klimateorier og -modeller

Klimateorier og -modeller er teorier om og modeller for klimaets svingninger. Jordens klima har over meget lange tidsrum ligget stabilt inden for et ret snævert temperaturinterval, men variationer forekommer på alle tidsskalaer. Kendt er det fx, at for 100-200 mio. år siden var klimaet i en lang periode generelt varmere og mere ensartet end nu, og at klimaet de sidste 2-3 mio. år har svinget mellem kolde og varme perioder på en tilsyneladende regelmæssig måde med tilbagevendende istider for hver ca. 100.000 år. I 1900-t. steg temperaturen globalt set med ca. 1/2 grad.

Klimateorier handler især om disse udsving og tager form efter det tidsperspektiv, som de søger at dække. For de meget lange perioder vil man som regel søge efter de langsomme forandringer, som geologien giver vidnesbyrd om, fx kontinentaldrift og biosfærens udvikling, men også Solens udvikling. Der er dog endnu ikke udviklet en almindeligt accepteret teori for det varme forhistoriske klima. Derimod mener mange klimaforskere at kunne korrelere istiderne med Jordens systematiske variationer i banen omkring Solen, de såkaldte Milanković-cykler.

Den lille temperaturstigning i 1900-t. har sammenholdt med de beregnede konsekvenser af en eventuelt stigende drivhuseffekt i de næste 100-200 år medført en voldsomt intensiveret klimaforskning. Centralt står spørgsmålet, om klimaet er ved at ændre sig pga. menneskeskabte forandringer (især øget udslip af CO 2), eller om opvarmningen skyldes naturlig variabilitet. En øget drivhuseffekt er én af mange måder, hvorved relativt små forstyrrelser i de vertikale strømme af strålingsenergi kan have stor indflydelse på klimaet. I 1990'erne fremlagde danske forskere den hypotese, at rytmiske forandringer på Solen i forbindelse med den velkendte solpletcyklus kan modulere den kosmiske stråling og dermed via ændret skydannelse påvirke Jordens strålingsbudget. Andre årsager til klimaændringer kan være ændringer i de globale havstrømme; bl.a. mener man, at nedsynkningen af koldt vand i det nordlige Atlanterhav har afgørende betydning for klimaet i Europa. Se også Atlanterhavet (oceanografi) og drivhuseffekten.

Klimamodeller

Det er svært eller umuligt at studere det jordiske klima eksperimentelt. Mange af klimaets egenskaber bygger på de størrelsesforhold, der gælder i virkeligheden, og kan ikke formindskes til laboratorieskalaer, og flere processer sker under tryk og temperaturer og i omgivelser, der er vanskelige at efterligne i det lukkede laboratorium. Og naturligvis kan man ikke eksperimentere i fuld skala med Jordens klima. Man må derfor begrænse sig til at studere klimaet gennem omhyggelige ræsonnementer og analyser af observationer samt ved at simulere klimaudviklinger på computer.

Der findes et helt spektrum af modeller, fra de ganske simple med Jordens middeltemperatur som eneste parameter til de meget komplicerede globale cirkulationsmodeller, GCM'er, der beskriver strømningerne tredimensionalt. Disse modeller er opbygget på samme måde som dem, der bruges til de daglige vejrudsigter. Dvs., at man fremskriver vejrsituationen i små skridt ad gangen; en typisk skridtlængde er 30 minutter. GCM'er beskriver eksplicit både atmosfæren, oceanet og landoverfladen inkl. vegetationen. De omfatter så vidt muligt alle kendte processer i klimasystemet, selvom der er udtalte problemer med modellernes evne til at opløse fænomener på lille skala. I forhold til prognosemodellerne til vejrudsigter lægger klimamodellerne større vægt på langtidseffekter af fx strålingsprocesserne og på koblingerne mellem atmosfæren og oceanet og landoverfladen.

GCM'er anvendes ofte til såkaldte følsomhedsstudier, hvor man sammenligner modellens klima før og efter en specifik ændring; et kendt eksempel er studiet af klimaet med et fordoblet CO2-indhold i atmosfæren.

Klimamodellerne er udsat for megen kritik, bl.a. af de svagheder, der er nedarvet fra prognosemodellerne. Firkantet fortalt: Hvordan kan vi forvente, at en model kan regne 50 eller 100 år frem, når den ikke kan lave en brugbar vejrudsigt blot ti dage frem? Et af svarene er at benytte gennemsnitsværdier over lange tidsrum. Herudover sikrer man sig altid, at modellens resultater er konsistente med grundlæggende fysiske og kemiske overvejelser.

Hvorom alting er, så er de store komplicerede klimamodeller reelt set klimaforskningens mulighed for at udføre systematiske eksperimenter.

Dansk klimaforskning har givet væsentlige bidrag til forståelsen af Jordens klima i de sidste 200.000 år. Fokus har ligget på undersøgelser af iskerner fra Indlandsisen på Grønland. Se også GRIP.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig