Återkopplingar i klimatsystemet
Klimatsystemet innehåller många komplexa återkopplingsmekanismer. Återkoppling (feedback) kan leda till onda eller goda cirklar, som förstärker eller försvagar den globala uppvärmningen (positiv eller negativ återkoppling). Bilden nedan visar exempel på olika mekanismer och deras olika tidsskalor. Konsekvenserna av en påverkansfaktor avviker ofta från enkla linjära samband.
"Climate feedbacks and timescales. The climate feedbacks related to increasing CO2 and rising temperature include negative feedbacks (–) such as LWR, lapse rate (see Glossary in Annex III), and air–sea carbon exchange and positive feedbacks (+) such as water vapour and snow/ice albedo feedbacks. Some feedbacks may be positive or negative (±): clouds, ocean circulation changes, air–land CO2 exchange, and emissions of non-GHGs and aerosols from natural systems. In the smaller box, the large difference in timescales for the various feedbacks is highlighted."
(Bilden, inklusive bildtext, är hämtad från Climate change 2013: The physical science basis. (IPCC: Assessment report 5, Working group 1, kapitel 1)
Ett exempel på positiv återkoppling är is som smälter: Eftersom is reflekterar en stor del av det inkommande solljuset, så begränsar isen uppvärmning. När jorden blir varmare så smälter isen, och en större del av jorden blir mörkare (jordens "albedo" minskar): mark och vatten absorberar mer av solljuset, vilket leder till att mer is smälter, och så vidare. Bilden av två blad som värmts av vårsolen och sjunkit ned i snön visar ett småskaligt exempel på detta.
När vattnets yttemperatur stiger kommer mer vatten att avdunsta. Eftersom vattenånga är en kraftfull växthusgas, kommer en förhöjd koncentration i atmosfären att leda till ökad växthuseffekt, vilket i sin tur leder till ökad uppvärmning av ytan – positiv återkoppling.
Moln ger däremot i huvudsak en negativ återkoppling – även om den ökande albedon genom låga moln delvis motverkas av höga cirrusmoln. När atmosfären värms upp kommer den att kunna innehålla mer vattenånga, och med mer vattenånga kan vi förvänta mer moln, vilket i sin tur begränsar uppvärmningen.
Återkopplingssystemen är komplexa, och blir ännu mer komplexa när man ser dem som en del av det globala klimatsystemet. Vissa mekanismer verkar snabbt, medan andra utvecklas över decennier och sekler. För att förstå den fulla betydelsen av en återkopplingsmekanism måste hänsyn tas till dess tidsskala. Smältning av landis kan t.ex. ske på en skala mellan dagar och årtusenden. Nya återkopplingsmekanismer kan komma att upptäckas, vilket leder till osäkerheter om framtidens klimat. Ett historiskt exempel på hur återkoppling har kunnat leda till abrupta klimatförändringar, är "Snöbollsjorden":
https://www.youtube.com/watch?v=YKuoPBbh58Y. Denna återkommer senare i modulen med en övning med modellen DaisyWorld, som man förstås också kan prova redan nu, om det finns tid.