Hur ser framtidens somrar ut?

Sommaren 1988 var ovanligt het och torr i stora delar av USA. Spannmålen torkade bort på de stora slätterna i Mellanvästern, våldsamma skogsbränder rasade, vattenståndet i Mississippi sjönk så lågt att pråmarna som trafikerar floden inte längre kom fram; närmare 10 000 amerikaner beräknas ha dött på grund av hettan.

Torsdagen den 23 juni steg temperaturen i Washington till 38 grader, och ledamöterna i den amerikanska senatens energi- och naturresursutskott svettades i sammanträdesrummet i Capitolium. Utskottets ordförande, demokraten Timothy Wirth från Colorado, hade avsiktligt valt just denna dag – som visade sig bli sommarens varmaste i den amerikanska huvudstaden – för att hålla förhör med inkallade experter. Wirth ville ha svar på en fråga som hade börjat väcka debatt också utanför forskarkretsarna: leder människans utsläpp av växthusgaser, framför allt koldioxid från förbränning av kol och olja, till att jordens klimat blir varmare?

En av experterna som vittnade inför senatsutskottet den här flimrande heta sommardagen för 25 år sedan var en dittills okänd forskare vid namn James Hansen. Hansen var atmosfärfysiker vid den amerikanska rymdflygstyrelsen Nasas Goddardinstitut för rymdstudier och hade 1981 i tidskriften Science publicerat en första analys av globala klimatdata som visade en oroande utveckling. James Hansen svarade obetingat ja på frågan som ställdes i det kvalmiga utskottsrummet:

"Jorden är nu varmare än den någonsin varit sedan regelbundna temperaturmätningar inleddes för mer är hundra år sedan", förklarade Hansen. "Växthuseffekten har börjat göra sig märkbar och den påverkar redan klimatet."

Följande dag publicerade New York Times en artikel om utskottsförhöret med den ödesmättade rubriken Den globala uppvärmningen har börjat, säger expert. NYT:s och andra mediers rapportering fick genomslag långt utanför USA. Den varma sommaren 1988 lärde vi oss ett nytt ord: växthuseffekten.

Själva begreppet var inte nytt. Vetenskapen har känt till växthuseffekten i snart 200 år. Redan på 1820-talet föreslog den franske fysikern Joseph Fourier (1768–1830) att jordens atmosfär fungerade som ett slags isolator, som hindrade en del av den inkommande solstrålningen från att reflekteras tillbaka ut i rymden ungefär som glaset i ett drivhus – därav termen växthuseffekt. Utan den skulle jordytan vara omkring 30 grader kallare än den är, enligt Fouriers beräkningar. Men exakt vad som gav jorden en behaglig medeltemperatur på omkring 14 grader började man förstå först i slutet av 1850-talet. Då kunde den irländsk-engelske fysikern John Tyndall (1820-1893) – en av sin tids mest framstående vetenskapsmän – experimentellt påvisa att vissa av gaserna i atmosfären – främst vattenånga och koldioxid – har förmåga att absorbera infraröd strålning. Växthuseffekten beror på att de här gaserna släpper igenom solljuset som värmer jorden, men hindrar en del av den här värmen från att reflekteras tillbaka ut i rymden genom att de upptar en del av strålningen.

År 1896 beräknade svensken Svante Arrhenius (1859–1927, nobelpristagare 1903), att en fördubbling av koldioxidhalten i atmosfären skulle leda till att jordens temperatur ökade 4–6 grader. Ar­rhenius såg växthuseffekten som enbart positiv – han menade att den skulle förhindra en ny istid. Han trodde dock inte att reserverna av kol var tillräckligt stora för att mängden CO2 i atmosfären skulle hinna fördubblas även om vi brände upp allt som fanns.

Under 1900-talets första hälft föll växthuseffekten mer eller mindre i glömska. Perioden 1940–70 sjönk faktiskt medeltemperaturen en aning. Avsvalningen berodde förmodligen på den ökande industriella aktiviteten som ledde till ständigt växande utsläpp av partiklar – så kallade aerosoler – som blockerar en del av den infallande solstrålningen. Tack vare amerikanen Charles Keelings (1928–2005) banbrytande insatser kunde man se att koldioxidhalten i atmosfären hela tiden ökade. Keeling upprättade 1958 ett observatorium på ön Mauna Loa i Hawaii, där luftprover kontinuerligt samlades in och analyserades. Då Keeling inledde sina mätningar var koldioxidhalten i genomsnitt 315 ppm (parts per million eller miljondelar). I maj i år nådde den så kallade Keelingkurvan 400 ppm, vilket ger en uppfattning om hur snabbt koldioxiden ökar.

