Hur kan forskare förutsäga vad som kommer att hända i framtiden?
Om vi vet vad som har hänt i det förflutna kan vi ofta räkna ut vad som kommer att hända i framtiden. Om du vet att det har regnat varje tisdag de senaste fem åren kan du gissa att det kommer att regna nästa tisdag också – och du kan mycket väl ha rätt. Att förutsäga vädret är lite mer komplicerat än så, men det handlar i huvudsak om att använda uppgifter från det förflutna för att räkna ut framtiden. Att förutsäga jordens klimat – de långsiktiga vädermönstren för hela planeten – är ännu mer komplicerat.
Vetenskapsmän gör klimatprognoser med hjälp av en så kallad datormodell. Detta är ett stort och mycket komplext program som körs på en superdator (en av världens mest kraftfulla datorer). Det är i princip en samling matematiska ekvationer som beskriver hur olika delar av klimatet fungerar. Varje ekvation innehåller variabler (kvantiteter som förändras) som temperatur, nederbörd, mängd koldioxid och havsnivå och visar hur en av dessa saker påverkar de andra. Sammantaget beskriver ekvationerna ungefär hur klimatet fungerar. Hur kan forskarna vara säkra på det? De går igenom en process som kallas ”kalibrering av modellen”. Om de startar modellen med data från till exempel år 1900 och ber den gå 50 år framåt i tiden bör den förutsäga vädret år 1950. Forskarna kan jämföra modellens förutsägelser med de faktiska uppgifterna för 1950 och se hur modellen lyckas. Om den gör korrekta förutsägelser kan de köra den framåt i tiden för att se vad som kommer att hända 2050, 2100 eller ännu senare. Ju längre in i framtiden modellen körs, desto mindre exakt är den sannolikt.
En anledning till att vissa människor är skeptiska till den globala uppvärmningen är att de tvivlar på att datormodellerna är tillräckligt bra för att modellera klimatet flera decennier in i framtiden. För att ta fram en datormodell måste forskarna göra vissa antaganden om hur klimatet fungerar. Eftersom klimatet är mycket komplext och datorerna bara är så kraftfulla är dessa antaganden oftast förenklingar. Skeptikerna är oroliga för att datormodellerna är för grova och enkla och att de kanske inte återspeglar hur saker och ting fungerar i verkligheten. Men med tiden, när klimatforskarna får mer och mer data att arbeta med och datorerna blir mer och mer kraftfulla, blir modellerna bättre. Hur bra är deras förutsägelser?I en studie som publicerades 2019 konstaterades att klimatmodellerna korrekt har förutspått de senaste 50 årens globala uppvärmning.
Det finns mer information om hur forskarna skapar datormodeller av klimatet i en bra artikel i BBC:s nyhetstidningModels’key to climate forecasts’ av Dr Vicky Pope från Storbritanniens Hadley Centre. Om du vill bli ännu bättre kan du gå tillClimateprediction.net och köra din egen minimodell av klimatet.Med hjälp av din dators ”stillestånd” kan du hjälpa några av världens ledande vetenskapsmän att ta fram ännu bättre modeller av vårt klimat.
Foto: Min dator bearbetar data för år 1811 när du läser detta!Över 47 000 datorer i världen arbetar med projektet, som fungerar precis som SETI@home.
Vad kommer klimatförändringarna att få för konsekvenser?
När jorden värms upp, värms också haven upp – mycket långsamt, men ändå avsevärt. Vatten expanderar när det värms, så när haven värms upp tar vattnet som de innehåller upp mer volym, vilket gör att havsnivåerna stiger. Haven stiger också när glaciärer och istäcken smälter, vilket ger mer vatten till haven. Höjningen av havsnivån är en av de största konsekvenserna av den globala uppvärmningen. Det kanske inte oroar dig om du bor i mitten av ett land eller på höga höjder, till exempel i Colorado eller Montana i USA eller i Birmingham i England. Men om du bor nära havsnivån i Florida eller Kalifornien, i ett land som Bangladesh eller på en ö som ligger lågt, t.ex. en av Maldiverna i Indiska oceanen, finns det en ökande (men än så länge mycket liten) risk att ditt hem kan försvinna under vattnet. För närvarande stiger världens havsnivåer med 3 cm (drygt 1 tum) per årtionde. Forskarna tror att havsnivån i genomsnitt kan stiga med mellan 10 cm och 1 meter fram till 2100.
