Klimaendringer i Norge

­

Klimaendringer er blitt et sentralt politisk tema nasjonalt og internasjonalt, og utgangspunktet er forskning. Hva forteller egentlig denne forskningen, hva omfatter den og hvordan foregår den?

Forskningsrådets tiårige forskningsprogram «Klimaendringer og konsekvenser for Norge» (norklima) har hatt som målsetning å sette klimaendringer i et helhetlig perspektiv, og på den måten bedre vår forståelse av det som skjer.

Spørsmålene forskerne har prøvd å finne svar på er: Hvordan skapes klima­ endringer og hvordan påvirker klimaendringene selve klimasystemet? Hva skjer med naturen, med dyre- og plantelivet? Hvordan kan samfunnet tilpasse seg endrede klimatiske rammebetingelser?

I denne boken har fremtredende forskere innen sine respektive fagfelt gått gjennom og analysert forskningsprosjektene fra norklima, prøvd å finne svar på spørsmålene, og formidler resultatene på en forståelig, lettlest og engasjerende måte.

Alle som er opptatt av vårt klima og den verden vi lever i, vil ha glede av boken.

Boken er en nyttig kunnskapskilde for naturfaglærere i ungdomsskolen og videregående skole. Den vil også være av interesse for akademikere og studenter innenfor naturfaglige studieretninger.

ISBN 978-82-15-02158-4

Knut H. Alfsen • Dag O. Hessen • Eystein Jansen KLIMAENDRINGER I NORGE

Klimaspørsmålet angår oss alle

Knut H. Alfsen • Dag O. Hessen • Eystein Jansen

KLIMAENDRINGER I NORGE Forskernes forklaringer

Knut H. Alfsen er strategidirektør ved CICERO Senter for klima­forskning. Han har en doktorgrad i teore­ tisk fysikk, men har hovedsakelig arbeidet som økonom innen ressurs- og miljøøkonomi. Alfsen har arbeidet i forskningsavdelingen i Statistisk sentral­ byrå, ved Institutt for energiteknikk og ved CICERO Senter for klimaforskning, der han var direktør i en periode. Han har vært hovedforfatter til den siste rapporten fra FNs klima­ panel (IPCC 2007). Knut H. Alfsen har i perioden 2013–2016 en deltidsstilling som Science Advisor til China Council for International Cooperation on Environment and Development (CCICED).

Dag O. Hessen er professor ved Institutt for biovitenskap, senter for økologisk og evolu­ sjonær syntese (CEES), ved Universitetet i Oslo.

Han har publisert et stort antall vitenskapelige artikler relatert til biologi og klima, både når det gjelder responser på cellenivå, artsnivå og økosystemnivå. Han har også skrevet en lang rekke populærfaglige artikler og bøker.

Eystein Jansen er professor ved Institutt for Geovitenskap ved Universitetet i Bergen og direktør for Bjerknessenteret for klimaforskning. Han har særlig arbeidet med fortidsklima og de naturlige klimaendringene, og har publisert et høyt antall vitenskapelige artikler om klima­ endringer og havstrømmene. Jansen var hovedforfatter i begge de to siste rapportene til FNs Klimapanel (IPCC).

omslag: cecilie mohr | www.cmyk.no

9788215021584.indd 1

25.09.13 15.44

1

 

Klimaendringer i Norge

Klimaendringer i Norge.indd 1

26.09.13 10:04

2

Klimaendringer i Norge.indd 2

ďťż

26.09.13 10:04

3

 

Knut H. Alfsen, Dag O. Hessen, Eystein Jansen

Klimaendringer i Norge – forskernes forklaringer

universitetsforlaget

Klimaendringer i Norge.indd 3

26.09.13 10:04

4



© Universitetsforlaget 2013

ISBN 978-82-15-02158-4

Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med rettighetshaverne er enhver eksemplarfremstilling og tilgjengeliggjøring bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.

Henvendelser om denne utgivelsen kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 508 Sentrum 0105 Oslo

www.universitetsforlaget.no

Utgitt med støtte fra Norges forskningsråd.

Omslag: Cecilie Mohr Sats: Rusaanes Bokproduksjon AS Trykk og innbinding: Merkur-Trykk AS Boken er satt med: Times New Roman MT Std 10,5/13,5 Papir: 100 g Arctic Matt

Klimaendringer i Norge.indd 4

26.09.13 10:04

Innhold

5

Innhold

Forord fra Norges forskningsråd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Forfatternes forord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Del I Slik skapes klimaendringer . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 Klimaendringer – et overblikk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3 Klimapådriv skaper klimaendring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1 Den viktige energibalansen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2 Klimaendringer uten endringer i strålingsbalansen . . . . . . 33 3.3 Ytre pådriv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4 De menneskeskapte drivkreftene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.5 Langtlevende klimagasser – klimaproblemets rot. . . . . . . . 37 3.6 Har ozonhullet noe med klimaet å gjøre? . . . . . . . . . . . . . . 38 3.7 Giftlokk og ozon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.8 Blir det varmere eller kaldere av skitten luft? . . . . . . . . . . . 40 3.9 Kortlevde klimapådriv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.10 Aerosoler og partikler – kan forurensning også være klimanyttig?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.11 Sot på snø gir mer smelting, og kondens fra fly gir oppvarming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.12 Albedo – jordoverflaten i endring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4 Hva slags pådriv får vi fra naturlige endringer?. . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.1 Solen er variabel – hva betyr det? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2 Vulkaner skaper klimatrøbbel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.3 Vulkaner gir dårlig vær . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Klimaendringer i Norge.indd 5

26.09.13 10:04

6

Innhold

5 «Oppvarmingen er uomtvistelig». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Temperaturen på land . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2 Den varmeste perioden siden istiden. . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3 Å måle temperaturen i havet uten termometer. . . . . . . . . .

