Forskersonen er forskning.nos side for debatt og forskernes egne tekster. Meninger i tekstene gir uttrykk for skribentenes holdninger. Hvis du ønsker å delta i debatten, kan du lese hvordan her.

For å forstå hvorfor menneskeskapt CO₂ anses som hoveddrivkraften bak klimaendringene – det vil si temperaturøkningen og den økte nedbøren – må vi se nærmere på hvordan drivhusgassene fungerer. 

Det er lett å tro at det kun er solens stråler som bestemmer temperaturen på jorda, for vi kjenner jo varmen når solen skinner. Men fysikere påpeker at dersom solen var eneste varmekilde, ville jorda vært isende kald. 

Det må altså være noe mer som sørger for levelige temperaturer. Derfor må vi trekke inn de usynlige varmestrålene som drivhusgassene og skyene returnerer til jordas overflate.

Atmosfærisk tilbakestråling og drivhusgasser 

Varmestrålene fra jorden sendes ut mot verdensrommet, men omtrent 70 prosent av disse strålene returneres til jordoverflaten. Bakkebaserte målinger viser at vanndamp (H2O) står for 70–95 prosent av tilbakestrålingen, mens CO₂ og andre drivhusgasser utgjør resten. Tilbakestrålingen er aktiv hele døgnet. 

Selv om disse strålene er svakere enn solstrålene, tilfører de jordoverflaten nesten dobbelt så mye energi som solstrålene, som kun varmer om dagen. Energien som er i varmestrålene, kommer imidlertid opprinnelig fra sola.

Variasjon i vanndamp og betydningen for oppvarming 

Innholdet av vanndamp varierer i atmosfæren og er lavere der det er kaldt. Vannmolekylene konkurrerer med CO2-molekylene om mange av de samme varmestrålene. 

Effekten av økt CO₂ er derfor større i Arktis enn ved ekvator, og dette forklarer hvorfor Arktis varmes opp raskere enn resten av verden. 

For å forklare det må vi ta hensyn til drivhuseffekten av vanndamp, som det har blitt betydelig mer av i atmosfæren over Arktis.

Varmestrålenes effektivitet i å lage vanndamp 

Å lage vanndamp krever mye energi. Det er naturlig å tenke på sola, men solstrålene trenger flere titalls meter ned i is, snø og vann. Bare noen få prosent av solenergien går derfor med til å lage vanndamp, som produseres ved overflaten. 

Forskere har imidlertid funnet at varmestråler absorberes i de øverste 0,1 mm is, snø og vann. Styrken på tilbakestrålingen bestemmer derfor hvor mye vanndamp som produseres fra is, snø og havet.

Vanndamp er også kilden for all nedbør. Siden 90 prosent av vanndampen kommer fra havet, bestemmes den globale nedbøren av styrken på tilbakestrålingen over havet.

Da varmestrålene berget menneskeheten 

Siden varmestrålene ikke er avhengige av solskinn, har de vært avgjørende for at menneskeheten har overlevd perioder med kraftige vulkanutbrudd som forårsaket somre uten sol. 

Selv om bakken ble mye kaldere fordi solen ikke nådde ned, forble havet omtrent like varmt. Havet opprettholdt derfor mesteparten av sin varmestråling. Det gjorde at tilbakestrålingen fra atmosfæren også holdt seg høy, noe som sørget for levelige temperaturer.

Den pågående oppvarmingen 

Målinger av tilbakestrålingen viser at den har økt med litt over 1 prosent siden 1970-tallet. Dette kan forklare temperaturøkningen på litt over 1 °C og hvorfor den globale nedbøren har økt med 3 prosent. Spørsmålet er hvor varmt og fuktig det blir før vi eventuelt klarer å stabilisere CO2-nivået, og ikke minst: hva skjer med temperaturen og nedbøren etterpå? Det siste er svært usikkert, da klimamodellene ikke er kalibrert for den situasjonen.

Aktuelt fra forskersonen:

Når er det egentlig jul?

Også skilsmissebarn trenger kontakt med far