Klimatopmøde i børnehøjde
Earth rise…
Mads Faurschou Knudsen
Institut for Geoscience, Aarhus Universitet
26-28 oktober, 2015
Det moderne klima og mennesket
AARHUS
UNIVERSITY
Istiderne og menneskets udvikling
AARHUS
UNIVERSITY
Oversigt
Klimaet gennem Jordens “dybe” historie
Global opvarmning i det brede perspektiv
Jordens naturlige klimavariabilitet
Klimaændringer og levevilkår i sårbare områder
AARHUS
UNIVERSITY
Klimaet gennem Jordens historie – en variabel størrelse
Den kambriske
eksplosion af liv
2,5 Mia. år
AARHUS
UNIVERSITET
Moderne
“ice house”
545 Mio. år
245 Mio. år
Rekonstruktion af Jordens kontinenter – 750 mio. år siden
AARHUS
UNIVERSITET
Rekonstruktion af Jordens kontinenter – 480 mio. år siden
AARHUS
UNIVERSITET
Rekonstruktion af Jordens kontinenter – 180 mio. år siden
AARHUS
UNIVERSITET
Rekonstruktion af Jordens kontinenter – 60 mio. år siden
AARHUS
UNIVERSITET
Pladetektonik – CO2 - Klima
Varmere: Øget spredning => Kraftigere vulkanisme => Mere CO2 i atmosfæren
Koldere: Kollision af kontinenter => Hævning og forvitring => Mindre CO2 i atmosfæren
AARHUS
UNIVERSITET
CO2 og ændringer i Jordens klima
CO2 i atmosfæren ~
Udbredelsen af iskapper
Kritisk tærskel ved 500 ppm (?)
CO2 < 500 ppm
=> Udbredelse af iskapper og gletschere
CO2 > 500 ppm
=> Jorden mere eller mindre fri for is
Klimasensitivitet over 500 mio. år = 2.8 °C
AARHUS
UNIVERSITET
Klimaet gennem Kænozoikum (sidste 65 mio. år)
AARHUS
UNIVERSITET
Istider og mellemistider gennem Kvartæret (sidste 2.6 mio. år)
Istider
Seidenkrantz, 2009
AARHUS
UNIVERSITET
Mellemistider
Istider og mellemistider i Vostok-iskernen fra Antarktis
Holocæn
Andre mellemistider
LGM
Kilde: Petit et al., Nature, 1999
AARHUS
UNIVERSITET
Isens udbredelse ved ”Last Glacial Maximum” (LGM)
Weichsel Glaciationen
- ca. 20.000 BP
AARHUS
UNIVERSITET
Menneskets udvikling og udvandring tæt forbundet med klimaet
AARHUS
UNIVERSITET
Overgangen fra istid til mellemistid
CO2:
- følger efter temp. i Antarktis
- men kommer før global temp.
CO2 bevirkede at opvarmningen
blev global
AARHUS
UNIVERSITET
Shakun et al., Nature, 2012
Holocæn (sidste 11.700 år) – en kedelig periode
- og alligevel ikke helt…
- En relativt stabil periode hvori komplekse civilisationer udvikledes
- Den eneste tilstand af “Jordens system” der understøtter moderne samfund
AARHUS
UNIVERSITET
Det Holocæne klima ved nordlige breddegrader
Holocæn
AARHUS
UNIVERSITET
Gennem Holocæn kan vi studere hvordan solen varierer i tid – og påvirker klimaet
Jupiter
Jorden
Kilde: Solar Dynamics Observatory (2010)
Ændringer i solens udstråling har påvirket klimaet gennem Holocæn
Karl Gustav X ved Storebælt under “Den Lille Istid”
(maleri fra 1658 AD)
Dalton Solar minimum
(1795-1825 AD)
Maunder Solar minimum
(1645-1715 AD)
AARHUS
UNIVERSITET
Kilde: Lean and Rind (1995)
Bedre geografisk datadækning => bedre forståelse af processerne
Mønsteret under “Den Lille Istid” => solen påvirker atmosfærens cirkulation
Temperaturen under “Den Lille Istid” (1500-1800 AD)
Mann et al. (2009)
=> Solen påvirker fænomener som den Nordatlantiske Oscillation og El Niño
AARHUS
UNIVERSITET
”Global warming” – CO2 eller solen ?