5.4 Polar forsterkning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.5 Varmeoptimum – da havet var varmere enn nå

(om sommeren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.6 Spiller solen noen rolle?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49 51 52 53 55 56 57

6 Varmere, våtere, villere? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.1 Ekstremvær, flom og skred. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 7 Blir breene våre borte – nok en gang? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 7.1 Da breene forsvant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 7.2 Breene som nedbør- og vindmåler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8 Hvorfor forsvinner sjøisen i Arktis?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 8.1 Var det like lite is i tidligere varmeperioder?. . . . . . . . . . . . 68 9 Karbonkretsløpet – en avgjørende medspiller i klimapolitikken. . . . . 69 9.1 CO2-mengdene som forsvant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 9.2 Havet er et sluk, ikke en kilde til CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 9.3 Havforsuring – klimaproblemets «onde tvilling» . . . . . . . . 72 10 Lite land, store modeller og supercomputere . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1 Bergen Climate Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.2 Den norske jordsystemmodellen NorESM. . . . . . . . . . . . .

10.3 Når modellen blir for grovmasket. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.4 De siste 100 års klima – hva er årsakene til det vi

har observert?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.5 Menneskeskapte klimaendringer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.6 Vulkaner og sol skapte klimamønsteret . . . . . . . . . . . . . . .

73 76 76 77

11 Forsvinner Golfstrømmen?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1 Grønland minket da det var varmt. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.2 Ikke bare Golfstrømmen: om havstrømmene,

atmosfæren og klimavarsling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3 Den nordatlantiske svingningen (NAO). . . . . . . . . . . . . . .

11.4 Temperatursvingninger i løpet av 50–100 år har stor betydning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83 85

Klimaendringer i Norge.indd 6

79 80 81

88 89 90

26.09.13 12:30

Innhold

7

12 Vår klimafremtid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 12.1 Klimavarsler – er det mulig? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 12.2 Karbonkretsløpet gjør klimapolitikken vanskeligere. . . . . 98 12.3 Klimafølsomhet – vanskelig å avgrense. . . . . . . . . . . . . . . . 98 Del II Liv og klima – en symbiose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 13 Økosystemer som klimatermostater. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 13.1 En unik planet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 13.2 Liv skaper livsforhold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 13.3 Den biologiske karbonbalansen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 13.4 Termostatens begrensninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 13.5 Hva er egentlig et økosystem?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 14 Havet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 14.1 Hav og klima – de lange linjer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 14.2 Havets gress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 14.3 Is som økosystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 14.4 Raudåte og feitåte – ikke ett fett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 14.5 Karbonets uransakelige veier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 14.6 I godt og dårlig lys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 14.7 Forsuring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 14.8 Klima og fisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 14.9 Komplekse problemer krever flere hoder. . . . . . . . . . . . . . . 129 14.10 Rykk-og-napp-effekter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 14.11 Klimaeffekter høyere oppe i næringskjeden . . . . . . . . . . . . 133 14.12 Gjess på vinterferie gir effekter på Svalbard. . . . . . . . . . . . 134 14.13 Isbjørnen – ishavets panda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 15 Klimaeffekter på land. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 15.1 Skog på Svalbard? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 15.2 Mer skog også på fastlandet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 15.3 Hvordan var det før? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 15.4 Skog på vandring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 15.5 Tid til tilpasning?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 15.6 Der det er liv, er det sopp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 15.7 Barkbillefest. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 15.8 Milde vintre, mer is, mindre mat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 15.9 Intrikate samspill. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 15.10 Rev mot rev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 15.11 Fjellets kanarifugl?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 15.12 Vil elgen krympe?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

Klimaendringer i Norge.indd 7

26.09.13 10:04

8

Innhold

15.13 Nye arter – godt eller dårlig nytt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 15.14 Den røde tråd fra luft til vann. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 15.15 Fra klima til skog til brunere vann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 15.16 Nitrogen – for mye av det gode? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 15.17 Mer ørret, mindre røye?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 15.18 Fra fisk til maneter?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 16 Positive tilbakekoblinger – negative effekter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 16.1 Igjen: Ting henger sammen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 16.2 Mindre is – mer varme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 16.3 Skyene tåkelegger klimaprognoser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 16.4 Surere, varmere og blåere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 16.5 Når tundraen tiner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 16.6 Drivhusgasser fra økosystemene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Del III Ildsjeler i et varmere klima – effekter på samfunnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 17 Klimaendringer, velferd og sårbarhet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 17.1 Introduksjon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 17.2 Effektene av klimaendringer er mangfoldige. . . . . . . . . . . . 188 17.3 Et forsøk på å systematisere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 17.4 Hva gir velferd? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 17.5 Ikke så enkelt likevel …. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 17.6 Hva ble så gjort i NORKLIMA-programmet?. . . . . . . . . . 191 18 Klimatilpasning på lokalt nivå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 18.1 Tilpasning i Lebesby, Hammerfest og Vestvågøy . . . . . . . . 193 18.2 Sosiale relasjoner og lokalkunnskap: klimatilpasning

