Renere luft betyr varmere klima

Luftkvaliteten på kloden blir bedre og bedre. Det er bra for helsa vår, men renere luft kan også føre til et varmere klima fordi mindre stråling fra sola reflekteres tilbake til verdensrommet. Nøkkelordet er “aerosoler”.

Aerosoler er væskedråper eller faste partikler som svever i luften. De kan ha mange kilder, alt fra pollen, enkelte gasser og sjøsprøyt til svart karbon (sot) og dekkslitasje. De spiller også en viktig rolle i oppvarming og avkjøling av atmosfæren.

Ifølge den nye norske overvåkningsrapporten for klimagasser og aerosoler, som ble publisert i dag, er aerosoler for tiden den største usikkerheten når det kommer til vår forståelse av klimaendringer. Dette er hovedsakelig på grunn av deres effekter på skydannelse.

Skyer oppfører seg som speil

Mesteparten av jordens energi kommer fra solen. Rundt 71 % av sollyset som når jorden absorberes av overflaten og atmosfæren og omdannes til varme. All stråling som ikke absorberes av overflaten blir i hovedsak reflektert. Denne refleksjonen skjer når innkommende solstråling treffer et objekt eller en overflate i atmosfæren, på land eller i vannet, og sendes tilbake som om den traff et speil. Denne reflekterte strålingen omdannes ikke til varme.

Andelen innkommende solstråling som reflekteres av jorden kalles albedo. Ulike overflater har forskjellige albedoer. Mørke flater som tett skog har lavere albedo enn lyse overflater som snø og is. Enkelte gasser i atmosfæren har også høy albedo og kan reflektere store mengder sollys tilbake til verdensrommet.

– Det er her aerosoler kommer inn i bildet. Aerosoler er svært viktige for skydannelse, skyenes egenskaper og skydråpestørrelse. Skyer kan ikke dannes i atmosfæren uten at partikler er der og utgjør en overflate for kondensering, sier seniorforsker Stephen M. Platt fra NILU.

Mindre luftforurensning, mer oppvarming av atmosfæren?

Siden skyer reflekterer sollys ut i verdensrommet og endrer jordens albedo, betyr det at partikler har stor innvirkning på klimaet. Som en del av skyene påvirker de direkte den innkommende strålingen fra sola: Enten sprer de lys, noe som kjøler ned planeten, eller så absorberer de lys og forårsaker oppvarming.

Nyere NILU-data viser at langsiktige trender i spredning og absorpsjon av aerosol er i betydelig endring, spesielt ved Birkenesobservatoriet i Sør-Norge. Der viser overvåkningsdataene en klar nedgang i aerosolspredningen.

– Denne reduksjonen er nært knyttet til vellykkede luftkvalitetstiltak som sikrer renere luft, blant annet Göteborgprotokollen. Mindre luftforurensning er selvsagt positivt for menneskers helse, men det betyr samtidig færre partikler i atmosfæren. Det reduserer partiklenes kjølende effekt og bidrar dermed til at klimaet blir varmere, sier Platt.

Han fortsetter med å forklare at det er et usikkerhetsspenn når det gjelder hvor stor aerosol-skyeffekten er. Hvis kjølingen forårsaket av aerosoler er i den nedre enden av usikkerhetsspennet, det vil si at de forårsaker mer avkjøling, betyr det at aerosolene "dekker opp for" eller maskerer mer av oppvarmingen fra klimagasser enn forskere tidligere har trodd. Da antar de at aerosol-skyeffekten kan forårsake rundt 0,4 °C avkjøling (lyseblått felt i figur 1).

Dette betyr også at hvis utslippene av partikler reduseres, klarer ikke aerosolene å dekke opp lenger. Det betyr at klimaoppvarmingen de har maskert kommer for en dag, noe som potensielt kan føre til raskere klimaoppvarming. På den annen side sier Platt at det er flere faktorer som påvirker disse oppvarmingsprognosene, blant dem havets evne til å ta opp varme.

– I sum er færre forurensende partikler i luften positivt. Men siden partiklenes avkjølende effekt på atmosfæren reduseres, må vi veie opp for dette ved å kutte utslippene av klimagasser, avslutter Platt.

Oppdatert overvåkningsprogram i 2023

I 2023 oppdaterte NILU rapporteringen av aerosolers fysiske og optiske egenskaper betydelig i overvåkningsprogrammet for klimagasser og aerosoler ved Zeppelin- og Birkenesobservatoriene. Med data fra flere år har det nå vært mulig å fastslå statistisk signifikante trender for mange av NILUs målinger av aerosolvariabler. Dessuten utvikler NILU stadig måten de utfører mange av målingene på, i form av høyere kvalitet og lavere usikkerhet.

