Oslo geofysikeres forening:
Årsberetning for 2020/2021
Styrets sammensetning i perioden har vært:
Kjersti Gisnås, NGI (leder)
Leonor Tarrason, NILU (nestleder)
Jon Ove Methlie Hagen, UiO (kasserer)
Erik Berge (styremedlem)
Astrid Vatne (styremedlem, teknisk ansvarlig videomøter)
Valgkomiteen har bestått av Valerie Maupin (UiO), Heidi Anette Grønsten (NVE) og Eivind Martinsen (MET). Revisorer har vært Knut Helge Midtbø (MET) og Jan-Erik Brandt (MET).
Styret har møttes digitalt i juni, august og november 2020, og videre i januar, mars og mai 2021.
Høsten 2020 ble det avholdt totalt 3 medlemsmøter, mens det våren 2021 ble avholdt 4 møter. På grunn av restriksjoner under covid-19 pandemien ble samtlige møter avholdt digitalt over Zoom. Kun medlemsmøtet i september tillot i tillegg fysisk oppmøte på UiO. Det har vært mellom 20 og 30 deltakere på samtlige møter.
Referat fra møtene følger:
Årsmøte 28.mai 2020: “Klima-kryosfære regimeskiftet på Svalbard"
v/Ketil Isaksen, MET
Zoom: 28.mai 2020
I perioden etter 1960 og fram til i dag har vi sette en raskere oppvarming i Arktis enn resten av kloden og Svalbard skiller seg ut med den raskeste oppvarmingen i Arktis. Ketil Isaksen fra meteorologisk institutt holdt et informativt foredrag om endringene i klima og effekten på kryosfæren.
En svært synlig endring er manglende islegging i fjorder og havområder rundt Svalbard. For noen tiår siden var stort sett alle fjordene på Svalbard isdekt om vinteren og ferdsel med snøskuter var vanlig. Nå er det sjelden fjordene er dekt med is. Isfrie hav og fjorder viser en god korrelasjon med lufttemperaturen over land. Kald luft som beveger seg over åpent hav varmes opp og har en direkte innvirkning på været over land.
Det er særlig vintertemperaturen som har steget. Et godt bilde på det er statistikken over antall dager med temperatur under minus 10 grader. Ferske serier med døgnverdier fra Svalbard lufthavn for perioden fra 1910 fram til 2019 viser markante endringer. Like etter 1910 var det ca. 150 dager i året med så lave temperaturer mens det de siste ti årene har ligget på 50 – 60 dager. Det har vært en spesielt rask nedgang i kalde dager i perioden etter 1990. Trenden er klar, men det er store naturlige variasjoner i temperaturen.
Nedbøren har også vist en markant økning som et direkte resultat av isfrie havområder der lufta kan ta oppe mer fuktighet. Andelen av samlet årlig nedbør som faller som snø har vist en klar nedgang. Før 1970 falt mer enn 50% av nedbøren som snø, mens det nå er rundt 35 %. Varme perioder med nedbør som regn har blitt mer vanlig om vinteren. I januar 2012 kom det nesten 100 mm regn i en hendelse i Ny-Ålesund. Dette førte til dannelse av et 10-20 cm tykt lag med påfrossen is på tundraen, noe som ga reinsdyra store problemer med å finne mat.
Noen værtyper dominerer endringene og for eksempel gir sør-vestlige luftstrømmer høyere temperatur og mer nedbør som observert i Ny-Ålesund.
Permafrosten har blitt overvåket i et 100 m dypt borehull på Jansonhaugen i Adventdalen siden 1999. Tykkelsen på det aktive laget, laget som tiner om sommeren, har økt fra om lag 1.6 m til nesten 2 m samtidig som bakketemperaturen har steget, på 2m dyp fra -1 til nær null og på 40 m dyp fra -6 til -5 grader. Når bakketemperaturen stiger smelter også isen i permafrosten og forårsaker utglidninger og synkehull, såkalt termokarst. I den tinende permafrosten ligget er stort potensial for frigjøring av drivhusgasser.