i fjellbygda Øystre Slidre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 18.3 … og mange andre steder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 18.4 Kultur- og strukturforskjeller i strømnettbransjen. . . . . . . 198 18.5 Byplanlegging: Uklar ansvarsplassering hindrer tilpasning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 18.6 Hva med klimatilpasningen i Oslo-regionen?. . . . . . . . . . . 200 18.7 Oversettelse til tekniske utfordringer er ikke nok. . . . . . . . 202 18.8 Klimatilpasningsplanlegging krever mer enn kunnskap. . . 203 19 Skred, ras og annet som kommer fra oven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 19.1 Blir det flere skred i et endret klima?. . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 19.2 Skredfaren også kartlagt på Svalbard. . . . . . . . . . . . . . . . . 206 19.3 Snøskred koster transportnæringen lite. . . . . . . . . . . . . . . . 206

Klimaendringer i Norge.indd 8

26.09.13 10:04

Innhold

9

19.4 Klimakunnskap på vei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 19.5 Veier som saltes, og fly som avises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 20 Klimaregnestykker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 20.1 Lokale effekter er kanskje ikke så farlige?. . . . . . . . . . . . . . 209 21.2 Mer om turisme i nordlige strøk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 20.3 Når Svalbard-turisten hører villmarken kalle, er dårlig

vær nesten en bonus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 20.4 Våtere, varmere og billigere? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 20.5 Gir klimaregnestykkene fasitsvar?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 20.6 Fremtidig usikkerhet – hvor mye betyr den for klimapolitikken?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 21 Norge er et lite land i en stor verden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 21.1 Et lite blikk utaskjærs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 21.2 Skaper klimaendringer konflikter? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 21.3 Blodigst i Asia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 22 Hvordan ting gjøres, spiller en rolle, ikke bare hva som gjøres. . . . . 220 23 Blir forskningen brukt?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 24 Noen avsluttende tanker om samfunnsprosjektene. . . . . . . . . . . . . . 226 25 Populærvitenskapelig formidling av samfunnsfaglig forskning og videre lesning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 26 Prosjektliste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Forfatternes etterord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Bildeliste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Stikkord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Klimaendringer i Norge.indd 9

26.09.13 12:30

10

Klimaendringer i Norge.indd 10

ďťż

26.09.13 10:04

Forord fra Norges forskningsråd

11

Forord fra Norges forskningsråd Klimaforskningen må sammenstilles At klimaforskningen må sammenstilles, er et krav som er kommet til Forskningsrådet fra både politikere og embetsverk. Det var også en av konklusjonene fra et internasjonalt ekspertpanel som evaluerte norsk klimaforskning i 2012. I tillegg ønsker enkeltpersoner og grupper i allmenheten, det være seg lærere, journalister, bønder, ingeniører, idealister, pessimister, optimister eller rett og slett nysgjerrige, at det blir gjort en sammenstilling av norsk klimaforskning. Året 2013 har gitt Forskningsrådet en ekstra god grunn til å imøtekomme dette kravet. Nå avslutter vi forskningsprogrammet Klimaendringer og konsekvenser for Norge (norklima). norklima har vært et av Forskningsrådets store programmer, og det har vart i ti år. Om lag 1 milliard kroner er delt ut til norsk klimaforskning, og det har resultert i et imponerende omfang av ny og nyttig klimakunnskap. Bildet av klimaendringene vil aldri bli helt krystallklart, men vi ser konturene langt tydeligere nå enn for ti år siden.

Målet for norklima har vært å bedre vår forståelse av klimaendringer i et helhetlig perspektiv. Programmet har henvendt seg til politikere og forvaltning, næringsliv, forskere og allmennhet. norklima har finansiert over 150 prosjekter, som hver for seg har gitt mange resultater. Vi kunne ha risikert å sitte med et stort antall nye og tilsynelatende fragmenterte biter av det bildet av klimaet og klimaendringer som vi forsøker å fremkalle, hvis det ikke var for den syntesen du nå sitter med i hendene.

Bildet til venstre: norklimas profilbilde gjennom ti år.

Klimaendringer i Norge.indd 11

26.09.13 10:04

12

Forord fra Norges forskningsråd

Forskningsrådet ønsket å få laget en sammenstilling av de resultatene som var ferdigrapportert innen mars 2013. I tillegg ville vi at disse resultatene skulle settes inn i den kunnskapsrammen som allerede finnes. Som om ikke det var en passe stor oppgave, ønsket vi også at syntesen skulle presenteres slik at den ble interessant lesestoff for deler av allmenheten som er opptatt av temaet, men som ikke kjenner klimaforskningen godt fra før. Det var ingen liten utfordring!

