Bjerknessenterets mål er å forstå klima
til nytte for samfunnet.

#Global Climate

7 results

Havnivåstigning fra smeltevann kan begrenses til det halve

Havnivåstigning fra smeltevann kan begrenses til det halve Ellen Viste tir, 05/04/2021 - 13:30 Havnivåstigning fra smeltevann kan begrenses til det halve Begrenses global oppvarming til 1,5 grader, halveres landisens bidrag til havnivå i dette århundret.

I en studie publisert i tidsskriftet Nature i dag utforskes landisens bidrag til havnivåstigning i det 21. århundret. Smelting fra verdens breer samt innlandsisene på Grønland og i Antarktis er tatt med.

En internasjonal forskergruppe har beregnet at havnivåstigningen fra issmelting kan halveres dette århundret hvis vi oppfyller Parisavtalens mål om å begrense oppvarmingen til 1,5 grader. Til sammenligning vil de utslippene landene har forpliktet seg til nå, kunne gi en oppvarming på 2,8 grader.

– Vi har samlet bidraget fra breer og innlandsis i ulike deler av verden, sier Heiko Goelzer, som er forsker ved Bjerknessenteret og NORCE. – Tidligere er disse kildene studert hver for seg.

Heiko Goelzer har hatt ansvar for fremskrivningene av smeltevann fra Grønlandsisen i tidligere studier og i denne. Arbeidet ble ledet av Tamsin Edwards ved King’s College i London.

Studien kombinerer en rekke datamodeller med statistiske teknikker til å lage projeksjoner for de nyeste sosioøkonomiske scenarioene. Dette er de samme scenarioene som vil bli brukt i FNs klimapanels sjette hovedrapport, som skal komme senere i år.

Reduserer istap alle steder

Forskningen tilsier at å begrense den globale oppvarmingen til 1,5 grader, vil redusere istapet fra Grønlandsisen med 70 prosent og fra verdens breer med 50 prosent, sammenlignet med de utslippsreduksjonene verdens land har forpliktet seg til så langt.

Forskjellen tilsvarer en reduksjon i havnivåstigning fra 25 til 13 centimeter.

For Antarktis tilsvarer fremskrivningene av istap fire centimeters global havnivåstigning, uavhengig av utslippsscenario. Det skyldes at det foreløpig er uklart om mer snø i det kalde innlandet vil veie opp for mer smelting ved kysten. Men i et pessimistisk scenario med mer smelting enn snø, vil istapet i Antarktis kunne bli fem ganger så stort.

Krever ambisiøse forpliktelser

I en pressemelding fra King’s College sier Tamsin Edwards:

«Foran COP26 i november vil mange land oppdatere sine løfter om å redusere drivhusgassutslipp under Parisavtalen. Det globale havnivået vil fortsette å stige, selv om vi skulle stoppe alle utslipp nå, men vår forskning indikerer at vi kan begrense skaden. Hvis løftene var langt mer ambisiøse, kunne prediksjonene for havnivåstigning fra smeltende is reduseres fra 25 til 13 centimeter i 2100, med 95 prosent sjanse for å være mindre enn 28 centimeter, heller enn den nåværende øvre grensen på 40 centimeter. Det ville bety en mindre alvorlig økning i kystoversvømmelser.»

Breer og innlandsis står nå for omtrent halvparten av den globale havnivåstigningen. Resten skyldes i hovedsak at vannet utvider seg når det blir varmere.

Tamsin Edwards fortsetter:

«Vi brukte et større og mer sofistikert sett av klima- og ismodeller enn tidligere. Ved hjelp av statistiske teknikker kombinerte vi 900 simuleringer fra 38 internasjonale grupper for å forbedre vår forståelse av usikkerheten knyttet til fremtidsscenarioene. Antarktis er jokeren: uforutsigbar og kritisk for den øvre grensen av fremskrivningene. I et pessimistisk scenario finner vi at det er fem prosent sannsynlig at landisens bidrag til havnivået overskrider 56 centimeter i 2100, selv om vi begrenser oppvarmingen til 1,5 grader. Derfor må beredskapen overfor kystoversvømmelser være fleksibel nok til å kunne fungere for et større spenn i fremtidig havnivåstigning, til nye observasjoner og modeller kan gjøre Antarktis’ fremtid klarere.»

