3.5 Helstu afleiðingar aukinna gróðurhúsaáhrifa

3.5.1 Helstu breytingar á heimsvísu

Í nýjustu stöðuskýrslu IPCC kemur fram að hlýnun jarðar er óumdeilanleg og að margar athuganir bendi til að þær breytingar sem hafa orðið frá því um miðbik síðustu aldar séu fordæmalausar þegar litið er til síðustu áratuga, alda og árþúsunda. Loftslagsbreytingar hafa á liðnum áratugum haft áhrif á náttúru og samfélög á öllum meginlöndum og um öll heimsins höf. Lofthjúpurinn og heimshöfin hafa hlýnað, dregið hefur úr magni og útbreiðslu snævar og íss, auk þess sem sjávarborð hefur hækkað og styrkur gróðurhúsalofttegunda aukist. Ennfremur hefur sýrustig sjávar lækkað um 0,1 pH-stig frá iðnbyltingu og ummerki þess á lífríki eru þegar merkjanleg. Vegna loftslagsbreytinga hefur útbreiðsla ýmissa dýrategunda breyst, bæði á landi og í sjó, auk þess sem árstíðabundin hegðan hefur raskast, með tilheyrandi áhrifum á stofnstærð og víxlverkun við aðrar tegundir. Í skýrslunni segir einnig að fjöldi rannsókna sýni að loftslagsbreytingar hafi oftar neikvæð en jákvæð áhrif á jarðrækt og að loftslagstengd náttúruvá hafi oft neikvæð áhrif á lífsbjargir, sérstaklega hjá fátækari hópum.

Aukin gróðurhúsaáhrif valda hnattrænni hlýnun og loftslagsbreytingum. Helstu afleiðingar aukinnar losunar gróðurhúsalofttegunda og þar af leiðandi aukinna gróðurhúsaáhrifa eru:

  • Hlýnun (hækkað hitastig)
  • Úrkomumynstur breytist
  • Gróðurbelti færast til
  • Jöklar bráðna
  • Yfirborð sjávar hækkar
  • Flóðahætta eykst á ýmsum frjósömum og þéttbýlum svæðum.
  • Öfgaatburðum fjölgar (s.s. hitabylgjum, fellibyljum, flóðum, aftakaúrkomu, óveðursatburðum)
  • Gróðureldar aukast
  • Sjórinn súrnar
  • Breytingar verða á lífsskilyrðum í sjó vegna hlýnunar sjávar
  • Breytingar verða á sjávarstraumum og seltu.

Áhrif öfga í veðurfari á umliðnum árum, svo sem hitabylgna, þurrka, flóða, fellibylja og gróðurelda, benda til þess að sum vistkerfi og mörg félagsleg kerfi séu berskjölduð og viðkvæm gagnvart núverandi breytileika í veðurfari.

Mynd. 3.9. Afleiðingar loftslagsbreytinga eru m.a. flóð, þurrkar og gróðureldar.

3.5.2 Helstu breytingar á Íslandi

Hér á Íslandi hefur starfað íslensk vísindanefnd um loftslagsbreytingar og hefur hún metið helstu áhrif sem hafa orðið og búast má við að verði hérlendis í framtíðinni. Í skýrslu nefndarinnar, sem kom út árið 2018, kemur fram að helstu áhrif loftslagsbreytinga hérlendis verði þau að jöklar muni halda áfram að hopa og hverfa að mestu á næstu 100 til 200 árum. Afrennsli jöklanna mun breytast með tilheyrandi áhrifum t.d. á raforkuframleiðslu og brúarmannvirki. Landið mun grænka í kjölfar hlýnunar og gróðurmörk færast ofar. Breytingar munu verða á flökkustofnum bæði í lofti og legi. Nýir farfuglar munu koma til landsins og breytingar munu verða á göngum síldar, loðnu og makríls. Sjórinn í kringum Ísland mun halda áfram að súrna, en súrnun sjávar er hraðari á okkar hafsvæði en víðast annars staðar í heimshöfunum. Búist er við að farglosun vegna bráðnunar jökla leiði af sér aukna jarðvirkni sem þýðir að eldgosum og jarðskjálftum mun fjölga. Þá gætu loftslagsbreytingar fjölgað aurskriðum og grjóthruni, en slíkir atburði eru iðulega tengdir miklu úrkomuveðri.