En annan mycket uppenbar konsekvens av den globala uppvärmningen är att nord- och sydpolen värms upp dramatiskt. Enligt Arctic Climate Impact Assessment (ACIA) har havsisen i Arktis minskat med cirka 8 procent under de senaste 30 åren, vilket innebär att ett isområde som är lika stort som Norge, Sverige och Danmark (eller Texas och Arizona) tillsammans har försvunnit. För några år sedan varnade forskarna för att Nordpolen år 2100 kan vara så varm att isen helt försvinner på sommaren, och nu varnar de för att det kan ske inom kort.Antarktis, på sydpolen, innehåller cirka 90 procent av världens is. Här smälter vissa glaciärer snabbt, vilket leder till att vatten rinner ut i haven och orsakar oro för stora höjningar av havsnivån. Men den exakta effekten av klimatförändringen är komplicerad: den leder också till större snöfall, vilket gör att glaciärer byggs upp på vissa platser samtidigt som de eroderas på andra platser.Om all is på Antarktis skulle smälta har man beräknat att den globala havsnivån skulle stiga med 80 meter (260 fot)! Lyckligtvis är det inte troligt att det kommer att hända. Den smältande isen i Antarktis bidrar endast med cirka 15 procent av den havsnivåhöjning som för närvarande pågår.
Varför är dessa saker viktiga?
Ökosystemen i olika regioner på vår planet är fint balanserade. I polarområdena är till exempel växter och djur anpassade till att leva i extrem kyla, med lite solljus och knappt någon nederbörd. I tropikerna är växter och djur vana vid ett mycket varmare och fuktigare klimat. I takt med att den globala uppvärmningen tar fart kommer många delar av jorden att få se sitt klimat förändras avsevärt, och polerna kan bli för varma för många av de varelser som lever där. Om klimatförändringen sker långsamt skulle saker och ting ha tid att anpassa sig. Växter som gillar det svala skulle gradvis kunna flytta sig norrut och växa på högre breddgrader. Men vid en relativt snabb klimatförändring kanske växter och djur inte kan anpassa sig tillräckligt snabbt och många kommer att dö ut.
Tänk på Arktis, där medeltemperaturen har stigit dubbelt så snabbt under de senaste åren som i resten av världen. Isbjörnar är beroende av havsis för att kunna jaga och förflytta sig från en plats till en annan. Om all havsis på sommaren försvinner, vilket förutspås, kan isbjörnarna inte överleva. Hundratals miljoner flyttfåglar flyger till Arktis varje sommar för att häcka och bygga bo. Men den globala uppvärmningen kommer att förändra de växter som kan trivas i Arktis. Omkring 50 procent av häckningsområdena för vissa fåglar kan försvinna, vilket hotar de arter som är beroende av dem.Karibuer (renar) är redan på många platser på tillbakagång eftersom deras jordnära livsmiljöer börjar försvinna.
Foto: Är karibun verkligen på väg mot utrotning? Bild av Karen Laubenstein med tillstånd av US Fish & Wildlife Service.
Och det är inte bara Arktis som kommer att påverkas: klimatförändringarna kommer att göra livet svårt för växter och djur över hela världen. I tropikerna förväntas till exempel uppvärmningen av haven döda delar av korallreven, med katastrofala följder för de komplexa, färgglada ekosystem som är beroende av dem. Enligt vissa prognoser kan klimatförändringarna leda till att 30-40 procent av världens arter dör ut.
Vilken inverkan kommer klimatförändringarna att ha på människor?