Referanse

Tamsin L. Edwards, Sophie Nowicki, Ben Marzeion, Regine Hock, Heiko Goelzer, Hélene Seroussi, Nicolas C. Jourdain, Donald A. Slater, Fiona Turner, Christopher J. Smith, Christine M. McKenna, Erika Simon, Ayako Abe-Ouchi, Jonathan M. Gregory, Eric Larour, William H. Lipscomb, Antony J. Payne, Andrew Shepherd et al. (2021): Projected land ice contributions to twenty-first-century sea level rise. Nature, 2021

Ingen kvikk og enkel klimafiks

Ingen kvikk og enkel klimafiks Ellen Viste ons, 04/14/2021 - 15:09 Ingen kvikk og enkel klimafiks Å sprøyte partikler opp i atmosfæren ville bremse temperaturstigningen. Men for verdens økosystemer er det ikke noe fullgodt alternativ til andre klimatiltak. 

Vi kunne sprøyte ut partikler som skygget for solen, eller gjødsle alger så de tok opp mer CO2. Vi kunne spre mineraler som reagerer med CO2 eller trekke gassen direkte ut av luften. Kalt geoengineering på engelsk, er slik klimamodifisering eller klimafiksing blitt foreslått for å motvirke den menneskeskapte temperaturstigningen.

– Om vi skulle begynne med klimamodifisering, kommer vi likevel ikke utenom andre klimatiltak, sier Hanna Lee, som er forsker ved Bjerknessenteret for klimaforskning og NORCE.

Klimatiltakene Hanna Lee refererer til, handler om å bevare skog.

I en ny studie har hun sett på hvordan klimamodifisering vil kunne påvirke vegetasjonen på jorden. Arbeidet er utført sammen med kolleger fra Bjerknessenteret, NORCE, NTNU og Universität Bern.

Forskerne sammenlignet vegetasjonen i en fremtid med klimamodifisering og i en fremtid med andre klimatak. Til tross for at plantene fikk gode vekstvilkår under klimamodifisering, tilsier resultatene at det vil lagres mer karbon hvis man satser på å bevare eller plante skog.

Teknologien etterligner naturen

Pinatubo
Vulkanen Pinatubo på Filippinene blåste store mengder partikler og gasser ut i atmosfæren da den brøt ut i 1991. Foto: Richard P. Hoblitt, USGS.

Under vulkanen Pinatubos utbrudd i 1991 ble store mengder gasser og partikler slynget ut i atmosfæren. Femten millioner tonn svoveldioksid havnet helt oppe i stratosfæren, mer enn en mil over bakken. Der reagerte svoveldioksiden med vann og dannet en dis av aerosoler som spredte seg rundt hele kloden. Disen skygget for solen, og i oppunder to år var jorden omtrent en halv grad kaldere enn normalt.

Idéen bak klimamodifisering er å etterligne slike verdensomspennende effekter på klimaet. Det kan innebære å sprøyte ut partikler, som under vulkanutbrudd, eller å gjødsle store havområder for å få plankton til å vokse og ta unna mer CO2 fra luften.

Formålet er å bremse temperaturstigningen som økt drivhuseffekt fører til, slik at vi kan fortsette å slippe ut CO2. Da sier det seg selv at inngrepene må gjøres på stor skala og vil påvirke mer enn bare temperaturen på jorden. Konsekvensene lar seg vanskelig teste i virkeligheten, og da er datamodeller et nyttig verktøy.

I denne studien brukte Hanna Lee og kollegene en klimamodell til å teste tre former for klimamodifisering. Den første innebar å skygge for solen ved å legge inn et dobbelt Pinatubo-utbrudd, med store mengder aerosoler i stratosfæren.

I en annen simulering sprøytet de salt ut i atmosfæren over tropene. Saltet gjør skyene tettere, og i likhet med vulkanpartiklene fører det til at mindre sol når bakken.

I de siste simuleringene gjorde de de fjærlette cirrusskyene vi ser høyt oppe på himmelen, tynnere. Da vil mer varme slippe ut av atmosfæren.

To verdener med samme temperatur

For å se hva de ulike formene for klimamodifisering ville føre til, sammenlignet forskerne to versjoner av en verden med middels høy temperaturstigning i løpet av dette århundret.

I det ene scenarioet fortsatte man å slippe ut CO2 for fullt, men begrenset oppvarmingen ved hjelp av klimamodifisering. I det andre slapp man også ut en god del CO2, men mindre enn i det første. I det siste tilfellet holdt altså reduserte CO2-utslipp temperaturen nede, mens det i det første var klimamodifisering som hindret temperaturen i å stige mer enn den ellers ville gjort.

