Regionale klimaendringer – prosjekt RegClim

Hvordan har klimaet utviklet seg i Norge de siste 100 år?

Ved Det norske meteorologiske institutt har man vedlikeholdt et nettverk av observasjonsstasjoner for å kartlegge klimautviklingen i alle deler av Norge. Sterke indikasjoner på global oppvarming de siste 100-140 år utelukker ikke store variasjoner mellom ulike deler av kloden. Selv mellom ulike landsdeler i Norge er det forskjeller i temperaturutviklingen. Fra 1876 til i dag har det vært en signifikant økning av temperaturen, unntatt for Finnmarksvidda. Avhengig av landsdel, varierer stigningen mellom 0.4 og 1.2 °C. Stigningen har skjedd i to perioder i løpet av de første 40 år av 1900-tallet, og i en periode etter 1980. Det var en avkjøling i perioden mellom disse, særlig i de nordlige landsdeler om vinteren. Lengst nord i landet og i Svalbard-området var temperaturnivået i 1930-åra høyere enn dagens nivå.

Den årlige nedbørmengden har siden slutten av 1800-tallet økt med mellom 5 og 18% avhengig av landsdel. Størst økning er det i Trøndelag, Nordland, Troms og Vest-Finnmark. På Østlandet skjedde økningen i årsnedbør hovedsakelig før 1940, mens det på Vestlandet har vært en kraftig nedbørøkning etter 1960. I Nord-Norge har økningen skjedd gradvis fra 1920.

Forstår vi hvorfor?

Økningen av den globale gjennomsnittstemperaturen de siste 100 år har skjedd over to etapper: en fram mot 1940 og en fra slutten av 1970-tallet og fram til i dag. Klimasystemet er ustabilt med bevegelser i ustoppelig utvikling og med betydelige interne naturlige fluktasjoner som ikke kan forutberegnes. Det er derfor umulig å forklare alle kortvarige varme og kalde perioder, også trender over 100 år kan være tilfeldige. Globale klimaberegninger har sannsynliggjort at begge perioder med temperaturstigning skyldes menneskeskapte strålingspådriv som har samvirket med naturlige fluktuasjoner, men at den menneskeskapte komponenten er vesentlig mer betydelig i den senere perioden.

Temperaturutviklingen i vår region kan ikke uten videre avledes fra den globale oppvarmingen. Lufta over kontinenter er varmet opp mer enn over oseaner, og det har vært avkjøling de siste tiårene over nordøstre Canada. De naturlige fluktuasjonene er antagelig større på høye breddegrader (bl.a.Arktis) enn de fleste andre steder på kloden.

Strålingspådriv av partikler og ozon

Partikler kan reflektere og absorbere sollys, og vil kunne gi en direkte effekt som kan variere sterkt regionalt. Dessuten kan de medvirke til å bestemme størrelse og antall av skydråper. Små skydråper reflekterer mer sollys enn store, og nedbørutløsningen er mindre effektiv med små dråper enn med store. Flere partikler i atmosfæren kan derfor gi mer reflekterende skyer og en større skydekning. Dette er en indirekte effekt som forventes å virke avkjølende, men med store regionale variasjoner. Ozonmengden i atmosfærens nederste 10-12 km har økt som en følge av forurensning fra biltrafikk og industri. Dette påvirker strålingsbalansen både fordi ozon er en drivhusgass som absorberer varmestråling fra jordoverflaten og fordi ozon absorberer en del av solstrålingen.

Ved Institutt for geofysikk, Universitetet i Oslo og ved Norsk institutt for luftforskning arbeider man med disse temaene innen RegClim. Figuren nedenfor viser beregnet strålingspådriv på grunn av direkte og indirekte effekter av svovel-og sotpartikler tilført lufta ved forbrenning av fossilt brensel. Globalt midlet er den direkte effekt estimert til –0.31 W/m 2 ,altså en svak tendens til avkjøling,men det er regionale variasjoner med store negative tall ved forurensede områder på midlere breddegrader og positive verdier rundt polene og ved ørkner. Det globale tallet for den indirekte effekt er –1.5 W/m 2 . Globale strålingspådriv av økte ozonkonsentrasjoner siden 1850 er beregnet ved å bruke globale modeller for atmosfærens kjemi og stråling, til 0.36 W/m 2 , altså et positivt bidrag. Det arbeides videre både med å forbedre beregningene og for å avklare klimasystemets respons.

Kart over beregnet årlig strålings-pådriv (W/m 2 ) som skyldes partikler av svovel og sot som tilføres lufta ved forbrenning av fossilt brensel. (I tillegg kommer forbrenning av biomasse som er viktigst i tropene.).

Variabilitet i havstrømmene og deres varmetransport

 En stor usikkerhet ved klimascenarier, spesielt i vår del av verden, er hva som skjer med havstrømmene som bringer varmt vann med isfrie forhold langt inn i Arktis. Det har ikke alltid vært slik. Så sent som på slutten av 1800-tallet var Barentshavet islagt nesten helt syd til Finmarkskysten, noe som tilskrives naturlige variasjoner. Videre vet vi at det har vært en betydelig økning av tilførselen av varmt vann til Norskehavet siden 1960-tallet, at bunnvannsdannelsen i Grønlandshavet er svekket de siste tjue årene og at det er store naturlige variasjoner. De varme havstrømmene skyldes delvis vind og delvis termohalin sirkulasjon, og endringer i disse forholdene vil også gi endringer i havstrømmene.

Beregnet transport inn (rød) og ut (blå) av Norskehavet over Færøy-Shetland-kanalen for perioden 1958-1992. Sort kurve er beregnet årsmiddel.

Det er fremmet hypoteser som indikerer at våre nære havområder kan bli islagt i store deler av vinterhalvåret, men dette må ennå anses som svært spekulativt. I RegClim er problemstillingen i fokus ved Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen, Nansen Senteret for Miljø og Fjernmåling, Havforskningsinstituttet og ved Det norske meteorologiske institutt. Som et eksempel på et delresultat viser figuren beregninger av innstrømning av varmt overflatevann og utstrømning av kaldt dypvann over Færøy-Shetland-kanalen. Beregningene er gjort ved Nansen-senteret. De må sammenliknes med observasjoner, men trendene er forenlig med den observerte smeltingen av is i Arktis. For å kunne utvikle scenarier for den videre utviklingen, kreves modellering med kobling av hav-is-systemet med atmosfæren. Arbeidet med dette er i gang.