Människor är förstås också djur, och även om vi ofta glömmer det är vi också en del av det komplexa globala ekosystemet. Det som händer på Nordpolen kan tyckas avlägset och oviktigt, men det är troligt att vi kommer att känna effekterna av klimatförändringarna mycket närmare hemmet. Mer oberäkneliga vädermönster kan innebära mycket större stormskador och förlust av kustområden på grund av stigande hav; försäkringsbranschen har oroat sig för klimatförändringens effekter i många år. Episoder av El-Niño är mer intensiva och långvariga och inträffar redan tre gånger oftare än för hundra år sedan och förväntas fördubblas i framtiden. Enligt vissa prognoser kan översvämningar till följd av klimatförändringarna göra omkring 100-200 miljoner människor permanent hemlösa fram till år 2100. Ironiskt nog förväntas många fler människor drabbas av allvarlig vattenbrist även i en värld med stigande havsnivåer och ofta kraftigare nederbörd.
Det kommer också att få andra konsekvenser. Klimatförändringar kommer att göra det lättare att odla mat på vissa platser, men mycket svårare på andra. Produktionen kan öka i delar av Förenta staterna, men länder som de afrikanska väntas förlora. Överlag förväntas världens fattigaste människor drabbas hårdast. Skadedjur och sjukdomar förutspås sprida sig mycket mer för att dra nytta av den globala uppvärmningen. Myggor, till exempel, förökar sig snabbare i varmare klimat och sprider sjukdomar till fler människor. Enligt vissa uppskattningar kan två tredjedelar av världens befolkning vara i riskzonen, jämfört med 45 procent i dag (men vetenskapen är komplex eftersom många andra faktorer spelar in).
Foto: Malariaforskningen
Foto: Bild av National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) med tillstånd från National Institutes of Health Image Gallery.
Vad kan vi göra för att stoppa den globala uppvärmningen?
Det korta svaret är enkelt: för att minska effekterna av klimatförändringarna måste vi minska den globala uppvärmningen. Det innebär att vi producerar färre koldioxidutsläpp och det kan innebära att vi använder mindre energi eller använder den mer effektivt (gör samma saker med mindre energi eller bättre teknik). I praktiken är det både mycket enkelt och mycket svårt att minska utsläppen.
Det är mycket enkelt för var och en av oss att minska sina personliga koldioxidutsläpp. Du kan byta ut glödlamporna i ditt hem (de som lyser genom att bli varma) och använda energisnåla lysrörslampor i stället.Du kan byta elbolag så att mer av din el produceras från förnybar energi.Eller du kan cykla, gå eller ta bussen då och då i stället för att använda din bil. Du kan ta på dig en tröja i stället för att sätta på värmen, öppna fönstren i stället för att använda luftkonditioneringen och köra bil med bättre bränsleekonomi i åtanke.Alla dessa saker är mycket lätta att göra och kommer att göra omedelbar skillnad. Men är de tillräckliga?
Foto: Solpaneler som dessa skulle kunna hjälpa oss att ta itu med den globala uppvärmningen genom att producera energi utan att släppa ut koldioxid.
Det verkliga problemet är att de globala trenderna arbetar mot oss.Utvecklingsländer som Indien och Kina blir allt mer välmående, eftersom människor där flyr från fattigdom. Fler människor köper bilar och strävar efter samma typ av livsstil som människor i USA och Europa. Eftersom den globala användningen av energi och fossila bränslen fortsätter att öka verkar stora klimatförändringar nästan oundvikliga. Det betyder inte att vi ska ge upp försöken att stoppa den. Med en dramatisk internationell insats kan vi kanske stoppa ökningen av koldioxidutsläppen fram till 2100. Om vi kan hålla koldioxidhalterna i atmosfären under 550 ppm (ungefär dubbelt så mycket som före den industriella revolutionen och cirka 45 procent högre än i dag) kommer översvämningar som orsakas av klimatförändringarna i låglänta länder som Bangladesh att minska med så mycket som 80-90 procent.