Hva har Covid-19 lært oss om luftkvalitet og smitteveier?”
v/Leonor Tarrason, NILU
Zoom og UiO: 23.september 2020
Vi har nå hatt tid til å reflektere over Covid-19 situasjonen, hva har den lært oss så langt?
Snart er 1 mill. døde og Corona er en av de verste pandemiene i nyere tid. Store mengder digital informasjon om corona-pandemien presenteres oss i sanntid. Worldometer (https://www.worldometers.info/coronavirus/) er et eksempel på nettsted med mange brukere, der informasjon om Covid-19 pandemien samles og distribueres slik som antall smittede og døde i hvert enkelt land. Men er dataene fra de ulike landene sammenlignbare? Det er for eksempel ulike måter å telle antall døde i forskjellige land. Kontroll av kildene er viktig før vi trekker konklusjoner når vi overstrømmes av digital informasjon om pandemien.
Mange av erfaringene med Covid-19 innenfor geofagene er tilgjengelige på http:/earthobservations.org/covid19.php. Også her er det viktig å være kritisk til datakildene. Eksempelvis kan kvalitetssikrede data og ikke kvalitetssikrede data kan gi store forskjeller i resultatene. Et stort antall publikasjoner om Covid-19 og luftkvalitet er allerede tilgjengelige. Kort oppsummert ser vi: En betydelig nedgang i nitrogendioksid (NO2), en økning av ozone, mens PM-svevestøv varierer fra område til område. En viktig årsak til NO2 reduksjonen er redusert veitrafikk og dermed reduserte utslipp. Reduksjonene varierer fra 10-70 % i Europa. Værforholdene vil også spille en rolle. I Norge gikk veitrafikken ned med 30 % i mars, med unntak av påsken da utslippene og dermed NO2 nivåene var nær de normale. Etter påske gikk trafikken tilbake til normalen. Modellberegninger viser også reduserte NO2 nivåer, men modellene kan ikke forklare målingene fullt ut.
For svevestøv (PM, particulate matter) er bildet mer sammensatt. Hjemmekontor ga mer vedfyring, og tørt og pent vær ga høye verdier av svevestøv i for eksempel Oslo selv om trafikkmengden var redusert. Langtransport er viktigere for PM enn for NO2. Eksempelvis mottok deler av Norge langtransportert PM i slutten av mars med verdier på 30 til 40 µg/m3. Endringer i PM verdier under Covid-19 er fra +25 % til - 40 % i Europa, men det er vanskelig å se klare sammenhenger med pandemien. Studier i Asia viser en klar nedgang i transporten av polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) fra Kina til Japan i perioden januar til april som skyldes pandemien.
Studier av smitteveiene til Covid-19 viser at de viktigste er: Store pustedråper (> 5-10 µm) med stor utgangshastighet, direkte fysisk kontakt og innånding av aerosoler (< 5 µm). Ny forskning er initiert for å øke forståelsen av spredning av aerosoler og nanopartikler i inneluft.
Kort oppsummert har COVID-19 lært oss å være kritiske til data/informasjon. Vi har også lært at det er mulig å gjøre endringer i samfunnet som påvirker utslippene betydelig, basert på politiske beslutninger. Et viktig spørsmål er da: Kan denne politiske viljen brukes til å håndtere klimaspørsmålet?
“Overvann - nytt forvalteransvar for NVE”
v/Kristina Tvedalen, NVE
Zoom: 27.oktober 2020, 29 deltakere
Urbaniseringen med fortetting av hus, flere veier og åpne plasser med asfalt og betong gjør at nedbøren får en helt annen avrenningskurve enn i naturlig vegetasjonsdekket terreng. Det gir grunnlag for rask overflateavrenning og flomskader. Klimaendringen med mer styrtregn forsterker problemet og gjør det nødvending med tiltak for å dempe flomskadene i urbane strøk.
Dette var temaet for foredraget «Overvann – et nytt forvalteransvar for NVE» som ble holdt av hydrolog Kristina Tvedalen fra NVE. Møtet var heldigitalt og gikk på Zoom. Det fungerte fint og vi hadde 26 deltagere, det vil si det samme antall som et godt besøkt fysisk møte. Zoom kan ikke erstatte verdien av et fysisk møte, men er en god nødløsning.
