Modeller for jordkloden viser fremtidens klima

I tre årtier har Jens Hesselbjerg Christensen forsøgt at forstå Jordens klima ved hjælp af stadig mere avancerede modeller. Han er optimist på klodens vegne, for han oplever, at der i stadig højere grad bliver lyttet til klimaforskere som ham.

Af Henrik Bendix

»Vi har Humboldtstrømmen ud for Sydamerika og også en strøm ud for Namibias kyst, hvor der kommer forholdsvist koldt vand op. Hvor det kølige vand møder atmosfæren, fortættes vanddampen, og der dannes et lavthængende, ret tyndt men udbredt skydække, der igen er med til at holde temperaturen nede i havet. Her var det svært at få modellen til at lave skylaget, og så gik det galt. Man blev nødt til at have mange flere lag i atmosfæren, så man får opløst skyerne rigtigt, og det tog lang tid at finde ud af og få til at virke i modellerne.«

Vand findes ikke bare i havet, men falder også ned på landjorden i form af regn, og vandets kredsløb er også med i modellerne. Her er det også vigtigt med en høj opløsning, så alle detaljerne kommer med, lyder det fra Jens Hesselbjerg:

»Se bare på forskellene på den skandinaviske halvø; Skånes øverste lag minder meget om Danmarks, men længere oppe i Sverige har vi skov, og i Norge har vi fjelde – en anden undergrund. Det betyder noget for vandet kredsløb, for vandet løber hurtigere af en klippe, ikke mindst hvor der er højdeforskelle.«

»Og hvad sker der i Lynge Å ved Allerød, hvor jeg bor? Det er måske meget at kalde den en å, for der er vand i den under halvdelen af året, men så er det jo en vandtransport – en del af den regn, der kommer ned, ryger den vej ud i havet i stedet for at sive ned i jorden. Det kan vi regne på og løse numerisk inden for skalaen 1 x 1 km. Vi er tæt på, at en lille å som Lynge Å er med i klimamodellerne.«

Klimamodeller er blevet til modeller for Jorden

Stadig flere elementer tilføjes de avancerede klimamodeller, som forskere fra mange forskellige forskningsområder i dag arbejder sammen om. Udover atmosfæren, oceanerne, jordoverfladen og vandkredsløbet er iskapperne også ved at komme med, og de biokemiske kredsløb, specielt kulstofkredsløbet, er blevet inkluderet. Så taler forskerne ikke længere om klimamodeller, men om jordsystemmodeller (Earth System Models).

»På verdensplan er der omkring 15 Earth System Models. Fra dansk side er vi med på en europæisk model, der kaldes EC-Earth, hvor specielt de meteorologiske tjenester i mindre lande og forskningsgrupper, der vedligeholder modellens forskellige komponenter, arbejder sammen,« siger Jens Hesselbjerg.

»De forskellige klimamodeller og jordsystemmodeller har ikke helt samme klimafølsomhed. Nogle af dem laver skyerne lidt anderledes eller beskriver landoverflader på en anden måde, for eksempel i forhold til, hvor meget sollys, de reflekterer. Det er nuancer, men de spiller en rolle,« fortsætter han og peger på, at vi jo er i fuld gang med at eksperimentere med jordsystemet, og at modellerne og måledata skal passe sammen:

»Det videnskabelig miljø bruger rigtig meget tid på at dokumentere kvaliteten af modellerne ved at sammenligne med den virkelige verden. Det er vigtigt, at modellerne er tro imod en række af de observerede ændringer, vi ser.«

Jordsystemmodeller spiller sammen med observationer og forståelsen af de fysiske sammenhænge en hovedrolle i de rapporter, FN’s klimapanel udgiver om klimaets tilstand før, nu og i fremtiden. Og da det selv med de hurtigste supercomputere er svært at spå om fremtiden, må forskerne nøjes med at sige, at en fordobling af CO2 i atmosfæren sandsynligvis vil øge den globale temperatur med mellem 2,5 og 4 grader i forhold til 1850. Bedste bud fra eksperterne er en temperaturstigning på tre grader.

Vi får mere ekstremt vejr

Modellerne bliver hele tiden bedre, men teknologien sætter grænser for opløsningen. Det er ikke nemt at finde en computer, der er kraftig nok til at håndtere de ekstremt mange beregninger, og forskerne har også svært ved at finde pengene til computertiden. Desuden er der grænser for, hvad computerne kan gøre, fortæller Jens Hesselbjerg:

»Hvis vi kan computermodellere hele Jorden på fuld skala – af nogle kaldet en digital tvilling – så mangler vi kvalificerede mennesker, der kan analysere resultatet dybt nok. Jorden opløst med én km, det er virkelig mange punkter. Modellerne skal kunne reproducere de atmosfæriske bevægelser i stor skala, men vi skal også kunne kigge på, hvad der sker i Danmark eller på en græsk ø eller langt ude i Stillehavet. Den kapacitet findes ikke i tilstrækkelig grad.«

En stigning i temperaturen giver stigning i havniveauet, for vand udvider sig, når det bliver varmere, og dertil kommer afsmeltning fra gletsjere og fra iskapperne i Grønland og Antarktis. Desuden får vi mere ekstremt vejr, for eksempel i form af kraftig nedbør eller tørke, og den nye generation af klimamodeller tillader forskerne at dykke ned i forskellige geografier og undersøge, hvad den globale opvarmning får af konsekvenser i specifikke områder.