Som det är lätt för enskilda personer att påverka den globala uppvärmningen är det mycket svårare för regeringar att göra det. Ett problem är att åtgärder för att minska koldioxidutsläppen kan innebära att man måste använda mindre energi, vilket kan skada den ekonomiska tillväxten. Så om ett land frivilligt försöker städa upp är man rädd att det kan hamna i en ekonomisk nackdel i förhållande till andra länder. Detta är anledningen till att Förenta staterna vägrade att stödja ett internationellt avtal om klimatförändringar som kallas Kyotoprotokollet. Fördraget uteslöt utvecklingsländer som Kina, och den amerikanska regeringen ansåg att alla länder borde delta.
Tidigt som världens regeringar fortsätter att diskutera och vara oense blir den globala uppvärmningen allt värre. Ju längre det tar att nå överenskommelser, desto värre blir det. I oktober 2006 offentliggjorde den brittiska regeringen en rapport av den framstående ekonomen Sir Nicholas Stern. Stern-rapporten hävdade att det är klokt att investera pengar och ta itu med klimatförändringarna nu, eftersom kostnaderna för att skjuta upp åtgärderna kommer att bli större i morgon. (Det är ungefär som att gå till tandläkaren för att få en fyllning nu för att förhindra att tänderna faller ut senare). Stern hävdar att den globala ekonomiska aktiviteten (mätt som något som kallas bruttonationalprodukt eller BNP) skulle kunna sjunka med upp till 20 procent om effekterna av klimatförändringarna verkligen blir allvarliga. Om man däremot investerar i åtgärder för att stoppa klimatförändringarna nu skulle det bara kosta en procent av BNP – 20 gånger mindre. När Stern-rapporten offentliggjordes verkade forskare, ekonomer och politiker äntligen tala samma språk.
Interessant nog har vissa kända klimatförändringsskeptiker nu ändrat ståndpunkt. För flera år sedan var professor Richard Muller vid Kaliforniens universitet i Berkeley klart tveksam till den globala uppvärmningen, så han startade Berkeley Earth Surface Temperatureproject för att testa bevisen på ett rättvist sätt och med ett öppet sinne – precis som man kan förvänta sig att en god vetenskapsman ska göra. I juli 2012 meddelade han i New York Times att han trodde mycket mer på klimatförändringar orsakade av människan än den officiella IPCC-omdömet: ”Den globala uppvärmningen är verklig … och människan är nästan helt och hållet orsaken.”
Trots detta har regeringarna fortsatt att tveka och skjuta upp bestämda åtgärder. I december 2015, vid ett internationellt toppmöte i Paris, Frankrike (COP21), enades 195 nationer slutligen om ett avtal för att försöka begränsa den globala temperaturökningen till mindre än 2 °C. Medan förhandlarna gratulerade sig själva till en betydelsefull prestation var kritiker snabba med att påpeka att lite förändras: världen är fortfarande på väg mot en mycket högre temperaturökning och potentiellt förödande klimatförändringar. En av världens mest inflytelserika klimatforskare, James Hansen, beskrev Parisavtalet som ”ett bedrägeri … en bluff … värdelösa ord”. Det finns ingen handling, bara löften. Så länge fossila bränslen verkar vara de billigaste bränslena där ute kommer de att fortsätta att brännas”. Och temperaturen kommer att fortsätta att stiga. Varje januari sedan 2013 har journalister funnit sig i att skriva samma rubrik: mätt på ett eller annat sätt var förra året ”det varmaste någonsin”.” I januari 2017 upptäckte forskarna att 2016 var det varmaste året som någonsin registrerats, i januari 2018 avslöjade de att 2017 var det varmaste året som någonsin registrerats utan El Niño, och när stora delar av södra Australien gick upp i eldsvådor förklarades 2019 vara det näst varmaste året som någonsin registrerats.Den globala uppvärmningen innebär att vi kommer att få många fler rubriker av det här slaget i framtiden.I slutet av 2018 varnade den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) för att vi nu bara har 12 år på oss att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 grader, vilket skulle ”kräva snabba, långtgående och oöverträffade förändringar i alla delar av samhället”.
Klockan tickar.
Till och med alla dessa varningar är det fortfarande uppenbart att det inte är bråttom att ta itu med klimatförändringarna. Vad krävs för att få oss att vakna upp till den globala uppvärmningen? Och när vi äntligen gör det, är det då redan för sent?