Tre av Norges fremste kapasiteter og forskere innen sine respektive fag­ felter, som dessuten er fremragende formidlere, tok utfordringen uten å nøle: professor Eystein Jansen, direktør ved Bjerknessenteret for klimaforskning i Bergen, Dag O. Hessen, professor i biologi ved Universitetet i Oslo, og Knut H. Alfsen, strategidirektør ved CICERO Senter for klimaforskning.

Eystein Jansen har forfattet del 1 om hvordan klimaendringer skapes, mens Dag O. Hessen har ført del 2 om symbiosen liv og klima i pennen. Del 3, som omhandler klimaendringenes effekt på samfunnet, er skrevet av Knut H. Alfsen.

Klimaendringer er en av vår tids største samfunnsutfordringer. Selv etter norklima, som er en liten del av den store internasjonale forsknings­ dugnaden som pågår, gjenstår mange uløste spørsmål og mye usikkerhet. Omtrent samtidig som denne boken lanseres, går startskuddet for Forskningsrådets nye store klimaprogram, KLIMAFORSK. Programmet skal både vedlikeholde den internasjonalt anerkjente kompetansen som Norge har i dag, og bringe inn ny kunnskap og kompetanse i dette svært komplekse bildet.

Oslo, 25. august 2013 Arvid Hallén, administrerende direktør Gørill Kristiansen, programkoordinator

Klimaendringer i Norge.indd 12

26.09.13 10:04

Forord fra Norges forskningsråd

Klimaendringer i Norge.indd 13

13

26.09.13 10:04

14

Klimaendringer i Norge.indd 14

ďťż

26.09.13 10:04

Forfatternes forord

15

Forfatternes forord Formidling blir en stadig viktigere del av forskningen, og da snakker vi om formidling utover den krets av kollegaer som leser de vitenskapelige artiklene.

Det er spesielt viktig på det område som mange av oss mener er menneskehetens største utfordring: å unngå dramatiske klimaendringer. Noen vil hevde at vi vet nok, at det er handling som kreves. Det er generelt riktig; tiden for handling er for lengst inne.

Samtidig er klimaforskning et så komplekst område med så mange usikkerhetsmomenter at vi aldri vil vite nok. Da vi ble forespurt av Norges forskningsråd om å gjøre et forsøk på å sammenfatte klimaforskningen under NORKLIMA-paraplyen i en populærvitenskapelig fremstilling, så vi ikke bare en mulighet til å vise hva vi vet, hva vi tror, og hva vi ikke vet om klima og klimaeffekter i Norge, men også en sjelden anledning til å fortelle litt om selve forskningen. For hvordan foregår forskning? Hva slags utfordringer byr den på, og hvorfor er det ofte så vanskelig å by på et fasitsvar med to streker under?

Dette er utvilsomt en krevende oppgave, men den er samtidig motiverende og spennende, og vi har etter beste evne forsøkt å løse den. Prosjektporteføljen i NORKLIMA er svært stor og bred – vi snakker om mer enn 150 prosjekter, og den dekker mange fagfelter og problemstillinger. Det har derfor også vært en utfordring å velge ut det som skal få plass i denne sammenstillingen.

Mange flere spennende resultater og artikler kunne vært med i utvalget, og boken kan på ingen måte sies å gi et komplett bilde verken av NORKLIMA eller av all den klimarelaterte forskning som foregår i regi av andre programmer. Dessuten vil NORKLIMA fortsette å levere resultater i flere år fremover Bildet til venstre: GPS-måling i skoggrensen.

Klimaendringer i Norge.indd 15

26.09.13 10:04

16

Forfatternes forord

selv om programmet formelt avrundes nå. Vi gir imidlertid en fullstendig presentasjon med en komplett liste over samtlige forskerprosjekter som et vedlegg bakerst, og den som ønsker å vite mer om et spesielt prosjekt eller tema, kan ta utgangspunkt i denne oversikten.

Mange av prosjektene har vært finansiert av flere institusjoner, både norklima, EU, Forskningsrådet, SFF-ordningen og ikke minst forsknings­ institusjonene selv. Det har derfor ikke alltid vært lett å tilskrive resultatene en bestemt finansieringskilde, og det vil nok være lesere med kjennskap til forskningen som ikke helt kjenner seg igjen i forfatternes fremstilling. Vi regner allikevel med at leserne finner interessante oversikter her, og at boken kan gi innsikt i hva vi nå vet og ikke vet om klimautfordringene.

Det er altså mye viktig klimaforskning utenfor norklima som vi ikke omtaler spesifikt. norklima som forskningsprogram legger ikke så mye vekt på hva vi kan gjøre for å løse klimaproblemene; det får heller bli tema i en annen bok. Vi har imidlertid tillatt oss noen korte, personlige refleksjoner ved slutten av hvert kapittel for å lufte noen personlige synspunkter på dette.

Vi har naturlig nok også foretatt personlige valg, som til en viss grad reflekterer egne forskningsfelter og kompetanse. Vi er dessuten tre ulike forskere, som har forskjellige fagfelter og noe forskjellig stil og setter forskjellige ting i fokus, og vi mener at det er greit at dette reflekteres i teksten.