De to versjonene av verden var utslippsscenarioene kalt RCP 4.5 og RCP 8.5 fra FNs klimapanel. De har henholdsvis middels høye og høye utslipp av CO2. I versjonen med høye utslipp la forskerne til klimamodifisering for å senke temperaturen til samme nivå som i den andre.

Det var like varmt i begge verdenene. Men fordi CO2-utslippene var høyere i scenarioet med klimamodifisering, var det naturlig nok mer CO2 i atmosfæren der.

– Man kan se på CO2 som et næringsstoff, sier Hanna Lee. – Som med andre næringsstoffer, får mer CO2 plantene til å vokse bedre.

I den klimamodifiserte høyutslippsverdenen ble plantene i praksis gjødslet med CO2. Fotosyntesen, der plantene tar opp CO2 og binder karbonet i andre stoffer, gikk så det suste. Plantene vokste som bare det, selv i deler av verden der klimamodifisering gjorde det tørrere.

Men da forskerne sjekket hvor mye karbon som totalt sett fantes i plantene og i jorden, så bildet annerledes ut. Til tross for god vekst var mindre karbon lagret i vegetasjonen i scenarioet med klimamodifisering enn i scenarioet med klimatiltak.

Skog er et tiltak

Grunnen til det ligger nettopp i klimatiltakene. Det er ikke bare CO2-utslipp som skiller klimapanelets to scenarioer. I scenarioet med høye utslipp ser man for seg at verdens befolkning vil være høy og matbehovet stort. Derfor er store landområder gjort om til beitemark og annet jordbruksland. Alle planter tar opp CO2 mens de vokser, men i issalat og gulrøtter blir ikke karbonet lagret lenge. Vi spiser dem med en gang.

I det andre scenarioet er ikke bare CO2-utslippene lavere; man har også bevart mer gammel skog og plantet ny skog, særlig i tropene. Det er i disse trærne og i jorden under dem mye av karbonet er lagret. Jo lenger trærne får stå, jo lenger vil karbonet holdes borte fra atmosfæren.

– Lagring av karbon i økosystemene vil spille en viktig rolle i å bremse videre klimaendringer, sier Hanna Lee. – Det vil vi ha bruk for selv om vi skulle ty til klimamodifisering.

Bremsene kan ikke slås av

Klimamodifisering vil ikke påvirke drivhuseffekten. I praksis vil man skape en kunstig balanse der det er kaldere på jorden enn den CO2-skapte drivhuseffekten skulle tilsi.

– Hele poenget med klimamodifisering vil være å la oss fortsette å slippe ut CO2, sier Hanna Lee. –Noen tror vi kan bruke dette til å kjøpe oss tid. Men vi kan ikke fortsette å sprøyte aerosoler ut i atmosfæren i all evighet.

Klimamodifisering er en bremse, og slår man den av, vil temperaturen skyte i været. På bare et tiår vil det bli nesten like varmt som det naturlig skal være i en verden med så høy drivhuseffekt.

– Det ville være katastrofalt, sier Hanna Lee. Ingenting i naturen ville rekke å tilpasse seg et slikt sprang.

Uavhengig av klimamodifisering fremhever hun plantenes rolle i å begrense klimaendringer.

– Fordi plantene tar opp store mengder CO2 og lagrer karbonet i biomassen, er det viktig å redusere avskogingen og plante ny skog i tropene, sier hun.

Referanse

H. Lee, Muri H., Ekici A., Tjiputra J., Schwinger J: The response of terrestrial ecosystem carbon cycling under different aerosol-based radiation management geoengineering. Earth Syst. Dynam., 12, 313–326, 2021.

Havets varmetransport inn i Arktis har økt

Havets varmetransport inn i Arktis har økt Ellen Viste man, 11/23/2020 - 17:15 Havets varmetransport inn i Arktis har økt Havet har fraktet mer varme inn i de nordlige havområdene etter 2001, viser en ny studie. Strømmen av vann inn i de nordiske hav er blitt både varmere og sterkere.

Varmetransporten fra Atlanterhavet og inn i de nordiske hav har vært sju prosent høyere etter 2001 enn den var på 1990-tallet. Det viser en studie publisert i tidsskriftet Nature Climate Change i dag. 

I de senere år har temperaturen i Polhavet og i de nordiske hav steget, samtidig som sjøisdekket har minket. Den observerte økningen i varmetransport er stor nok til å kunne forklare det meste av disse endringene.

Forskerne bak studien har satt opp et detaljert regnskap for alle strømmer inn og ut av Polhavet og de nærmeste havområdene fra 1993 til 2016. Resultatene viser en markant økning i transporten av varme inn i de nordiske hav mellom 1998 og 2002.

