En bekväm sanning

För vissa är det en mycket bekväm sanning att vår användning av fossila resurser leder till katastrofalt ökade halter av koldioxid i atmosfären som i sin tur leder till en katastrofal ökning av jordens temperatur. Efter som A ger B som ger C som leder oss mot ruinens brant så måste vi naturligtvis göra allt för att sluta med A.  

Om man gör det lite svårare för sig så kanske man kommer fram till att A bara ger ett litet bidrag till B som i sin tur bara ger ett mycket litet bidrag till C ... som i slutändan kanske är någonting bra.

Hur mycket bidrar vi till ökad koldioxid i atmosfären?

Svaret på den frågan är antingen väldigt bekväm eller rätt så komplicerad. Den bekväma sanningen är att vi varje år pumpar ut i storleksordningen 10 GtC (giga ton coal) och att allt detta är kvar i atomsfären. För att få en bättre förståelse för vad som händer kan vi titta på nedanstående bild från Wikipedia som visar den så kallade kol-cykeln. 

Många siffror blir det men de vi skall titta på är: hur mycket vi släpper ut (här står det 5,5 GtC, men detta är siffror från för några år sedan), hur mycket som finns i atmosfären (750 GtC), hur mycket som finns i havet (ca 40.000 GtC) och hur mycket som rör sig mellan havet och atmosfären. Notera att de alla siffror i diagrammet är uppskattade, en del med stor osäkerhet; vi skall inte gå in på detaljer i flödet men behöver förstå cykeln i stora drag. 

Om vi för ögonblicket förflyttar oss 1000 år tillbaks i tiden och frågar oss vad som bestämmer halten av koldioxid i atmosfären så kommer vi att fokusera på utbytet mellan hav, land och atmosfären. Varje år så börjar växter på norra halvklotet att växa och tar då upp koldioxid från atmosfären som senare på hösten återförs när bladen bryts ner. Denna årliga förändring kan man se om man mäter koldioxidhalten och brukar kallas för att man "ser jorden andas". Diagrammet nedan som kallas Keeling kurvan, visar hur halten av koldioxid har ökat sedan 1958; här ser man klart den årliga cykeln. 

Keeling kurvan visar koncentrationen av koldioxid i atmosfären

Det finns dock en starkare mer långsiktig påverkan. Om havet värms upp så kan det inte hålla lika mycket koldioxid och kommer då öka transporten till atmosfären. 

Om vi antar att atmosfären innehåller 750 GtC,  och att utbytet är i balans då 100 GtC varje år växlar mellan atmosfären och havet. Om haven nu värms upp så kommer transporten från haven till atmosfären att öka till, för att hålla resonemanget enkelt, 105 GtC. Om vi nu trycker upp 105 GtC i atmosfären men bara absorberar 100 GtC så kommer mängden kol i atmosfären att öka med 5 GtC om året: 750, 755, 760, 765 ...  Vi går snabbt mot en katastrof, men det finns något som räddar oss. Mängden kol som transporteras från atmosfären till haven är nämligen beroende av koncentrationen i atmosfären (det är här du får repetera fysiken från gymnasiet). Vi kommer sakta att öka transporten kol från atomsfären till haven till 105 GtC per år och då har vi nått en ny balans.

Mängden koldioxid i atmosfären har alltid rört sig upp och ner i jakten på att infinna sig i jämvikt med haven, och havens temperatur har alltid förändrats. Om haven idag, sedan lilla istiden, är inne i en uppvärmningsfas, så är det helt naturligt att mängden kol i atmosfären ökar.

En del av den ökning vi idag ser är beroende på temperaturökningen.

Om vi hade bra siffror på hur koldioxidkoncentrationen hade förändrats under de senaste 1000 åren så skulle det vara ett bra mått på hur temperaturen i haven har förändrats; koldioxid fungerar som en termometer.

