Endelig. Noen dager med varm sol fra en nesten skyfri himmel i Sør-Norge. Og siden jeg fortsatt har ferie, så kan jeg jo blogge litt om jordas varmebudsjett.

Varmere sol

Først, sola er på vei oppover igjen, på vei mot et (noe beskjedent) maksimum som forventes i 2013. Siden det lange minimumet i 2007-2008-2009, har strålingsstyrken (TSI) fra sola her ute ved Jordas bane steget med ca 0,5 W/m2, og den vil nok klatre noe høyere utover året. Når man tar hensyn til Jordas kuleform og albedo, så vil trolig strålingspådraget (”forcing”) fra sola til klimaet vårt i 2011 ligger ca 0,1 W/m2 over nivåene fra 2008 og 2009. Man må tilbake til årene 2003-2004 for å finne tilsvarende action på sola som nå i sommer. 

Ikke så rart at 2011 ligger an til å bli et varmere år enn det forrige La Nina-året 2008, altså, selv om sola ikke betyr alt i denne sammenhengen.

Støv i stratosfæren

Men det er ikke all solstråling som kommer ned til feriefolket – og ikke engang ned til skyene våre. To rykende ferske vitenskapelige publikasjoner har fokus på det aerosol-laget som ligger i stratosfæren, noen kilometer over værsonen (troposfæren).

• J-P Vernier et al: Major influence of tropical volcanic eruptions on the aerosol layer during last decade. (GRL Vol 38)
• S Solomon et al: The Persistently Variable “Background” Stratospheric Aerosol Layer and Global Climate Change. (Science Express)

Det er noen av de samme forfatterne involvert i de to artiklene, spesielt J-P Vernier. Mest sentralt står den fransk/amerikanske satellitten CALIPSO, som ble skutt opp i 2006 og bruker laser for bl.a. å måle hvor mye stråling som reflekteres fra de ulike luftlagene. I tillegg er benyttet diverse andre satellittmålinger fra både NASA, ESA og Sverige (!) helt tilbake til 1984.

Målingene gjort fra CALIPSO etter oppskytningen i april 2006 viser at aerosolmengden i stratosfæren har blitt ”etterfylt” med svovel fra vulkaner som man ikke trodde nådde så høyt opp. CALIPSO-målingene er kontrollert med lasermålinger (i klarvær) fra bakken, og sammenholdt med passive instrumenter på andre satellitter som også har målt i stratosfæren.

Konklusjonene fra Vernier et al synes å være at det har vært betydelig mer avkjølende aerosoler i stratosfæren utover på 2000-tallet enn i årene 1998-2002. Det viser seg at noen vulkanutbrudd som man ikke har trodd har vært så viktige for klimaet, faktisk har klart å pumpe betydelige mengder svovel opp i stratosfæren i denne perioden. CALIPSO-målingene viser slike utbrudd tydelig.

Solomon et al benytter denne nye aerosol-informasjonen til å se på klimaeffekten i det siste tiåret. De finner et “nytt” strålingspådrag på ca -0,1 W/m2. Dette er en endring i stratosfæren som ikke var lagt inn i modellene som ble kjørt for IPCC4.

Det er også mye annet interessant som man kan legge merke til ved denne figuren. For eksempel var aerosol-nivået i stratosfæren svært lavt i det store El Ninjo-året 1998. Ikke rart at det har vært vanskelig å slå temperaturrekorden som ble satt det året. El Ninjoen i 2010 hadde handicap, både når det gjaldt sola og stratosfæren.  

Troposfæren

Det er generell enighet om at de antropogene utslippene av SO2 til troposfæren også har økt de senere årene pga de mange skitne kullkraftverkene i Asia. Dette vil i utgangspunktet være en regional effekt, siden SO2 i troposfæren over tid faller ned som sur nedbør. Det er uvisst hvor mye som kan ha nådd opp i stratosfæren og fått lengre levetid der. Uansett har disse antropogene SO2-utslippene bidratt avkjølende.

Energiregnskapet

Når man summerer opp fram til 2010, så “spiser” nedkjølingen fra svovel-aerosoler og svakere sol opp ganske mye av det beregnete pådraget fra CO2-økningen i perioden. I tillegg har det gått med noe energi til (netto) smelting av sjøis og isbreer.

De nye klima-beregningene tilsier derfor nokså bekjeden oppvarming fram til 2010 i havet og atmosfæren.  Og mesteparten av varmekapasiteten i klimasystemet befinner seg som kjent i havet. Hvordan stemmer så disse analysene med observasjoner av varmemengden i havet?

Er havet blitt varmere?

I artikkelen ”How well can we derive Global Ocean Indicators from Argo data?” av von Schuckmann og Le Traon (Ocean Science Discussions 2011) kan vi lese at den globale utplasseringen av ARGO-bøyer i verdenshavene ble fullført i 2007. Man har nå et helhetlig sensor-nett på plass, som over noe tid vil gi meget nøyaktige målinger og trender for energi-regnskapet i havet ned til ca 2000 m dyp.

Forfatterne vil helst vente ytterligere et par år før de kommer med presise trend-tall. Men de mener det er det metodisk forsvarlig å estimere en global trend ned til 1500 meter dyp for perioden 2005-2010 på basis av den instrumenteringen som var tilgjenglig i denne perioden.

De konkluderer at varmemengden i havet har økt noe i denne perioden, men ikke med mye. De observerte endringene i temperatur og saltholdighet tilsvarer en midlere havnivåøkning på bare ca 0,7 mm pr år. Dette stemmer bra med at mesteparten av havnivåstigningen de senere årene synes å ha kommet fra issmelting, ikke fra termisk utvidelse av vannet i havet.

Det er disse Argo-målingene som ligger til grunn for James Hansen et al’s ferske artikkel “Earth’s Energy Imbalance and Implications”, som jeg omtalte for noen blogger siden.

Konklusjon:

Det er fristende å konkludere at:

Det pågår fortsatt en oppvarming av verdenshavene, men den har gått betydelig saktere i årene 2005-2010.

Hovedårsakene til denne ”bremsingen” har vært svakere solaktivitet og vulkan-relatert økning i partikkelinnholdet i stratosfæren. Samt regionalt mer skyer/dis pga ny-industrialiseringen i Asia.

IPCC4 tok i altfor hardt i sin prognose for de første to tiårene (“0,2 grader temperaturøkning pr tiår”). Men de nyeste målingene og artiklene synes ikke å rokke ved den grunnleggende hypotesen om at våre vedvarende utslipp av klimagasser gir en stadig varmere verden.

Sola er nå på vei opp igjen, hvilket isolert sett skal tilsi økt oppvarming. Hvis det blir El Ninjo-år i 2012, 2013 eller 2014 får vi trolig nye globale varmerekorder.

Og: Geo-engineering ved utslipp av sovel-aerosoler fra rakett eller førerløse fly direkte i stratosfæren er ingen utopi. Men hvem vet når neste store vulkanutbrudd kommer …?