Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk?

Transkript

1 Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk? God timing: Intergovernmental Panel on Climate Change ny IPCC rapport Ole John Nielsen Kemisk Institut, Københavns Universitet Christianshavns Gymnasium maj 2007

2 Hvordan ser en kemi-professor ud? Ch F Dk Dk US Dk Dk Dk Fin Dk Est Dk Rus Dk D Est Hvor går man hen efter miljøkemi?

3 Students degree Where did they go? Jens Sehested PhD Haldor Topsøe A/S Trine Møgelberg PhD Novo A/S Merete Bilde PhD Associate professor University of Copenhagen Thomas Sejner Andersen MSc Novo A/S Signe Bech Andersen PhD DMI Lene Christensen PhD Novo A/S Jesper Platz PhD Novo A/S Marianne Sloth PhD DMI Lars Frøsig PhD Risø National Laboratory Thomas Stein MSc unknown Elvira Vaclavik MSc PhD-student Jacob Mønster MSc PhD-student Thomas Rosenørn MSc PhD-student Camilla Bacher MSc Mærsk Merete Bang Petersen MSc PhD-student Risø Charlotte Nielsen MSc PhD-Student NERI Mads Andersen MSc PhD-student Malene Sørensen MSc PhD-student Dorte Lerche PhD IMV Michael Goodsite PhD Head of the Chemistry & Physics Institute at SDU Jacob Klenø PhD AMI (Occupational Health) Elisa Rosenbohm PhD SAS A/S Matthias Ketzel PhD NERI Rene W. Larsen PhD Postdoc at University of Göttingen Karen Feilberg PhD Postdoc at University of Göttingen Thomas Rosenørn PhD Postdoc at Harvard, USA Katja Wiegh MSc High School Teacher Mads Andersen PhD Postdoc with Rowland at UC Irvine Britt Tang Sørensen PhD PhD-student (Galathea) Charlotte Stenby PhD Max Planck Insitute in Mainz/NERI/EPA Jacob Mønster PhD student Joint CEC Reserch Center in Ispra, Italy Martin Enghoff PhD student Danish Space Research Institute Phillip von Hessberg Postdoc Here Majken Salomon MSc student AMI (Occupational Health) Nønne Prisle PhD student here Ann Lærke Sørensen MSc student here

4 Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk? Ændrer det globale klima sig? Øges koncentrationen af drivhusgasser? Er der en menneskelig indflydelse på klimaet? Hvordan vil det fremtidige klima blive? Er det noget vi skal bekymre os om?

5 Drivhuseffekt - naturlig og menneskeskabt

6 Ændrer klimaet sig? Fra den nye IPCC rapport Byer varmer? Satellitmålinger? Ref: IPCC 2007

7 1990s den varmeste dekade i sidste årtusind Red = termometre, blå = proxy data (træringe, koraller, iskerner, historiske data), grå = usikkerheder Sort = 40 år glidende gennemsnit 1998 det varmeste år i sidste årtusind

8

9

10

11 Drivhusgasser og temperatur år tilbage i tiden

12 Andre indikatorer f.eks. 10% fald i snedække på den nordlige halvkugle siden 1960erne To ugers reduktion i varigheden af isdække på søer og floder på den nordlige halvkugle I den seneste århundrede 40% fald i istykkelsen på Arktis siden cm stigning af havoverfladen over 100 år Nedbørsøgning på % per dekade på den nordlige halvkugle i den seneste århundrede Gletchere har trukket sig tilbage på alle kontinenter i det 20. århundrede

13 Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk? Ændrer det globale klima sig? JA Og det har det altid gjort men. Øges koncentrationen af drivhusgasser? Er der en menneskelig indflydelse på klimaet? Hvordan vil det fremtidige klima blive? Er det noget vi skal bekymre os om?

14 Drivhusgasser De langlivede drivhusgasser CO 2 CH 4 N 2 O Halogenerede gasser freoner CFCer (CF 2 Cl 2, CF 3 Cl) Øges drivhusgassernes koncentration?