Vi har tematisk valgt å dele boken i tre. Delene reflekterer de tre hovedmålene til norklima: forskning på klimasystemet, effekter på fysiske og biologiske systemer, og samfunnsmessige effekter. Det ser ut som en besnærende rettlinjet fremstillingsform, men virkeligheten er selvfølgelig mer komplisert.

Den samfunnsmessige utviklingen berører for eksempel i høyeste grad våre fysiske og biologiske omgivelser, noe som i sin tur vil påvirke disses sårbarhet for klimaendringer. Et tilbakevendende tema er at ting henger sammen, noe som vil være klart etter at man har lest denne boken.

Målet med boken er først og fremst å si noe om hva vi gjennom de ti årene norklima har operert, har lært om hva klimaendringene kan komme til å bety for oss, utover hva enn vi måtte finne på å gjøre for å bekjempe disse endringene. Ettersom dette er en bok om klimaforskning, er det dessuten naturlig å reflektere over forskningen i seg selv og forskningens natur.

Vi tror alle som har interesse for klima – og forskning, vil ha glede og nytte av denne boken. Vi tror også at boken vil kunne være god støttelitteratur for lærere i ungdomsskolen og videregående skole, for akademikere og for studenter innen miljø- og klimarelaterte studier.

God lesning!

Oslo og Bergen, august 2013 Knut H. Alfsen

Klimaendringer i Norge.indd 16

Dag O. Hessen

Eystein Jansen

26.09.13 10:04

Forfatternes forord

Klimaendringer i Norge.indd 17

17

26.09.13 10:04

18

Klimaendringer i Norge.indd 18

ďťż

26.09.13 10:04

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

19

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken Det å temme, og etter hvert også utnytte, deler av naturen har fra de tidligste sivilisasjoner vært et sentralt mål. Det har vi da også i økende grad klart, fra jordbrukskulturens spede oppstart for 10 000 år siden. I et moderne, urbant perspektiv har det dannet seg en illusjon som at vi har klart å oppnå tilnærmet full kontroll over naturen og også en uavhengighet av den. Vi blir imidlertid fra tid til annen minnet om at været og klimaet, det rår vi ikke over. I det siste er slike påminnelser blitt stadig hyppigere og tydeligere.

En annen sentral, menneskelig drivkraft er det å forstå. Hva er det som forårsaker forskjellige naturfenomener? Når kunne man så, og når var det trygt å legge til havs? Det å forstå både naturfenomener og hverandre har vært en nøkkel til den menneskelige suksess, men hva er det som styrer vær og klima? Etter hvert som det ble intellektuelt utilfredsstillende å stole på eller skylde på værguder, begynte vi å lete etter årsakssammenhenger her også, men det syntes lenge som om dette var et så komplekst felt at det oversteg selv den menneskelige fatteevne. Langsomt begynte imidlertid en del mønstre å avtegne seg, og i nyere tid har vi også innsett at vi faktisk er i stand til å påvirke klimaet, men da ikke på den måten vi gjerne hadde ønsket.

Allerede i 1824 skjønte franskmannen Joseph Fourier at det måtte være noe i atmosfæren som gjør at den fungerer litt som et drivhus. Energien som solen sender mot jorden, er kortbølget og varmer opp overflaten. Samtidig sendes denne energien tilbake til verdensrommet i form av langbølgede varme­stråler.

Da Fourier regnet på denne energibalansen, fikk kan det ikke til å stemme.

Bildet til venstre: Håkon Hop på tokt i Kongsfjorden.

Klimaendringer i Norge.indd 19

26.09.13 10:04

20

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

Jorden burde ha vært mye, mye kaldere. Noe i atmosfæren måtte holde på varmen. Men hva dette «noe» var, hadde han ikke begrep om.

Førti år senere oppdaget John Tyndall, en irsk fysiker, at det er vanndamp, CO2 og enkelte andre gasser i atmosfæren som absorberer langbølgede varmestråler og sender noe av denne energien tilbake mot jorda. Dette påvirker energibalansen til jorda og holder oss behagelig varme. Uten disse gassene ville nemlig gjennomsnittstemperaturen vært 34 grader lavere enn den faktisk er (nesten 15 °C), og livet på denne planeten ville sett ganske annerledes ut.

På 1890-tallet gjennomførte svensken Svante Arrhenius omfattende beregninger av sammenhengen mellom temperatur og endringer i CO2-konsentrasjonen i atmosfæren. Med tankekraft, papir og blyant som eneste hjelpemidler regnet han seg frem til at en dobling av CO2-innholdet ville øke den globale gjennomsnittstemperaturen med litt over 5 °C. Senere nedjusterte han anslaget til 2 °C. Dette var rett og slett imponerende gode beregninger sammenlignet med dagens avanserte utregninger. Likevel var dette et rent tankeeksperiment; det var ingen grunn til å tro at CO2-innholdet i atmosfæren ville endres vesentlig uten store vulkanutbrudd eller lignende. Det ble ansett som opplagt at havet ville ta opp ethvert overskudd av CO2, og at konsentrasjonen i atmosfæren dermed var lite påvirkelig. I virkeligheten hadde vi allerede satt i gang med et storstilt eksperiment der avskoging og en gryende industri så smått hadde begynt å påvirke atmosfærens CO2-nivå. Dette ble klart fra 1950-tallet, da amerikaneren Charles David Keeling begynte med sine faste målinger av CO2-konsentrasjonen i atmosfæren fra Muana Loa på Hawaii og etter hvert kunne fastslå en oppsiktsvekkende og urovekkende trend med stadig høyere CO2-nivå.

