra Barentshavet og Polhavet nord for Svalbard, og det er i disse områdene oppvarmingen har vært størst. At isdekket er redusert mest akkurat der, skyldes blant annet at mer varme har strømmet nordover fra Atlanterhavet. 

Klimamodellene holder ikke tritt med naturen

– Havisen i Arktis kan forsvinne langt fortere enn klimamodellene hittil har pekt på, sier Jens Hesselbjerg Christensen.

Professoren ved Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, Danmarks Meteorologiske Institut og NORCE poengterer at klimamodellene underestimerer nåtidens oppvarming i nord. Virkelighetens temperatur har steget tidligere og i et større område enn modellberegningene skulle tilsi.

Da forskergruppen gjenskapte istidens klima i en klimamodell, kunne de lett finne igjen hendelsene med brå temperaturstigning på Grønland. I modellsimuleringer av temperaturen i Arktis fra 1979 til 2018 fant de ikke tilsvarende samsvar. 

Det forskerne gjorde, var å sammenligne den virkelige oppvarmingen med temperaturendringen i alle klimamodellene brukt av FNs klimapanel. For årene frem til 2005 ble klimamodellene kjørt med observerte CO₂-utslipp, og etter den tid ble beregningene utført for tre av klimapanelets utslippsscenarioer – det laveste, et middels høyt og det høyeste. 

Alle modellene viste at det ble varmere i Arktis, men kun ved de høyeste utslippene steg temperaturen like bratt som i virkeligheten. Selv da var det bare halvparten av modellene som gjenskapte de observerte endringene. 

– Klimamodellene reagerer for tregt når sjøisen smelter, sier Eystein Jansen. Modellene gir svakere respons enn naturen. 

For å teste om klimamodellenes respons bare var forsinket, lette forskerne etter perioder med høy oppvarming i klimamodellenes fremskrivninger for resten av århundret. Der fant de lite. Selv mot slutten av århundret er områdene med brå oppvarming mindre i modellene enn det som er observert de siste tiårene, og det høyeste utslippsscenarioet er en forutsetning for en like rask endring. 

– Det tyder på at det fremdeles er mye vi ikke vet om samspillet mellom Polhavet, sjøisen og atmosfæren, sier Jens Hesselbjerg Christensen.

Havsirkulasjonen endret seg

Da sjøisen forsvant fra de nordiske hav under istiden, endret hele sirkulasjonen i disse havområdene seg. Det åpne vannet ble mer ustabilt, og forholdsvis varmt vann vellet opp til overflaten. Det gjorde oppvarmingen av atmosfæren ekstra stor. 

– Man kan spekulere i om «atlantifiseringen» av Polhavet nå kan få lignende konsekvenser som endringene under Dansgaard-Oeschger-hendelsene, sier Eystein Jansen. 

Noe tilsvarende som oppvellingen under Dansgaard-Oeschger-hendelsene er ikke observert så langt, og klimamodellenes simuleringer tyder heller ikke på at det vil skje i løpet av dette århundret. Lett ferskvann fra nedbør og issmelting gjør havet mer stabilt i østlige deler av Arktis. Samtidig gjør det varme vannet havet mindre stabilt ved Svalbard. Det er der det vil kunne utløses en omveltning av hav- og isforholdene, advarer forskerne i artikkelen. 

Om havet skulle bli ustabilt og oppføre seg mer som under istidens Dansgaard-Oeschger-hendelser, vil atmosfæren i Arktis trolig bli langt varmere enn modellresultatene tilsier.

Selv om parallellene er tydelige, understreker Eystein Jansen at dagens sjøis i Polhavet ikke er fortidens sjøis i de nordiske hav. Geografien skiller disse områdene, og mekanismen bak oppvarmingen nå og da er heller ikke den samme. Mens tapet av sjøis under istiden skyldtes naturlige og tilfeldige variasjoner, gir høyere drivhuseffekt nå klimasystemet ekstra energi.

Referanse

Jansen E., Christensen J.H., Dokken T., Nisancioglu K.H., Vinter B.M., Capron E., Guo C., Jensen M.F., Langen P.L., Pedersen R.A., Yang S., Bentsen M., Kjær H.A., Sadatzki H., Sessford E., Stendel M. (2020): Past perspectives on the present era of abrupt Arctic climate change. Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0860-7

Av Henrike Wilborn, Nansen senter for miljø og fjernmåling

Hvordan vil jordens overflatetemperatur og andre klimaforhold endre seg i løpet av de kommende fem årene? Den første rapporten om klimaet for de nærmeste årene utgitt av Verdens meteorologiorganisasjon (WMO) ble lansert i dag. 