Flomskader forårsaket av overvann fører til betydelige materielle skader i Norge hvert år. Overvann dannes både ved nedbør som regn og ved smelting av snø. De estimerte årlige skadekostnadene er mellom 1,6 til 3,6 milliarder kroner. NVE har fått et forvaltningsansvar for overvann. NVE skal bidra med rådgiving til kommunene med planer for å forebygge skader forårsaket av overvann. Tiltakene skal bidra til å redusere og forsinke avrenningen og dermed minke faren for flomskader. Flomtoppene gir skadene. Derfor er det et hovedmål å kunne dempe disse flomtoppene. Det må gjøres med ulike tiltak for å drenere bort vannet eller forsinke avrenningen. Det gjøres med rørsystemer på og under bakken, planting og etablering av vegetasjonsområder. Rørsystemer har rask dreneringshastighet, men begrenset kapasitet. Ved kraftige nedbørsmengder vil kapasiteten til dreneringssystemene ofte overbelastes og det blir flom og oversvømmelser i gater og plasser, ofte med store erosjonsskader.
NVE drifter nå ni urbanhydrologiske målestasjoner. Disse ligger i relativt små, urbane nedbørfelt, ofte under 1 km2. Stasjonene har høy tidsoppløsning og skal bidra til å kartlegge effektiviteten av tiltakene samt bidra med data til å kunne lage modeller for avrenning i urbane strøk. På stasjonene måles vannføring, lufttemperatur og nedbør med minuttsoppløsning og ofte også snøsmeltehastigheten.
Et eksempel på tiltak er å etablere såkalte «grønne tak» der en opparbeider et vegetasjonsdekke på taket som bidrar til å øke infiltrasjonskapasiteten og forsinke avrenningen. Det bidrar også til å danne grønne lunger i byområdet. Ulempen er at det er ganske dyrt å etablere og har relativt høye vedlikeholdskostnader. Grønne tak er etablert på flate tak, men det er egentlig ingen ny teknikk men en videreføring av de gamle torvtakene. Disse holder på mye vann, demper avrenningen og hindrer også takskred av snø. Et annet tiltak er regnbed i gatene er som er beplantede forsenkninger eller kanaler som fungerer som oppsamlere og dreneringskanaler for overvannet. Kanalene kan være fylt med sedimenter og dreneringsrør som tar unna vannet.
Tiltak mot overvannsflom må inn som en naturlig del i arealplanleggingen av framtidige byområder. Det vil bli økt behov for rådgiving rettet mot landets kommuner. Overvannsprosjektet i NVE skal i samarbeid med Met.no og kommunene utarbeide veiledninger for håndtering av overvann og utvikle modeller for avrenningen.
Julemøte: Bedre værvarsler med eksisterende og nye observasjonstyper - fra data assimilasjon til postprosessering
v/Jørn Kristiansen, MET
Zoom: 10.desember 2020 med 23 deltakere
Jørn Kristiansen er direktør for senter for utvikling av varslingstjenesten ved Meteorologisk institutt. Han jobber kontinuerlig for at værvarslene skal bli mer treffsikre, både i tid og rom.
Dagens detaljerte værvarsler på Yr har typisk en treffsikkerhet på rundt 80 prosent, av og til bedre, andre ganger dårligere.Vær og værvarsler kan ha en avgjørende betydning i planlegging og gjennomføring av alle slags utendørsaktiviteter. Det er ikke bare dårlig vær som kan ødelegge en opplevelse, det kan dårlige værmeldinger også.
Hvor gode værvarslene er, har alltid vært diskutert og studert. Henrik Mohn, Meteorologisk institutts første direktør, sa for mer enn 100 år siden at han ikke kunne love sikre og eksakte værvarsler, men at han ønsket en treffsikkerhet på minst 85 prosent. Sommeren 2019 lå treffprosenten på time-for-time-varslene for nedbør på Yr typisk omkring 80–90 prosent. Generelt kan vi si at treffprosenten for temperatur, vind og nedbør varierer, men ofte havner rundt 70–80 prosent. Skydekke scorer gjerne dårligere, med en treffprosent rundt 50 prosent.
