klimadebatten (faglige spørsmål)

Den såkalte hockeykølle-grafen ble utarbeidet av Michael Mann, Raymond S. Bradley og Malcolm K. Hughes i 1998 og i 1999, og publisert i tidsskriftet Nature.

Hockeykølle-grafen skal vise at det har skjedd en radikal, global temperaturøkning siden midten av 1900-tallet. Det har vært to ulike granskninger av dette arbeidet, én gjennomført av National Academies of Sciences (USA), og én ledet av statistikeren Edward Wegman. Wegmans gransking har i ettertid blitt beskyldt for å være et plagiat.

Hockeykølle-grafen har blitt beskyldt for å ha påvirket prosessen rundt Kyotoavtalen, til tross for at Kyotoavtalen ble fremforhandlet i 1997, altså ett år før hockeykølle-grafen forelå. Andre påstander har gått ut på at metoden og dataene ikke har vært åpne, til tross for at de har ligget tilgjengelig på internett.

De mest ivrige kritikerne av hockeykølle-grafen har vært Steven McIntyre og Ross McKitric, fra 2005. De var opptatt av både formen til såkalte prinsipalkomponenter, betydningen av en viss tresort (Bristlecone) og metode for å måle treffsikkerhet på. Flere av deres påstander har blitt tilbakevist i publiserte artikler.

Debatten dreier seg kun om den delen av kurven som er konstruert med indirekte målinger som treringer, det vil si den svarte delen av kurven i figuren. Disse skal vise hvordan temperaturen har variert de siste 1000 årene. Oppvarmingen de siste 100 årene berøres ikke av dette spørsmålet.

En kritikk av hockeykølle-grafen motstrider ikke rådende kunnskap om drivhuseffekten, men berører spørsmålet om den oppvarmingen vi nå ser er eksepsjonell, eller om den ligner på tidligere variasjoner som har oppstått av naturlige årsaker.

Den opprinnelige hockeykøllen ble etterfulgt av flere tilsvarende analyser, presentert i klimapanel-rapporten fra 2007. Disse viser i grove trekk det samme, men spriker når det gjelder detaljer.

At vanndamp står for 98 prosent av varmeøkningen er en påstand det ikke finnes noen vitenskapelige publikasjoner som dokumenterer. Nye beregninger fra NASA, publisert i Science av Gavin Schmidt og hans kollegaer, tilsier at vanndamp står for cirka 50 prosent, skyer cirka 25 prosent og CO₂ for cirka 20 prosent av drivhuseffekten.

Et annet viktig moment omhandler tidsskala. Vanndamp er del av vannets kretsløp, hvor det faller ut som regn etter kort tid (noen dager). Det er store variasjoner i atmosfærens fuktighet, både over tid og rom. Vi ser ingen klare bevis på markant økning i atmosfærens vanninnhold, på samme måte som vi ser med CO₂ (demonstrert av den såkalte Keeling-kurven).

Tidshorisonten for lagring av CO₂ i atmosfæren strekker seg opp mot 1000 år og stammer fra kull, olje og gass som har vært bortgjemt i millioner av år.

Den britiske kjemikeren og amatørmeteorologen Luke Howard oppdaget på 1800-tallet at temperaturen inne i byene hadde en tendens til å være høyere enn de omkringliggende landlige områdene. Den lokale temperaturen påvirkes av spillvarme og av endring i landskapet, det vil si hvor mye sollys landskapet absorberer, fordamping, vind-, og skyggeforhold.

Et forbehold mot analysen som viser en oppadgående tendens i den globale temperaturen er at temperaturene kan være påvirket av lokale forhold som urbane varmeøyer hvis termometrene i hovedsak er plassert i bebygde strøk, og dermed ikke gjenspeiler det globale klimaet. Ved hjelp av satellittbilder som viser hvor mye lysforurensning det er om natten har man også et bilde som viser en utstrakt grad av menneskelig aktivitet og energibruk.

Men analysene som viser en økning av global middeltemperatur tar høyde for de urbane varmeøyene, og disse sammenligner også urbane og landlige målinger for å anslå virkningen, som anses for å være liten.

Observasjonene tyder dessuten på stor oppvarming i områder langt fra sivilisasjonen (Arktis og Sibir), og havene blir varmere. Isbreer og innlandsiser smelter, og havisen trekker seg tilbake. Havnivået stiger både fordi varmere vann utvider seg, og isen på land smelter. Disse endringene kan ikke knyttes til noen urban varmeøy.

Meteorologen og fysikeren Richard Lindzen og enkelte av hans kollegaer mener at klimaets følsomhet overfor klimagassene er liten. Et av argumentene hans sentrerer seg rundt den såkalte «iriseffekten», som involverer vanndamp og skyer i høyere luftlag. Lindzen mener at iriseffekten virker som en slags termostat, og at en oppvarming gir færre skyer i høyere luftlag, som igjen motvirker økt drivhuseffekt.