I motsats till vad "klimatskeptiker" ibland påstår trodde inte forskarna på 1960- och 1970-talen i allmänhet på att vi var på väg mot en ny istid. Sådana åsikter fanns givetvis också, men redan 1963 varnade National Science Foundation i USA för växthuseffektens följder, och två år senare upprepades samma varning från president Lyndon Johnsons vetenskapliga råd. Både Richard Nixon och Jimmy Carter uttryckte också tidigt sin oro för klimatförändringarna. En växande skara forskare som representerade en mängd naturvetenskapliga discipliner – meteorologi, fysik, kemi, oceanografi och hydrologi, polarforskning, paleoklimatologi, för att nämna några – tog sig an det kvistiga problemet att fördjupa förståelsen av jordens klimat. I sin bok A Vast Machine skildrar den amerikanska vetenskapshistorikern Paul N Edwards klimatologins utveckling från engelsmannen George Hadley (1685–1768) – som brukar anses vara upphovsman till den första klimatmodellen – fram till 2000-talets allt mer avancerade teorier.

Dagens forskare är i besittning av verktyg deras föregångare inte ens kunde föreställa sig. Svante Arrhenius utförde sina beräkningar om växthuseffekten med papper och penna och fyllde flera häften med formler innan han var klar. Numera sköts beräkningarna av allt kraftfullare datorer. Snabbare processorer och väldig minneskapacitet gör det möjligt att bygga allt mer komplicerade klimatmodeller. De modeller som användes ännu på 1990-talet var, som Edwards skriver i sin bok, av nödtvång relativt enkla. Edwards visar hur modellerna får allt bättre upplösning i takt med att datorkapaciteten ökar. Programmerarna har möjlighet att inkorporera långt fler faktorer än förr, vilket innebär att de mest avancerade tredimensionella klimatmodeller som används i dag förmår återge en ganska god bild av atmosfären.

I en klimatmodell delas atmosfären enkelt uttryckt upp i ett rutnät längs med jordytan. Eftersom atmosfärens rörelser och energibalansen styrs av kända fysiska lagar kan man beskriva dessa med matematiska formler. För varje kub i rutnätet beräknas en mängd variabler – till exempel temperatur, nederbörd och vindar. I en klimatmodell som omfattar hela jorden görs beräkningarna, trots mycket bättre datorkapacitet, fortfarande i gans­ka glesa rutnät med sidor på 200–300 km. Modellerna blir därför inte särskilt exakta. De kommer aldrig att kunna berätta hurudant vädret blir i t ex Jakobstad den 21 juli år 2053; däremot kan en regional klimatmodell i bästa fall tänkas säga någonting om hurudana vintrar blir i västra Finland på 2050-talet.

Ett kvartssekel efter det historiska – här är det ofta missbrukade ordet verkligen på sin plats! – utskottsförhöret med James Hansen i USA:s senat är klimatforskare eniga om två saker: vår planet håller på att värmas upp, och merparten av denna uppvärmning beror på antropogena (härlett av grekiskans anthropos, människa, och genes, skapad) utsläpp av växthusgaser, framför allt koldioxid men också i mindre mängder metan, dikväveoxid (lustgas) och ozon. Forskarna har kunnat utesluta naturliga orsaker till uppvärmningen, exempelvis kosmisk strålning och ökad solaktivitet (den har i själva verket de senaste åren varit lägre än vanligt).

Att konsensus om de antropogena utsläppens avgörande roll för uppvärmningen verkligen råder bland forskarna har visats av bland andra vetenskapshistorikern Naomi Oreskes. I en studie år 2004 undersökte Oreskes 928 artiklar, vilka innehöll nyckelbegreppet "global climate change" och hade publicerats i vetenskapligt granskade tidskrifter mellan åren 1993 och 2003. Hon fann att antalet artiklar som uttryckligen bestred teorin den antropogena växthuseffekten var exakt noll. Flera liknande studier har senare kommit till samma resultat – man brukar säga att 97 av 100 aktiva klimatforskare är eniga om att vår planet har "feber".

