Redigerer Klimapådriv (avsnitt)

== Tilbakekoblingsmekanismer ==
{{Utdypende artikkel|Tilbakekoblingsmekanisme}}

Klimaet på jorden er avhengig av kompliserte gjensidige påvirkninger mellom [[Jordens atmosfære|atmosfæren]], [[Hav|havet]] og jordoverflaten. Dette omfatter både fysiske, kjemiske og biologiske prosesser. Noen av prosessene er ikke like godt forstått av forskerne, spesielt det som har med [[tilbakekoblingsmekanisme]]r å gjøre er komplisert. Utover på 2000-tallet har en imidlertid fått øket kunnskap om mange viktige prosesser.{{sfn|Grønås|1994|p=435-460}} 

Forskjellige klimapådriv endrer jordens klima. Det er sjeldent at bare én fysisk prosess driver klimaendringene, som regel er det flere ulike fysiske prosesser som både virker med og mot hverandre. Det er heller ikke styrken av disse alene som bestemmer størrelsen av klimaendringene.<ref name=Tvil>{{Kilde artikkel|tittel=Er det noen tvil om menneskeskapte klimaendringer? | publikasjon=Naturen | doi=10.18261/issn.1504-3118-2018-04-02 | url=https://www.idunn.no/natur/2018/04/er_det_noen_tvil_om_menneskeskapte_klimaendringer|dato=2018-10-24|fornavn=Øyvind|etternavn=Nordli|etternavn2=Hygen|fornavn2=Hans Olav|etternavn3=Benestad|fornavn3=Rasmus|serie=04|språk=no-NO | bind=142 | sider=136–143 | issn=1504-3118 | besøksdato=27. juli 2019}}</ref>{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}}

Hvordan klimaendringsresponsen vil bli, sett i sammenheng med størrelsen av klimapådrivet, er bestemt av [[klimafølsomhet]]en. I jordens klimasystem finnes det en rekke prosesser som endrer følsomheten for klimaresponsen, disse er kjent som tilbakekoblingsmekanismer. Disse er positive om de forsterker styrken av responsen og negativ hvis styrken svekkes. Den viktigste negative tilbakekoblingsmekanismen har å gjøre med [[varmestråling]] ut fra jorden ved økende temperatur, bestemt av [[Stefan-Boltzmanns lov]].{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} I det følgende blir noen positive tilbakekoblingene forklart. Disse har nødvendigvis ikke sammenheng med den [[global oppvarming|globale oppvarming]] som observeres i nyere tid.

==== Vanndamp ====
En av de kraftigste tilbakekoplingsprosessene på jorden er at temperaturen er avhengig av [[Metningstrykk|vanndampens metningstrykk.]] Når temperaturen øker, øker også mengden av [[vanndamp]] i [[Duggpunkt|mettet luft.]] Vanndamp er en viktig naturlig [[Klimagass|drivhusgass]]. En endring av temperaturen på {{nowrap|1 %}} vil gi en endring av [[Luftfuktighet|spesifikk fuktighet]] på {{nowrap|20 %}}. Den [[Relativ fuktighet|relative fuktigheten]] vil derimot ikke endre seg så mye fordi den aldri kan gå over {{nowrap|100 %}}. En temperaturøkning på {{nowrap|1 °C}} ved strålingspådrag nevnt over vil bevirke mer vanndamp i atmosfæren, og en ytterligere økning i temperaturen over 1 °C som karbondioksid alene står for.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} 

Ved å doble CO<sub>2</sub>-mengden i atmosfæren vil tilbakekoplingsmekanismen relatert til vanndamp medvirke til at temperaturøkningen blir rundt {{nowrap|2 °C}}}, når en også tar med den negative tilbakekoblingsmekanismen som har å gjøre med [[varmestråling]] ut fra jorden ved økende temperatur.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} 

==== Albedo på grunn av iskapper ====
[[Fil:Methane Leaking through the Cracks - NASA Earth Observatory.jpg|mini|Sjøis i [[Arktis]] reflekterer sollys, men med høyere temperaturer smelter is og eksponerer den mørkere havoverflaten. Dette gjør at mer sollys blir absorbert slik at temperaturen øker mer, som i neste omgang fører til at enda mer is smelter. {{byline|[[NASA]]}}]]

En isdekket overflate har mye høyere [[albedo]] enn en vanlig overflate på jorden. Det vil si at snø- og isdekke reflekterer svært mye sollys tilbake til verdensrommet. Albedoen til jorden varierer gjennom året på grunn av varierende is- og snødekke, forskjeller i [[Vegetasjon|vegetasjonsdekket]] og [[Solvinkelens effekt på klima|forskjeller i solvinkelen]] gjennom året, særlig på høye [[breddegrad]]er. Albedoen til en havoverflate er vanligvis omkring {{nowrap|10 %}}, mens isdekt hav har en albedo på om lag 60 % på samme breddegrad.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}}