Ruddiman (2013)
Solen en vigtig drivmekanisme indtil 1950
AARHUS
UNIVERSITET
Afkøling af stratosfæren => global opvarmning skyldes drivhusgasser
Stigning i solaktivitet => opvarmning af både troposfære og stratosfære
Afkølingen af stratosfæren forudsagt af klimamodeller
Long and Christy, Bull. Amer. Meteor. Soc. (2012)
AARHUS
UNIVERSITET
2014 er det varmeste år siden 1880 – men varmen er ujævnt fordelt
2014 var 0.69°C varmere end gennemsnittet for 1900-2000
Kilde: NOAA, 2015
(Baseline: 1951-1980)
AARHUS
UNIVERSITET
Havstrømmene fordeler Jordens varme
Østgrønland
AARHUS
UNIVERSITET
Tromsø (Nordnorge)
“The Atlantic Multidecadal Oscillation” (AMO) og temperaturer i Nordatlanten
en 60-80 års oscillation der påvirker klimaet omkring Nordatlanten
(gletshere, iskapper, osv) – og globalt
North Atlantic Sea-surface temperatures (March 31, 2011)
AMO index
Kilde: Science, 2005
AMO’en påvirker forekomsten af tropiske orkaner
AMO index
AARHUS
UNIVERSITET
Source: Kerr, Science, 2005
Orkanen Katrina og ”the great hurricane year”
Hurricane Katrina (August, 2005)
Intensiteten af orkaner stiger
kraftigt med stigende temperaturer
i den tropiske del af Atlanten
AARHUS
UNIVERSITET
Dyreste naturkatastrofe i USAs historie
Total skade:
 1.836 dødsfald
 108 milliarder US dollars (2005 USD)
Link mellem AMO og nedbør / tørke i Sahel
Sahara
Sahel
Savannah
Tørke i Sahel mellem 1972 og 1984
- 100.000 dødsfald
- 750.000 afhængige af nødhjælp
KIlde: UN Environmental Programme (2002)
Udfordring: Hvordan påvirker solen og CO2 vindsystemer og havstrømme ?
Havstrømme
Vindsystemer
Science, 2011
Tørke
Oversvømmelser
Mere ekstremt vejr: temperatur, nedbør, orkaner
AARHUS
UNIVERSITET
Kilde: Ruddiman (2013)
“Tipping elements” i Jordens klimasystem
“Tipping element” = en komponent af klimasystemet der passerer en kritisk tærskel
AARHUS
UNIVERSITET
Lenton et al. PNAS, 2008
Antallet af ”klimaflygtninge” forventes at eksplodere i fremtiden
Klimaflygtninge i 2050: ca. 150 millioner mennesker
- Hyppige orkaner
- Ekstreme tørkeperioder og ørkenspredning
- Havniveaustigning: deltaer og lavtliggende områder
Kilde: GRID Arendal
AARHUS
UNIVERSITET
Global migration => grænsekonflikter på lokal og regional skala
”Klimaudfordringer” i Bangladesh
Kilde: World Bank Group
Havniveaustigning – ”det snigende problem”
Rahmstorf, Nature Climate Change (2010)
75% af Bangladesh < 10 m.o.h.
169 Million
Cykloner og oversvømmelser – det ”akutte” problem
Cykloner og kraftig monsunnedbør => oversvømmelse
- Vandbårne infektioner
- Ødelagte afgrøder
(cykloner i 1991, 1997 og 2007 kostede 250.000 liv)
Fremtiden ?
✓ Mere kaotisk monsun
✓ Kraftigere El Niño
 Stabil monsun afløst af
skiftende tørke / ekstremnedbør
AARHUS
UNIVERSITET
Bæredygtigt landbrug i Sahel ?
 Svaret er ja,
men bæredygtigheden afhænger kritisk af nedbørsmængden
Regnrige år => livsgrundlag for stor befolkning
Tørkeår => mangel på føde => migration
AARHUS
UNIVERSITET
“Det er svært at spå – især om fremtiden” – også i Sahel
Nogle områder vil få markant mindre nedbør
(f.eks. Mali)
- andre områder vil få mere nedbør
(måske Sudan)
Vigtige tiltag er igang:
“Re-greening”
Vandingsanlæg
Diversifikation af afgrøder
Andre trusler:
- Øget befolkning
- Politisk ustabilitet
”Climate change: the poor will suffer the most”
Antropocæn – en ny geologisk tidsalder?
Den geologiske tommelfingerregel:
Jorden isfri indtil CO2 ~ 500 ppm
Vil Jordens iskapper forsvinde helt ?
(vi er nu ved 400 ppm)
Anthropocæn og tabet af biodiversitet:
Nuværende tab af biodiversitet svarer til
de store “extinction events” i den
geologiske historie !
Nature, Marts 2015
Havisens udbredelse ændres hurtigere end modellerne forudsiger