Forskere præciserer startpunktet for menneskeskabte klimaændringer

Ved drivhusgasser begyndte at opvarme verdenshavene i begyndelsen af 1800-tallet, årtier tidligere end tidligere antaget, ifølge en ny undersøgelse.

Videnskabsfolk anser generelt den senere del af det 19. århundrede for at være det tidspunkt, hvor menneskelig aktivitet begyndte at påvirke klimaet. Men den nye undersøgelse fremskynder denne dato til 1830’erne.

Undersøgelsen, der offentliggøres i dag i tidsskriftet Nature, bygger på en ny registrering af den tropiske havoverfladetemperatur, der går tilbage til 1500, og som er indfanget i fossile koraller og små marine organismer.

Fundene tyder på, at klimasystemet reagerer hurtigere på drivhusgasser, end man troede, siger forfatterne, hvilket har konsekvenser for forståelsen af fremtidige klimaændringer.

“Industriel æra”

Da det menneskelige samfund begyndte at blive industrialiseret, begyndte vi at ændre atmosfærens kemi ved at tilsætte CO2 til luften, begynder forfatterne af dagens artikel.

Men for at vide, hvor meget opvarmning vi har oplevet, må man sammenligne temperaturen nu med en tid, før verden begyndte at mærke virkningerne af industrialiseringen. Forskere kalder denne baselineperiode for “præindustriel” og perioden siden da for “den industrielle æra”.

Men det er svært at definere disse begreber, forklares det i artiklen:

“Det er svært at bestemme et entydigt tidspunkt for starten på den industrielle æra, og det er en del af debatten om en formel definition af antropocæn.”

Naturlige optagere

Det, vi betragter som den moderne temperaturoptegnelse, består af mange tusinde målinger fra luften over land og fra havets overflade, indsamlet af skibe, bøjer og nogle gange også satellitter.

For at kaste lys over det vanskelige spørgsmål om, hvornår den menneskeskabte opvarmning begyndte, benytter forfatterne til den nye undersøgelse sig af en anden type temperaturoptegnelser.

Koraller og små fossiliserede marine organismer, der er begravet i havbunden, fungerer som naturlige optegnere af tidligere tiders havtemperaturer. Sammen med træringe og iskerner, som giver et vindue til temperaturer på landjorden gennem Jordens historie, er de alle eksempler på “klimaproxies”.

Med inddragelse af oplysningerne fra proxies udvides den instrumentelle temperaturoptegnelse i dagens undersøgelse tilbage i tiden til 1500 e.Kr. Den adskiller sig fra tidligere undersøgelser, der anvender klimaproxies, fordi den anvender en helt ny temperaturrekonstruktion for de tropiske oceaner.

Oceaner er vigtige for forståelsen af det globale klima, fordi mere end 90 % af den varme, der når Jordens overflade, ender der. Ændringer i, hvor meget varme oceanerne optager, er en af grundene til, at vi ser perioder med hurtigere og langsommere temperaturændringer gennem Jordens historie.

‘Time of emergence’

Selv hvis vi antager, at forskerne havde en perfekt dataregistrering, der går langt nok tilbage, ville det stadig være vanskeligt at sætte en startdato på den industrielle æra. Det skyldes, at det at opdage et klimaændrings “signal” i temperaturoptegnelserne ikke nødvendigvis er det samme som det tidspunkt, hvor opvarmningen faktisk begyndte.

Det tidspunkt, hvor en tendens bliver tydelig i de gennemsnitlige temperaturdata for et givet område – kendt som “fremkomsttidspunktet” – afhænger af, hvornår kilden til opvarmningen begynder, hvor hurtigt det sker, og hvor meget baggrunds “støj”, der slører signalet.

Naturlige udsving i klimaet fra det ene år til det andet kan f.eks. betyde, at en tendens måske først kan spores flere årtier efter, at det, der driver den, begynder at have en effekt.

Den instrumentelle temperaturoptegnelse viser, at signalet om stigende temperaturer opstod i det tropiske hav omkring 1950’erne. Dagens undersøgelse bruger de ekstra oplysninger, der er registreret i proxy-registrene, til at spore starten på opvarmningen hele 120 år tilbage til 1830’erne.