Rapporten inneholder klimaprediksjoner for 2020 og den nærmeste fremtiden, og forskere fra Bjerknessenteret, Nansensenteret og Universitetet i Bergen har bidratt. Bergen har alltid vært en viktig del av miljøet som forsker på meteorologi og klima, og slik er det fremdeles.

Dobbelt så mye varmere i Arktis

Resultatene i WMO-rapporten er urovekkende, men ikke uventede. Sammenlignet med den nære fortiden, definert som gjennomsnittet fra 1981 til 2010, vil temperaturen over store landområder i den nordlige hemisfære trolig være 0,8 grader høyere. 

Samtidig vil oppvarmingen i Arktis være dobbelt så høy som det globale gjennomsnittet. Dette så vi allerede i vår, med en rekordsterk hetebølge i Sibir.
I perioden 2020–2024 er det varslet at temperaturen vil være høyere enn i nær fortid nesten over alt på jorden. I tillegg slås det i rapporten fast at den globale temperaturen hvert år vil være minst én grad høyere enn før den industrielle revolusjon på 1800-tallet.

Trykk og nedbør er andre forhold som diskuteres i rapporten, som kan leses her.

Bygger på klimamodeller og observasjoner

Det blir unektelig varmere. Men hvordan har forskerne som bidrar til denne rapporten funnet ut dette? Hvordan fungerer klimavarsling på så kort tidsskala?

Ti forskningssentre har bidratt med data til et sammenhengende sett med klimavarsler for året 2020 og perioden 2020–2024. Hvert av dem har brukt sin egen klimamodell for å lage prediksjoner for den nærmeste fremtiden. Resultater fra de ulike modellene ble sammenlignet og kombinert.

Slike klimaprediksjoner skiller seg fra mer langsiktige klimaprojeksjoner, som kun tar eksterne endringer som økende CO₂ med i betraktningen. Klimaprediksjoner tar i tillegg hensyn til at klimaet på kort tidsskala også varierer naturlig. Noen av disse variasjonene er godt nok kjent til at de kan inkluderes når man skal lage klimavarsler. 

Gjennom klimavarslingsenheten, Bjerknes Climate Prediction Unit (BCPU) er Bjerknessenteret et av de ti forskningssentrene som har bidratt til rapporten. Forskerne i BCPU har utviklet og brukt modellen Norwegian Climate Prediction Model (NorCPM), kombinert med observasjoner. Gjennom de siste tiårene har Nansensenteret utviklet en metode som har gjort det mulig å forbedre havmodeller ved å inkludere observasjoner. Denne ekspertisen ble nå brukt til å optimalisere klimaprediksjonene.

–  Modelloppsettet vårt gjør det mulig å redusere usikkerheten i varsler av klimaendringer i nær fremtid, sier François Counillon fra Nansensenteret og Bjerknessenteret.

Counillon er en av forskerne som har bidratt til rapporten. 

– På denne måten kan vi bedre varsle komponenter i klimasystemet som endrer seg sakte. Det er et nytt forskningsfelt med et enormt potensial, sier han. 

En ung vitenskap

Klimaprediksjon er en ung klimavitenskap og utvikler seg raskt. Nøyaktigheten i klimaprediksjonene vil bli bedre i fremtiden – ikke ulikt utviklingen av værvarsler i de foregående tiårene. I dag er samfunnet ekstremt avhengig av presise værvarsler. I fremtiden kan klimaprediksjoner på kort tidsskala, som år og tiår, bli like viktige som værvarsler for hver og en av oss.

Klimaprediksjoner kan bli en bro mellom værvarsler og langsiktige klimaprojeksjoner. Et annet bergensbasert initiativ som jobber parallelt med BCPU, er Climate Futures, ledet av NORCE. Slik brobygging er et mål for Climate Futures, som tidligere i sommer fikk støtte fra Norges forskningsråd for å bli et Senter for fremragende innovasjon.

Klimaprediksjoner møter større og større interesse i offentligheten, og WMO-rapporten som nettopp er publisert er av uvurderlig betydning, ikke bare for forskerne. 

– Denne første rapporten er viktig fordi den markerer at WMO anerkjenner betydningen av slike varsler for samfunnet, oppsummerer BCPU-leder Noel Keenlyside fra Universitetet i Bergen, Nansensenteret og Bjerknessenteret. 

– Slike varsler vil være helt nødvendige for avgjørelser i et vidt spenn av offentlig og privat virksomhet og vil bidra til en bærekraftig samfunnsutvikling.

Det er en spennende tid for utviklingen av kortsiktige, modellbaserte klimavarsler, og det er oppmuntrende å vite at bergensforskere fortsetter å jobbe på grensen mot det ukjent, akkurat som fortidspionerer som Bjerknes og Nansen. 

WMOs omtale av rapporten kan du lese her.