Bevisstheten om et mulig klimaproblem økte utover på 1970- og -80-tallet.

Brundtlandkommisjonens rapport «Vår felles framtid» fra 1987 omtalte klimaproblemet slik: The burning of fossil fuels puts into the atmosphere carbon dioxide, which is causing gradual global warming. This «greenhouse effect» may by early next century have increased average global temperatures enough to shift agricultural production areas, raise sea levels to flood coastal cities, and disrupt national economies.

Mens miljøgifter lenge hadde vært den sentrale bekymring på miljøets vegne, fremsto nå klimaendringer, et resultat av vårt moderne samfunns økende forbruk av fossil energi, som den overordnede trusselen. FNs klimapanel, som har som hovedoppgave å sammenfatte all vitenskapelig litteratur innen klimaforskning, ble opprettet i 1988. På den store miljø- og utviklingskonferansen i Rio de Janeiro i 1992 ble så godt som alle statsledere i verden enige om å undertegne FNs klimakonvensjon, en avtale om at man har som mål å

Klimaendringer i Norge.indd 20

26.09.13 10:04

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

21

unngå farlige klimaendringer. (I dag, drøyt 20 år senere, er dette fortsatt den store utfordringen, og vi nærmer oss nå faretruende en dobling av førindustrielt CO2-nivå.) Det var imidlertid først med Klimapanelets andre hovedrapport i 1996 at forskerne konkluderte med at vi nå kunne observere klimaendringer som med stor sannsynlighet var menneskeskapt. «The balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate», står det i rapporten.

Begrepet menneskeskapte klimaendringer var derfor ikke lenger ukjent på 1990-tallet. Men hva så? Hvordan vil en global temperaturøkning merkes for meg eller, litt mindre nærsynt, for Norge? Selv om det overordnede mål fortsatt er å begrense utslipp av drivhusgasser, og med det den globale oppvarmingen, blir det stadig viktigere å forstå ikke bare årsakene, men også konsekvensene. For hvordan skal vi tilpasse oss en varmere verden om vi ikke vet hvordan den vil se ut? Hvor er det trygt å bygge nye hus? Hvor høy kai bør en ny båthavn ha? Forsvinner torsken? Dette er viktige spørsmål som krever svar, men svarene var det ikke så enkelt å komme frem til som noen kanskje trodde, for det er ikke bare å regne ut hvor mye varmere fremtiden blir, og hvor mye mer det vil regne – og så oversette dette til effekter på natur og samfunn. De globale modellberegningene som man brukte for å lage fremskrivninger av klimautviklingen, var på 1990-tallet for grove til å kunne si noe særlig om forventede forhold for enkelte land, særlig så små land som Norge. Man hadde rett og slett for lite informasjon og kunnskap om lokale konsekvenser av klimaendringene.

For å gjøre noe med dette startet Norges forskningsråd i 1997 arbeidet med et forskningsprosjekt kalt RegClim (Regional Climate Development Under Global Warming) under forskningsprogrammet om «Endringer i klima og ozonlag». RegClim var kortnavnet på et prosjekt for å fremstille scenarioer for klimautviklingen i Norden, omliggende havområder og deler av Arktis ved en global oppvarming. Ideen til RegClim ble unnfanget i 1996 på en brygge ved Solstrand Hotell sør for Bergen av Håvard Toresen, som da var underdirektør i Miljøverndepartementet, og meteorologene Øystein Hov og Anton Eliassen. For at man skulle kunne løse oppgaven, måtte to distinkte retninger innen meteorologien samarbeide, mente Eliassen. På den tiden var kommunikasjonen mellom dem som forsket på hvordan fysiske bevegelser som høytrykk og lavtrykk styrte været, og dem som forsket på hvordan den kjemiske sammensetningen av gasser og partikler påvirket atmosfæren, vanskelig. Eliassen var rett person på rett plass. Han hadde innflytelse hos begge leirer. Eliassen hadde jobbet med atmosfærekjemi, og hans far hadde vært en internasjonal størrelse innen dynamisk meteorologi. Som president i Den internasjonale meteorologiske organisasjon i åtte år forsto Eliassen at utfordringen med å få disiplinene til å samarbeide var internasjonal og prekær. Her måtte også oseanografene på banen fordi havet og atmosfæren er sammen om å skape endringer. Han ba Forskningsrådet sette som betingelse

Klimaendringer i Norge.indd 21

26.09.13 10:04

22

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

i utlysningen av midler at «dynamikerne» og «kjemikerne» skulle samarbeide.

Prosjektet hadde tre faser og varte frem til 2007.