– Vi implementerer nå rutinene til Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure (ACTRIS) for harmoniserte målinger og datakvalitetskontroll. Observatoriene våre er under kvalifisering for å bli nasjonale ACTRIS-anlegg, sier seniorforsker Cathrine Lund Myhre.

Ifølge henne er disse oppdateringene både tidsriktige og nødvendige, siden det har vært betydelig fokus på usikkerheter forbundet med aerosoler. De legger ned stor innsats i å ha observasjoner i tilnærmet sanntid, og dette vil i stor grad forbedres i 2025. Det er også stor interesse for hvordan endringer i aerosoler kan være relatert til de rekordhøye globale gjennomsnittstemperaturene i 2023, samt virkningen av en rekke skogbranner.

Med disse oppdateringene er NILUs overvåkning rigget for å øke forståelsen av langsiktig aerosolutvikling og bidra til mer informerte politiske beslutninger angående luftkvalitet og klimaendringer.

– Våre faktiske observasjoner av aerosolenes evne til både spredning og absorbering gir data som støtter mer presise klimarisikovurderinger. Dette arbeidet understreker hvor viktig det er å opprettholde aerosolovervåkning, for at vi skal forstå og håndtere den potensielle akselerasjonen av klimaoppvarming ettersom aerosolkonsentrasjonene avtar, sier Lund Myhre.

Faktaboks 1: Nøkkeltall om klimagasser

Det norske overvåkningsprogrammet for klimagasser og aerosoler kartlegger langsiktige endringer i atmosfærisk sammensetning på to steder: Zeppelinobservatoriet på Svalbard i Arktis og Birkenesobservatoriet i Aust-Agder. Disse observatoriene yter kritiske data om nivåene av klimagasser og aerosoler, og gir innsikt i både regionale og globale endringer i atmosfærisk sammensetning og klimapåvirkninger.

Overvåkningsprogrammet for klimagasser og aerosoler startet i 1999, i form av en kontrakt mellom Miljødirektoratet og NILU. NILU driver også et observatorium på Trollhaugen i Dronning Maud land, Antarktis. Trollhaugen er ikke en del av overvåkningsprogrammet, men tas med i denne rapporten for større fullstendighet og som referanse til den reneste luften som finnes på jorden.

Økende nivåer av både CO₂, metan og lystgass på alle de norske overvåkningsstedene viser pågående utfordringer med å redusere klimagassutslipp.

Karbondioksidkonsentrasjonene (CO₂) i atmosfæren fortsatte å stige i 2023. De årlige gjennomsnittskonsentrasjonene var:

• 421,5 ppm (deler per million) ved Zeppelin på Svalbard (en økning på 1,8 ppm siden 2022)
• 426,0 ppm ved Birkenes i Sør-Norge (en økning på 2,1 ppm)
• 416,4 ppm ved Trollhaugen i Antarktis (en økning på 2,1 ppm)

Metan (CH₄) fortsatte også å øke. De årlige gjennomsnittskonsentrasjonene var:

• 2007,6 ppb (deler per milliard) på Svalbard (en økning på 8,0 ppb)
• 2016,2 ppb ved Birkenes i Sør-Norge (en økning på 10,7 ppb)
• 1871,1 ppb ved Trollhaugen i Antarktis (en økning på 12,9 ppb)

Denne økningen i metan utgjør en betydelig risiko for klimamålene.

Lystgassnivåene (N₂O) har også steget. Det årlige gjennomsnittet var 337,0 ppb på Zeppelin, noe som gjenspeiler lystgassens sterke bidrag til klimaoppvarmingen. Økningen var på 1,18 ppb sammenlignet med året før.

Kilde: Monitoring of greenhouse gases and aerosols at Svalbard and Birkenes in 2023

Faktaboks 2: Om ACTRIS

Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure (ACTRIS) er et europeisk initiativ som skal harmonisere og forbedre kvaliteten på målinger av kortlivede atmosfæriske bestanddeler, inkludert aerosoler, skyer og sporgasser.

Implementeringen av det norske ACTRIS-medlemskapet støttes via Norges forskningsråds ACTRIS Norge-prosjekt, som startet i 2022. ACTRIS kobler sammen en rekke observasjonsstasjoner over hele Europa og tilbyr et enhetlig rammeverk for måling av mange av aerosolparametrene i overvåkningsprogrammet, samt flyktige organiske forbindelser (VOC-er). Slik sikrer de at dataene som samles inn er konsistente og sammenlignbare, noe som er avgjørende for å forstå hvordan disse partiklene og gassene påvirker klima og luftkvalitet.