klimateorier og -modeller

Artikelstart

Klimateorier og -modeller er teorier om og modeller for klimaets svingninger. Gennem hele Jordens levetid har klimaet har over meget lange tidsrum ligget stabilt inden for et ret snævert temperaturinterval, men variationer forekommer på korte og lange tidsskalaer.

Istider

For 100-200 millioner år siden var klimaet i en lang periode generelt varmere og mere ensartet end nu. Klimaet har de sidste to til tre millioner år svinget mellem kolde og varme perioder på en tilsyneladende regelmæssig måde med tilbagevendende istider for hver ca. 100.000 år.

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.

Nutidige klimateorier

I 1900-tallet steg temperaturen globalt set med lidt mere end en halv grad. Denne forholdsvis lille temperaturstigning i 1900-t. har sammenholdt med de beregnede konsekvenser af en stigende drivhuseffekt i de næste 100-200 år medført en voldsomt intensiveret klimaforskning. Sidst i 1900-t. drejede klimadebatten sig om spørgsmålet, om klimaet var 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. Den intensiverede debat førte til, at der under FN blev skabt et panel – IPCC – af klimaforskere, som fik til opgave med jævne mellemrum at skrive en rapport om klimaets tilstand. I 2020 er der fremkommet fem rapporter og den sjette er på vej til udgivelse i 2021.

I 1990'erne fremlagde danske forskere den hypotese, at rytmiske forandringer på Solen i forbindelse med den velkendte solpletcyklus kan påvirke den kosmiske stråling og dermed via ændret skydannelse påvirke Jordens strålingsbudget. Andre årsager til klimaændringer kan være ændringer i de globale havstrømme. Man mener blandt andet, at nedsynkningen af koldt vand i det nordlige Atlanterhav har afgørende betydning for klimaet i Europa. Se også Atlanterhavet (oceanografi) og drivhuseffekten.

Selv om debatten om solens påvirkning stadig pågår, er der blandt verdens klimaforskere en generel enighed om, at udledningen af drivhusgasser er den væsentligste og primære årsag til den temperaturstigning, som vi ser i dag. Temperaturen er indtil nu steget med lidt over én grad siden midten af 1800-tallet, og konsekvenserne heraf med ændret nedbør, isafsmeltning, hedebølger og storme er hele tiden genstand for undersøgelser om sammenhængen med klimaændringer.

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 som ikke kan formindskes til laboratorieskalaer. Flere processer sker under tryk og temperaturer og i omgivelser, der er vanskelige at efterligne i det lukkede laboratorium. Og man kan naturligvis 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.

Globale modeller

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. Det vil sige, at man fremskriver vejrsituationen i små skridt ad gangen, hvor en typisk skridtlængde er 30 minutter. GCM'er beskriver eksplicit både atmosfæren, oceanet og landoverfladen inklusive 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.

Kritik af klimamodellerne

Klimamodellerne er udsat for megen kritik, blandt andet 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.

De store komplicerede klimamodeller er 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.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

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

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig