Klimasystemet (oversikt)

Kompetansemål i Geofag 2 (LK20)

Elevene skal kunne

• gjøre rede for strålingsbalanse, strålingsfordeling og strålingspådriv og bruke disse til å forstå den globale sirkulasjonen i atmosfæren
• gjøre rede for klimasystemet på ulike skalaer i tid og rom og vurdere antropogen klimapåvirkning

(Udir, u.å.-b)

Kjerneelementer som dekkes i dette kapitlet:

• Jordsystemer i tid og rom: «Kjerneelementet jordsystemer handler om delsystemer som geosfæren, atmosfæren, hydrosfæren, kryosfæren og biosfæren. Videre handler kjerneelementet om komponenter og prosesser i disse delsystemene og hvordan delsystemene vekselvirker med hverandre. Tidsperspektivet er sentralt i dette kjerneelementet, ettersom prosesser og vekselvirkninger foregår på ulike tidsskalaer.»

• Modeller og modellering: «Modeller brukes til å undersøke, forklare og presentere geofaglige prosesser og fenomener.»

• Mennesket i jordsystemene: «Kjerneelementet mennesket i jordsystemene handler om hvordan vi som mennesker utnytter naturressursene og endrer jordsystemene, og hvordan vi er avhengige av og påvirkes av de samme systemene og deres endringer.»

(Udir, u.å.-a)

Klimasystemet er delsystemene sett sammen, og energibudsjettet er en forenklet modell av energien inn og ut. Det er dette Klimasystemet (oversikt) handler om.

I dette kapitlet lærer du om

forskjellen på vær og klima, hvordan atmosfæren, havet, isen, landoverflaten og livet henger sammen, strålingsbalansen og drivhuseffekten, forskjellen på pådriv og tilbakekobling, is-albedo-tilbakekoblingen, havet som varmelager, de naturlige svingningene, hvor mye det har blitt varmere, og hva det betyr for Norge.

Hva tror du?

En vinter er uvanlig kald i hele Norge. Betyr det at klimaet ikke blir varmere? Og hvis neste sommer blir rekordvarm, beviser det at klimaet endrer seg? Tenk over det før du leser videre. Vi kommer tilbake til det i første del.

Hva er forskjellen på vær og klima?

Vær er dager. Klima er tiår.

En mild januaruke er vær. At Vestlandet er vått, og at norskekysten på 60° N er mildere enn Labrador på samme bredde, er klima. Klima er statistikken: typisk temperatur, nedbør, vind og is over minst 30 år (WMO, u.å.).

Derfor kan du ikke «motbevise» klimaendring med én kald vinter. Og du kan ikke «bevise» den med én varm uke. Du trenger mønsteret.

Fem deler, ett system

Klimasystemet er ikke bare luft. Atmosfæren, havet, isen, landoverflaten og livet bytter varme, vann og karbon. Endrer du én del, svarer de andre.

Kryosfæren er mer enn innlandsisen på figuren. Havis i Arktis styrer albedoen fra uke til uke. Permafrost lagrer karbon i bakken. Breene i Norge er små, men de reagerer synlig på klimaet og mater elvene med smeltevann. Isen er treg, men ikke stille. Mer om isen står i kryosfæren.

Hvordan holder jorda energibalansen?

Inn og ut, og det som holder igjen

Sola sender inn kortbølget lys. Jorda sender ut langbølget stråling. Er inn og ut i balanse over tid, er den globale temperaturen stabil. Er de ikke det, varmes eller kjøles planeten til balansen er gjenopprettet.

Enkelte gasser i lufta, som vanndamp, karbondioksid og metan, slipper sollyset inn, men bremser varmen på vei ut (NASA, u.å.-a). Uten dem ville jorda vært en frossen stein. Med for mye av dem stiger temperaturen. Hele den naturlige drivhuseffekten gjør jordoverflaten omtrent 33 °C varmere enn den ellers ville vært. Vanndamp og skyer står for omtrent tre firedeler av effekten og CO₂ for omtrent en femdel. Likevel er CO₂ den viktigste styringsfaktoren, fordi mengden vanndamp og skyer bare følger temperaturen (Lacis mfl., 2010).

Globalt middel i toppen av atmosfæren er omtrent 340 W/m² inn. Rundt 30 prosent kastes tilbake (albedo). Resten tas opp. Ut går det som langbølget stråling, og drivhusgassene bremser den. Tallene er avrundede globale middel (NASA, 2009; IPCC, 2021).

Tallene gjelder 340 watt per kvadratmeter som treffer jorda. Hele jordas system tar opp omtrent 240 watt per kvadratmeter (NASA, 2009).

Sola treffer ikke jevnt. Ved ekvator kommer det mest energi inn, og det er denne skjevheten som driver den globale sirkulasjonen i atmosfæren (NASA, 2009). Det står mer om den i vindsystemet.

Hva er forskjellen på pådriv og tilbakekobling?

Et pådriv setter i gang en endring. En tilbakekobling er klimasystemets reaksjon, og den kan forsterke eller dempe endringen.

Vanndamp er den sterkeste drivhusgassen i lufta, men den virker i hovedsak som en forsterker og setter ikke i gang endringen selv. Blir det varmere, kan lufta holde mer vanndamp. Mer vanndamp holder mer varme. Det kalles en positiv tilbakekobling.

Isen er et speil

Hvit is kaster mye sollys tilbake. Mørkt hav tar det opp. Smelter isen, blir flaten mørkere, tas mer sol opp, blir det varmere, smelter mer is. Det er is-albedo-tilbakekoblingen, en av de tydeligste forsterkerne i polarstrøk. Massebalanse, likevektslinjen (ELA) og permafrost står i kryosfæren.

Arktis har blitt varmet opp nesten fire ganger så raskt som jorda i gjennomsnitt siden 1979 (Rantanen mfl., 2022). AMAP (2021) oppgir omtrent tre ganger for 1971–2019. Det kalles arktisk forsterkning, og is-albedo-tilbakekoblingen er en av årsakene.

Hvordan påvirker havet og svingningene klimaet?

Havet husker

Omtrent 90 prosent av overskuddsvarmen de siste tiårene er tatt opp i havet, ikke i lufta (NASA, u.å.-b; IPCC, 2021). Derfor kan lufttemperaturen svinge fra år til år, mens havet jevnt tar opp mer energi.

AMOC, beltet du møtte i havstrømmer, er en del av dette minnet. Smelter mer is og kommer mer ferskvann ut i de nordiske hav, blir overflaten lettere. Da kan synkingen svekkes. Usikkerheten for Nord-Europa er reell, men beltet er ikke «slått av». Se også egen fordypningsside om AMOC.

Fire svingninger. Fire sider.

Svingningene flytter varme og nedbør uten å endre jordas totale energibalanse vesentlig. De hører til den indre dynamikken i klimasystemet, ikke til et nytt ytre pådriv (WMO, u.å.).

• ENSO: tropisk Stillehav. Walker-cellen, El Niño og La Niña.
• IOD: Det indiske hav. Dipolen mot Øst-Afrika og Australia.
• NAO: Nord-Atlanteren. Trykkvippen inn mot norske vintre.
• AMOC: Atlanterens omveltning. Tregere enn været. Ikke en bryter.

Les dem i den rekkefølgen. Pass på at du kan skille et pådriv fra en naturlig svingning før du leser videre.

Hva gjør mennesket med klimaet?

Klimaet har alltid endret seg

Istidene kom og gikk. Jordas bane og helning endrer hvor sola treffer gjennom årtusener. Vulkaner kan kjøle i noen år. Sola svinger svakt. Det er ikke et argument mot at mennesket endrer klimaet nå. Det er bakgrunnen.

I iskjerner sitter gamle luftbobler. De viser at temperatur og karbondioksid har fulgt hverandre lenge, og at dagens stigning i karbondioksid er brattere enn det isen har sett gjennom hundretusener av år.

Hvordan arkivene blir til kunnskap, står under paleoklima. Hvorfor istidene kommer, står under istider.

Det mennesket gjør

Når vi brenner kull, olje og gass, slipper vi ut karbon som har ligget i berggrunnen. Karbondioksid i lufta stiger. Det er et positivt strålingspådriv (IPCC, 2021). Det samlede menneskeskapte pådrivet var ca. 2,7 W/m² i 2019, sammenlignet med 1750. Av dette kom ca. 2,2 W/m² fra CO₂ (IPCC, 2021, kap. 7). Vanndamp og is-albedo forsterker. Havet tar unna mye varme, men ikke alt, og det blir surere når det tar opp karbondioksid.

Naturlig drivhuseffekt er ikke det samme som menneskeskapt forsterkning. Den første gjør planeten beboelig. Den andre forskyver klimaet vi har bygd samfunn i.

Hvor mye har det blitt varmere?

Den globale overflatetemperaturen var 1,09 °C høyere i 2011–2020 enn i 1850–1900. FNs klimapanel slår fast at det er entydig at menneskelig påvirkning har varmet atmosfæren, havet og landjorda. Det beste anslaget for menneskeskapt oppvarming er 1,07 °C (IPCC, 2021). Siden har oppvarmingen fortsatt. 2024 var det varmeste året som er målt, 1,60 °C over førindustrielt nivå. 2025 var det tredje varmeste, med 1,47 °C. Gjennomsnittet for 2023–2025 var for første gang over 1,5 °C. Ett år over 1,5 °C betyr likevel ikke at Paris-grensen er nådd, for den gjelder et gjennomsnitt over 20 år. Den langsiktige oppvarmingen anslås til ca. 1,4 °C (Copernicus, 2026).

