På innsiden av debatten om 1.5°C og karbonbudsjettet

Hvor mye CO₂ kan vi tillate oss å slippe ut før temperaturen stiger mer enn 1,5°C? Svaret som kom i en vitenskapelig artikkel i det prestisjetunge tidsskriftet Nature Geoscience, har overrasket og provosert. Der konkluderte forskerne at vi fortsatt kan slippe ut 880 milliarder tonn CO₂. Det betyr at hvis utslippene fortsetter med dagens nivå, må globale utslipp være null om 20 år. Tidligere anslag har sagt at de må være null om fem år. Slikt blir det debatt av.

I media har Nature-artikkelen både blitt brukt til å hevde at klimamodellene feilet og at vi ikke trenger å kutte utslippene så raskt som vi trodde. Begge deler er feil. I forskerkretser går imidlertid debatten om artikkelen høyt. En rekke anerkjente forskere har kritisert artikkelen både i blogger og på twitter.

Man kan få inntrykk av at klimaforskere alltid er enig, men slik er det heldigvis ikke. Når noen legger frem et overraskende funn, er det nærmest en plikt for andre forskere å kritisere og etterprøve resultatene. Tidligere skjedde dette på konferanser og i vitenskapelige tidsskrifter, men nå kan alle følge diskusjonene direkte via blogger og twitter. Slike diskusjoner bidrar til at vi forstår mer av forskningen bak.

CICERO har tidligere publisert en pressemelding om saken, en kommentar fra forskerne, en oppsummering av saken og en artikkel av Glen Peters. Her oppsummerer vi diskusjonen i fire punkter.

Først et viktig begrep: Karbonbudsjettet.

Karbonbudsjett er et begrep som illustrerer hvor mye karbon vi kan tillate oss å slippe ut før temperaturøkningen når et bestemt antall grader. Siden CO₂ bare tas opp i havet og i vegetasjonen, men ikke brytes ned i atmosfæren, hopes våre utslipp opp. Derfor et det begrenset hvor mye karbon vi kan flytte fra kull-, olje- og gass, lagret under jorda, opp til atmosfæren før temperaturmålet ryker.

Veldig forenklet kan man si at karbonbudsjetter beregnes omtrent slik:

1. Du tar en samling modeller for klima og karbonsyklus, starter kjøringene i førindustriell tid og så sjekker du hva modellen tåler av samlede CO₂-utslipp før temperaturen overstiger den temperaturen du vil holde deg under. (Det kan være 1,5 grader, 2°C eller hva som helst.)
2. Basert på historiske data for bruk av fossile brensler og avskoging, beregner du den samlede mengden CO₂ vi mennesker allerede har sluppet ut.

Forskjellen mellom det første tallet og det siste tallet er karbonbudsjettet. Problemet er at svaret avhenger av to veldig usikre tall.

Millar et al, altså forskerne i den nye studien, har forsøkt å redusere usikkerheten ved å ta høyde for den faktiske temperaturøkningen i 2015 som de har satt til er 0,93°C. De sammenlikner så temperaturøkningen med resultatene fra en den gruppen modeller som ble brukt for å beregne karbonbudsjettet i FNs klimapanels femte hovedrapport fra 2013 og finner at forskjellen er på 0,3°C når modellene har nådd dagens totale CO₂ utslipp.

Oppvarmingen har altså ikke gått så raskt som akkurat disse modellene anslo, og CO₂-utslippene har vært noe lavere i modellene enn i virkeligheten. Derfor har Millar et al beregnet gjenværende karbonbudsjett for en ytterligere 0.6°C oppvarming (som leder oss til 1.5°C fra førindustriell tid) fra 2015 basert på akkurat de samme modellene. Jo lavere oppvarmingen har vært til nå, desto større blir karbonbudsjettet. Derfor er spørsmålet om temperaturutviklingen et sentralt punkt i kritikken mot artikkelen i Nature Geoscience.

Fire kjernepunkter i den vitenskapelige debatten om artikkelen Emission budgets and pathways consistent with limiting warming to 1.5 °C

1. Temperaturøkningen kan ha vært høyere

Forskjellen mellom beregnet temperatur i modellene og målt temperatur, er et kjernepunkt i kritikken. Det finnes flere store klimasentre som beregner temperaturøkningen på kloden. Siden vi ikke har kunnet måle temperaturen over absolutt alt helt siden 1860, beregner noen av datasettene temperaturen i Arktis og over havet basert på de nærmeste målestasjonene, mens andre legger mindre vekt på disse områdene.

Det finnes altså forskjellige metoder for dette, noe som fører til at datasettene til de ulike sentrene gir forskjellige svar på spørsmålet om hvor mye varmere det er blitt. Det er snakk om forskjeller på om lag 0,2°C. Dette kan synes lite, men avvikene er faktisk på 20 prosent.

Miller et al valgte i denne studien å bruke datasettet til University of East Anglia og meteorologisk institutt i Storbritannia, HadCRUT4. Sammenlikner vi beregninger fra modellene med HadCRUT4 er forskjellen 0,3°C. Dersom vi sammenlikner med Berkley Earth, er forskjellen kun 0,1°C.

Forskjellen i temperaturøkning skyldes i hovedsak hvilke temperaturer man bruker til å beregne global gjennomsnittstemperatur. I modellene brukes kun lufttemperatur rett over bakken, mens målingene baserer seg på både temperatur ved bakkenivå, samt temperaturmålinger i øverste laget av havet. Og oppvarming av hav går som kjent saktere enn luft.

Justeres modelldataene for disse forholdene, stemmer de godt overens med de måleseriene som også inkluderer Arktis. Berkley Earth viser faktisk en svakt høyere oppvarming enn modellene. HadCRUT4 er i andre ytterenden av temperaturanalysene med en svært konservativ bruk av temperaturmålingene utenfor der målingene skjer, og fanger dermed ikke opp oppvarming i områder med stor temperaturøkning, slik som det meste av Arktis.

Så hvorfor brukte Millar et al HadCRUT4 og ikke ett av de andre datasettene?

De ulike datasettene definerer global temperaturøkning forskjellig. Forfatternes viktigste argument for å velge HadCRUT4, er at denne likner mest på definisjonen som lå til grunn da politikerne vedtok Parisavtalen og målet om å begrense temperaturøkningen til 1,5°C. I forkant av selve toppmøtet ble det holdt en rekke såkalte structured expert dialogues og her var det HadCRUT4 datasettet diskusjonene tok utgangspunkt i.

Selv om det kan være gode naturvitenskapelige grunner for å bruke datasettet til Berkley, mener forfatterne at det er vel så viktig å bruke de samme de forutsetningene som lå til grunn da Parisavtalen ble vedtatt slik at diskusjonen blir konsistent over tid. 

2. Temperatur: Velger bort naturlige svingninger

Forfatterne bak artikkelen i Nature Geoscience tar ikke utgangspunkt i total temperaturøkning, men i menneskeskapt temperaturøkning. Det betyr at for eksempel effekter av El Niño og vulkaner er fjernet. Forskerne tar heller ikke med temperaturøkningen i 2016 og hittil i 2017. Temperaturen i 2016 var den høyeste noen gang målt, noe en sterk El Niño bidro til. Men i år er det lav El Niño-aktivitet og likevel ligger 2017 an til å bli varmere enn 2015. Dersom man i HadCRUT4 tar høyde for temperaturøkningen i 2016 og utelukker effekten av El Niño blir oppvarmingen på 0,96°C.

3. Nullpunktet er satt for sent

Når man skal anslå hvor mye temperaturen har økt, må man ha et utgangspunkt – et nullpunkt. Millar et al definerer nullpunktet som gjennomsnittet av temperaturen fra 1860 til 1880. Men Parisavtalen forholder seg til før-industriell tid. Problemet er at det ikke finnes én definisjon av før-industriell tid. Det finnes mange.

Det har vært gjengs oppfatning at gjennomsnittstemperatur fra 1850–1900 er en god definisjon av temperaturen før den industrielle revolusjonen. I denne perioden var det enkelte store vulkanutbrudd og utslippene av drivhusgasser hadde allerede startet. En annen forskergruppe har tidligere i år foreslått å bruke perioden fra 1720–1800 som nullpunkt. Da var nivået på de naturlige kreftene som påvirker temperaturen (solaktivitet og vulkanutbrudd) ganske likt dagens nivå.

Dette får konsekvenser for resultatene i Nature Geoscience-artikkelen. Temperaturøkningen har nemlig vært høyere dersom man sammenlikner dagens temperatur med perioden 1720-1800 i stedet for med perioden 1860–1880. De få vitenskapelig artiklene som er tilgjengelig antyder at valg av den første perioden som referanse gir rundt 0.1°C høyere oppvarming, men usikkerheten er større enn temperaturendringene som beregnes fra 1860-1880.

Millar et al forklarer at de brukte 1860–1880 som nullpunkt for å være konsistente med karbonbudsjettet i FNs klimapanels femte hovedrapport. Klimapanelet valgte denne perioden fordi temperaturmålinger før dette er veldig usikre og fordi det ikke var noen store vulkanutbrudd i perioden. Dessuten mener forfatterne at Parisavtalen definerer temperaturen på 1800-tallet som før-industriell. At en ny artikkel konkluderer med at et tidligere nullpunkt er mer riktig, så gir ikke det nødvendigvis grunnlag nok til å forkaste vurderingene til FNs klimapanel.

4. Utslipp av andre klimagasser enn CO₂ er for optimistisk

Millar et al legger scenarioet RCP 2.6 til grunn for sine beregninger. Dette scenariet forutsetter veldig sterke reduksjoner i utslippene av andre klimagasser enn CO₂. Et karbonbudsjett påvirkes nemlig også av utslipp av gasser som metan og partikler som sot. Jo mer vi klarer å kutte i disse utslippene, desto mer CO₂ kan vi tillate oss å slippe ut.

Tweet her

Millar et al skriver selv i artikkelen at dersom samfunnet ikke klarer så ambisiøse kutt i andre klimagasser som RCP2.6 legger opp til, så reduseres karbonbudsjettet fra 880 til 733 milliarder tonn CO₂. I tillegg forklarer forfatterne at karbonbudsjettene som ble presentert i FNs klimapanels femte hovedrapport, baserte seg på RCP8.5 der utslippene av andre klimagasser er høye. Ved å gå fra utslippene av andre klimagasser i RCP8.5 til RCP2.6 øker karbonbudsjettet med ca 20 prosent. Dette fremkommer i den originale artikkelen.

Oppsummert

Størrelsen på karbonbudsjettet avhenger av en rekke forutsetninger som igjen inneholder usikkerheter. Kritikerne påpeker at disse usikkerhetene ikke er tilstrekkelig redegjort for i artikkelen til Millar et al. Enkelte kritikere hevder også at Millar et al systematisk har valgt forutsetninger som vil gi det høyeste karbonbudsjettet. Forfatterne mener på sin side at de har gode vitenskapelige begrunnelser for sine valg og har fulgt opp kritikken med en utdypende artikkel som gjør rede for dette.

Det vil utvilsomt komme flere vitenskapelige artikler om karbonbudsjett som også vil bli diskutert og kritisert. Slik er forskningens vesen. Derfor skal man akte seg for å legge for stor vekt på ett enkelt resultat når man treffer beslutninger. Og dessuten, som forskerne artikkelen i Nature Geoscience understreker gang på gang: Skal vi klare å begrense temperaturøkningen til 1,5°C må vi kutte utslippene mer enn hva dagens planer legger opp til. Ingen grunn til å slappe av, med andre ord.