De naturlige klimaændringer

Jordens klima påvirkes af en lang række naturgivne forhold, der typisk følger et bestemt mønster. Det kan fx være jordens bane om solen, jordens hældning i forhold til solen, solpletter, mm, der alt sammen indvirker på, hvor meget energi vi modtager fra solen. På meget lang sigt har ændringer i kontinenternes placering på kloden også betydning for klimaet, idet det bl.a. påvirker havstrømmene, og dermed hvordan varmen fordeler sig på kloden. 

En anden vigtig faktor for klimaet, er mængden af drivhusgasser i atmosfæren. Drivhusgasser som vanddamp, CO2 og metan sørger for, at noget af den varme, der stråler ud fra jorden reflekteres tilbage igen. Uden den naturlige drivhuseffekt ville den gennemsnitlige temperatur på jorden være ca. minus 18°C, eller 33°C koldere end i dag. Jorden ville altså være ubeboelig uden drivhuseffekten.

Mængden af CO2 påvirkes naturligt af fx vulkanudbrud og af hvor meget CO2 planterne er i stand til at optage fra atmosfæren og gemme i træstammer, i jorden eller på havets bund.

Udgivet: 18.04.20 • Senest redigeret: 23.01.24

COLOURBOX7609576 (1) Hjemmeside

Jordens kredsløb

Jordens bane omkring solen ændrer sig med en cyklus på omkring 100.000 år. Nogle gange er banen næsten en cirkel, og jorden modtager derved den samme mængde energi hele året. Andre gange er banen en ellipse, hvilket betyder, at afstanden mellem solen og jorden ændrer sig i løbet af året, og det samme gør den energi, jorden modtager fra solen. Årstidernes skiften skyldes dog ikke ændringer i afstanden til solen, men derimod at jordens akse hælder i forhold til dens bane rundt om solen. Når solen skinner mest på den nordlige halvkugle, har vi sommer her og vinter på den sydlige halvkugle. Jordens hældning til solen ændrer sig i cykliske perioder på omkring 42.000 år. Det betyder, at forskellen mellem sommer og vinter varierer, og det påvirker igen klimaet. Disse og andre cykliske forløb medvirker til fx de skift, der har været mellem istider og mellemistider igennem de sidste mange mio. år.

oekolariet_jordens-kredsloeb.jpg

Vulkanudbrud

Store vulkanudbrud kan påvirke temperaturen på jorden, men virkningerne varer som regel kun nogle få år, indtil asken fra vulkan er vasket ud af atmosfæren igen. På samme måde vil de nedbør- og temperaturændringer, der sker som følge af det fænomen, der kaldes El Niño kun være der et enkelt eller nogle få år.

Den globale CO2 udledning fra alle vulkaner på jorden skønnes at ligge mellem 0,13 og 0,44 Gt pr år, hvilket svarer til under 1% af den mængde CO2 menneskelige aktiviteter udleder (pt omkring 41 Gt/år). 

Kæmpe vulkanudbrud kan have en afkølende effekt i nogle få år, da der udledes en masse aerosoler, der skygger for solens stråler. 

Drivhuseffekten

Drivhuseffekten er en fantastisk mekanisme. Den sørger for, at en del af den varme der stråler ud fra jorden, reflekteres tilbage til jorden igen, i stedet for at forsvinde ud i rummet. Drivhusgasserne kan sammenlignes med glasset i et drivhus, der lader solens stråler slippe igennem, men bremser varmen i at slippe væk igen. Drivhusgasserne er medvirkende til, at vi har et behageligt klima her på Jorden. Uden den naturlige drivhuseffekt, ville den globale temperatur her på Jorden i gennemsnit være 33 grader koldere, end den er nu.

Det afgørende nye er, at vi mennesker har ændret mængden af drivhusgasser i atmosfæren radikalt. Vi har udledt så store mængder drivhusgasser til atmosfæren, især CO2, at en større del af den varme, der naturligt ville stråle ud i rummet igen, bliver holdt tilbage på Jorden, og det får temperaturen til at stige.

Planter optager CO2 og frigiver ilt.

Kul er lavet af gamle planterester, der ikke er blevet nedbrudt.

CO2 og O2 - i en værdifuld ubalance

Standardsituationen i 99,99% af tiden
Planter optager CO2 fra luften, når de vokser og de frigiver ved samme proces O2 (ilt) som et restprodukt. Det sker i den proces, der hedder fotosyntese, som bliver drevet af solens energi. Kulstoffet (C) i CO2'en bliver indbygget i planternes levende væv.

Når et dyr eller vi mennesker spiser planten, eller den bare rådner væk, bliver den CO2, der oprindelig blev optaget fra luften frigivet igen, og en del af den solenergi, der blev brugt under fotosyntesen, bliver igen frigivet. Det er den energi vi udnytter, når vi spiser. For at planten skal blive helt nedbrudt, skal der være ilt til stede. Det er den samme mængde ilt, der bliver brugt ved nedbrydningen, som der blev frigivet under fotosyntesen. CO2 og O2 bliver altså skiftevis produceret og brugt af alt levende på jorden.