CO₂ i lufta var i snitt 425,6 ppm globalt i 2025 (427,4 ppm på Mauna Loa), mot ca. 280 ppm før industrialiseringen (NOAA GML, 2026). Havnivået steg ca. 0,20 m fra 1901 til 2018, og stigningstakten har økt fra 1,3 mm per år (1901–1971) til 3,7 mm per år (2006–2018) (IPCC, 2021).

Grønlandsisen inneholder nok is til å heve havnivået globalt med ca. 7,4 meter, og den antarktiske innlandsisen ca. 58 meter (IPCC, 2021, kap. 9). Det er ikke en prognose. IPCC venter 0,28–1,01 m stigning innen 2100, sammenlignet med 1995–2014, avhengig av utslipp (IPCC, 2021).

Hva betyr klimasystemet for Norge?

Vi ligger i vestavindsbeltet, med et varmt hav utenfor. Derfor er kysten mild for breddegraden. I et varmere klima holder lufta mer fukt. Vestlandet, der lufta allerede tvinges opp av fjellet, kan få mer intens nedbør. Snøgrensen kryper oppover. Havet stiger.

AMOC og NAO er sentrale usikkerhets- og variasjonsmomenter. En svekket nordovertransport av varme kan dempe oppvarmingen i Nord-Atlanteren uten å «slå av Golfstrømmen». Varmen langs norskekysten kommer med Den norske atlanterhavsstrømmen. Klima i Norge er et samspill mellom atmosfære, hav og geografi.

Til eksamen

Til eksamen må du kunne skille vær fra klima og pådriv fra tilbakekobling. Vanndamp er en tilbakekobling, og karbondioksid er et pådriv. ENSO, IOD og NAO er naturlige svingninger, ikke det samme som global oppvarming. Norge har mild kyst på grunn av vestavinden og det varme havet, og AMOC er en del av det.

Vanlige misforståelser

«Klimaet har alltid endret seg, så mennesket kan ikke være årsaken nå.» Det er sant at klimaet har endret seg før, men det motbeviser ikke et menneskeskapt pådriv nå (IPCC, 2021).

«Drivhuseffekten er noe mennesket har funnet opp.» Drivhuseffekten er naturlig. Vi forsterker en naturlig effekt (NASA, u.å.-a).

«En kald vinter viser at det ikke blir varmere.» Én kald vinter er vær. Den motbeviser ikke et skifte i det langvarige gjennomsnittet (WMO, u.å.).

«Vanndamp er den viktigste årsaken til oppvarmingen.» Vanndamp er en drivhusgass, men den er i hovedsak en tilbakekobling, ikke den første endringen (NASA, u.å.-a).

Viktige begreper

Klima: Gjennomsnitt og variasjonsmønster i været over lang tid, vanligvis 30 år eller mer. Klimaet beskriver hva som er typisk, og hva som er ekstremt, på et sted.

Kryosfæren: All is og snø på jorda: innlandsis, isbreer, havis og permafrost. Den er hvit, kald og treg, og den henger tett sammen med havet.

Permafrost: Bakke som er frosset året rundt. Den lagrer karbon. Tiner den, kan noe av karbonet slippe ut som CO₂ eller metan.

Drivhuseffekt: At atmosfæren slipper sollys inn, men holder igjen noe av varmen jorda sender ut. Den er naturlig og nødvendig. Mennesket forsterker den ved å øke mengden av visse gasser.

Strålingspådriv: En endring som forskyver balansen mellom stråling inn og ut. Den kan komme fra sola, vulkaner eller drivhusgasser. Et positivt pådriv varmer, og et negativt kjøler.

Vanndamp: Den sterkeste drivhusgassen i lufta, men mengden styres av temperaturen. Derfor er den en forsterker og ikke det som setter i gang endringen.

Tilbakekobling: Når en endring utløser en ny endring som enten forsterker (positiv) eller demper (negativ) den første. Positiv betyr ikke «bra». Det betyr forsterkende.

Albedo: Hvor stor del av sollyset en flate kaster tilbake. Snø og is har høy albedo. Hav og skog har lav. Jo mørkere flate, jo mer energi tas opp.

Arktisk forsterkning: At Arktis blir varmet opp mye raskere enn jorda i gjennomsnitt.

ENSO: Naturlig svingning i tropisk Stillehav.

Paleoklima: Klimaet i fortiden, rekonstruert fra iskjerner, sedimenter, årringer og koraller. Det gir oss både naturlig variasjon og en målestokk for hvor uvanlig dagens endring er.

Antropogen: Menneskeskapt. Antropogen klimapåvirkning er pådrivet fra utslippene og arealbruken vår, i tillegg til den naturlige variasjonen.

Sammendrag

Test deg selv