Carbondioxid i atmosfæren - Del II: Hvor hurtigt er det gået?

Dette er en undersøgelse med arbejdsspørgsmål, som egner sig til nødundervisning som gruppearbejde.

 

Arbejdsspørgsmålene i denne undersøgelse tager udgangspunkt i: "Carbondioxid i atmosfæren - del I". Vi anbefaler derfor, at du starter med den nævnte undersøgelse, inden du fortsætter med denne.

 

Her finder du en række arbejdsspørgsmål. Du behøver ikke at svare på dem alle, men kan vælge præcis de temaer, der passer ind i dit forløb. Mange af svarene på spørgsmålene kan du finde i teksten på dette website og i filmene, men nogle spørgsmål kræver, at du også bruger andre kilder og diskuterer med f.eks. dine klassekammerater.

Her ses en oversigt over de forskellige emner med arbejdsspørgsmål:

1. Hvor hurtigt er det gået?

2. Menneskeskabte CO2-udledninger

3. Drivhuseffekt

4. Global opvarmning

5. Kulstofkredsløb

 

1. Hvor hurtigt er det gået?

I undersøgelsen "Carbondioxid i atmosfæren - Del I" har du lært, at det moderne CO2-niveau er markant højere end noget på noget andet tidspunkt de sidste 800.000 år. Du har også set, at CO2-niveauet er steget meget hurtigt. Men hvor hurtigt er er det gået, hvis vi sammenligner med tidligere stigninger i CO2-niveau?

Sidste gang i Jordens historie, vi så en kraftig stigning i CO2, var ved overgangen fra sidste istid til vores mellemistid (Holocæn). Lad os kigge på denne stigning ved at zoome ind på de sidste 30.000 år:

  

Figur 1. - Download Figur 1 her

Dette er samme figur, som grafen over 800.000 år i undersøgelsen "Carbondioxid i atmosfæren - Del I", men her zoomer vi ind på de sidste 30.000 år for at kunne sammenligne den moderne stigning i CO2 (helt til højre) med stigningen, da sidste istid sluttede (midt i figuren). Den stiplede linje markerer grænsen mellem sidste istid og vores mellemistid Holocæn.

 

  • Kig på figuren og find de to tidsperioder, hvor CO2 er steget kraftigst. Altså, find to steder, hvor der en stejl stigning i CO2. Hvornår skete det? Marker på figuren, der hvor de to tidsperioder startede og sluttede.

  • Er der forskel på de to stigninger? (F.eks. er den ene mere stejl end den anden? Er der forskel på, hvor lang tid de varede?)

 

Du kan beskrive forskellen med ord og/eller bruge tabellen nedenfor til at sætte nogle tal på dit svar.

 

Tabel 1. - Download Tabel 1 her

⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ Brat stigning ved afslutning af sidste istid Brat stigning siden industrialiseringen
Hvornår startede stigningen? ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Hvornår sluttede stigningen? ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Antal år, som CO2-stigningen varede ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
CO2-koncentration i slutningen af perioden ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
CO2-koncentration i starten af perioden ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Beregn differencen (slut - start) ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Beregn gennemsnitlig ændring pr. år (differencen i ppm / antal år) ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀

     

    Jordens klimasystem

     

    Jorden klimasystem består af landjorden, havet og atmosfæren.

     

    Der findes også andre måder at inddele og beskrive klimasystemet på. Forskere bruger ofte en lidt mere detaljeret inddeling:

     

    • Luft (atmosfæren)
    • Planter og dyr (biosfæren)
    • Jordens undergrund, bjerge og vulkaner (lithosfæren)
    • Vand i oceaner, floder, søer og regn (hydrosfæren)
    • Frossen H2O: Gletsjere, indlandsis, isbjerge, havis og permafrost (kryosfæren)

     

     

    Skitse over Jordens klimasystem, som overordnet kan deles op i hav, atmosfære og landjord. Altså, blandt andet, der hvor energi og C02 oplagres og flyttes imellem. De forskellige dele af klimasystemet påvirker hinanden. En ændring et sted, kan medføre en ændring et andet sted.

    • Diskutér hvilken betydning det kan have for klimasystemet og for os mennesker, at den moderne CO2-stigning er så stejl?

    • Hvor hurtigt tror du, at de forskellige dele af klimasystemet reagerer på det ændrede CO2-niveau? Gennemgå konsekvenserne for havet, landjorden og atmosfæren en ad gangen.

