Allt du vill veta om växthusgaser

År 1958 började Charles David Keeling vid Mauna Loa Observatoriet i Hawaii mäta koldioxidhalten i atmosfären. Mätningarna har skett kontinuerligt sedan dess och resultat visar på en tydlig bild. Koldioxidhalten har fortsatt att stiga, år efter år.

Figuren (se nedan) har närmast blivit ikonisk genom att den tydligt visar människors påverkan på atmosfären och i förlängningen klimatet (data finns tillgänglig här, ppm står för parts per miljon, alltså miljondelar). Att ökningen beror på mänskliga aktiviteter, huvudsakligen förbränning av fossila bränslen, men även avskogning i tropikerna, är otvetydigt. Då koldioxid blandas om i atmosfären väl ger mätningarna vid Mauna Loa en mycket god bild av vad som händer med atmosfärens koldioxidhalt generellt.

Men nu har Trump-administrationen beslutat att strypa anslagen till observatoriet i sin budget till National Oceanic and Atmospheric Adminstration, NOAA, rapporterar både CNN (1/7) och New York Times (17/7).

Verksamheten vid observatoriet är därmed direkt hotad. Mauna Loa är inte den enda mätstationen NOAA driver, det finns även observatorier på Antarktis, i Alaska och på amerikanska Samoa-öarna. Trump avser även dra in anslagen till dessa.

Många forskare är kritiska. ”Om Mauna Loa stängdes, skulle det ha en oproportionerlig effekt i jämförelse med om andra observationer skulle plockas bort,” säger miljöforskaren och chefen för Global Carbon Project, Josep Canadell till Deutsche Welle (4/4).  

Det här kommer dock inte innebära att forskare och andra inte längre mäter koldioxidhalten i atmosfären. Det finns satelliter och andra mätstationer, men det är olyckligt att man vill avbryta verksamheten i det observatorium med längst serie av data.

Observationerna på Mauna Loa ger även annan intressant information. I figuren ovan visas den årliga genomsnittskoncentrationen av koldioxid, men en av de första sakerna forskarna vid observatoriet upptäckte när de påbörjade sin verksamhet på 50-talet var att halten under året varierar. I figuren nedan visas genomsnittet för varje månad. Man ser på så sätt tydligt hur halterna i början av varje år stiger, för att därefter faktiskt börja minska i maj/juni, och minskningen fortsätter hela vägen till november, då halterna återigen vänder uppåt igen.

Notera dock att när man är tillbaka i maj nästföljande år, då är halterna högre än vad de var ett år tidigare. Den årliga cykeln av pulserande koldioxidhalter ligger alltså överlagrad på den långsiktiga uppåtgående trenden (den som syns i båda figurerna, men i svart i den nedersta som är ett slags löpande medelvärde där effekter av årstidsvariationer tagits bort). Det är också värt att notera att variationerna under ett givet år är små, någon procent av den totala halten på ca 420 ppm.

Vad är det då som händer under varje enskilt år? Jo, i april kommer våren till norra halvklotet, och då tar fotosyntesen fart, träd börjar växa och tar därmed upp en massa koldioxid. Denna effekt är alltså så stor att den är större än utsläppen av koldioxid från förbränning av fossila bränslen. Men det är bara temporärt. Under hösten faller löven igen, respiration blir större än fotosyntes, och koldioxiden avges till atmosfären. Mauna Loa ligger på norra halvklotet och denna effekt syns därför tydligt i figuren. Eftersom huvuddelen av världens landmassa ligger på norra halvklotet. Det här innebär att den variationen av den globala genomsnittshalten av koldioxid från månad till månad följer samma mönster som det man observerar på Mauna Loa.   

Tittar man på data från NOAA:s mätstation vid Antarktis, så ser man det omvända, eftersom vintern på södra halvklotet inträffar när det är sommar här i norr, och vice versa. Men svängningarna är betydligt mindre än på norra halvklotet.

Dessa mätningar på olika ställen är viktiga för att forskare ska kunna utveckla bättre modeller för hur koldioxid sprids över jorden, samt hur utsläppen tas upp av hav och växter.

Vid NOAA:s olika observatorium mäts också en lång rad andra ämnen som har betydelse för vår miljö, exempelvis metan och ett stort antal andra ämnen. Koncentrationen av metan har exempelvis ökat med ca 160% sedan den industriella revolutionen.

Man observerar även olika isotoper av kol vilket hjälper forskarna att avgöra vilka källorna är till de ökade halterna av koldioxid. Kol-14 har en halveringstid på cirka 5700 år, vilket gör att denna isotop är helt borta ur fossilt kol. Då vi bränner fossila bränslen innebär det alltså att halterna av kol-14 minskar i atmosfären, vilket också är i linje med observationer.

Avslutningsvis kan det noteras att koldioxidhalten låg i stort sett konstant på ca 280 ppm under cirka 10 000 åren fram till starten av den industriella revolutionen. De historiska koncentrationerna känner man till genom analyser av iskärnor från Antarktis och Grönland. Sedan 1800-talets början har koncentrationen ökat med ca 50%. I takt med att den industriella revolutionen har spridits över världen, och att jordens befolkning har vuxit, har de globala utsläppen ökat och halterna av koldioxid i atmosfären växer nu i en allt snabbare takt.  

Artikelförfattaren är fysiker och professor i fysisk resursteori vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg. 

***

Läs även: Vad händer med temperaturen?

Läs även: Den förste kvantmekanikern