Bekymring for drivhuseffekten er ikke en ny dille
OPINION. Det er 80 år siden, at de første beregninger viste, at Jorden var ved at blive varmere som følge af stigende udledning af drivhusgasser.
drivhusgasser opvarmning jorden klima miljø forskning daterer langt tilbage

Forskningen i drivhusgasser og deres betydning for Jordens klima er ikke en ny dille, men har rødder tilbage til før kvantemekanikkens og atomforskningens begyndelse. (Foto: Shutterstock) 

Af og til er der nogle, der hævder, at bekymring for drivhuseffekten fra kuldioxid (CO2) og andre drivhusgasser blot er en ny fiks idé, som forskere og miljøaktivister har opfundet for at skabe opmærksomhed inden for de seneste år.

Hvorfor skulle CO2 pludseligt opstå som et problem, når det var den næste istid, som var bekymringen for få årtier siden?

I samme åndedrag bliver der også stillet spørgsmål ved, om ændringer i atmosfærens indhold af CO2 overhovedet kan være vigtig for Jordens klima.

Mængden af CO2 i atmosfæren er rent faktisk ret lille sammenlignet med mængden af vanddamp, som er en vigtig drivhusgas, der er meget mere hyppig end CO2. Da vanddamp ikke er så direkte forbundet til afbrænding af fossile brændstoffer, kan den forholdsvist lille mængde CO2 vel ikke være så vigtig? Lad os se på disse spørgsmål.

Opdagelsen af CO2 som drivhusgas

Allerede i 1896 beskrev den verdensberømte svenske forsker og nobelpristager Svante Arrhenius (1859-1927), hvordan CO2 påvirker klimaet, og han foreslog, at den øgede udledning af CO2 fra afbrænding af fossile brændstoffer ville lede til global opvarmning.

Forskningen i drivhusgasser fortsatte over de næste årtier, men det var først i 1938, at Guy Callendar kunne påvise, hvordan Jordens temperatur allerede på daværende tidspunkt var steget som følge af drivhuseffekten.

Drivhusgasser opfanger solens energi, når den kastes tilbage fra Jorden, i den nedre atmosfære. Uden disse gasser ville Jordens have en gennemsnitstemperatur på omkring minus 18 grader Celcius. I modsætning hertil består atmosfæren på Mars næsten udelukke

Drivhusgasser opfanger Solens energi, når den kastes tilbage fra Jorden. Uden disse gasser ville Jorden have en gennemsnitstemperatur på omkring minus 18 grader. På Mars består atmosfæren næsten udelukkende af kuldioxid, men Mars har en meget tynd atmosfære med kun lidt eller ingen metan eller vanddamp, hvilket forårsager en svagere drivhuseffekt. (Illustration: NASA)

Guy Callendar blev født i 1898 og var uddannet ingeniør. I sin fritid interesserede han sig brændende for atmosfæren, og han målte blandt andet atmosfærens indhold af gasser, atmosfærens opbygning, havstrømmenes forløb, samt sollysets indflydelse ved forskellige breddegrader.

Herigennem udviklede han verdens første klimamodel.

Denne model var ganske vist primitiv i forhold til de veludbyggede modeller, som meteorologer og klimaforskere bruger i dag til at forudsige vejr og klima, men den dannede baggrund for netop udviklingen af sådanne moderne klimastudier.

Callendars arbejde kulminerede i, at han i 1938 kunne vise, at vi mennesker allerede på dette tidspunkt udledte nok CO2 til atmosfæren til at øge Jordens gennemsnitstemperatur, og at Jordens temperatur allerede dengang var steget over det seneste halve århundrede, som Arrhenius havde forudsagt.

Callendar's hypotese vandt endelig gehør

Callendars hypotese blev ikke i første omgang taget alvorligt af mange videnskabsfolk, dels fordi han ikke var uddannet meteorolog, dels fordi der på daværende tidspunkt endnu ikke var et godt datagrundlag for at teste denne hypotese.

Callendar fortsatte dog ufortrødent sit arbejde, hvor han indsamlede mange nye data, og ved sin død i 1964 var hans arbejde blevet bredt anerkendt blandt videnskabsfolk.

Efter en høring i det amerikanske senat i 1988, blev drivhusgassernes og specielt kuldioxidens rolle bredt accepteret uden for en efterhånden mere og mere snæver kreds af fornægtere.

Hvorfor er CO2 overhovedet vigtigt?

Jordens atmosfære indeholder naturligt kun knapt 0,03 procent CO2 under mellemistider som i dag. Godt nok er mængden i dag steget til lidt over 0,04 procent – eller 410 parts per million, som det også opgøres i – men tallet er jo stadig forsvindende lille.

Så hvorfor er CO2 så vigtig for Jordens klima?

Solens lys består af et bredt spektrum af lys: Ultraviolet, infrarød, mikrobølger, radiobølger, synligt lys og så videre. Omkring halvdelen af lys reflekteres enten af skyer eller bliver absorberet af atmosfæren.