3.5.3 Hraði loftslagsbreytinga

Hraði loftslagsbreytinga er mikilvægt atriði, en af hverju? Lífið á jörðinni hefur þróast á löngum tíma við ákveðnar aðstæður, þar sem breytingar hafa öllu jöfnu gerst hægt og lífríkið því náð að aðlagast. Þar er hins vegar þekkt að nokkrum sinnum í jarðsögunni hafa miklar breytingar átt sér stað á stuttum tíma. Slíkar breytingar hafa þá leitt til fjöldaútdauða tegunda (sem dæmi má nefna atburðinn fyrir 65 milljónum ára þegar risaeðlur dóu út). Loftslagsbreytingarnar á okkar dögum gerast hratt miðað við jarðsögulegan tíma – of hratt til að vistkerfi, og mannkynið þar með, geti aðlagast með góðu móti.

3.5.4 Vendipunktar, magnandi og dempandi svörun

Sumar afleiðingar aukinna gróðurhúsaáhrifa valda því sem kallað er magnandi svörun, þ.e. að afleiðingarnar magna orsökina og þá getur keðjuverkun farið af stað. Þegar hlýnar eykst raki (vatnsgufa) í andrúmsloftinu. Vatnsgufa er gróðurhúsalofttegund og veldur því enn frekari hlýnun sem aftur veldur meiri raka í lofti o.s.frv. Þetta er dæmi um magnandi svörun. Annað dæmi er þegar sífreri bráðnar og metan (og koldíoxíð) sem legið hefur frosið í jarðvegi losnar út í andrúmsloftið. Metan og koldíoxíð eru gróðurhúsalofttegundir og valda því enn meiri hlýnun. Um dempandi svörun er hins vegar að ræða þegar afleiðingar aukinna gróðurhúsaáhrifa draga úr orsökinni. Dæmi um dempandi svörun er þegar vatnsgufa í andrúmslofti myndar hvít ský sem valda auknu endurkasti sólarinngeislunar. Slík ský valda því að minni sólargeislun kemst að yfirborði jarðar og því kólnar yfirborðið sem því nemur. Þetta dæmi sýnir hversu flókið hlutverk vatnsgufu er í geislunarjafnvægi jarðarinnar. Aukin vatnsgufa getur bæði valdið magnandi og dempandi svörun. Talað er um vendipunkt eða umturnun þegar loftslagið fer skyndilega úr einu stöðugu ástandi yfir í annað – oft við magnandi svörun. Ef farið er yfir vendipunkt verður hugsanlega ekki aftur snúið varðandi breytingar.

Mynd 3.10. Dæmi um magnandi svörun. Vinstra megin: Hlýnun veldur bráðnun hafíss. Bráðnunin hefur áhrif á geislunarbúskap (hafið gleypir meiri hita og hafísinn endurkastar minna) sem aftur veldur meiri hlýnun. Hægra megin: Hlýnun veldur bráðnun sífrera. Þá losnar metan (og koldíoxíð) sem bundið er í sífrera út í andrúmsloftið. Metan og koldíoxíð eru gróðurhúsalofttegundir og því eykst hlýnun enn frekar.

3.5.5 Hlýnun (hækkað hitastig)

Hitamælingar á landi og á hafsvæðum um allan heim sýna að meðalhitastigshækkun frá því fyrir iðnbyltingu er u.þ.b. 1°C  (þetta samsvarar viðbótarorku upp á 2,3 vött á hvern fermetra við yfirborð jarðar). Hækkun hitastigs um 1°C kann að virðast lítil og er auðvitað miklu minni en daglegar sveiflur í veðri. En höfum í huga að þegar hitastigið var um 4°C lægra en það er nú, var landsvæðið þar sem New York stendur undir ís. Hækki hitastig hins vegar um 4°C er búist við að stór hluti New York fari á kaf. Ýmsar afleiðingar loftslagsbreytinga eru nú þegar áþreifanlegar. Þjóðir heims hafa sammælst um að grípa til aðgerða sem munu tryggja að hækkun hitastigs til ársins 2100 verði vel innan við 2°C og stefna að því að halda hækkuninni innan við 1,5°C. Ef hitastig hækkar meira er talið að loftslagsbreytingar verði illviðráðanlegar og að magnandi svörun af ýmsu tagi geti leitt til að hitastigshækkunin verði skyndilega enn meiri.