Men hvorfor strever vi fortsatt med å få til en treffsikkerhet som er høyere enn 85 prosent? Meteorologisk institutt har en helt annen tilgang til observasjoner og målinger av været i dag enn den gang, blant annet fra satellitter. Vi har også tilgang til enorme regnemaskiner og massiv datakraft. Den store forskjellen ligger i at der vi for 100 år siden varslet været for store områder og uten noe særlig med detaljer, varsler vi nå været for akkurat ditt sted, for hver time. Noen av varslene på Yr oppdateres faktisk hvert femte minutt!
Så vi har generelt mye bedre varsler enn det man hadde for 100 år siden.
Kombinasjonen av at modellene kjøres på høyere oppløsning og også kjøres stadig oftere med justering for observert vær gjør treffsikkerheten stor. Man ser likevel at enkelte værfenomen er vanskelig å varsle, og da særlig styrtregn som kan oppstå tilsynelatende ut av ingenting, og på kort tid gi svært intens og lokal nedbør. Vi har sett flere eksempler på dette på Østlandet de siste somrene, samt i Jølster sommeren 2019. Sistnevnte hendelse førte til stor skredaktivitet, skader på veg og bygninger og også en dødsulykke.
For å fange opp disse lokale bygene er vi avhengig av å kombinere modellene med gode og høyoppløselige data i sanntid. Dette gjøres nå ved å benytte i større grad både bakkebaserte og satellittbaserte radardata. Radardata er en viktig informasjonskilde, men har sine svakheter ved at man ikke direkte måler nedbør, og skyggeeffekter kan gi problem ved observasjon av veldig intense nedbørshendelser.
Meteorologisk institutt satte derfor i 2018 i gang et prosjekt for å også bruke Netatmo værstasjoner, som kan opereres av privatpersoner og gi en høy tetthet av ultralokale data i sanntid. Baksiden med Netatmo stasjoner som opereres av Ola Nordmann er at usikkerheten i målingene blir større. Men fordi man oppnår en så høy tetthet av disse stasjonene kan man luke ut stasjoner med målinger som avviker fra stasjonene rundt. Fordelen for meteorologisk institutt er tilgang på en stor mengde lokale observasjonsdata til en lav pris, mens fordelen til brukeren er å bidra til forbedret varsel i sitt område. De private Netatmo-stasjonene brukes primært for temperatur og nedbørmålinger, men gir en unik mulighet til å følge bygeaktivitet som forflytter seg f.eks. gjennom Oslo. Bruken av Netatmo-stasjoner i værvarslingsmodellene er fremdeles under utvikling, men det er ingen tvil om at fremtidens værvarsler vil være enda bedre på å varsle både kalde vinterdager og intens sommernedbør!
“Under asfalten - Oslos naturhistorie gjennom to milliarder år”
v/Henrik Svensen, UiO
Zoom: 16. februar 2021
Foredragsholder Henrik Svensen er svært engasjert i Oslos naturhistorie og han har skrevet flere populærvitenskapelige bøker innen Geologi (4 stk) og en ny bok om Oslos geologiske historie - Under Asfalten. Motivert av prosjekter om den rike geologiske arven i Oslo tok han oss med på en reise i geologisk tid der vi gikk igjennom 27 millioner år i minuttet på OGF møte!
Han fortalte om Oslos geologiske historie og den kompliserte geologien i Osloområdet med mange ulike bergartstyper slik som havsedimenter, kalkholdige bergarter, dypbergarter fra magma, vulkanske bergarter og sandstein.
Grunnfjellet i Osloområdet er 1.6-1.8 milliarder år gammelt. Det er også funnet mineralkorn på Nesodden som kan dateres mer enn 2 milliarder år tilbake i tid. Granater er også vanlig i Oslo og de dannet fjellkjeder i perioden 1-1.7 milliarder år siden. Den yngste bergarten er Iddefjordgranitten fra ca. 0.9 milliarder år tilbake i tid. Nedslitt grunnfjell sank i havet for ca. 550 mill år siden, og i samme periode ble alunskifer dannet. I perioden 0.5-1 milliarder år siden steg oksygennivåene i atmosfære til dagens nivåer, og det påvirket avsetning av organisk materiale. Oslo befant seg på denne tiden på den sørlige halvkule. Etterhvert flyttet landområdet seg mot ekvator, og det ble dannet store marine kalkavsetninger og skiferlag.