Om klimaet blir avkjølt kan isdekket bre seg utover større områder som før var dekket av hav eller skog. Det økte isdekket bevirker høyere albedo og reduserer solenergien som blir absorbert av jorden. Denne reduksjonen bevirker ytterligere avkjøling av klimaet og igjen økt isdekke. Dette er en positiv tilbakekoplingsprosess som til slutt kan ende i en [[istid]]. Modeller har vist at denne tilbakekoblingsmekanismen gir et særdeles sensitivt klima der en istid kan oppstå overraskende lett.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} Det finnes hypoteser om at bare et eneste unormalt kaldt år, som kan skje etter et kraftig vulkanutbrudd eller liknende, kan sette i gang disse prosessene og starte en istid.<ref>{{kilde bok |tittel=Ice Age Lost|forfatter=Gwen Schultz| utgivelsesår=1974 | forlag=Anchor Press|sted=Garden City, New York, USA|side=74}}</ref>

==== Dynamiske tilbakekoplingsmekanismer og meridional energitransport ====
Datamodeller har vist at endringer i [[Temperaturgradient|temperaturgradienten]] mellom ekvator og polområdene påvirker varmetransporten fra [[ekvator]] til polene ved at det oppstår en kraftigere [[baroklinitet]], det vil si større lagdeling i havdypet, på midlere breddegrader. Dette gjør seg gjeldende i kraftigere [[Ekstratropisk syklon|lavttykksystem]] som øker varmetransporten mot polene og på den måten minker temperaturgradienten. Paleoklimatiske data har derimot vist at temperaturen i den siste istiden var tilnærmet uendrede i [[tropene]], mens han falt med {{nowrap|10 °C}} på høyere breddegrader.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} 

Dette kan forklares ved at langbølget stråling (varmestråling) og fordampingen sin tilbakekopling i tropene. For temperaturer mindre enn rundt {{nowrap|10 °C}}, så øker netto varmetap fra jordoverflaten når temperaturen stiger, fordi [[Svart legeme|stråling fra svart legeme]] øker med temperaturen. Når temperaturen kommer over {{nowrap|10 °C}} minker netto varmetap fra overflaten når temperaturen øker, dette fordi varmestrålingen fra atmosfæren ([[atmosfærisk tilbakestråling]]) da øker raskere enn utstråling fra jordoverflaten ([[terrestrisk stråling]]). Årsaken til dette er at vanndampinnholdet i atmosfæren øker ved temperaturstiginger over {{nowrap|10 °C}}. Som følge av dette minker netto varmetap fra overflaten raskest ved temperaturer omkring {{nowrap|0 °C}}, som er temperaturene en normalt har i tropene.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}} Dette gir en positiv tilbakekopling for strålingsbalansen ved overflaten som er størst for tropiske temperaturer, og en temperaturøkning oppstår som vil bevirke at varmetapet ved overflaten minker.

==== Biogeokjemiske pådrag ====
[[Fil:Phytobloom.jpg|mini|[[Planteplankton]]oppblomstring i Nordsjøen og Skagerrak. [[Sulfat]]partikler (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> og dråper av metan{{shy}}sulfon{{shy}}syre) opptrer som kondensasjons{{shy}}kjerner. Disse sulfat{{shy}}partiklene blir delvis dannet av [[dimetylsulfid]] produsert av plante{{shy}}plankton i havet. Algeopp{{shy}}blomstring i havoverflaten oppstår i nesten alle områder og medvirker til tilførselen av dimetyl{{shy}}sulfid i atmosfæren.{{byline|NASA}}]]

Biologiske sammenhenger spiller en viktig rolle for jordens klimafølsomhet. Det er mange måter dyr og planter kan påvirke klimafølsomheten på. Den sterkeste og kanskje meste direkte måten er hvordan organismer og planter påvirker sammensettingen av atmosfæren. Planter tar opp karbondioksid ved landoverflaten og i havet. Det er estimert at om lag halvparten av den globale nedkjølingen i den siste istiden kom av en halvering av CO<sub>2</sub>-innholdet i atmosfæren. Denne reduksjonen må ha kommet av endringer i de biologiske og kjemiske forholdene i havet, siden CO<sub>2</sub>-innholdet i atmosfæren i løpet av slike tidsskalaer blir kontrollert av [[Partialtrykk|partialtrykket]] til CO<sub>2</sub> ved havoverflaten.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}}

Den viktigste kilden til [[Kondensasjonskjerne|kondensasjonskjerner]] som dråpene i en sky oppstår på over hav er [[Svovel|svovelholdige]] [[Gass|gasser]] som dimetylsulfid dannet av ørsmå organismer i overflatevannet. I atmosfæren blir disse gassene omformet til [[Svovelsyre|svovelsyrepartiklar]] som skydråpene [[Kondensasjon|kondenserer]] på. Jo flere slike partikler det finnes i atmosfæren, jo flere skydråpar blir det dannet. Siden skydråpene ofte blir mindre når det er flere kondensasjonskjerner tilgjengelig, holder de seg også lengre i atmosfæren før de faller ned til jordoverflaten som [[nedbør]]. Om skyene består av flere dråper, vil dette også øke albedoen til skyen. Flere kondensasjonskjerner vil altså bevirke en avkjøling av jorden. Om disse organismene er avhengig av temperaturen for å danne flere slike partikler, er det en tilbakekoplingsprosess, men hverken størrelse eller fortegn på denne tilbakekoplingsprosessen er kjent.{{sfn|Hartmann|1994|p=229-253}}