Nu är ju världen inte så enkel och det vi vill veta är ju hur mycket som våra utsläpp bidrar till. Om vi gör motsvarande förenkling och för ögonblicket antar att temperaturen ligger stilla och det som förändras är att vi år 1950 börjat släppa ut 5 GtC om året (vilket vi inte har men vi antar det för enkelhetens skull) - vad skulle då hända. Vi skulle ju som i det förra resonemanget se att transporten från hav och industrin tillsammans uppgick till 105 GtC om året och mängden kol i atmosfären ökade: 755, 760, 765... Vi kommer då återigen till den punkt då transporten från atmosfären till haven har ökat till 105 GtC; vi har nu återigen en jämvikt.

Men.... om vi transporterar 105 GtV till haven varje år men bara avger 100 GtC så kommer vi ju sakta men säkert att öka mängden kol i haven(!). Det är helt riktigt men hur mycket kol fanns det i havet - 40.000 GtC. Vi får vänta i tusen år innan vi har ökat den mängden med 1 procent.

Nu är världen inte så enkel som i vårt resonemang ovan. Som det framgår i diagrammet över kolcykeln så kan man inte se havet som en stor välblandad vattenmassa utan den är uppdelad i olika skikt där transporterna sker olika snabbt mellan skikten. Det är dock viktigt att förstå att koldioxiden i atmosfären varierar naturligt och att vårt bidrag är med i den processen.

Den stora frågan är hur lång tid det tar för innan en balans infinner sig och vad koncentrationen i atmosfären då är. Vi har sedan 1960 sett koncentrationen av koldioxid i atmosfären öka från 315 ppm (ca 670 GtC) till 400 ppm (ca 850 GtC) och frågan är hur mycket som beror på naturliga förlopp (för att världen sakta blivit varmare sedan den lilla istiden) och hur mycket som är beroende på våra utsläpp. Utrymmet här räcker naturligtvis inte till att förklara hur man skulle kunna räkna ut det men för att förklara var jag står så kan jag säga följande:

Av den ökning vi sett på 85 ppm sedan 1960, kanske endast 20 ppm är beroende på våra utsläpp.

Om någon säger "mängden koldioxid har ökat från 280 ppm till 400 ppm" så ställ frågan - hur mycket beror på mänskliga utsläpp och hur mycket beror på att haven har blivit varmare. Du kommer nog att få svar från "allt" från de som inte vet till "kanske hälften" från de mer insatta.

En annan konsekvens av havens storlek är att ett överskott som finns på grund av mänskliga utsläpp relativt kortlivat. Om vi upphörde med all förbränning av fossila bränslen i morgon så skulle det bara ta två årtionden innan nivån hade ställt in sig som om vi aldrig hade använt fossila bränslen. Även här kan man ställa en fråga - hur länge stannar den koldioxid som vi släpper ut, kvar i atomsfären? Du kommer får svaret ... "för alltid" eller "flera hundra år", sanningen är några decennier.

Ökad koldioxd ger ökade temperaturer

Om vi nu tittar på den andra länken i den katastrofala kedjan så är frågan hur mycket ökade koldioxidnivåer påverkar temperaturen. Vi skall då titta på två saker, hur det hade varit om atmosfären stod helt stilla och hur ser det ut i verkligheten.

För att förstå det första så skall vi titta på fenomenet som kallas "växthusgas" (som inte har mycket med växthus att göra, men ok). Enkelt sagt kan man säga att koldioxid reflekterar en del av den infraröda strålning som jorden avger och därmed ökar temperaturen vid jordytan. Det är dock inte så enkelt att en viss mängd av koldioxid ger en viss ökning av temperaturen. 

Man kan göra en analogi med att måla om en röd stuga med en väldigt tunn vit färg. Det första lagret färg gör en stor skillnad men alla ser att det är en dåligt målad röd stuga. Det andra lagret ger ett bättre resultat men det är kanske först när man lägger på det fjärde lagret som stugan ser vit ut. Det femte lagret gör inte så mycket skillnad och det sjätte är i det närmaste meningslöst.