Den kaledonske fjellkjede var på sitt høyeste for ca. 420 mill år siden og denne fjellkjedefoldingen har påvirket geologien. Påvirkning var fra nordvest og foldinger sees vinkelrett på dette, dvs . i retningen SV-NØ mange steder i Osloområdet.
For ca. 450 mill var det et enormt vulkanutbrudd som ga et vulkanaskesediment på ca. 1 m tykkelse. Så for 300 mill. år siden ble Oslo “riftet” dannet gjennom et kraftig vulkanutbrudd. På denne tiden lå Oslo fortsatt langt sør og hadde et tørt klima. Et tykt lag med Rombeporfyr (finkornet vulkansk bergart med biter av feltspat med form som romber) dannet et tykt lag i Osloområdet etter vulkanutbrudd. Nye utbrudd av supervulkaner fulgte og dannet den store Bærumskalderaen. Den yngste vulkanske bergarten som er funnet i Oslo er 262 millioner år gammel og ligger ved Institutt ved Geofag på Blindern!
Magmakamrene størknet og dannet grunnlag for metaller i i ytre deler slik som Fe, Pb, Zn, Cu, Ag. Leting etter metaller startet allerede på 1400 tallet, og fra ca. 1700 tallet ble jerngruver etablert. På Akersberget på Grunerløkka var det en sølvgruve.
De siste 2.6 mill. år har Oslo hatt 40 istider, likevel finnes bare rester fra siste istid. Et eksempel den tydelige morene på Grefsen (Grefsenmorene). Den øverste strandlinjene ligger i dag på ca. 221 moh. Havet steg ca. 130 m etter siste istid, men landhevingen i vårt område har vært større. Etter landhevingen finner vi leirbunn fra de gamle fjordene, f.eks. på Romerike og Gjerdrum og som har gitt opphav til tragiske kvikkleireskred (Gjerdrum, 2021, Bekkelagskredet 1953).
Henrik Svensen avsluttet med å påpeke at siden menneskene først slo seg ned omkring Oslofjorden, har dette gitt nye enorme endringer og vi står på terskelen til en ny geologisk epoke, antropocen, eller menneskets tidsalder. Holocen (tiden etter siste istid) kan nå antas å være over.
What can modern dating methods tell us about landslides - and "The Man", the unstable mountain in Møre og Romsdal?
v/Reginald Hermanns, NGU
Zoom: 17. mars 2021, 21 deltakere
Reginald Hermanns er leder for skredgruppen på NGU samt professor på institutt for geovitenskap og petroleum på NTNU. Hans forskning er i stor grad fokusert rundt skreddynamikk og forståelse av ustabile fjellsider.
Jorden bombes konstant av kosmiske stråler som er høyenergiladede partikler. Disse partiklene interagerer med atomer i atmosfæriske gasser (og derved produseres nordlys) og jordoverflaten. Når en av disse partiklene treffer et atom, kan den frigjøre protoner og/eller nøytroner fra atomet og produsere et annet element eller en annen isotop av det opprinnelige elementet. I stein og andre materialer med lignende tetthet absorberes det meste av den kosmiske strålingen i den ytterste meteren i reaksjoner som produserer nye isotoper. Disse kalles kosmogene nuklider.