– At vanntemperaturen økte, var ikke så uventet. Men et så stort sprang på noen få år overrasket oss, sier Kjetil Våge ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen.

Våge er en av forskerne bak studien, ledet av hans tidligere kollega Takamasa Tsubouchi, som nå jobber ved Japans meteorologiske institutt. 

Årsaken til økningen i varmetransport skyldes både at mer vann har strømmet inn sørfra og at vannet er blitt varmere. 

Takamasa Tsubouchi
Takamasa Tsubouchi ledet studiet av varmetransporten nordover i havet mens han jobbet ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved UiB. Bildet er tatt under et tokt ved nordøstkysten av Grønland i 2016. Foto: Stephan Krisch

Volumregnskapet må gå opp

Sjøvannet følger én hovedrute inn i Polhavet. Ruten går gjennom de nordiske hav, der varmt Atlanterhavsvann fra Golfstrømmen fortsetter nordover på begge sider av Island. I tillegg strømmer kaldere vann nordover langs vestkysten av Grønland og fra Stillehavet inn gjennom Beringstredet, men disse havstrømmene er svakere og frakter mindre varme.

Ut igjen er det to hovedveier. Vannet strømmer sørover i dypet på begge sider av Island og nær overflaten på begge sider av Grønland. Hver av disse strømmene har flere greiner. 

Nå har forskerne for første gang tallfestet hvor mye varme havstrømmene frakter inn og ut av de nordlige havområdene, definert som Polhavet, de nordiske hav og havområdet mellom Nord-Amerika og Grønland.

Inn i og ut av området må det strømme like mye vann. I perioder da det har manglet observasjoner for en strøm, har forskerne derfor kunnet bruke observasjoner av de andre greinene og andre tidsperioder til å beregne hvor mye vann denne strømmen har ført. Alle måledata har en viss usikkerhet, som også kan tallfestes. Innenfor dette spennet kunne de justere hver strøm slik at det totale strømregnskapet gikk i null. 

De nordiske hav
Havstrømmene inn i og ut av de nordlige havområdene. De røde pilene er innstrømningen av varmt vann fra Atlanterhavet. Turkise piler er kaldere vann både inn og ut, og svarte piler utstrømningen i dypet. Pilenes tykkelse indikerer strømstyrken, målt i Sverdrup. Figur fra Tsubouchi et al., 2020. 

Varmeoverskuddet har økt

Varmeregnskapet går aldri opp. Overskuddsvarme fra tropene fordeles mot polene både gjennom havet og atmosfæren. Derfor er det naturlig at det strømmer mer varme inn i de nordlige havområdene enn ut av dem. Men de siste årene har overskuddet økt. 

Mellom 1998 og 2002 steg varmetransporten inn i de nordlige havområdene brått, og siden da har den holdt seg på et nivå som ligger sju prosent høyere enn på 1990-tallet. Overskuddet er stort nok til å forklare oppvarmingen av havet og har trolig også bidratt til å redusere sjøisdekket. 

Varmere vann og sterkere strøm bidro like mye til økningen i varmetransport. Hvor mye vann som strømmer inn, er imidlertid vanskeligere å beregne enn vannets temperatur, som måles direkte. Derfor er temperaturbidraget sikrere. 

Helt sikkert er det uansett at strømmen fra Atlanterhavet og inn i de nordiske hav ikke ble redusert i løpet av måleperioden. Den kan ha økt.

Ingen tegn til svekkelse av omveltningssirkulasjonen

Det meste av vannet som fraktes nordover fra Golfstrømmen, avkjøles, synker og returnerer sørover i dypet. Denne nedsynkningen er kritisk for å opprettholde omveltningssirkulasjonen i Nord-Atlanteren, som Golfstrømmen er en del av. 

Nedsynkningen foregår i tre hovedområder: Labradorhavet, Irmingerhavet og de nordiske hav. Historisk sett har Labradorhavet vært sett på som et hovedområde, men de siste årene har fokus falt på de nordiske hav. 

Klimamodeller indikerer at omveltningen vil bli redusert med 10–30 prosent innen utløpet av århundret hvis den globale oppvarmingen fortsetter. Det har vært diskutert om den sørlige delen av systemet, som vi forbinder med Golfstrømmen, allerede er redusert.

– Vi ser ingen tegn til noen svekkelse i nord, sier Kjetil Våge. – Resultatene våre tilsier at strømmen inn i de nordiske hav er robust. Utstrømningen sørover i dypet har heller ikke blitt svakere. 