Mynd 3.11. Hitafrávik á heimsvísu ár hvert frá 1880 til 2017 miðað við tímabilið 1951-1980.

Á myndbandi 3.2. má sjá hvernig hitastig breyttist á heimsvísu frá 1880 til ársins 2019. Eins og sjá má hefur hitastig hækkað mest yfir meginlöndunum og allra mest á Norðurskautinu. Þar hefur hlýnað tvöfalt meira en á heimsvísu, sjá nánar í kafla 9.2.


Myndband 3.2. Hitastigsbreytingar frá 1880 til 2020.

Hækkandi hitastig eykur tíðni og ákefð þurrka og þá aukast líkur á að skógar og mólendi verði eldi að bráð. Hækkandi hiti veldur því að snjóa leysir fyrr á vorin, sem veldur því að þurrkatímabilið lengist og þar með eldhættutímabilið. Uppgufun verður meiri og því verður meira af þurrum eldsmat til staðar. Eldur getur þá breiðst hraðar út og orðið illviðráðanlegri.

Með hækkandi hita fjölgar alls kyns veðurfarslegum öfgaatburðum, svo sem hitabylgjum, gróðureldum, fellibyljum, flóðum, aftakaúrkomu og óveðursatburðum.

3.5.6 Breytt úrkomumynstur og tilfærsla gróðurbelta

Erfitt er að spá fyrir um breytingar á úrkomumynstri en skv. líkönum virðist tilhneigingin verða á þann veg að þurr svæði verði þurrari og að úrkoma aukist á svæðum þar sem úrkoma er mikil fyrir. Þannig er líklegt að svæði sem þegar eru þurr, svo sem Ástralía, vesturströnd Bandaríkjanna og svæði í kringum Miðjarðarhafið, verði þurrari og að úrkoma muni aukast á kaldtempruðum úrkomuríkum svæðum. Þá er búist við að aftakaúrkoma (mjög mikið magn úrkomu á stuttum tíma) verði algengari nánast alls staðar í heiminum. Þessi þróun er þegar orðin áþreifanleg.

Mynd 3.12. Ljósmynd af aftakaúrkomu (vinstra megin). Spá um úrkomubreytingar til 2100 (hægra megin).

Sem dæmi má nefna að stór hluti meðalársúrkomu hefur fallið á aðeins örfáum klukkustundum á stöðum eins og t.d. Bangladesh. Við þannig aðstæður getur uppskera eyðilagst algerlega. Aftakaúrkoma hefur ekki aðeins slæm áhrif á uppskeru – hún eykur einnig líkurnar á flóðum og aurskriðum og hefur slæm áhrif á vatnsbúskap. Í kjölfar breytinga í úrkomumynstri og hækkunar á hitastigi munu gróðurbelti færast til. Það getur leitt til vandræða í matvælaframleiðslu, sem er gríðarlega slæmt því að fram til ársins 2050 mun væntanlega þurfa að tvöfalda matvælaframleiðslu í heiminum vegna vaxandi fólksfjölda.

3.5.7. Bráðnun jökla og hækkun sjávarmáls

Síðan um miðja 19. öld hefur yfirborð heimshafanna risið hraðar en næstu tvö árþúsundin þar á undan. Frá 1901 til 2010 hækkaði yfirborð sjávar um 19 cm. Líkleg hnattræn hækkun sjávarborðs til ársins 2100 er talin verða á bilinu 40-100 cm (sjá mynd 3.13), allt eftir því hvernig losun gróðurhúsalofttegunda mun þróast.

Mynd 3.13. Breytingar á sjávarstöðu frá 1900 til 2014 (vinstra megin).  Hægra megin má sjá spá um hækkun sjávarstöðu til 2100 miðað við mismunandi þróun í losun gróðurhúsalofttegunda – myndin endurspeglar stöðu mála og þekkingu eins og hún var 2013, en síðan þá hefur átt sér stað hröð bráðnun íshvela, einkum þeirra sem kelfa í sjó fram, sem gæti valdið mun meiri hækkun en myndin sýnir.

Hækkandi sjávarstaða hefur ýmis vandamál í för með sér. Nokkur ríki, sem standa lágt yfir sjávarmáli, svo sem Maldíveyjar og ýmsar Kyrrahafseyjar, munu fara á kaf og íbúar þurfa að flytja annað. Mörg frjósöm svæði eru nálægt sjávarborði. Margar milljónaborgir standa við ströndina og þegar sjávarstaðan hækkar þarf að ráðast í kostnaðarsamar framkvæmdir til að verja þær.