15

16 New IPCC

17 Overensstemmelse mellem is og luft

18 CO 2 og CH år tilbage Data by David Etheridge, CSIRO

19 Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk? Ændrer det globale klima sig? JA Og det har det altid gjort men. Øges koncentrationen af drivhusgasser? JA Er der en menneskelig indflydelse på klimaet? Hvordan vil det fremtidige klima blive? Er det noget vi skal bekymre os om?

20 Hvad er den mest sandsynlige effekt af øget drivhusgas koncentration? Den (for) simple tilnærmelse Sammenligne den forøgede drivhuseffekt med den naturlige drivhus effekt. Kendt (i mere end 100 år!) at den naturlige drivhus effekt varmer jorden med 33 o C (som gør det muligt at leve (behageligt)). Den korrekte tilgang Bruge klimamodeller

21 Gas Naturlig drivhus effekt Absolute Contribution (W m -2 ) Relative Contribution (%) H 2 O CO O CH 4 + N 2 O 8 6 Total Den naturlige drivhus effekt varmer jorden med 33 o C Forøget Drivhus effekt Gas CO 2 + CH 4 + N 2 O + Halocarbons Absolute Contribution (W m -2 ) Fraction of Natural Effect (%) 2.42± ±0.2 Simpel analyse: forøget drivhus effekt varmer jorden med 33 x = 0.63 o C. Forudsagt opvarmning = 0.63 o C. Observeret opvarmning = (0.6±0.2) o C.

22 Globale Klimamodeller Atmosfæren Hav og havis Landoverflader Sulfat partikler Andre partikler, f.eks. sod Kulstof cyklus Ændringer i brug af jorden Drivhus gasser Atmosfærekemi...

23 Klimamodeller er udviklet uafhængigt ved: National Center for Atmospheric Research (Boulder, Colorado). NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (Princeton, New Jersey). Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (Victoria, Canada). U.K. Meteorological Office, Hadley Center (Reading, England). Deutsches Klimarechtenzentrum (Hamburg, Germany) Alle modeller når den samme konklusion: Det er kun muligt at modellere de observerede ændringer, hvis man inkluderer den menneskeskabte øgning af drivhus gas koncentrationer, (partikler og ændringer i brug jordens overflade)

24 Alt med Kun de naturlige variationer

25 Hvor gode er modellerne?

26 Andre forslag til årsagen til de siden 1860 observerede klimaændringer: Solen Vulkaner Kosmisk stråling Naturlig variation Ingen af disse forslag (eller kombinationer af forslag) kan på videnskabelig vis forklare de obeserverede ændringer

27 Er der en menneskeskabt indflydelse på klimaet? Det ser ud som om der er en klar menneskabt indflydelse på klimaet Hovedparten (99,99%) af det videnskabelige samfund er af denne mening hvorfor er der så debat på TV? IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) består af alle de ledende eksperter i verden IPCCs rapporter er troværdige, grundige og respekterede indenfor området. De har stor videnskabelig og politisk indflydelse.

28 Hvordan har det videnskabelige syn udviklet sig? IPCC (1990): growth in greenhouse gas emissions may lead to significant increases in global temperature IPCC (1996): balance of evidence suggests a discernable human influence on global climate IPCC (2001): greenhouse gases produced mainly by burning of fossil fuels are likely to have contributed substantially to observed warming over past 50 years IPCC (2007):

29 Globale Klimaændringer: Er det sandt eller falsk? Ændrer det globale klima sig? JA Og det har det altid gjort men. Øges koncentrationen af drivhusgasser? JA Er der en menneskelig indflydelse på klimaet? JA Hvordan vil det fremtidige klima blive? Er det noget vi skal bekymre os om?

30 Hvordan vil det fremtidige klima blive? Virkningerne vil kunne mærkes indenfor de næste 20 år. Der vil kunne tjenes (og tabes) mange penge. Ref: IPCC 2001

31 Hvordan vil det fremtidige klima blive? Sandsynligvis meget forskelligt fra det vi kender idag Ref: IPCC 2001

32 Ref: IPCC 2001

33 Ændringen i udbytter af hvede, majs og ris Ref: IPCC 2001

34 Konklusion Ændrer det globale klima sig? JA Og det har det altid gjort men. Øges koncentrationen af drivhusgasser? JA Er der en menneskelig indflydelse på klimaet? JA Hvordan vil det fremtidige klima blive? Sandsynligvis meget ændret Er det noget vi skal bekymre os om? JA Hvad vi skal gøre ved det er et svært spm!