Den stora vetenskapliga debatten gäller för närvarande frågan om återkopplingar och klimatkänsligheten – det vill säga hur mycket varmare blir det när koncentrationen av växthusgaser i luften ökar? Den internationella klimatpanelen IPCC – som för övrigt grundades för 25 år sedan med den uttryckliga uppgiften att "förse världen med ett tydligt vetenskapligt perspektiv över det rådande kunskapsläget vad gäller klimatförändringen och dess miljömässiga och socioekonomiska påverkan" – brukar ange klimatkänsligheten till mellan 2 och 4,5 grader. Ett par nyligen publicerade studier, bland annat en av professor Alexander Otto och hans medarbetare vid Oxfords universitet, antyder att temperaturökningen dock kan visa sig lägre än så – Otto et al anger omkring två grader vid fördubblad koldioxidhalt i atmosfären som det mest sannolika scenariot. Studien väckte förstås stor uppståndelse bland allsköns "klimatskeptiker", som skyndade sig att tala om ett dråpslag mot "klimathysterin". Men, som Otto själv blev tvungen att påpeka i en intervju i tidningen The Guardian visar studien inte att den globala uppvärmningen skulle ha upphört. Möjligen kan en lägre klimatkänslighet ge oss ytterligare ett decennium eller så att ställa om den globala energiförsörjningen från kol och olja till fossilfria bränslen.

På sistone har man i insändarspalter och bloggar ofta sett påståendet att jordens temperatur inte ökat på de senaste 10, 15 eller 17 åren (välj själva!). Utvecklingen kan sammanfattas ungefär så här: sedan början av 1900-talet har den globala medeltemperaturen stigit med ungefär 0,8 grader. Det är sant att ökningen de senaste tio åren avtagit något jämfört med 1990-talet. För närvarande ligger den på omkring 0,11 eller 0,07 grader per decennium beroende på vilket av de globala temperaturindexen man väljer att förlita sig på. Uppvärmningen har inte avstannat – tvärtom förefaller den ha accelererat. Frågan är då: vart tar värmeöverskottet vägen om det inte syns lika tydligt som förut i statistiken?

Svaret är: ner i haven.

Där hamnar över 90 procent av den värme som växthuseffekten tillför – för närvarande absorberar oceanerna energi motsvarande fyra atombomber av Hiroshima-typ varje sekund. Förändrade cirkulationsmönster i framför allt Stilla havet gör att denna värme förs ner på större djup än under 1990-talet, då det fenomen som går under benämningen El Niño var mer dominant än under det efterföljande decenniet. El Niño innebär att varmt ytvatten samlas utanför Sydamerikas västkust, vilket i sin tur påverkar vädret långt utanför kontinenten och även höjer temperaturen globalt. 1998 inträffade den kraftigaste El Niño som registrerats på ett sekel och det året blev mycket riktigt det varmaste som dittills uppmätts i modern tid. Rekordet slogs dock – om än med liten marginal – såväl 2005 som 2010, trots att ingen lika kraftig El Niño då förekom.

Även lägre solaktivitet och stora utsläpp av stoftpartiklar från framför allt Kina och Indien har angetts som bidragande orsaker till att yttemperaturen under 00-talet inte steg lika mycket som under det föregående decenniet. De flesta modeller förutser också perioder med avmattad uppvärmning, omväxlande med perioder då temperaturen stiger snabbare. Hur mycket överskottsvärme oceanerna förmår ta upp är fortfarande en öppen fråga, likaså om och när de återigen börjar avge en del av sin värme till atmosfären. Men när det än sker lär det nog märkas.

I våras avgick James Hansen, forskaren som varnade världen för den kommande klimatkatastrofen, från sin tjänst vid Nasa. Vid fyllda 72 vill han ägna sin återstående tid åt att påverka opinionen utan att behöva ta hänsyn till de restriktioner han som statsanställd tidigare var bunden av. I sin bok Storms Of My Grandchildren från 2009 är Hansen djupt kritisk till politikernas oförmåga att enas om bindande klimatmål och fatta nödvändiga beslut om omställning till fossilfria bränslen. Han är fortfarande optimistisk om att det går att stoppa klimatförändringen, trots smältande polarisar och glaciärer, stigande havsnivåer, allt fler rapporter om extremväder och många illavarslande tecken på att – som han skriver – "vår planet, med dess fantastiska mångfald av liv, hotas av en snar kollaps."

När politikerna sviker måste du och jag ta ansvaret – vi måste beskydda våra barn och barnbarn mot de stormar som väntar dem, om ingenting görs nu – det är James Hansens budskap i Storms Of My Grandchildren.

Om de åtgärder president Barack Obama föreslog i sitt stora tal om klimatet nästan på dagen 25 år efter det berömda utskottsförhöret i den amerikanska senaten räcker till, det får framtiden utvisa. I alla händelser har vi mycket lite tid på oss att avvärja den kollaps James Hansen och många av hans forskarkolleger talar om.