Resten, især det synlige lys, rammer Jordens overflade og optages af land, hav og planter. Når Jorden opvarmes, udsender den infrarødt lys, som reflekteres tilbage mod atmosfæren. Det er her, at drivhusgasserne spiller en rolle.

Drivhuseffekten opstår, fordi Jordens atmosfære tilbageholder en del af den varme, som ellers ville forsvinde fra Jorden ud i verdensrummet. Uden drivhusgasserne vil solens energi ikke blive holdt tilbage i atmosfæren, og Jorden ville have været en frossen klode.

Klimaforskere har siden sammelignet Callendars originale temperaturdata fra hans studie fra 1938 (rød linje) med modern klimadata (sort linje). Callendar publicerede nye data i 1961 (blå). Det grå viser usikkerhedsgraden på 5-95 procent for moderne data.

Klimaforskere har siden sammelignet Callendars originale temperaturdata fra hans studie fra 1938 (rød linje) med modern klimadata (sort linje). Callendar publicerede nye data i 1961 (blå). Det grå område viser usikkerheden for moderne data, som er større, jo længere vi går tilbage, fordi der er få målinger at støtte sig til. (Image: Climate Lab Book / Hawkins & Jones, 2013)

CO2 er i sin egen liga som drivhusgas

Med atmosfærens nuværende sammensætning og indhold af drivhusgasser såsom CO2, metan og vanddamp, er gennemsnitstemperaturen på Jordens overflade cirka 15°C, men den ville have være omkring -18°C, hvis der ikke var nogen drivhusgasser.

Drivhuseffekten virker således som en termostat, men den befinder sig i dag i en hårfin balance, hvor den sørger for, at holde Jorden varm, men ikke for varm.

Over 95 procent af Jordens atmosfære består af kvælstof og ilt. Kvælstof og ilt kan ikke absorbere infrarødt lys, og de har derfor meget lille effekt som drivhusgasser. En anden meget vigtig komponent af atmosfæren er vanddamp, som er en effektiv drivhusgas, der absorberer en stor mængde af det infrarøde lys, der tilbagekastes fra jorden.

Vanddamp spiller således en meget stor rolle for, at det er varmt nok til at vi kan leve på Jorden. Vanddamp opfanger dog heldigvis ikke al det infrarøde lys, og noget af dette slipper igennem og ud til verdensrummet.

Hvis al infrarød stråling blev opfanget, ville der blive alt for varmt på Jorden til at opretholde liv på Jorden. Det, som Callendar opdagede, var, at CO2 lukker disse 'huller' og opfanger en stor del af den infrarøde stråling, som vanddampen slipper igennem.

Jo mere CO2, jo bedre bliver 'hullerne' stoppet, så varmen ikke kan slippe ud. CO2 udgør således ikke en stor andel af Jordens atmosfære, men det har en betydelig indflydelse på Jordens varmeregulering og på klimaet. CO2 kan desuden overleve i meget lang tid i atmosfæren sammenlignet med mange andre drivhusgasser, hvilket gør dens virkning endnu mere betydningsfuld. 

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

En ny dille?

Forskningen i drivhusgasser og deres betydning for Jordens klima er således ikke en ny dille, men har rødder tilbage til før kvantemekanikkens og atomforskningens begyndelse.

Som i alle forskningsgrene er hypoteser blevet gradvist videreudviklet og modnet, og der er opstået ny og mere detaljeret viden.

Den nyeste forskning tyder for eksempel på, at opvarmningen som følge af menneskeskabt udledning af drivhusgasser begyndte allerede i første halvdel af 1800-tallet. Det vil sige endnu tidligere end beregnet af Callendar (det kan du læse meget mere om i artiklen: Menneskeskabt global opvarmning begyndte for 180 år siden).

Dette betyder dog ikke, at Callendars arbejde var forkert, blot at han ikke havde adgang til så mange forskellige typer data, som vi har i dag.

Læs denne artikel på engelsk på vores internationale søstersite ScienceNordic.

De vigtigste drivhusgasser

De forskellige drivhusgasser opfører sig forskelligt i atmosfæren.

Nogle absorberer mere varme og energi end andre. Og nogle vil kun eksistere i få timer i atmosfæren, mens andre overlever i århundreder, inden de nedbrydes eller fjernes gennem naturlige processer.

Kuldioxid (CO2): Det meste CO2 forbliver i atmosfæren i op til 200 år. På grund af geologiske processer vil en andel af CO2’en dog forblive i atmosfæren i tusinder af år.

Metan (CH4) er normalt forsvundet efter 12 år.

Lattergas (N2O) kan eksistere i atmosfæren i gennemsnitligt 14 år.

Halocarboner eller CFCs (gasser som indeholder fluorid, chlorid og bromid) kan eksistere i atmosfæren gennem alt fra måneder til tusinder af år.

Vanddamp er også en drivhusgas. Den fjernes typisk fra atmosfæren som regn eller sne i løbet af timer eller dage.

Kilde: The Guardian / Carbon Brief

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.