    2. Menneskeskabte CO2-udledninger

    Nedenunder ser du en graf, der viser menneskeskabt CO2-udledning siden 1850.

      

    Figur 2. - Download Figur 2 her

    Menneskeskabt CO2-udledning per år siden 1850.(1)

     

    • Hvor mange ton er der i et gigaton?

    • Hvilke menneskelige aktiviteter udleder CO2? Kan du finde flere end dem som du kan udlede fra grafen?

     

    I hvilken tidsperiode har udledningen været kraftigst?

    Diskutér hvad årsagerne til dette kan være. Kan du finde statistikker, der viser hvilke lande, som har bidraget mest til udledningen af CO2?

    Du kan for eksempel bruge dette link: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions. 

     

    • Ændrer det på rækkefølgen, hvis man opgør det pr. indbygger i stedet for total pr. land?

    • Hvor ligger Danmark henne i den ene og i den anden opgørelse?

    • Overrasker det dig?

     

    Hvor ender den menneskeskabte CO2? Kan du nævne flere eksempler på, hvor CO2 optages?

    Hint: Tag udgangspunkt i de forskellige dele af Jordens klimasystem.

      

    3. Drivhuseffekt

    • Nævn de vigtigste drivhusgasser. Hvad er deres koncentration i atmosfæren? Hvilke gasser består atmosfæren ellers af?

    • Tegn en skitse over, hvordan drivhuseffekten fungerer.

    • Hvordan påvirkes drivhuseffekten af menneskeskabte CO2-udledninger?

    Du kan lære mere om, hvilken rolle CO2 spillede for opvarmningen ved istidens afslutning ved at læse side 20 – 23 i dette hæfte om iskerner

     ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀

    4. Global opvarmning

    Nedenunder ser du, hvordan klodens middeltemperatur har udviklet sig i perioden 1850 – 2020.

    Temperaturen er vist som afvigelser fra, hvad temperaturen var før industrialiseringen. Det vil sige, først har man beregnet, hvad klodens middeltemperatur var i tiden før den industrielle periode. Derefter har man for hvert år beregnet forskellen mellem det pågældende års temperatur og temperaturen lige inden industrialiseringen tog fart.

     

    Figur 3. - Download Figur 3 og 4 her

    Global middeltemperatur i perioden 1850 til 2020 set i forhold til, hvad temperaturen var før industrialiseringen (altså den førindustrielle temperatur). Her er førindustriel temperatur defineret som gennemsnitstemperaturen i perioden 1850 – 1900. De forskellige kurver skyldes, at man kan beregne klodens gennemsnitstemperatur på lidt forskellige måder, men de er overordnet set enige og har alle den samme tendens. (2)

    Grunden til at, den globale temperaturserie starter ved år 1850 er, at det var her man begyndte at få temperaturmålinger fra rundt om på hele kloden. Før det var der kun få steder i verden, hvor der var gode målinger af temperaturen.

     

    Man kan også vise de samme data ved at bruge en farveskala til at vise, hvor kraftig opvarmningen har været:

      

    Figur 4. 

    Global middeltemperatur i perioden 1850 til 2020 (fra venstre mod højre) set i forhold til, hvad temperaturen var før industrialiseringen (altså den førindustrielle temperatur). Her er førindustriel temperatur defineret som gennemsnitstemperaturen i perioden 1850 – 1900.(3)

    Blå farve: Årets middeltemperatur var koldere end gennemsnitstemperaturen for 1850 – 1900.
    Gul farve: Året var op til 0,5°C varmere end 1850 – 1900.
    Rød farve: Året var op til 1,3°C varmere end 1850 – 1900.

     

    • Sammenlign de to temperaturfigurer og se, om du kan genkende det samme mønster i de to fremstillinger.
      • Beskriv hvad du observerer.

    • Beskriv temperaturudviklingen fra 1850 og frem til i dag.
      • Hvad er den generelle tendens?
      • Hvor meget er temperaturen steget i denne periode?

    • Hvilket årti har været det varmeste siden 1850?

    • Forklar, hvorfor vi ikke kan bruge temperaturen fra et enkelt år til at sige noget om klimaudviklingen, men har brug for at kigge på tendenser over mange år?

    • Hvad er den primære årsag til temperaturstigningen de sidste cirka 100 år?