Iriseffekten får imidlertid liten støtte i fagmiljøet.

Alle i klimadebatten er enige om at klimaet alltid har vært i endring. Fysikkens lover tilsier at det alltid er minst én årsak bak disse endringene, enten det er endringer i solaktiviteten, vulkaner, jordas bane rundt sola (istid), eller interne omstillinger i atmosfæren og havene.

Klimasystemet er også komplisert, og flere forhold i atmosfæren og havene er med på å forsterke eller svekke effekten av de ytre pådriv gjennom tilbakekoblingsmekanismer. Tilbakekobling vil si at en klimaendring har konsekvenser som igjen påvirker klimaet.

Det er også vanlig at kompliserte systemer med forsterkende mekanismer har en tendens til å skape svingninger (typisk for elektroniske kretsløp), mens systemer som domineres av bremsende tilbakekoblingsmekanismer har en rolig og stabil tilstand. Det er karakteristisk for jordas klima at det er systemer som svinger (et eksempel er ekstreme værfenomen som El Niño).

Et annet faktum er at jorda allerede har en naturlig drivhuseffekt som gjør at jordas overflate er omtrent 30 °C varmere enn det avstanden til sola skulle tilsi. Månen derimot har ingen atmosfære, og her varierer temperaturen fra -170 til 100 °C. Venus har en overflate som er varmere enn Merkurs, til tross for at den er omtrent dobbelt så langt borte fra sola og mer lyssterk. Venus' atmosfære inneholder høye konsentrasjoner av CO₂ og har dermed en kraftig drivhuseffekt.

Dersom jorda hadde startet uten noen atmosfære, og den hadde utviklet seg til dagens tilstand over tid, vil det si at endringen i klimagassene (hovedsakelig vanndamp, CO₂, og metan), samt endringer i jordens overflate (vegetasjon), har skapt en temperaturøkning på rundt 30 °C.

Påstanden om at atmosfæren er mettet er beslektet med argumentet om lav klimafølsomhet og kan beskrives som direkte feilaktig.

Årsaken til feilslutningen er at varmestråling kan absorberes flere ganger før den slipper ut i verdensrommet.

På 1970-tallet brukte man enkle modeller (såkalte radiative-convective models) for å beskrive dette. Nå er klimamodellene langt mer avanserte og kompliserte, slik at sammenhengene som påstanden om en mettet atmosfære baserer seg på ikke framstår som like entydige.

· Les mer om metning av atmosfæren i artikkelen om drivhuseffekten

Antagelsen om at den oppvarmingen vi nå ser er skapt av naturlige årsaker, slår i hjel argumentet om at klimafølsomheten er lav.

Naturlige årsaker som påvirker klimaet står ikke i motsetning til menneskeskapte klimaendringer. Vi vet at konsentrasjonene av klimagasser har økt fra rundt 280 ppm under pre-industriell tid til cirka 420 ppm i 2025 – basert på en rekke ulike målinger.

Vi vet også at CO₂ er en drivhusgass. Dette kan utledes direkte av utregninger av CO₂-konsentrasjoner i atmosfæren, hvor man bruker infrarøde gassanalysatorer for å måle hvor mye infrarødt lys som absorberes av luftprøver.

Argumentet om at andre planeter skal spille en rolle for klimaet har liten tilslutning, og det finnes ingen troverdig forklaringsmodell på hvordan planetene skal kunne påvirke klimaet, eller overbevisende analyser av måledata.

Et unntak kan være Månen, som skaper tidevann, som igjen påvirker blandingsprosesser i havene – ved kyststrøk og ved havbunnen. Men antakelsene om at månen eller planetene er en betydelig andel av årsaken til global oppvarming har ikke blitt testet på uavhengige data.

Påstander om at havstrømmer, slik som Pacific Decadal Oscillation (PDO), er årsaken til den globale oppvarmingen har mange likheter med at temperaturen er høyere under en El Niño. Både El Niño og PDO er en del av selve klimasystemet hvor havstrømmer omfordeler jordens varmeenergi. Når det skjer vil man se at varmen har flyttet på seg. Men det er ingen tegn på at det er blitt kaldere under havoverflaten.

En av de tidligste hypotesene om klimaendringer var at de var knyttet til solflekkene, som er en synlig konsekvens av solaktiviteten. I senere tid har man oppdaget at solens utstråling varierer svakt med solaktiviteten, men disse variasjonene er for svake til å kunne forklare alle variasjonene og endringene i jordens klima. Solaktiviteten har en rytme på ca 11 år, men klimavariasjonene har et mye bredere spektrum av tidsskalaer.