Rekja má þá hækkaðu sjávarstöðu sem nú þegar hefur orðið nokkurn veginn til jafns til ísbráðnunar annars vegar og varmaþenslu hins vegar. Þegar hitastig sjávar hækkar þenst sjórinn nefnilega út (rúmmálið eykst).

Með hækkandi hitastigi bráðna jöklar hraðar. Framan af voru það aðallega litlir jöklar utan heimsskautasvæðanna sem bráðnuðu og lengi vel var ekki mikil bráðnun á stóru ísmössunum (Suðurskautslandið og Grænlandsjökull). Þessir stóru ísmassar hafa á síðustu árum tekið að bráðna hraðar en áður – þá sérstaklega Grænlandsjökull og vesturhvel Suðurskautslandsins.

Mynd 3.14. Til vinstri: Breytingar á ísmassa Suðurskautslandsins og Grændlandsjökuls frá 2003 til 2012. Til hægri: Hækkun sjávarstöðu vegna bráðnunar jökla og ísmassanna á Suðurskautslandinu og Grænlandsjökli.

Bráðnun þessara stóru ísmassa veldur miklum áhyggjum, þar sem ólíklegt er að bráðnunin stöðvist þegar hún er á annað borð komin af stað. Við bráðnun þessara stóru landföstu ísmassa getur sjávarstaða hækkað verulega, eða um allt að 7 metrum.

Á myndbandi 3.3. má sjá hvernig ísmassi Suðurskautslandsins hefur minnkað á undanförnum árum, þ.e. frá 2002 til 2016. Myndband 3.4. sýnir hvernig Grænlandsjökull hefur bráðnað á sama tímabili.


Myndband 3.3. Bráðnun vesturhvels Suðurskautsins frá 2002 til 2016.


Myndband 3.4. Bráðnun Grænlandsjökuls frá 2002 til 2016.

Yfirborð sjávar mun ekki hækka þegar ísinn á Norðurskautinu bráðnar. Ástæðan er sú að ísinn á Norðurskautinu er ekki landfastur og því verður ekki um viðbótarvatnsmagn að ræða þegar ísinn bráðnar. Hins vegar mun bráðnunin hafa áhrif á veðurfar á svæðinu og líka á veðurfar sunnar á hnettinum. Bráðnunin mun einnig hafa áhrif á efnajafnvægi sjávar (sýrustig og seltu). Auk þess mun bráðnunin á Norðurskautinu koma af stað magnandi svörun. Þegar ísmassinn – sem er ljós flötur og endurkastar því stórum hluta þeirrar sólarinngeislunar sem á hann fellur – bráðnar, tekur dekkri hafflötur við. Dökkur sjór dregur í sig mun meiri sólarinngeislun en ljós ís og veldur þar með enn meiri hlýnun. Þetta er ein ástæða þess að hitastig hefur hækkað tvöfalt meira á Norðurskautinu en á heimsvísu. Myndband 3.5. sýnir útbreiðslu hafíss á Norðurskautinu frá 1979 til 2020.


Myndband 3.5. útbreiðsla hafíss á Norðurskautinu frá 1979 til 2020.

Ísinn á Norðurskautinu er í hámarki í apríl á hverju ári eftir langan heimskautavetur, rétt áður en sumarbráðnun hefst. Árlegt lágmark er í september þegar sumarbráðnun er lokið og veturinn færist aftur yfir. Minnsta lágmark hafíss á Norðurskautinu hingað til var árið 2012. Eins og sést á mynd 3.15, hefur vetrarhámarkið aldrei verið jafnlítið og í apríl árið 2017. Þetta hámark er talsvert langt fyrir neðan eðlilegt vetrarhámark. Augljóst er að ísinn á Norðurskautinu hefur þynnst mikið og hann er því orðinn viðkvæmari fyrir hitasveiflum en áður.

Mynd 3.15. Ísútbreiðsla á Norðurskautinu. Vinstra megin: Dagleg ísútbreiðsla frá 2002, borin saman við meðaltal áranna 1979 til 2001. Hægra megin: Árslágmark íss frá 1979 til 2020.

.