»Vi kan ikke altid sige, om en konkret begivenhed som eksempelvis det voldsomme skybrud over København 2. august 2011 havde med klimaforandringer at gøre, men vi ved, at ekstreme begivenheder bliver mere sandsynlige og endnu kraftigere. For store, udbredte ekstremer som hedebølger og tørke kan vi faktisk godt sige, at de er meget mere sandsynlige nu, hvor det er varmere end tilbage i tiden før industrialiseringen. Så derfor kan vi bedre italesætte de billeder, vi ser for fremtiden.«

»Vi kan bede folk om at forestille sig et skybrud, der starter en time før, slutter en time senere og kulminerer med dobbelt så høj intensitet som det skybrud, vi havde i 2011. Hvordan forbereder man sig på sådan en begivenhed?« spørger Jens Hesselbjerg og indrømmer, at klimaforskerne måske nok har fokuseret lidt for meget på talknuseri frem for at komme med eksempler på, hvad vi kan vente os. Han er ikke et øjeblik i tvivl om, at klimamodeller kan bruge til at konkretisere de ekstreme vejrbegivenheder, så vi bliver bedre klædt på til at håndtere dem.

Iskapperne er svære at forudsige

Den globale overfladetemperatur var 1,09 °C højere i 2011-2020 end 1850-1900, og klimaforskerne kan nu sige helt utvetydigt, at det er menneskets afbrænding af fossile brændstoffer, der har forårsaget opvarmningen. Klimamodellerne giver simpelthen ikke andre muligheder.

Men hvor meget varmere, det bliver i fremtiden, det kan klimaforskerne ikke sige, for det afhænger af, hvor meget og hvor hurtigt vi kan begrænse udledningen af CO₂. Sikkert er det, at der skal ske store reduktioner, hvis vi skal holde os under en temperaturstigning på to grader frem mod 2100.

Omvendt kan vi se frem til mere end en fordobling af CO₂-niveauet og dermed en temperaturstigning på mere end fire grader før 2100, hvis vi bliver ved med at være afhængige af fossile brændsler som kul i en verden med stigende befolkningstal og økonomisk vækst.

Hvor meget vandstanden vil stige som konsekvens af de stigende temperaturer er endnu sværere at spå om, specielt fordi klimaforskerne har svært ved at forudsige iskappernes opførsel. Men fortiden kan give et hint, for ved at analysere luftbobler i iskerner og boreprøver fra havbunden kan forskerne finde ud af, hvordan klimaet var for hundredtusinder af år siden.

I en del af den seneste mellemistid for mellem 130.000 og 115.000 år siden, Eemtiden, var den globale gennemsnitstemperatur cirka en grad højere, end den er i dag, og havet stod cirka seks meter højere. Det meste af indlandsisen på Grønland – men ikke det hele – var smeltet væk, og de store ishylder, der sidder fast på isen ved Antarktis, men flyder på havet, må være kollapset.

»Vi ved, at det kan gå forholdsvis hurtigt i Antarktis, når ishylderne bryder op, for så lukker man op for gletsjere fra iskappen, så de kan kælve. Men vi ved ikke, om det kan ske på 10 år eller 100 år, for selv om vi kender mekanismerne, har vi stadig ikke god nok forståelse for, hvordan isen flyder i de zoner, hvor den knækker og brækker,« siger Jens Hesselbjerg.

Det er nok tvivlsomt, om vi kan holde os under en temperaturstigning på to grader i forhold til den førindustrielle tid, når nu vi allerede har passeret den ene grad og fortsætter med at lukke CO₂ ud i atmosfæren. Men Jens Hesselbjerg er trods alt optimist, fordi klimaet nu har verdens opmærksomhed, og fordi han har oplevet, at politikerne rent faktisk lytter til videnskaben, når parterne mødes til de store klimatopmøder (Conference of the Parties, COP):

»I dag ved ethvert skolebarn, hvad det handler om. Det er positivt, at Greta Thunberg findes og gør, som hun gør, for det er et udtryk for, at diskussionen ikke længere bare foregår mellem akademikere. Både politikere og den brede befolkning er med i diskussionen nu.«

»Politikerne er i dialog med klimaforskerne nu. Paris-aftalen viser, at der har været en refleksion af, hvad der er blevet sagt fra forskernes side. Det tog lang tid, før der blev lyttet, men det gør der nu, hvor det er blevet mainstream at tale om klimaforandringer. Nu skal politikerne bare sætte handling bag ordene,« slutter han.  ♦