Koldioxid i atmosfären fungerar på samma sätt, de första 100 ppm gör en stor skillnad, nästa 100 ppm lite mindre, nästa 100 inte så mycket osv. Vi har idag med 400 ppm i atmosfären uppnått en "vithet" på ca 90%, det finns inte mycket kvar att ta av och det kommer krävas många lager innan vi är uppe i 95% eller 99%.

Vi skall till det lägga att koldioxid inte är den vanligaste växthusgasen, den absolut vanligaste är vanlig vattenånga. Man hör sällan talas om vattenånga som en farlig växthusgas, men om vi jämför koldioxid med vattenånga så bleknar koldioxids bidrag till den totala växthuseffekten. En ökad koldioxidkoncentration från 400 ppm till 500 ppm är i sammanhanget avrundningsfel.

Om vi koncentrerar oss på koldioxids bidrag så kan man räkna ut att en fördubbling av koldioxid från låt oss säga 400 ppm till 800 ppm skulle bidra till att temperaturen vid jordytan ökade med ca 1 grad. Det är om det inte finns några effekter som förstärker eller försvagar temperaturökningen, så kallad feed-back. Upp till hit i resonemanget så skulle de flesta hålla med, men det är nu som man kan välja att tro på katastrofscenarier.

Blir det katastrofalt varmt

Antag att 1 grads uppvärmning medför att mängden vattenånga i atmosfären ökar som i sin tur förstärker växthuseffekten så att temperaturen ökar med 2 grader som i sin tur .... :-0 Det är det som är pudelns kärna i klimathotet, ett skenande klimat där en obetydlig förändring får katastrofala följder. Det är ur detta resonemang man får rubrikerna som "6 grader varmare år 2100". Det enda problemet med en sådan utveckling är att mängden vattenånga i atmosfären inte ökar i verkligheten - om någonting så visar mätningar på att vattenånga minskar. Man kan också ställa sig frågan hur stora dessa förstärkande effekter är, eftersom jorden genomgått varmare perioder under de senaste 10.000 åren utan att det lett till några katastrofala följder. 

Vi har nämligen en annan effekt som fungerar som feed-back, men det är en effekt som dämpar en temperaturökning. Det är ingen hemlighet att atmosfären rör på sig, det är väl det vi kallar väder, och denna rörelse drivs av uppvärmd luft. Varm luft stiger uppåt och transporterar effektivt upp värme till högre höjder där den avges mot rymden. Om temperaturen vid yta ökar en grad så kommer transporten att öka och resultera i att temperaturen bara ökar med en halv grad. Väder fungerar som en termostat, ju varmare det blir vid ytan desto effektivare blir värmetransporten.

Summa summarum

Vi vet att människans bidrag till den ökande halten av koldioxid i atmosfären är begränsad. Om moder natur vill fortsätta att öka temperaturen så kommer också koldioxidhalten att öka. Det vi kan påverka är en mindre del och då endast genom mycket drastiska åtgärder. Till det lägger vi att en fördubbling, vilket vi människor aldrig skulle kunna orsaka, av mängden koldioxid i atmosfären ger oss en temperaturökning på kanske en halv grad. 

Man kan sen ställa sig de frågor som man kanske skulle ha ställt sig från början - är en värld med ökad koldioxid en dålig värld och är en varmare värld ett hot. Svaren på dessa frågor kan man diskutera men hade växterna fått ett ord med i laget så hade de röstat för ökad koldioxid varje dag i veckan. En varmare värld ger oss människor ett mer drägligt klimat; om man nödvändigtvis vill gå omkring och oroa sig så kan man oroa sig för att det blir kallare. 

En bekväm sanning

Är det så att klimathotet är en bekväm sanning? Vilka tjänar på att vi går om kring och oroar oss, eller känner oss stolta för att vi gör något? Finns det historiska paralleller där uppmålade hot blir någonting som alla tar som sanning? Om femtio år kommer klimatfrågan återigen vara på forskarnas bord men då på institutionen för socialpsykologi - vad var det egentligen som hände där i början på seklet?