Jordens klimat har förändrats vid upprepade tillfällen under historiens gång. Perioder varmare än i dag har växlat med kallare istider. Somliga förändringar har varit snabba. En växande folkmängd, med ökande anspråk på naturresurser och energi gör att samhället blir allt mer sårbart för miljöförändringar, både naturliga och sådana orsakade av människan.
Situationen i dag.
Sedan ungefär 1900 har den globala medeltemperaturen vid jordytan ökad med mellan 0,6 och 0,8 grader celsius. Uppvärmningen har inträffat stegvis. Det kan tolkas som naturliga svängningar, som sträcker sig över flera decennier och som är överlagrade en mer långsiktig trend av uppvärmning. Trenden varierar mellan olika delar av världen. Temperaturen har stigit mest i den nordliga hemisfären, speciellt i Arktis.
Tack vare förekomsten av så kallade växthusgaser i atmosfären vidmakthålls jordens temperatur på en nivå som tillåter liv i sin rådande form. Växthusgaserna domineras av vattenånga och koldioxid (CO2), men omfattar även flera andra gaser. Halterna av flera växthusgaser påverkas signifikant av mänskliga verksamheter. Förutom CO2 handlar det om metan (CH4), dikväveoxid (N2O) och klorfluorkarboner (CFC:er). Effekten på klimatet av dessa är både direkt och även indirekt genom ökningen av atmosfärisk vattenånga, som är kopplad till temperaturen.
Under de senaste 150 åren har atmosfärens koncentration av CO2 och CH4 ökat och det finns starka tecken på att de nu har nått de högsta nivåerna på åtminstone 800 000 år. CO2-ökningen beror till största delen på förbränning av fossila bränslen, men ungefär 20 procent kan kopplas till en förändrad användning av landområden, inkluderat avskogning och förbränning av biomassa.
Förbränning av fossila bränslen och biomassa har också under det gångna århundradet lett till en ökad koncentration av aerosoler, luftburna partiklar. En del av dessa bidrar till uppvärmningen. Andra reflekterar solljus tillbaka till rymden och tenderar att kyla planeten. Den nuvarande uppfattningen är att nettoeffekten av alla partiklar är en nedkylning som uppskattas ha dolt en betydande del av det senaste århundradets förväntade uppvärmning.
Ett varmare klimat kan inte kopplas till mer extremt väder. Ökningen av skador orsakade av kraftiga oväder i olika delar av världen beror huvudsakligen på att mänskligheten i dag utnyttjar mer utsatta platser.
Det finns inte några tillförlitliga indikationer på långsiktiga variationer i solstrålningen utöver solfläckarnas välkända 11-årscykel. Rymdobservationer, tillgängliga för de senaste 30 åren, har pågått för kort tid för att bekräfta tidigare använda indirekta uppskattningar. Förståelsen för andra metoder som kan ge en uppskattning av solstrålningen, eller andra rymdrelaterade klimatinfluenser, är ännu begränsad.
Klimatsystemets respons på yttre påverkan är komplex och kan på ett tillförlitligt sätt bara bestämmas för perioder som är flera decennier långa och för jorden eller halvkloten som helhet. Baserat på detaljerade teoretiska studier och modelleringar drar FN:s klimatpanel (IPCC) slutsatsen att den observerade uppvärmningen av klimatet från ungefär 1970 är i allmän överensstämmelse med ökningen av växthusgaser och aerosoler. Följaktligen menar IPCC att detta är den mest troliga orsaken bakom den nuvarande globala uppvärmningen.
Medan effekten av växthusgaser är väletablerad, är förståelsen för effekten av aerosoler mycket mindre. Detta är en av förklaringarna till varför olika klimatmodeller ger ett brett spektrum av utfall.
Vad kan hända i framtiden?
Den långsamma omställningen till alternativ till förbränningen av fossila bränslen och biomassa, sammantaget med världens ökande energibehov, gör att halten av CO2 förväntas fortsätta öka kraftigt under det närmaste århundradet. På längre sikt kommer begränsningar i kolvätekällor sannolikt att minska den framtida ökningen av antropogena (av människan skapade) utsläpp.
Inte desto mindre är effekten av CO2-ackumulationen i atmosfären, kopplad till den långa uppehållstiden i atmosfären, ett allvarligt problem. Utan aktiva motåtgärder kan en hög koncentration av CO2 finnas kvar i tusentals år.
Utsläppen av aerosoler förväntas minska eftersom det problemet är lättare att komma åt rent tekniskt och förmodligen kommer att åtgärdas för att eliminera allvarliga lokala och regionala hälsoproblem, speciellt i Indien och Kina.
Baserat på olika utsläppsscenarier har IPCC genomfört modellsimuleringar för att uppskatta effekten av antropogena växthusgaser och aerosoler på klimatet under de kommande 100 åren. Dessa studier tyder på en global uppvärmning mot slutet av 2000-talet om 1,5–3,5 grader celsius. En stor del av en sådan uppvärmning är knuten till återkopplingen från vattenånga, som snabbt ökar i takt med en högre temperatur.
Även andra förändringar kan följa på den uppvärmning som IPCC förutsäger, bland annat i det hydrologiska kretsloppet, vilka kan förorsaka större problem än själva temperaturförändringarna. Samtidigt som en mindre uppvärmning kan vara acceptabel, åtminstone i vissa regioner, kommer en högre grad av uppvärmning sannolikt att orsaka mycket allvarliga problem världen över.
Vår kunskap om hur klimatet fungerar kommer aldrig att bli fullständig. Det får dock inte tas som intäkt för att förringa problemets allvar eller avvakta en fördjupad förståelse av klimatsystemet innan samhället agerar. Samtidigt som det vetenskapliga arbetet att kvantifiera allvarliga och oacceptabla risker måste fortsätta är det enda samhälleligt ansvarsfulla förhållningssättet att, baserat på det rådande kunskapsläget, vidta kraftfulla åtgärder för att begränsa riskerna.
Kungliga Vetenskapsakademien, genom
Lennart Bengtsson
professor i meteorologi, University of Reading, medlem av Max-Planck-Society
Stefan Claesson
professor i isotopgeologi, Naturhistoriska riksmuseet
Henning Rodhe
professor i kemisk meteorologi, Stockholms universitet
Gunnar Öquist
professor, Vetenskapsakademiens ständige sekreterare