Et tilsvarende problem finnes med argumentet om at solaktiviteten skal være årsaken til oppvarmingen. Det har ikke vært noen langsiktig endring i solaktivitetsnivået siden 1950-tallet, og det er heller ingen trend i kosmisk stråling. Når det gjelder skyene, er ikke måledataene gode nok til å gi noe klart svar.

De fremste europeiske forskningsmiljøene innen solaktivitat og klima gjennomgikk spørsmålet om koblingen mellom solaktivitet og jordens klima i prosjektet "COST TOSCA", og konklusjonen oppsummeres i en håndbok fra dette prosjektet (2016). Den støtter ikke klimarealistenes oppfatning om at den globale oppvarmingen vi ser i dag kan forklares med endringer i solen.

Påstanden om at den globale oppvarmingen har stoppet baserer seg på temperaturanalysen fra Hadleysenteret og Climate Research Unit fra Storbritannia (HadCRUT). Men andre målinger, fra blant annet NASA (GISTEMP) og NOAA i USA (NCDC) tyder på fortsatt oppvarming.

Problemet med HadCRUT er ikke at analysen er feil, men at den ikke dekker hele jordkloden. Den kutter for eksempel bort Arktis, hvor oppvarmingen har vært raskest i de siste årene. GISTEMP, derimot, tillegger temperaturene i Arktis med de nærmeste i områdene rundt (interpolering).

El Niño, vulkaner og solaktivitet maskerer også den langsiktige oppvarmingen. Dessuten viser målinger at det globale havnivået har fortsatt å stige jevnt og trutt mens analysen av temperaturer målt ulike steder på kloden har variert opp og ned. Vi ser også at isen smelter og andre effekter forbundet med klimaendringer fortsetter sin gang.

At økningen i CO₂ skyldes avgassing fra havene utledes fra Henrys lov, som tilsier en balanse mellom konsentrasjonene av CO₂ i luft og vann ved en gitt temperatur.

Det hevdes derfor at når havene varmes opp vil det avgi mer CO₂ til atmosfæren. Argumentet støttes av iskjernedata som viser at tidligere endringer i temperatur har skjedd 800-1000 år før tilsvarende endringer i klimagasser.

Men dette argumentet motstrider ikke at CO₂ er en drivhusgass eller at økte CO₂-mengder vil påvirke klimaet. Vi vet at vi forbrenner fossile energikilder, og at karbon ikke bare kan oppstå av seg selv eller bare forsvinne. Karbonbudsjettet tilsier at vi tilfører nye mengder med karbon til hav, luft, og jordoverflaten.

Vi kan måle CO₂-konsentrasjonene med satellitt, som viser høyest konsentrasjoner rundt utslippskildene. Disse stemmer overens med bakkemålingene.

Karbon har et fingeravtrykk i forholdet mellom ulike isotoper. Mens karbon-14 er ustabil (se karbon-14-datering), er karbon-13 en stabil isotop som tas opp i litt større grad i biologisk materiale enn karbon-12. Isotopforholdet i CO₂-målingene peker mot fossile kilder.

Ved forbrenning av karbon, vil hvert karbonatom binde seg sammen med to oksygenatomer. Målingene viser også at forholdet mellom oksygen og nitrogen (som er den gassen som opptar den største andelen av atmosfæren vår) synker som forventet ved forbrenning av tilført karbon.

Utvekslingen mellom hav og atmosfære er begrenset til havets overflatelag. I dette laget har pH-verdien gått ned, noe som tilsier økt opptak av CO₂ i havene, se havforsuring.

Studier av hvordan kunstige stoffer transporteres i havene (CFC og produkter fra atmosfæretesting av kjernevåpen) har blitt brukt for å kartlegge havstrømmene, og estimere havets opptak av CO₂.

Satellittene måler ikke temperaturen på samme måte som termometre, siden de går i bane rundt jorda, cirka 800 km over jordens overflate (i såkalt polar bane). Derimot bruker man et instrument som kalles Microwave Sounding Unit (MSU) ombord på det amerikanske National Atmospheric and Oceanic Administrations (NOAA) sine TIROS-N satellitter.

MSU-instrumentet måler styrken på lys med flere ulike frekvenser i mikrobølgeområdet av lysets spektrum. Ut i fra disse målingene beregnes temperaturen.

Satellittene har relativt kort levetid, og instrumentene kan få feil som endrer seg gradvis. Dessuten påvirkes målingene av bakkeforhold, stratosfæren, og forutsetter en rekke antagelser om atmosfærens tilstand.

Analysen av trender i satellittmålingene er blitt justert en rekke ganger, og Foster og Rahmstorfs analyse antyder at trendene man ser i satellittmålingene stemmer overens med trendene i bakkemålingene.