Hovedmålet med RegClim var nettopp å si noe om lokal klimaendring.

Dette gjorde man ved å benytte forskjellige metoder for å nedskalere resultater fra de globale klimamodellene. Dessverre, men ikke helt uventet, viste det seg at usikkerheten øker betraktelig når man går fra globale til regionale eller lokale forhold. Det henger blant annet sammen med at selv små endringer i lavtrykksbanene inn mot Norge kan føre til store klimamessige endringer.

Flyttes lavtrykksbanene mot nord, får vi mer varm og fuktig luft innover landet, mens det motsatte skjer ved mer sørlige baner.

At det lokale settes i fokus, øker usikkerheten Men det er også slik at usikkerheten, eller støyen i signaler som temperaturobservasjoner, øker jo mer lokal eller stedsspesifikk man blir. Dette er naturlig, da observasjoner for større områder jo fremkommer ved at man setter sammen en lang rekke enkeltmåleserier. Støyen, eller den vilkårlige variasjonen, i hver av måleseriene vil i noen grad forsvinne når man setter slike serier sammen. Man ser dette godt ved for eksempel å sammenligne de globale temperaturmålingene med observasjoner av årsmiddeltemperaturen på Østlandet. Der temperaturen på Østlandet svinger kraftig fra år til år, er den globale temperaturen mye mer konstant. Om det er ekstra kaldt på Østlandet et år, er sjansene store for at andre steder har det tilsvarende varmere.

Temperaturavvik Temperaturavvik fra normalen (TAMA) Globalt

Østlandet

2

1990 +2,0°C

2000 +2,0°C

2006 +2,0°C

1974 +1,5°C

1

0

-1

1942 -1,3

1938 1940

1979 -1,3 1960

2010 -1,4

1985 -1,4 1980

Var avg infr strå

2000

2012

Figur 1.1. Årsmiddeltemperatur fra Østlandet sammenholdt med global temperaturutvikling.

Klimaendringer i Norge.indd 22

26.09.13 10:04

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

23

Eliassens kongstanke bar frukter. I 2007 avleverte RegClim en sluttrapport som oppsummerte klimaet i Norge mot år 2100. Det blir varmere, våtere og villere, meldte man, men ikke så mye mer vind. Avhengig av landsdel stiger den årlige gjennomsnittstemperaturen med mellom 2,5 °C og 3,5 °C. Temperaturen vil stige mest i innlandet og i nord. Grunnen til det er at havet virker stabiliserende på temperaturen langs kysten og mindre snø og is i nord vil føre til lokal oppvarming der. Den største temperaturøkningen får vi i Finnmark om vinteren. Sommertemperaturen, derimot, øker mest på Sørlandet. Den årlige nedbørmengden øker noen steder med så mye som 20 prosent, spesielt om høsten. Størst blir økningen langs kysten i sørvest og helt i nord. Det blir flere regnværsdager, og det regnet som kommer, blir kraftigere.

Med utsikt til økende kunnskap om forventede klimaendringer i forskjellige deler av landet, gjennom blant annet RegClim-forskningen, var vi likevel ikke helt i mål. Det er fint å vite mer om vær og vind, men det svarer ikke helt på følgende spørsmål: Hvordan påvirker klimaendringer livet til oss nordmenn? For å finne svaret må vi gå noen skritt videre og se på hvordan et endret klima påvirker fysisk infrastruktur som hus, strømkabler og havner, hvordan det påvirker økosystemer på land og til havs, og, ikke minst, hvordan disse effektene igjen påvirker vårt samfunn og vår velferd. Dermed opprettet Forskningsrådet i 2002 enda et program, som de kalte KlimaEffekter. Samtidig gikk RegClim inn som et stort prosjekt i et nytt program kalt KlimaProg. Det ble etter hvert mange programmer å holde styr på. Bare to år senere, i 2004, ble disse to forskningsprogrammene, sammen med et program for polar klimaforskning, derfor slått sammen i et nytt stort program om klimaendringer og konsekvenser for Norge. NORKLIMA hadde sett dagens lys.

NORKLIMAs hovedmål var å gi «nødvendig ny kunnskap om klimasystemet, klimaets utvikling i fortid, nåtid og fremtid, samt direkte og indirekte effekter av klimaendringer på natur og samfunn som grunnlag for samfunnsmessige tilpasningstiltak». I den opprinnelige programplanen til NOR­KLIMA ble det definert fire faglige delmål: 1) økt forståelse av klimasystemet og dets variabilitet, samt kvantifisering av usikkerhet; 2) økt kunnskap om klimaendringer og deres effekt på bygninger, infrastruktur og andre fysiske installasjoner, både landbaserte og marine. Dette kan også kalles effekter av klimaendringer på abiotiske systemer; 3) økt kunnskap om klimaendringer og konsekvensene for naturlige og kultiverte økologiske systemer samt naturressursbaserte næringer. Her er det i hovedsak snakk om effekter på biotiske systemer; 4) økt kunnskap om hvordan klimaendringer påvirker samfunnsmessige forhold, og hva som styrker tilpasningsevnen.

