Hvorfor sker klimaforandringerne hurtigere i Arktis?
Klimaforandringerne sker meget hurtigere i Arktis end andre steder. Den gennemsnitlige globale opvarmning de sidste 100 år er på 0,74 grader, men i Arktis er gennemsnitstemperaturen steget med 3,1 grader de sidste 30 år.
Det er der flere grunde til, at klimaforandringerne rammer Arktis hårdere end andre steder. Forskere er i tvivl om, hvor stor en rolle forskellige effekter spiller. I dette kapitel gennemgår vi nogle af de vigtigste.
Ekstra energi i atmosfæren
Den store synder i forhold til klimaforandringerne er, at mere af solens energi bliver bevaret i jordens atmosfære. Det er det, vi kalder drivhuseffekten. Atmosfæren består af en række stoffer i gasform, og balancen imellem disse stoffer spiller en rolle for, hvor meget energi fra solen, der ryger tilbage ud i rummet, og hvor meget, der bevares i atmosfæren.
Atmosfæren består i runde tal af 78% nitrogen, 21% Oxygen (ilt) og så 1% andre stoffer, hvoraf Argon er det dominerende. Men det er den ene procent, vi skal se på. Her er kuldioxid, altså CO2, og Metan stigende og har været det de sidste 300 år. 60% af det metan, der i dag er i atmosfæren, kommer fra menneskelig aktivitet, her primært landbruget. CO2 udledes også af vores energiproduktion, når vi f.eks. afbrænder olie, kul og gas. Her er der tale om kuldioxid, som har været bundet i undergrunden i form af organisk materiale, men som nu udledes, for at skabe energi. Indholdet af CO2 i atmosfæren er i dag 30% højere end før industrialiseringen.
Både CO2 og metan er såkaldte drivhusgasser, fordi de absorberer infrarød stråling og sende noget af det tilbage mod jorden. På den måde, fungerer de lidt som vinduet i et drivhus, der holder på varmen. Drivhuseffekten er egentlig vigtig for livet på jorden, men på grund af menneskers udledning af primært CO2, sker der ændringer i drivhuseffekten, i et tempo der aldrig tidligere er set i historien. Det giver problemer for mennesker, der skal forholde sig til nogle store og hurtige forandringer, der kan gøre store dele af jorden ubeboelig for mennesker.
Drivhuseffekten er den, der driver klimaforandringerne, men den er ikke i sig selv være i Arktis end andre steder.
Transport af energi i atmosfæren
Den energi solen sender mod jorden, er ikke ligeligt fordelt på jordens overflade. Derfor er der som bekendt varmere ved ækvator end ved Nord- og Sydpolen. Forskellen skyldes, at solen rammer lige lodret ned på ækvator, hvor den største energitilførsel i forhold til areal finder sted. I takt med at man bevæger sig mod nord eller syd på jordkloden, fordeles solens energi over et større areal, fordi belysningen ikke er vinkelret. Jordens hældning i forhold til dens rotation om solen bevirker desuden, at vi har årstider på begge sider af ækvator, hvor solens energi er ulige fordelt hen over året.
Den energi solen sender til jorden, varmer ikke bare op, der hvor den rammer, den bevæger sig også rundt ved hjælp af havstrømme og vinde. F.eks. er Golfstrømmen en vigtig fordeler af varme for Danmark, Færøerne og Norge, hvor vi har et meget mildere klima, end vi ville have, hvis ikke Golfstrømmen sendte varmt vand sydfra op i vores have. Selv det sydlige Vestgrønland mærker Golfstrømmen ved det, at havet ikke fryser til is om vinteren.
Jetstrømmene virker lidt på samme måde, de er bare hurtige vinde på 100-400 km i timen, der blæser 7-12 km oppe i atmosfæren. Jetstrømmen opstår der hvor varm og kold luft mødes. Derfor blæser den polare jetstrøm i området, der grænser op imod Arktis.
I denne animation kan du se, hvordan den polare jetstrøm bevæger sig.
Jetstrømmen bølger i forhold til den nordlige bredde, og trækker blandt andet nordpå i sommerhalvåret, hvor den er med til at trække varm luft op omkring Arktis. I de varmeste somre, i Grønland har jetstrømmen trukket længere nordpå en man tidligere har registreret, dermed bliver jetstrømmen en selvforstærkende effekt, hvor yderligere varme bliver trukket op til Arktis, fordi det bliver varmere. Samtidig kan dette betyde, at kold luft fra Arktis bliver trukket længere syd på. Dermed er jetstrømmen også med til at skabe ustabilt vejr syd for Arktis.
Ændring i albedo
Den helt store faktor i opvarmning af Arktis er ændring i albedo. Albedo er en måde man betegner en overflades evne til at reflektere solens lys. Hvis en overflade optager alt solens energi, har den en albedo på 0. Hvis en overflade reflekterer alt solens energi, har den en albedo på 1. I praksis ligger de fleste overfladers albedo et sted mellem 0,1 og 0,9.
Det helt afgørende for en overflades albedo er, hvilken farve det har. Hvidt materiale har en høj albedo og mørkt materiale en lav. I takt med at Indlandsisen og havisen smelter, bliver der frigjort store områder i Arktis, som består af mørk klippe eller hav. Begge dele har et meget lavere albedo end isen. Derfor bliver afsmeltningen en selvforstærkende effekt, hvor opvarmningen af Arktis sænker regionens albedo og dermed hæver temperaturen yderligere.
Der findes teorier om, at jorden i perioder har været fuldstændigt dækket af is. De bliver kaldt ’snowball earth’ -hypoteser. Sådan en situation kan have svært ved at ændre sig, fordi albedo-effekten gør, at jorden ikke optager ret meget energi fra solen. Hypotesen er, at jorden blev tøet op igen, fordi vulkanudbrud sendte CO2 ud i atmosfæren og øgede drivhuseffekten samt skabte mørke områder, som kunne optage mere sollys og hæve jordens gennemsnitstemperatur.
Opgave: Albedo-effekten
Albedoeffekten er et ord for det, at mørke ting suger mere energi fra solen, end hvide ting, som reflekterer solens energi lidt ligesom et spejl. Hvide ting sender altså solens energi tilbage ud i rummet.
I dette forsøg skal vi se, om vi kan måle albedoeffekten.
Det skal I bruge:
- 1 tom øl- eller sodavandsdåse pr. elev
- Minimum 1 termometer (gerne 1 pr. 2 elever)
- Sort og hvid maling
- Sollys eller lys fra en stærk lampe
- Del klassen ind i grupper på 2 elever. Hver gruppe skal have 2 dåser.
- Grupperne maler den ene dåse sort og den anden dåse hvid og skriver navne på deres dåser.
- Fyld koldt vand fra hanen i dåserne og tjek, at vandet i begge dåser har samme temperatur. Sæt dåserne ud i solen eller tæt på en stærk lampe.
- Efter 2 timer måler vi temperaturen af vandet i både deres hvide og sorte dåser. Temperaturen skrives ned.
- Var der forskel på temperaturen af vandet i de to dåser?
- Hvilken gruppe fik den højeste temperatur af vandet og hvorfor?
- Hvilken gruppe fik den højeste forskel mellem temperaturen i den hvide og sorte dåse og hvorfor?
- Diskuter i klassen