Ved å måle visse kosmogene radionuklider kan forskere datere hvor lenge en bestemt overflate har blitt eksponert, hvor lenge et bestemt stykke materiale har vært begravd, eller hvor raskt et sted eller et dreneringsbasseng eroderer. Det grunnleggende prinsippet er at disse nuklidene produseres med en kjent hastighet, og også forfaller med en kjent hastighet. Ved å måle konsentrasjonen av disse kosmogene nuklidene i en bergprøve, og ta hensyn til strømmen av de kosmiske strålene og nuklidets halveringstid, er det mulig å beregne hvor lenge prøven har vært utsatt for kosmiske stråler. Selv om datering med denne metoden er dyr og hele prosessen tar lang tid, har terrestrial cosmogenic nuclide (TCN)-datering den fordelen at det daterbare materialet produseres av det ustabile fjellpartiet selv ved at nye materialoverflater blir utsatt for de kosmiske strålene når fjellpartiet sklir. Med nøyaktigheten til moderne instrumenter kan alle overflater eldre enn ca 1000 år dateres, og usikkerheten i dag ligger under 10% av alderen. Prisen for en datering har også blitt vesentlig lavere de siste årene, ettersom mer effektive metoder er kommet på markedet..
NGUs skredgruppe kartlegger ustabile fjellsider i Norge, og samarbeider også med NVE om forståelse av dynamikken i fjellsider som har stor grad av bevegelse. I Norge har vi en rekke fjellsider hvor vi observerer bevegelse, noen partier beveger seg veldig sakte mens andre har større hastighet. Av fjellpartier med stor hastighet er f.eks. fjellpartiene Mannen og Åkneset i Møre og Romsdal, og Nordnesfjellet i Lyngen. Disse fjellsidene monitoreres kontinuerlig med ulike type fjernmålinger slik at man kan varsle før et fjellskred kommer. Likevel trenger man å kjenne historien til fjellpartiet for å forstå mer av hva som trigger bevegelsene over tid.
NGU og Reginald Hermanns bruker nuklider til å datere eksponering for steinprøver, med hensikt å forstå hvordan ustabile fjellparti har utviklet seg over tid og forespeile hvordan bevegelsene vil kunne utvikle seg i fremtiden. Prøvene tas både fra avsetninger i dalbunn, og fra fjellveggen ovenfor fjellpartiet som har glidd ut. Ved å ta prøver fra ulike høyder i den blottede fjellveggen, kan man regne seg tilbake til hvordan bevegelsen til fjellpartiet og også hastigheten har endret seg gjennom de siste årtusenene. Denne historikken sammenlignes med kartlegging og datering av skredavsetninger i dalen, for å forstå når det har vært stor aktivitet og mindre aktivitet.
For området rundt Mannen i Romsdalen er denne metoden benyttet sammen med rekonstruksjoner av temperaturvariasjoner siden siste istid. Numeriske modeller er benyttet sammen med temperaturmålinger i fjellveggen for å beregne dagens temperaturfelt i fjellet, og man ser at fjellpartiet er helt på grensen til permafrost. Ved å bruke temperaturrekonstruksjonen tilbake i tid har man rekonstruert hvordan temperaturfeltet og fordelingen av permafrost har vært i tidligere tider. Basert på disse studiene ser man klare sammenhenger mellom perioder med kraftig oppvarming og dermed degradering av permafrost i fjellet, og perioder med mye bevegelse i fjellpartiet og avsetninger i dalen.
Skyer og klima – en følsom forbindelse
v/Trude Storelvmo, UiO
Zoom: 21. april 2021, 19 deltakere
Trude startet forskningsarbeidet på sammenhengen mellom skyer og klima allerede i sin doktorgrad på UiO med Jon Egill Kristjansson som veileder, og er nå blant verdens fremste forskere innen temaet.
Det har skjedd noe med følsomheten til klimamodellene
Likevekts klimafølsomhet (ECS; equilibrium climate sensitivity) er en viktig måleenhet for følsomheten i klimamodeller. ECS er variasjonen i globalt midlet temperatur ved bakken i det man når en dobling av atmosfærisk CO2. Tidligere har klimamodeller holdt seg innenfor et ECS intervall på 2 – 4,5 grader. Modeller med et bredere intervall enn dette har vært ansett som mindre pålitelige fordi de er antatt å overestimere oppvarmingseffekten, også sammenlignet med observasjoner. I den siste generasjonen klimamodeller har imidlertid ECS økt, og mange har av modellene har ECS over 5 grader. Spredning i klimafølsomhet kommer fra usikkerhet i de underliggende modellen for tilbakekoblingsmekanismer. Men hvorfor har følsomheten blitt større, når man vet at modellene stadig blir mer avanserte og med et høyere detaljnivå?