      

    Global temperaturstigning er kun én af flere konsekvenser af forhøjet CO2-niveau i atmosfæren. Kan du give eksempler på andre konsekvenser? Med andre ord, hvor i Jordens klimasystem, ser vi en effekt af forhøjet CO2 i atmosfæren?

    Den globale temperatur uden for iskerner er først blevet målt da industrialiseringen tog fart, og man kunne producere godt måleudstyr. Før det var der kun få steder i verden, hvor der var gode målinger af temperaturen. 

     

    • Hvad vil temperaturen være i f.eks. 2030 og 2050, hvis vi antager, at temperaturen stiger med samme hastighed, som den har gjort siden 1980?

    • Hvad har indflydelse på, hvad temperaturen bliver i f.eks. 2030 og 2050?

       

    5. Kulstofkredsløb

    Permafrosten påvirker Jordens kulstofkredsløb

    Disse spørgsmål egner sig godt sammen med undersøgelsen "Hvilke drivhusgasser frigives, når den frosne jord tør op?".

     

    • Hvad er permafrost?

    • Hvor findes permafrost?

    • Observationer af permafrosten gennem de sidste årtier, viser, at mange permafrostlag i verden er blevet varmere, og at den øverste zone af permafrosten tør op som følge af global opvarmning. Hvad sker med det organiske materiale, der ligger i jorden, når permafrosten tør? Hvilke gasser frigives i denne proces?

    • Hvordan bliver det globale kulstofkredsløb påvirket, når permafrosten tør?

    • Hvordan kan permafrostoptøning højt mod nord i Arktis påvirke hele klodens klima?

    • Hvorfor siger man, at permafrosten har en selvforstærkende effekt på klimaforandringer?

    • Hvor kraftig er CH4 som drivhusgas sammenlignet med CO2?

     

    • Hvor lang levetid har CH4 i atmosfæren sammenlignet med CO2?

    • Hvad omdannes CH4 til, når den ikke længere er CH4?

      

    Kulstofkredsløbet og CO2-lagring

    • Tegn en skitse over det globale kulstofkredsløb. Beskriv hvordan menneskeskabt CO2-udslip har påvirket det globale kulstofkredsløb.

    • Diskutér løsninger til, hvordan menneskabt CO2-udslip kan reduceres. Hvad mener du, er de største udfordringer? Begrund dit svar.

    • Kan du nævne eksempler på, hvordan man kan fjerne CO2 fra atmosfæren og lagre den? Brug gerne din skitse over kulstofkredsløbet til at uddybe dit eksempel. Hvad er den største udfordring med den/de teknologier, du har nævnt?

    • Hvorfor er den danske undergrund godt egnet til CO2-lagring?

      

    Du kan finde inspiration i filmen om klimaforandringer på forsiden.

     

    Hvis du synes at emnet om kulstof-lagring er spændende, kan du læse om Anton, som skriver speciale om lige præcis det på Københavns Universitet.  

      

     

     

     

     

     Kilder

    (1) Figuren er en modificeret udgave af Figur SPM.1 i IPCC (2014), Climate Change 2014: Synthesis Report, Summary for Policymakers. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

    (2) Figuren er hentet fra https://www.metoffice.gov.uk/about-us/press-office/news/weather-and-climate/2021/2020-ends-earths-warmest-10-years-on-record.

    (3) Figuren er hentet fra https://www.metoffice.gov.uk/about-us/press-office/news/weather-and-climate/2021/2020-ends-earths-warmest-10-years-on-record. 

    (4) Data: Keeling et al. (2001), hentet fra https://scrippsco2.ucsd.edu/data/atmospheric_co2/icecore_merged_products.html. Koncentrationen for år 2020 er hentet fra https://www.globalcarbonproject.org/ og er en prognose-værdi, som er publiceret i slutningen af 2020, inden årets endelige middelværdi kunne beregnes.

    (5) Iskernedata: Bereiter et al. (2015), GRL 42, og Luthi et al. (2008), Nature, 453, hentet fra https://www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/17975. Atmosfæriske data: Se kildehenvisning (1).

     

    Undersøgelsen er udviklet af Inger K. Seierstad ved Cirkus Naturligvis, Københavns Universitet efter indledende idéudveksling med Lektor Sune Olander Rasmussen ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet. Arbejdet er finansieret af Novo Nordisk Fonden.