Det fantastiske forløb i 0,01% af tiden
Nogle gange sker der det, at noget af det plantematerialer, der er blevet produceret ved fotosyntesen, ikke bliver spist eller bare rådner væk. Det kan være nogle af de alger, der vokser i havet, der falder ned på havets bund og bliver dækket af sand, eller det kan være planter, der synker ned i noget iltfri mudder. Fælles er, at der ikke bliver brugt noget ilt til at nedbryde planterne, og at der derfor bliver lidt ilt i overskud. Det lyder ret uskyldig, og ligegyldigt, men det er det ikke.

En verden til forskel
Alt det plantemateriale, der i millioner af år er blevet gemt væk, er det, der har gjort, at atmosfæren i dag indeholder omkring 21% ilt. Hvis ikke den lille 0,01% af planterne var blevet gemt væk, kunne vi mennesker slet ikke eksistere på jorden. De fossile brændstoffer, som har været hele grundlaget for udviklingen af det moderne samfund, ville heller ikke være her, for de er dannet af resterne af nogle af de plantedele, der ikke blev nedbrudt af ilt. 

Øgede mængder af drivhusgasser

Siden 1850, er mængden af metan i atmosfæren steget med ca. 170% (fra ca 0,7 til 1,92 ppm (parts per million)), mængden af CO2 er steget med 50% (fra ca. 280 til 420 ppm) og mængden af lattergas er steget med ca. 26% (fra 0,27 til 0,34 ppm). Stigningen i de seneste århundreder skal sammenlignes med, at de største naturlige udsving i hele perioden fra år 1000 til år 1800 var på under 5% for alle tre drivhusgasser. Sidst indholdet af CO2 i atmosfæren var så højt som i dag, var for 2-3 millioner år siden, og dengang var temperaturen 2 – 3 grader højere. Da mennesket kun har levet på jorden i 2-300.000 år, er de målte mængder af drivhusgasser de højeste i menneskehedens historie.

Siden 1850 har menneskelige aktiviteter medført at atmosfæren har fået en ekstra tilførsel af CO2 på omkring 2500 Gt. I starten var den årlige tilførsel tilførslen lav, men gennem årene er den steget mere og mere og i de sidste 10 år, er der hvert år tilført omkring 45-49 Gt eller mere, således at 19% af den samlede tilførsel stammer fra de sidste 10 år. 

De kraftige stigninger i mængden af drivhusgasser har ført til, at den globale temperatur i samme periode er steget med ca. 1,1 C°. Får vi ikke bremset tilførslen af drivhusgasser, viser beregninger, at vi må forvente, at temperaturen år 2100 er steget med 3-5 grader.

De vigtigste drivhusgasser

Kuldioxid CO2: Dannes hovedsagelig ved afbrænding af de fossile brændsler kul, olie og gas samt biomasse, men en del kommer også fra ændret arealanvendelse, fx opdyrkning af jordere. Alt organisk materiale indeholder kulstof, som bliver til CO2 ved afbrænding eller nedbrydning. Ca. 64%. af den totale klimapåvirkning fra menneskeskabte drivhusgasser kommer fra afbrænding af fossile brændstoffer og 11% kommer fra ændret arealanvendelse.

Metan CH4: Kommer hovedsagelig fra landbruget, hvor den dannes, når organisk materiale nedbrydes i iltfattige miljøer fx i maven på en ko og ved risdyrkning. Menneskeskabte metanudslip stammer desuden fra lagre af kul, udvinding af naturgas, lossepladser og afbrænding af biomasse. Metan er en ca. 25 gange så kraftig drivhusgas som CO2. Ca. 18%. af den totale klimapåvirkning fra menneskeskabte drivhusgasser kommer fra metan.

Lattergas N2O: Kommer naturligt fra havene og fra nedbrydning af organisk materiale. Menneskeskabte udslip stammer hovedsageligt fra landbrugets kvælstofgødning, men også afbrænding af biomasse og industrielle aktiviteter bidrager til udledningen. Lattergas er ca. 300 gange så kraftig en drivhusgas som CO2. Ca. 4%. af den totale klimapåvirkning fra menneskeskabte drivhusgasser kommer fra lattergas.

Halocarboner: Er menneskeskabte drivhusgasser til industrien i form af kulstofforbindelser. Mest kendt er nok freon og CFC, der er blevet brugt som kølemiddel, men da de nedbryder ozonlaget, er de nu forbudte. Mange erstatninger virker også som kraftige drivhusgasser. Ca. 2%. af den totale klimapåvirkning fra menneskeskabte drivhusgasser kommer fra halocaboner.

Faktaboks

Alle drivhusgasser inklusiv CO2 omregnes næsten altid til ”CO2 ækvivalenter” der ofte skrives som CO2(e). Det betyder, at når vi hører om CO2 udledningen i fx nyhederne, så er tallet inklusiv ALLE de andre drivhusgasser som fx metan og lattergas. På den måde er tallene lettere at regne med og sammenligne.