Det er også verdt å merke seg at temperaturberegningene fra satellitter antar de samme fysiske prinsippene som tilsier at økte CO₂-konsentrasjoner medfører en global oppvarming. Det finnes derfor en iboende selvmotsetning i argumentasjonen som forsøker å bruke satellittmålingene for å svekke betydningen av klimagassene.

Klimamodellene gjenskaper den globale oppvarmingen som er blitt observert til nå, men har begrenset evne til å gjerngi detaljer om lokale forhold. En kritikk har vært at ulike klimamodeller gir ulike verdier for den globale middeltemperaturen og at spredningen på ca. 4°C er stort sammenlignet med klimaendringene.

Årsaken til at klimamodellene gir ulike estimat er at noen har en grovere oppløsning (mer «pixellert» enn andre, og at estimatet av den globale middeltemperaturen er vanskelig fordi temperaturene påvirkes av fjellkjeder og andre geografiske forhold. Temperaturen kan beskrives som en fraktal som gjør at man får litt ulike resultater avhengig av hvilken målestokk man bruker (modellenes oppløsning). I tillegg er usikkerhet knyttet til gjengivelse av skyene en feilkilde. Likevel er feilmarginene under 2% siden modellene beregner absoluttemperaturen i grader Kelvin.

• Friis-Christensen, Eigil & Knud Lassen: Length of the Solar Cycle: An Indicator of Solar Activity Closely Associated with Climate, Science, issue 1, November 1991, Vol. 254 no. 5032, 698-700.
• Svensmark, Henrik: Influence of Cosmic Rays on Earth's Climate, Phys. Rev. Lett., 81, 5027-5030, 1998.
• Dickinson, Robert E.: Solar Variability and the Lower Atmosphere, Bull. Amer. Meteor. Soc., 56, 1240-1248, 1975.
• Sloan, T. & A. W. Wolfendale: Testing the proposed causal link between cosmic rays and cloud cover, Environ. Res. Lett., 3, 2008.
• Lockwood, Mike & Claus Fröhlich: Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature, Proc. R. Soc. A, vol. 463, no. 2086, 2447-2460, 2007.

• FNs klimapanels rapporter
• Oreskes, Naomi: The scientific consensus on climate change, Science 3 December 2004, vol. 306/5702, p. 1686.
• Understanding and Responding to Climate Change 3rd edition, rapport utgitt av The National Academies of Sciences, 2008.

• Sherwood, Steven: Science controversies past and present, Physics Today, volume 64/10, 39-44, 2011.
• The Guardians dekning av innbruddet på CRU og klimaforskernes lekkede e-poster
• Jim Hoggans desmogblog.com: Omtale av Climate Cover Up
• Boykoff, Jules & Maxwell: Journalistic balance as global warming bias: Creating controversy where science finds consensus, Fairness and Accuracy in Reporting sine hjemmesider, 2004.
• Painter, James: Poles Apart: the international reporting of climate scepticism, rapport utgitt ved Reuters Institute for the Study of Journalism, 2011.

• Bjørn Lomborgs
• Klimarealistene
• Concerned Scientists Norway sin programerklæring

• McIntyre, Steven & Ross McKitric: Hockey sticks, principal components, and spurious significance, Geophysical Research Letters, vol. 32, 2005.
• McIntyre, Steven & Ross McKitric: The M&M critique of the MBH98 Northern Hemisphere Climate Index: Update and implications, Energy & Environment, Vol. 16, No. 1, 2005.
• Huybers, Peter: Comment on "Hockey sticks, principal components, and spurious significance" by S. McIntyre and R. McKitrick. Geophysical research letters, vol 32, 2005.
• von Storch, Hans & Eduardo Zorita: Comment on "Hockey sticks, principal components, and spurious significance" by S. McIntyre and R. McKitrick. Geophysical research letters, vol 32, 2005.
• Wahl, Eugene R. & Caspar M. Amman: Robustness of the Mann, Bradley, Hughes reconstruction of Northern Hemisphere surface temperatures: Examination of criticisms based on the nature and processing of proxy climate evidence, Climatic Change, Vol. 85: 33-6, 2007.

• Schmidt, Gavin R., Reto A. Ruedy, Ron L. Miller & Andy A. Lacis: The attribution of the present-day total greenhouse effect, J. Geophys. Res., Vol. 115, 2010.
• Scripps Institution of Oceanography: Keeling-kurven

• NASA: Iris-effekten
• oppvarming
• Bloggen RealClimate.org: varmestråling som forklaring på global oppvarming
• Benestad, Rasmus: A review of the solar cycle length estimates, Geophysical research letters, Vol. 32, 2005.
• Foster, Grant & Stefan Rahmstorf, Global temperature evolution 1979-2010, Environ. Res. Lett. Vol.6, 2011.
• Isaksen, K., Nordli, Ø., Ivanov, B. et al. Exceptional warming over the Barents area. Sci Rep 12, 9371 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13568-5