Hav og klima

Helge DrangeGeophysical InstituteUniversity of Bergen

www.bjerknes.uib.no

Helge Drangehelge.drange@gfi.uib.no

Hav og klima

~3800 m14 m

Havet har mye større masse enn atmosfæren; havet beveger seg langsomt og lenge

Masse

~3800 m

+1 grad C

+1 grad C over 3.5 m

Havet har stor varmekapasitet og kan flytte på og “gjemme” varme fra år til mange hundre år

Varme

CO2(g) [Henrys lov](1803)

CO2(aq)

Karbonkjemi

Karbonkjemi

CO2(aq) + H2O H2CO3

CO2(g)

H+ + HCO3−

H+ + CO32−

Havet inneholder rundt 50 ganger mer uorganisk karbon enn atmosfærens totale CO2-mengde

Karbonkjemi

…og vil absorbere mesteparten av menneske-skapt CO2, men det vil ta evigheter (mange 1000 år)

Begrensende faktor

CO2(g)

TemperaturTemperatur

2011

1911

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen Ch

urc

h e

t al

(20

11)

En

dri

ng

av

varm

e (1

022 J

)Endring av varmeinnhold i hav og land+atm+is

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen Ch

urc

h e

t al

(20

11)

Endring av varmeinnhold i hav og land+atm+isE

nd

rin

g a

v va

rme

(102

2 J

)

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Foto: Jan M. Lillebø, Bergens Tidende

Havnivåendring

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Briksdalsbreen1999 vs 2011

Erhard Staufenbiel

Guri Haram

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Globalt havnivå fra tidevannsmålere og satellitt(1880 - 2011)

Ch

urc

h &

Wh

ite

(2

00

6)

+ A

VIS

O

En

dri

ng

i h

avn

ivå

(cm

) Økning på ca. 3 mm per år

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Havtemperaturen økerkan bidra 20-30 cm dette århundre

Breene smelterkan bidra 20-30 cm dette århundre

Iskappene smelterkan bidra 10 til 50+ cm i dette århundre (stor usikkerhet og størst effekt

i tropene)

Totalt:50-100 cm i 2100

1-2 m i 2200

Havtemperatur viktig!

Department of GeophysicsUniversity of Bergen

Mulig havnivåendring (cm) langs norskekysten i løpet av de neste 100 år

(tilsvarer global havnivåstigning på 50-110 cm)

Drange m.fl. (2012)

Ca. 1/3 av denne stigningen innen 50 år

Department of GeophysicsUniversity of Bergen

HavnivåVil stige i mange 100 år

Department of GeophysicsUniversity of Bergen

COCO22 i havet i havet

283

Gt

C

58 %

42 %

Havets opptak av menneskeskapt CO2

(for 1800-1994)

Marland et al, 2003 og Sabine et al., 2004

Feely et al., Oceanogr. (2009)

pCO2(luft), Hawaii

Feely et al., Oceanogr. (2009)

pCO2(luft), HawaiipCO2(hav), Hawaii

Feely et al., Oceanogr. (2009)

pCO2(luft), HawaiipCO2(hav), HawaiipH, Hawaii

Department of GeophysicsUniversity of Bergen

Estimert pH i havet for de siste 20+ mill år

Blackford and Gilbert (2007) and Pearson and Palmer (2000)

Department of GeophysicsUniversity of Bergen Ilyina & Zeebe (2012)

Ω (

sa

tura

tio

n s

tate

of

ca

lcit

e)

Langtids havforsurning

Johns et al., Clim. Dynamics (2011)

Modellert, framtidig CO2-opptak i havet(fra EU-prosjektet ENSEMBLES, SRES A1B)

Hadley INGVIPSL BjerknesMPI

6

4

2

0

-2

-4

-61850 1900 1950 2000 2050 2100

Gt-

C /

år

Hadley INGVIPSL BjerknesMPI

6

4

2

0

-2

-4

-61850 1900 1950 2000 2050 2100

Johns et al., Clim. Dynamics (2011)

Gt-

C /

år

Gradvis redusert opptak av CO2 i havet skyldes i hovedsak

høyere vanntemperatur Redusert løslighet av CO2

Forsterket vertikal lagdeling og redusert blanding

Delvis også redusert biologisk produksjon

Modellert, framtidig CO2-opptak i havet(fra EU-prosjektet ENSEMBLES, SRES A1B)

Helge DrangeGeophysical InstituteUniversity of Bergen

Togradersmålet

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Togradersmålet: Konsekvenser av å vente (litt) med å kutte utslippene

WBGU (2009)

2011

Glo

bal

e C

O2-

uts

lipp

(G

t-C

) Nødvendig utslippskutt (ca.) 3.7 % per år

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

Togradersmålet: Konsekvenser av å vente (litt) med å kutte utslippene

WBGU (2009)

2020Nødvendig utslippskutt (ca.) 3.7 % per år 9.0 % per år

Glo

bal

e C

O2-

uts

lipp

(G

t-C

)

1990 - 1999: +1 % / år

2000 - 2011: +3 % / år

??2011

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

(1) Rundt 20 prosent (1) Rundt 20 prosent av dagens COav dagens CO22-utslipp blir -utslipp blir

værende i atmosfæren værende i atmosfæren i 1000 år eller meri 1000 år eller mer

(2) Varme allerede (2) Varme allerede absorbert i havetabsorbert i havet

Helge DrangeGeofysisk institutt

Universitetet i Bergen

PrediktabilitetPrediktabilitet

Helge DrangeGeophysical InstituteUniversity of Bergen

Observert temperatur (1950-2008)

Holliday et al. GRL (2008)

Helge DrangeGeophysical InstituteUniversity of Bergen

Holliday et al. GRL (2008)Furevik DSR (2001)

1 år

3 år

≈2 cm s-

1

Helge DrangeDepartment of Geophysics

University of Bergen

Modellert sammenheng mellom 2mT og AMOC(C pr Sverdrup)

Collins et al., J. Climate, 2006

• Havet kan ikke sees i isolasjon; forståelse av variasjoner og endring i klima styres av samspillet mellom atmosfæren og havet

• Havet er svært viktig for langtidsvariasjoner i klima; vi er nå i ferd med å legge grunnlaget for klimaendringer med tidshorisont på 1000+ år

• Redusert opptak av CO2 i havet i et varmere klima kan medføre økt oppvarming og kanskje 20 prosent tilleggskutt for å kunne nå et gitt klimamål

• Stor usikkerhet om hvordan de marine økosystemene vil påvirkes av framtidig forsurning

• Gladmelding: Golfstrømsystemet er delvis friskmeldt (men det er ikke Arktis)

Noen avsluttende kommentarer