Eksempler på udledning af drivhusgasser:

  • Når vi afbrænder kul, olie eller gas for at få energi, udledes der CO2 til atmosfæren.
  • Når vi dyrker markerne og avler husdyr, især kvæg og andre drøvtyggere, udledes der metan og lattergas.
  • Når vi deponerer vores affald på lossepladser, udleder de lattergas.
  • Når vi producerer forskellige industriprodukter som fx køleanlæg, skumplast og opløsningsmidler, udsender vi industrielt fremstillede drivhusgasser, kaldet CFC-gasser.
  • Når vi fælder skove uden at plante nye, frigives den CO2 til atmosfæren. som planterne optog, da de voksede.

Fossile brændsler

Fossile brændsler er kul, olie og gas, som er dannet af døde dyr og planter ved hjælp af geologiske processor for over 100 millioner år siden. De fossile brændsler er i virkeligheden ”oplagret solenergi”, der i tidernes morgen er optaget i dyr og planter.

De klimaændringer, der er sket i de sidste 150 år, skyldes, at vi mennesker igen har frigivet noget af det CO2, som planterne har gemt væk de sidste mange mio. år. 

Et smart energilager
Kul, olie og gas er rigtigt smarte og bekvemme at bruge for vi mennesker, fordi det er meget kompakte lagre af energi. Vi kan opbevare dem, forarbejde dem og bruge dem, når vi har behov for det. Det er også grunden til, at kul, olie og gas stadigvæk dækker over 80 procent af det globale energiforbrug. I en bil fylder den mængde energi, der skal til at kører 500 km, langt mindre hvis energien kommer fra benzin end hvis den skal komme fra et batteri.

Faktaboks

Ved hjælp af solens energi optager planter CO2 fra luften og vand fra jorden, så det bliver til sukkerstoffer og ilt. Sukkerstoffer er sammen med næringssalte fra jorden det, som planten vokser af. Det er også derfor man siger, at der er ”lagret solenergi” i biomasse. Hvor meget CO2 et træ optager om året afhænger af træart, hvor den gror mm, men et typisk træ vil årligt optage omkring 25 kg CO2. Omregnet til areal betyder det, at en skov årligt optager omkring 12 tons CO2 pr ha. Da hver dansker i gennemsnit årligt udleder ca. 19 tons CO2, skal der over halvanden ha. skov til at optage den mængde CO2, en dansker udleder. 

Se film om kulstofs kredsløb

Jordens reserver af fossile brændstoffer.

En gang var der mange, der sad og regnede på, hvornår de sidste lagre af olie, kul og naturgas ville slippe op. Der var enighed om, at olie og gas ville slippe op en gang inden år 2100 og måske så tidligt som i 2067, mens lagerne af kul kunne række til de næste 100-500 år. Beregningerne var dog usikre, fordi det var svært at vide, hvor mange nye fund, der ville blive gjort, og hvor meget forbruget ville stige. Faktisk har man gjort mange nye fund, så lagerne er væsentlig større, end man tidligere troede.

I dag regner man ikke så meget på hvor store lagerne er, men i stedet, hvor mange Gt af de fossile brændstoffer man endnu kan tillade sig at udnytte, uden at klimaet ændrer sig for voldsomt. Man har beregninger, der viser, at der højest må udledes yderligere 580 Gt CO2 (med udgangspunkt i 2018) til atmosfæren, hvis temperaturstigningerne skal holdes under de 1,5 grader, der blev sat som målsætning i Parisaftalen fra 2015. Med de lagrer man kender i dag, betyder det, at ca. 60% af alle kendte olie- og naturgas fund og 90% af alle kulforekomster skal forblive i jorden. Forsker har beregnet, at det betyder, at forbruget af fossile brændstoffer årligt skal reduceres med ca. 3%. Det er i skarp kontrast, til det der faktisk sker, hvor forbruget stiger med 1-2 % om året. I 2021 udledte vi omkring 41 Gt CO2 (50 Gt CO2(e)).

Faktaboks

Albedo er er en overflades evne til at reflektere solens stråler. Rammer strålerne en mørk overflade med fx planter, skov, jord eller hav, bliver en stor del af solens stråler omdannet til varme. Rammer strålerne en lys overflade med fx sne, is, skyer eller ørkensand, bliver op til 80 procent af strålerne kastet tilbage. En lys overflade har derfor en høj albedoeffekt.

Albedoeffekten for et område kan ændre sig over tid. Hvis sne og is smelter, vil jorden blive synlig og flere stråler vil blive omdannet til varme, og temperaturen stiger. Det kan få mere sne og is til at smelte, så endnu mere varme bliver dannet af mørke flader. Det kaldes en positiv feedbackmekanisme.

Polaregnene påvirkes meget af klimaforandringerne på grund af, at albedoeffekten ændres, når sne og is smelter. Det er en af grundene til, at temperaturen stiger 4 gange mere i de arktiske områder end gennemsnittet for hele jorden.

Det mørke vand opsuger lang mere af solens energi end de lyse is- og sneflader.