Endret vegetasjon kan forverre drivhuseffekten

Det er velkjent at klimaendringer påvirker vegetasjonen. Det er derimot mindre kjent at endringene i vegetasjonen påvirker klimaet. Klimaforsker frykter at disse endringene kan forsterke den globale oppvarmingen.

VARMERE: Når grantrærne smyger seg nordover – og til fjells, absorberes mer sollys. Det kan forsterke drivhuseffekten, frykter Frode Stordal. Han beregner hvordan den endrete vegetasjonen påvirker klimaet. Foto: Scanpix

Det er kjent at klimaendringene påvirker vegetasjonen. Men den endrete vegetasjonen påvirker også klimaet i betydelig grad. Hypotesen vår er at dette øker tempoet på oppvarmingen, frykter professor Frode Stordal i forskningsgruppen Meteorologi og oseanografi på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. Han har de siste 40 årene utviklet stadig mer avanserte, matematiske modeller av atmosfæren, og er nå i gang med å forbedre dagens klimamodeller og undersøke hva som skjer med klimaet når vegetasjonen endrer seg.

– Da vil klimamodellen bli mer treffsikker.

Oppgaven er formidabel.

– Vegetasjonen kan påvirke klimaet på mange måter. Noe vegetasjon kan virke dempende på oppvarmingen. Andre ganger kan vegetasjonen forsterke oppvarmingen.

Varmere med barskog

ABSORBERER SOLLYS: Lyse flater på jorda reflekt-erer mer av sollyset enn mørke flater. Jordkloden absorberer 70% av sollyset. De resterende 30% reflekteres tilbake til  verdensrommet. Løvskog reflekterer mer sollys enn barskog. Nysnø reflekterer mer sollys enn gammel snø.

En av de mekanismene Stordal skal undersøke, er hvor mye av sollyset vegetasjonen reflekterer til verdensrommet. Den gjennomsnittlige refleksjonen fra jorda er 30%. Lyse flater reflekterer mer av solstrålingen enn mørke flater. Det betyr at løvtrær reflekterer mer enn bartrær. Når grantrærne smyger seg nordover – og til fjells, vil mindre av sollyset reflekteres. Samtidig vil løvtrærne fortrenge grantrærne sørfra. I disse områdene vil mer av sollyset reflekteres.

Snøtunge grantrær

Et av hans andre jokerspørsmål er sammenhengen mellom oppvarming og snøforholdene i skogen.

– Så lenge snøen ligger på trærne, vil en del av sollyset reflekteres, men effekten forsvinner når snøen smelter. Vi vet ikke hvordan dette påvirker det globale klimaet.

For å kunne beregne dette må Stordal ta hensyn til skyfysikk i klimamodellen, og modellere om skogen dynges av snø eller sludd, om snøen blåser av trærne eller om snøen på grenene smelter.

Trærne svetter

I den nye modellen skal Stordal også ta hensyn til at trærne svetter. Når bladene og barnålene åpner porene for å slippe inn CO2 og sollys til fotosyntesen, kvitter de seg samtidig med overskuddsvarmen ved å fordampe vann. Vanndampen vil etter hvert kondenseres til skyer.

Og her kommer en liten dose fysikk inn: Det kreves energi for å omdanne vann til damp. Og det frigjøres varme når vanndampen omdannes til vanndråper.

– Det betyr: Når trærne avkjøler seg ved å slippe ut vanndamp, varmes atmosfæren opp.

Alle de eksisterende elementene i klimamodellen skal selvfølgelig fortsatt være med, slik som sammenhengen mellom utbredelsen av polarisen og oppvarming.

– Når Arktis smelter, reflekteres mindre solstråling til verdensrommet. Det omvendte skjer hvis Arktis fryser til. Hva som skjer med polarisen, er med andre ord en mekanisme som forsterker temperaturendringer, enten det gjelder oppvarming eller nedkjøling.

Stadig bedre modeller

Stordal påpeker at klimamodellene er viktige for å kunne forstå både hva som skjer i dag og hvordan klimaet blir i fremtiden.

Han skal studere klimaet både globalt og regionalt, og han ser spesielt på hvordan klimaet endrer seg i Nord-Europa og Arktis, men skal også se på klimaendringene i Øst-Afrika, India og Brasil.

Klimamodellene er i løpet av de siste 40 årene stadig blitt forbedret.

– I starten var klimamodellene fryktelig enkle. Da fantes ingen modellering av skyer.

På åttitallet kom skyene med i modellen. Noen år senere fikk klimaforskerne med is og hav, og deretter sulfatpartikler og vulkansk aktivitet. Så ble det tatt hensyn til ørkenstøv, saltpartikler fra havet og karbonets kretsløp. Og deretter den kjemiske balansen i atmosfæren og hvordan klimaet påvirket vegetasjonen.

Nå er turen kommet til dynamisk vegetasjon, som altså er hvordan den stadig endrete vegetasjonen påvirker klimaet.

Enorme beregninger

Klimamodellen kjøres på universitetets tungregnemaskin. Når maskinen brukes optimalt, er den ti tusen ganger raskere enn en vanlig PC. Likevel kan beregningene ta mange dager.

Modellen kjøres på grensen av hva datamaskinen klarer. Den norske klimamodellen deler opp atmosfæren i 360 000 celler og havet i 6,5 millioner celler.

– Oppdelingen blir stadig bedre. Jo mer finmasket oppløsning, desto tyngre blir beregningene.

– Det handler hele tiden om begrensningene til regnemaskinen. Jo bedre datamaskinene og lagringskapasiteten blir, desto flere detaljer kan være med.

For hver celle løses et sett med likninger. Så må alle cellene snakke sammen og utveksle informasjon. Den jobben er formidabel.

Modellen kjøres flere hundre år frem i tid. Foruten bedre regnekapasitet er det også et økende behov for mer plass til datalagring.

– For å kunne få med ekstreme hendelser, må tidsoppløsningen være god. I mange år var vi mest opptatt av månedsgjennomsnittet. Nå når vi er vel så interessert i ekstraordinære hendelser som ekstrem varme, ekstrem kulde og ekstrem nedbør, må vi lagre data for hvert døgn. Da blir det mange terrabyte med data.

CICERO, universitetets senter for klimaforskning, ser frem til de nye beregningene.

– I klimaet henger alt sammen med alt. Detaljerte modeller er det beste verktøyet for å forstå hvordan klimaendringene vil slå ut fremover. Jeg ser frem til å se resultatene, og kanskje kunne bygge videre på dem i CICEROs egen forskning om noen år, sier klimaforsker Bjørn Hallvard Samset på Cicero.

Vulkansk sammenheng

Frode Stordal er også knyttet til et av universitetets nye senter for fremragende forskning, Senter for Jordens utvikling og dynamikk, CEED, som ser på samspillet mellom atmosfære og jordas indre. Forskerne ser på hvordan CO2, metan og sulfatpartikler fra vulkanutbrudd har påvirket klimaet i historisk tid. En av forklaringene på masseutryddelsen av både dyr og planter for 255 millioner år siden, kan ha vært at klor og brom fra vulkanutbruddene ødela ozonlaget. Sammen med forskergruppen til Henrik Svensen ønsker han også å beregne vegetasjonens rolle i klimaendringer langt tilbake i historien.

Av Yngve Vogt
Publisert 5. feb. 2015 08:06 - Sist endret 9. feb. 2015 10:36
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere