Klimaændringer og skovbrande – hvordan ved vi, om der er et link?

Endnu engang, sommeren 2018 på den nordlige halvkugle har bragt os en epidemi af store naturbrande.

Disse brænder skove, huse og andre strukturer, fortrænge tusindvis af mennesker og dyr, og forårsage store forstyrrelser i folks liv. Den enorme byrde ved simpel brandslukning er blevet en helårsopgave, der koster milliarder af dollars, endsige omkostningerne ved ødelæggelsen. Røgsløret kan strække sig hundreder eller endda tusinder af miles, påvirker luftkvaliteten og sigtbarheden. For mange mennesker, det er blevet meget tydeligt, at menneskeskabte klimaændringer spiller en stor rolle ved i høj grad at øge risikoen for naturbrande.

Alligevel ser det ud til, at klimaændringernes rolle sjældent nævnes i mange eller endda de fleste nyhedshistorier om de mange brande og hedebølger. Til dels skyldes det, at spørgsmålet om tilskrivning normalt ikke er klart. Argumentet er, at der altid har været naturbrande, og hvordan kan vi tilskrive en bestemt naturbrand klimaændringer?

Som klimaforsker Jeg kan sige, at dette er den forkerte udformning af problemet. Global opvarmning forårsager ikke naturbrande. Den nærmeste årsag er ofte menneskelig skødesløshed (cigaretskod, lejrbål ikke slukket ordentligt, etc.), eller naturligt, fra "tørt lyn", hvorved et tordenvejr producerer lyn, men lidt regn. Hellere, global opvarmning forværrer forholdene og øger risikoen for naturbrande.

Ikke desto mindre, der er enorm kompleksitet og variation fra den ene brand til den næste, og derfor kan tilskrivningen blive kompleks. I stedet, måden at tænke dette på er fra grundvidenskabens synspunkt – i dette tilfælde, fysik.

Global opvarmning sker

For at forstå samspillet mellem global opvarmning og skovbrande, overveje, hvad der sker med vores planet.

Atmosfærens sammensætning ændrer sig fra menneskelige aktiviteter:Der har været en stigning på over 40 procent i kuldioxid, hovedsageligt fra afbrænding af fossile brændstoffer siden 1800-tallet, og over halvdelen af ​​stigningen er siden 1985. Andre varmefangende gasser (metan, nitrogenoxid, osv.) er også stigende i koncentrationen i atmosfæren fra menneskelige aktiviteter. Kurserne accelererer, ikke faldende (som håbet på med Paris-aftalen).

Dette fører til en energiubalance for planeten.

Varmefangende gasser i atmosfæren fungerer som et tæppe og hæmmer den infrarøde stråling – dvs. varme fra Jorden – fra at flygte tilbage til rummet for at opveje den konstante stråling, der kommer fra solen. Når disse gasser opbygges, mere af denne energi, mest i form af varme, forbliver i vores atmosfære. Energien hæver jordens temperatur, oceaner og atmosfære, smelter is, optø permafrost, og brænder vandets kredsløb gennem fordampning.

I øvrigt, vi kan estimere Jordens energiubalance ganske godt:Den svarer til omkring 1 watt pr. kvadratmeter, eller omkring 500 terawatt globalt.

Selvom denne faktor er lille sammenlignet med den naturlige strøm af energi gennem systemet, hvilket er 240 watt per kvadratmeter, den er stor sammenlignet med alle andre direkte virkninger af menneskelige aktiviteter. For eksempel, elproduktionen i USA sidste år var i gennemsnit 0,46 terawatt.

Den ekstra varme er altid det samme tegn, og den spredes over hele kloden. Derfor, hvor denne energi akkumuleres, betyder noget.

Sporing af Jordens energiubalance

Varmen akkumuleres i sidste ende i havet - over 90 procent. Denne ekstra varme betyder, at havet udvider sig, og havniveauet stiger.

Varme akkumuleres også i smeltende is, forårsager smeltende arktisk havis og gletsjertab i Grønland og Antarktis. Dette tilføjer vand til havet, og så stiger havniveauet også fra dette, stiger med en hastighed på over 3 millimeter år, eller over en fod per århundrede.

På land, virkningerne af energiubalancen kompliceres af vand. Hvis der er vand til stede, varmen går hovedsageligt til fordampning og tørring, og som tilfører fugt til storme, som giver kraftigere regn. Men effekterne akkumuleres ikke, forudsat at det regner til og fra.

Imidlertid, i en tør periode eller tørke, varmen samler sig. For det første, det tørrer tingene ud, og så for det andet hæver det temperaturerne. Selvfølgelig, "det regner aldrig i det sydlige Californien" ifølge 1970'ernes popsang, i hvert fald i sommerhalvåret.

Så vand fungerer som planetens klimaanlæg. I mangel af vand, overskydende varmeeffekter akkumuleres på land både ved at tørre alt ud og visne planter, og ved at hæve temperaturen. På tur, dette fører til hedebølger og øget risiko for naturbrande. Disse faktorer gælder i regioner i det vestlige USA og i regioner med middelhavsklima. Faktisk har mange af de nylige skovbrande fundet sted ikke kun i Vesten i USA, men også i Portugal, Spanien, Grækenland, og andre dele af Middelhavet.

Forholdene kan også udvikle sig i andre dele af verden, når stærke højtryksvejrkupler (anticykloner) stagnerer, som kan ske delvist tilfældigt, eller med øgede odds i nogle vejrmønstre, såsom dem, der er etableret af enten La Niña- eller El Niño-begivenheder (på forskellige steder). Det forventes, at disse tørre pletter flytter rundt fra år til år, men at deres overflod stiger over tid, som det tydeligvis sker.

Hvor stor er energiubalanceeffekten over land? Godt, 1 Watt per kvadratmeter over en måned, hvis akkumuleret, svarer til 720 Watt per kvadratmeter over en time. 720 Watt svarer til fuld effekt i en lille mikrobølgeovn. En kvadratmeter er omkring 10 kvadratmeter. Derfor, efter en måned svarer det til:en mikrobølgeovn ved fuld effekt hver kvadratfod i seks minutter. Ikke underligt, at ting brænder!

Attributionsvidenskab

For at komme tilbage til det oprindelige spørgsmål om skovbrande og global opvarmning, dette forklarer argumentet:der er ekstra varme tilgængelig fra klimaændringer, og ovenstående angiver, hvor stor den er.

I virkeligheden er der fugt i jorden, og planter har rodsystemer, der tapper jordfugtighed og forsinker virkningerne, før de begynder at visne, så det typisk tager over to måneder, før effekterne er store nok til fuldt ud at sætte scenen for naturbrande. I det daglige, effekten er lille nok til at gå tabt i den normale vejrvariation. Men efter en tør periode på over en måned, risikoen er mærkbart højere. Og selvfølgelig stiger den globale gennemsnitlige overfladetemperatur også.

"Vi kan ikke tilskrive en enkelt begivenhed klimaændringer" har været et mantra blandt klimaforskere i lang tid. Det har for nylig ændret sig, imidlertid.

Som i eksemplet med naturbrande, der har været en erkendelse af, at klimaforskere muligvis kan komme med nyttige udsagn ved at antage, at vejrbegivenhederne i sig selv er relativt upåvirket af klimaændringer. Dette er en god antagelse.

Også, klimaforskere kan ikke sige, at ekstreme begivenheder skyldes global opvarmning, fordi det er et dårligt stillet spørgsmål. Imidlertid, vi kan sige, at det er højst sandsynligt, at de ikke ville have haft så ekstreme påvirkninger uden global opvarmning. Ja, alle vejrbegivenheder er påvirket af klimaændringer, fordi miljøet, de opstår i, er varmere og fugtigere, end det plejer at være.

I særdeleshed, ved at fokusere på Jordens energiubalance, ny forskning forventes at fremme forståelsen af, hvad der sker, og hvorfor, og hvad det betyder for fremtiden.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.