35 1. Only use coal when we are able to sequest CO 2 2. Save oil and gas for transportation 3. Take CO 2 out of the atmosphere e.g. by agriculture 4. Use as much renewable energy as possible Wind, sun, waves, biomass, biofuels 5. Use energy as efficiently as possible 6. We must learn to use the incoming energy better -The earth is hit by as much energy as we use 7. All energy ends up as heat!

36 Globale Klimaændringer: I er vigtige!

37 Hvor ender man efter miljøkemi? Har I hørt om Galathea? Man ved aldrig hvor man ender!

38 SLUT Der vil være brug for masser af folk som ved noget om den slags ting (Mærsk).

39 Andre konklusioner Masser facts og no-facts Globalt problem - globale løsninger lokal aktion! Hvert hoved sin kvota (I det lang løb) Der ville blive foretaget megen god forskning Masser af ekstra gavnlige effekter Greenhouse forecasting is still very cloudy (El Niño/NAO - models?) Det er et faktum men ikke et horror faktum Det er ikke et miljøproblem det er et udviklingsproblem

40 Er det for sent? Science 1. Feb 2007

41 Putting Things in Context. Earth was formed 4.7 billion years ago Humankind emerged 250,000 years ago We are 800 th generation of homo sapiens The first 600 generations lived in caves

42 4 generations since mechanical power replaced animal power 2 generations since cars invented

43 We are: First generation with intensity of economic development that our presence is starting to be felt by the planet s total ecosystems First generation to understand the collective impact First generation with opportunity to redefine our relationship with planet

44 World s Most Populous Cities

45 Fremtiden? Resultatet af et udledningsstop forudsagt af een model. Prøv at finde ud af hvor vi er i dag.

46 Consistent and balanced assessment of radiative forcing agents Many key human-made WARMING agents live for decades or more All known human-made COOLING agents are relatively short-lived Strive for clarity of message; time scales

47 Global Warming Potentials Each molecule of methane has as much effect on infra-red radiation as about 60 molecules of CO 2. But an increase in methane dies away more quickly than one in CO 2. Radiative forcing methane The GWP concept is based on giving the integrated effect on climate over a chosen time horizon. CO 2 Integrated over 100 years, 1 tonne of methane has the same effect as about 23 tonnes of CO 2. So 23 is the GWP for 100 years. Over longer periods methane is relatively less significant Years

48 Halogenated compounds C-F og C-Cl bindinger giver anledning til absorption i vinduet og påvirker derfor jordens strålingsbalance.

49

50

51

52 What is IPCC? Established by WMO and UNEP 1988 IPCC is an intergovernmental panel which represents 180 governments Support to UNFCCC Assess scientific, technical and socio- economic information on climate change, impacts and options for adaptation and mitigation No research, no monitoring, no recommendations; policy relevant but not prescriptive Extensive review processes of its reports Criticism of the IPCC?

53 Eccentricity, precession and tilt diagram

54 Eccentricity, precession and tilt (Milankovitch cycles)

55 Population Growth to Billion People in 2050 Per Capita GDP Growth at 1.6% yr -1 Energy consumption per Unit of GDP declines at 1.0% yr -1

56 Total Primary Power vs Year½

57 Comparison of GHGs

58 Ice sheets

59 Hvor stærk er en drivhus gas? Hvad bestemmer hvor stærk en drivhus gas er? Mængden der udledes Stoffets infrarøde absorption Stoffets levetid i atmosfæren GWP (Global Warming Potential) CO 2 defineret til 1 CF 3 CFH 2 (GWP=1/10 af CF 2 Cl 2 ) SF 5 CF 3 (GWP=22000, 0.12 ppt)

60 Hvilke faktorer påvirker strålingsbalancen Ref: IPCC 2001