Klimaendringer i Norge.indd 23

26.09.13 10:04

24

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

Etter en midtveisevaluering av programmet ble det lagt til ytterligere to faglige delmål: 5) økt kunnskap om sammenhengene mellom utslippsutvikling og samfunnsutvikling samt om internasjonalt samarbeid for å begrense klimaendringer; 6) økt kunnskap om virkemidler og politikk for utslippsreduksjoner.

Programmet er i hovedsak blitt finansiert gjennom bevilgninger fra Miljøverndepartementet og Undervisnings- og forskningsdepartementet (Kunnskapsdepartementet). Til tross for stadige forsøk og opplagt relevans har de fleste andre departementer ikke bidratt til finansieringen. Det er i seg selv et klart tegn på at mange av oss ikke har nok kunnskap om hvordan klimaendringer kan få betydning for nesten alle forhold i vårt samfunn.

Etter ti års drift er det på tide å oppsummere litt av det vi har lært av forskningen som er blitt utført under NORKLIMA-hatten. Er vi nå bedre i stand til å kunne svare på spørsmålet om hva de globale klimaendringene kommer til å bety for den enkelte?

Relevant litteratur Bolin, Bert (2007): A history of the science and politics of climate change, Cambridge University Press, Cambridge.

Fourier, J. (1824): «Remarques Générales Sur Les Températures Du Globe Terrestre Et Des Espaces Planétaires». Annales de Chimie et de Physique, 27, 136–67.

Weart, Spencer R. (2003): The discovery of global warming, Harvard University Press, Cambridge.

IPCC: Hovedrapportene. Finnes her: http://www.ipcc.ch/ publications_and_ data/publications_and_data_reports.shtml

Klimaendringer i Norge.indd 24

26.09.13 10:04

1 Bakgrunn for NORKLIMA og denne boken

25

Bildet p책 neste side: Autosub.

Klimaendringer i Norge.indd 25

26.09.13 10:05

26

Klimaendringer i Norge.indd 26

ďťż

26.09.13 10:05

­

Klimaendringer er blitt et sentralt politisk tema nasjonalt og internasjonalt, og utgangspunktet er forskning. Hva forteller egentlig denne forskningen, hva omfatter den og hvordan foregår den?

Forskningsrådets tiårige forskningsprogram «Klimaendringer og konsekvenser for Norge» (norklima) har hatt som målsetning å sette klimaendringer i et helhetlig perspektiv, og på den måten bedre vår forståelse av det som skjer.

Spørsmålene forskerne har prøvd å finne svar på er: Hvordan skapes klima­ endringer og hvordan påvirker klimaendringene selve klimasystemet? Hva skjer med naturen, med dyre- og plantelivet? Hvordan kan samfunnet tilpasse seg endrede klimatiske rammebetingelser?

I denne boken har fremtredende forskere innen sine respektive fagfelt gått gjennom og analysert forskningsprosjektene fra norklima, prøvd å finne svar på spørsmålene, og formidler resultatene på en forståelig, lettlest og engasjerende måte.

Alle som er opptatt av vårt klima og den verden vi lever i, vil ha glede av boken.

Boken er en nyttig kunnskapskilde for naturfaglærere i ungdomsskolen og videregående skole. Den vil også være av interesse for akademikere og studenter innenfor naturfaglige studieretninger.

ISBN 978-82-15-02158-4

Knut H. Alfsen • Dag O. Hessen • Eystein Jansen KLIMAENDRINGER I NORGE

Klimaspørsmålet angår oss alle

Knut H. Alfsen • Dag O. Hessen • Eystein Jansen

KLIMAENDRINGER I NORGE Forskernes forklaringer

Knut H. Alfsen er strategidirektør ved CICERO Senter for klima­forskning. Han har en doktorgrad i teore­ tisk fysikk, men har hovedsakelig arbeidet som økonom innen ressurs- og miljøøkonomi. Alfsen har arbeidet i forskningsavdelingen i Statistisk sentral­ byrå, ved Institutt for energiteknikk og ved CICERO Senter for klimaforskning, der han var direktør i en periode. Han har vært hovedforfatter til den siste rapporten fra FNs klima­ panel (IPCC 2007). Knut H. Alfsen har i perioden 2013–2016 en deltidsstilling som Science Advisor til China Council for International Cooperation on Environment and Development (CCICED).

Dag O. Hessen er professor ved Institutt for biovitenskap, senter for økologisk og evolu­ sjonær syntese (CEES), ved Universitetet i Oslo.

Han har publisert et stort antall vitenskapelige artikler relatert til biologi og klima, både når det gjelder responser på cellenivå, artsnivå og økosystemnivå. Han har også skrevet en lang rekke populærfaglige artikler og bøker.

Eystein Jansen er professor ved Institutt for Geovitenskap ved Universitetet i Bergen og direktør for Bjerknessenteret for klimaforskning. Han har særlig arbeidet med fortidsklima og de naturlige klimaendringene, og har publisert et høyt antall vitenskapelige artikler om klima­ endringer og havstrømmene. Jansen var hovedforfatter i begge de to siste rapportene til FNs Klimapanel (IPCC).

omslag: cecilie mohr | www.cmyk.no

9788215021584.indd 1

25.09.13 15.44