Hvorfor?
Tilbakekoblingsmekanismer relatert til vanndamp har det største bidraget til klimafølsomhet, deretter er det største bidraget fra skyer. Tilbakekoblingsmekanismene bidrar imidlertid med stor usikkerhet, og har vært en akilleshæl i utvikling av klimamodeller.
Den siste generasjonen klimamodeller ser ut til å være mer følsom for skyer. Endringer i skymengde endrer (1) skyhøyden, (2) skymengden og (3) den optiske tykkelsen til skyene. En viktig egenskap ved den optiske tykkelsen er at skyene reflekterer mer når skyene består av skydråper (ufrossen) enn iskrystaller (frossen). Dette vil si at skyene har en bremsende effekt på temperaturutviklingen på jorda, eller en negativ tilbakekoblingseffekt, fordi skyene reflekterer mer sollys når mer is blir omgitt til vann.
Når man har sammenlignet tradisjonelle GCMs med fly- og satellittmålinger ser man at modellene generelt underestimerer mengde flytende vann i skyer, og det er for mye is. Dette har gjort at de da har simulert en for sterk bremsende effekt, og derfor mindre oppvarming.
Hypotesen til Trude's forskningsgruppe har vært at problemet ligger i den uniforme fordelingen av vann og is i grove klimamodeller, hvor ispartiklene alltid vil være omgitt av skydråper og derfor kan vokse mye. I virkeligheten består isfordelingen av lommer av is hvor det ikke alltid er mulig å vokse like mye. Gruppens modellsimuleringer sammenlignet med observasjoner fra skyene viser at dersom man starter med lite is og mye vann i modellen, er det mye is som kan vokse, og man får en stor klimafølsomhet og mye oppvarming. Starter man med mye is får man en mye lavere følsomhet. Forsøkene viser dermed høy korrelasjon mellom vannmengde i sky og klimafølsomhet.
Mange av klimamodellen har nå blitt forbedret slik at forholdet mellom iskrystaller og skydråper samsvarer bedre med observasjoner. Dermed har også klimafølsomheten økt, og som forventet simulerer de mer oppvarming for den samme økningen i mengde drivhusgasser i atmosfæren. Men selv om de nyere klimamodellene har økt følsomhet, overestimerer de faktisk ikke oppvarmingen, men har svært godt samsvar med observasjoner. Modellene oppfører seg altså ikke som en høyfølsomhetsmodell for historiske simuleringer. Men, når temperaturendringen kommer på over +4 grader, øker følsomheten.
Den økte sensitiviteten er koblet til faseendringer i skyene
Den økte følsomheten etter stor oppvarming har sammenheng med optisk skyhøyde. Faseendringer i skyer er veldig kraftige, og disse dominerer når det gjelder endring i følsomhet med tidsutvikling. Sørishavet har en dempende effekt fra skyer; det er mye skyer, og stor blanding av vann og is, og det er høy grad av faseendringer hvor iskrystaller vokser. Denne effekten forsvinner med oppvarming. I simuleringene starter man med en blanding av is og flytende vann. Man mister is i skyene etter hvert som klimaet blir varmere, og ved slutten av framskrivingene har vi nesten ikke noe is igjen, kun vann. Den dempende effekten gjelder kun så lenge man har en blanding, og is kan gå over til vann. Skyene får derfor en mer forsterkende effekt over tid. Jo mer oppvarming, jo mer følsom.
Har vi to ulike klimaregimer? Nr 2 uten bremsekloss!
Den bremsende effekten av sky-is som erstattes med flytende vann svekkes med oppvarmingen – altså, jo varmere det blir, jo mindre is som kan konverteres til flytende vann gjenstår i skyene, og gitt tilstrekkelig oppvarming viser noen klimamodeller at denne “bremseklossen” kan forsvinne helt. Hvis dette skjer, vil det føre til en akselerasjon i global oppvarming. Men hvor sannsynlig er det at dette skjer, og hvor mye oppvarming kreves i så fall?
Styret, Oslo, 14.05.2021