Prof. Nerilie Abram, der forsker i Jordens tidligere klimaer ved Australian National University og hovedforfatter af undersøgelsen, siger:

“En person, der levede i 1830’erne eller endda 1890’erne, ville ikke have været i stand til at se, at der var denne ændring på vej,” siger hun. “Det er ved at have denne lange optegnelse nu, der strækker sig næsten 200 år tilbage fra det tidspunkt, at vi kan gå tilbage og sige: ‘Det var her, ændringerne først begyndte’.”

Opvarmningen i Arktis begyndte også i begyndelsen af 1830’erne, står der i artiklen, selv om signalet ikke kommer tydeligt frem i temperaturoptegnelserne før om 100 år på grund af “støj” fra naturlig variabilitet. Det er i Arktis, at forskerne ser den hurtigste temperaturstigning, kendt som Arctic Amplification.

Den sydlige halvkugle viste en mere træg reaktion, hvor opvarmningen begyndte i slutningen af 1890’erne, og et klart signal kom først frem i 1960’erne. Mens dele af Antarktis er blevet varmere – især den antarktiske halvø og Vestantarktis – er der ikke noget klart fingeraftryk af opvarmning på kontinentet som helhed, fremgår det af artiklen.

Den vigtige pointe i undersøgelsen er, at starten på opvarmningen i det tropiske ocean i 1830’erne er tidligere end det typisk antages ud fra de instrumentelle optegnelser og fra andre proxy-rekonstruktioner, der primært har fokuseret på landtemperaturer på den nordlige halvkugle.

Dr. Ed Hawkins, en forsker ved University of Reading, som ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at den viser, at en periode med “vedvarende opvarmning” begyndte i begyndelsen af det 19. århundrede og fortsætter indtil i dag. Han siger til Carbon Brief:

“Dette signal om opvarmning kom frem over støjen fra baggrundsvariabiliteten i løbet af det 20. århundrede for de fleste dele af kloden. Det er endnu et bevis på, at klimaet allerede har ændret sig betydeligt siden den førindustrielle periode.”

Hawkins har også offentliggjort arbejde om “time of emergence”. Men i stedet for at se tilbage i historien ser han fremad til, hvornår temperatur og nedbør i forskellige dele af verden sandsynligvis vil opstå fra den nuværende naturlige variabilitet.”

Sag og virkning

Idet ikke at drage forhastede konklusioner om kilden til opvarmningen i begyndelsen af 1830’erne, brugte Abram og hendes kolleger klimamodeller til at undersøge, hvilke former for eksterne faktorer der kunne være ansvarlige.

Ud til begyndelsen af det 19. århundrede var en række vulkanudbrud skyld i, at jorden blev afkølet. Der fulgte en vis opvarmning, efterhånden som klimaet justerede sig selv, men det er ikke nok til at forklare, hvad der skete derefter, forklarer medforfatter Nicholas McKay fra Arizona University.

“Hvis man kører modellerne med kun vulkaner og ingen stigninger i drivhusgasser, ser man en opvarmning, der starter i begyndelsen af 1800-tallet. Men derefter falder den til ro, og man ser ikke, at opvarmningen fortsætter gennem det 20. århundrede.”

Kun ved at inkludere drivhusgasser i modellen ser forskerne et opvarmningsmønster, der matcher det, som proxyoptegnelserne tyder på, at verden faktisk har oplevet, siger McKay.

Overfølsom

Ved viden om, hvor hurtigt Jorden reagerede på drivhusgasser i starten af den industrielle æra, kan forskerne få en masse at vide om klimasystemets følsomhed.

At sætte et tal på, hvor meget den globale temperatur stiger som reaktion på en fordobling af kuldioxid – kendt som klimafølsomheden – er et stort spørgsmål inden for klimavidenskaben, da det hjælper til mere præcist at forudsige, hvor meget opvarmning vi vil opleve i fremtiden.

Men selv om dagens undersøgelse tyder på, at verdenshavene er mere følsomme end tidligere antaget, er der et element af gode nyheder at tage med fra dette, siger forfatterne. Hvis vi kan reducere udledningen af drivhusgasser, kan der måske være nogle regioner, hvor vi kan se hurtige tilbagebetalinger, foreslår Abram.