Han påpeker at man foreløpig ikke kjenner koblingen mellom den sørlige og den nordlige delen av omveltningssirkulasjonen godt nok til å si noe om hvordan dette vil utvikle seg. 

– Mye spiller inn. Jeg vil ikke gjette, sier han.

Kjetil Våge
Kjetil Våge under et tokt utenfor kysten av Island i 2011. Foto: Sindre Skrede / UiB

Referanser

Tsubouchi, T., Våge, K., Hansen, B. et al. Increased ocean heat transport into the Nordic Seas and Arctic Ocean over the period 1993–2016Nat. Clim. Chang.(2020). https://doi.org/10.1038/s41558-020-00941-3

Østerhus, S. et al. (2019): Arctic Mediterranean exchanges: a consistent volume budget and trends in transports from two decades of observations. Ocean Sci., 15, 379–399, 2019

 

Undervisning på dekk frå Curacao til Havanna

Undervisning på dekk frå Curacao til Havanna gudrun tor, 08/20/2020 - 10:53 Undervisning på dekk frå Curacao til Havanna Frå hausten neste år, tar Kerim Nisancioglu sitt klima- og bærekraftkurs til ein heilt ny campus: ombord på Statsraad Lehmkuhl i Karibia. Men før skipet legg av stad, skal Meike Becker installere måleinstrument for å hente inn data frå havoverflata jorda rundt.

Bjerknessenteret er ein av fleire institusjonar som samarbeider når Statsraad Lehmkuhl til neste år legg ut på sin aller første jordomsegling.

Fokuset for seglasen ligg på bærekraft, og Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret har tatt ansvar for å lage undervisningsopplegg for deler av reisa kring jorda. Havforskningsinstituttet er også med på laget, med spesielt ansvar for instrumentering.

 

Auditorium på dekk

Kerim Nisancioglu tar med seg studentar ombord til eit tverrfagleg kurs om klima og bærekraft til tre vekers seglas i Karibia.

­– Målet er å koble jamaikanske, amerikanske og norske studentar saman i ei felles forståing kring årsakar og konsekvensar av endringar i klima. Dette kurset vil ha eit særskild fokus på Karibia, sidan det er her me skal segle saman, seier Kerim Nisancioglu.

Nisancioglu har på plass eit breitt samarbeid for dette kurset, med University of the West Indies på Jamaica, dei to amerikanske instititusjonane University of Texas at Austin og Scripps Institution of Oceanography. Formalisering av samarbeid med Harvard University og Woods Hole Oceanographic Institution er også på trappene.

Studentane vil få nettundervisning av lærarkrefter frå alle institusjonane i løpet av hausten 2021, før dei møtes ombord på seglskipet til workshop og kursavslutning i heilt spesielle omgjevnader. Kurset er basert på det svært populære bærekraftkurset SDG 213 som Nisancioglu har utvikla. 

Studentane vert også mannskap ombord, og vil både ha undervisning og delta i å segle skipet frå Curacao til Havanna.

Hentar inn data frå alle hav

Når Statsraad Lehmkuhl legg ut på jordomseglinga, vil skuta også ha med seg avanserte måleinstrument ombord.

Meike Becker, er forskar ved Geofysisk institutt og Bjerknessenteret, og har ansvar for måleinstrument ombord på fleire skip som gir gode data over CO2-konsentrasjonen i havoverflata.

Målenettverket installert ombord på ulike skip gir unike data, men likevel er det ein del havområde der det er lite observasjonar gjort dei siste åra, til dømes i Det indiske hav og dei sørlege delane av Atlanterhavet og Stillehavet.

­– Seglasen vil gå gjennom havområde der det dei siste åra ikkje er gjort så mange observasjonar av CO2-konsentrasjonen i havoverflata. Dei nye data vil vere svært nyttige for å vite meir om korleis havet tar opp CO2, seier Becker.

Av dei CO2-utsleppa me kvart år slepp ut i atmosfæra, er det kun halvparten som vert att. Resten vert tatt opp i havet og på landjorda, kvar del med opptak av omtrent ein fjerdedel av utsleppa. Den nøyaktige fordelinga og i kva grad opptaket varierer frå år til år, og korleis dette er igjen kobla til klima, er noko som framleis er uavklart i forskinga.

­­– For oss er dette det første toktet rundt jorda, dette er svært spanande å vere med på, seier Tore Furevik, direktør for Bjerknessenteret.

 

 

Oppdatering 30. august: Aruba bytta til Curacao i tråd med oppdatert informasjon.