CO2, the greenhouse effect and global warming: from the pioneering work of Arrhenius and Callendar to today's Earth System Models

Klimaopvarmningen i løbet af det enogtyvende århundrede forventes at være mellem 1.0 og 3,7 °C afhængigt af de fremtidige drivhusgasemissioner, baseret på de samlede gennemsnitlige resultater af de nyeste jordsystemmodeller (ESM’er). Hvor pålidelige er disse fremskrivninger i betragtning af klimasystemets kompleksitet? Klimaforskningens tidlige historie giver et indblik i den forståelse og videnskab, der er nødvendig for at besvare dette spørgsmål. Vi undersøger de matematiske kvantificeringer af det planetariske energibudget, der blev udviklet af Svante Arrhenius (1859-1927) og Guy Stewart Callendar (1898-1964), og konstruerer en empirisk tilnærmelse af sidstnævnte, som vi viser, at det er lykkedes at forudsige den globale opvarmning i løbet af det tyvende århundrede med tilbagevirkende kraft. Denne tilnærmelse bruges derefter til at beregne opvarmningen som reaktion på stigende drivhusgasser i atmosfæren i løbet af det 21. århundrede, idet der fremskrives en temperaturstigning på den nedre grænse af de resultater, der er genereret af et ensemble af ESM’er (som præsenteret i den seneste vurdering fra Det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer). Dette resultat kan fortolkes på følgende måde. Klimasystemet er begrebsmæssigt komplekst, men har i sin kerne de fysiske love for strålingsoverførsel. Denne grundlæggende fysik eller “kernefysik” er relativt ukompliceret at beregne matematisk, hvilket Callendar’s beregninger er et eksempel på, hvilket fører til kvantitativt robuste fremskrivninger af basisopvarmningen. ESM’erne omfatter ikke kun den fysiske kerne, men også klimafeedbacks, der indfører usikkerhed i fremskrivningerne med hensyn til størrelsen, men ikke med hensyn til fortegn: positive (forstærkning af opvarmningen). Som sådan er ESM’ernes fremskrivninger af den globale opvarmning ved slutningen af århundredet grundlæggende troværdige: kvantitativt robust basisopvarmning baseret på den velforståede fysik for strålingsoverførsel med ekstra opvarmning som følge af klimafeedbacks. Disse fremskrivninger giver således et overbevisende argument for, at det globale klima fortsat vil opleve en betydelig opvarmning som følge af de fortsatte emissioner af CO2 og andre drivhusgasser til atmosfæren.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.