klimaforskning

Joseph Fourier regnes for å være den første som innså at Jordens atmosfære ga en høyere overflatetemperatur enn hva som bare kunne tilskrives planetens avstand til solen. Han lanserte betegnelsen «drivhuseffekten» på 1820-tallet.

Forutsetningen for at atmosfæren skal gi opphav til en drivhuseffekt bygger blant annet på John Dalton sin teori fra 1805 om at universet består av atomer, og Gustav Kirchhoff sine studier på 1860-tallet om sammenhengen mellom temperatur og varmetap i form av varmestråling («svart stråling»).

En viktig brikke i teorien bak drivhuseffekten og Jordens energibalanse, bygger på Stefan-Boltzmanns lov, som igjen baserer seg på resultatene av laboratoriestudier utført av John Tyndall på 1850-tallet. John Tyndall målte i hvilken grad gasser som vanndamp og CO₂ fanger opp varmestråling.

Svante Arrhenius er den første som regnet på hvilken betydning endring i CO₂ har for Jordens klima, og han publiserte sine funn i 1896.

En av målsetningene hans var å forklare hvordan de små endringene i Jordens bane kunne skape istidene – endring i energimengden som Jorda mottok ble ansett for å være for liten til å forklare så store forandringer i klimaet.

Arrhenius' beregninger baserte seg i stor grad på måleresultater, og den teoretiske forståelsen ble ikke komplett før noen tiår etter hans funn.

Max Planck regnes for å være en av pionerene bak kvantefysikken, og det er hans ligning – Plancks lov – som i detalj beskriver hvordan legemer med en gitt temperatur stråler ut varme i ulike bølgelengder.

Denne ligningen forklarer hvorfor et stykke jern først blir rødglødende når det varmes opp, og får en hvit farge ved ekstremt høy temperatur.

Ludwig Boltzmann bidro med ytterligere innsikt om forholdet mellom atomer og temperatur, og regnes for å være en pioner innen termodynamikken.

Albert Einsteins oppdagelse av fotoelektrisk effekt i 1905 regnes også som en viktig milepæl for den kvantefysiske teorien som underbygger vår forståelse av drivhuseffekten.

Det var først i 1938 at Guy S. Callendar kunne gjøre grundigere beregninger av betydningen økte CO₂-konsentrasjoner har for Jordens middeltemperatur, med hjelp av økt innsikt rundt fysikken bak drivhuseffekten.

Gilbert Plass arbeidet videre med beregningene for hvordan økte konsentrasjoner av CO₂ påvirker klimaet (1956), hvor han inkluderte detaljene i CO₂ sitt absorbsjonsspektrum.

Drivhuseffekten observert på Jorden opptrer ikke alene, men er flettet sammen med vannets globale kretsløp og måten varme/energi beveger seg fra bakken og ut til verdensrommet. Det er en jevn flyt over tid mellom hvor mye energi Jorden mottar fra solen (sollys) og hvor mye den avgir til verdensrommet. Når disse størrelsene er like store (likevekt), vil Jordens klima være stabilt.

Den amerikanske geofysikeren Edward Olson Hulburt var en pioner med å beregne Jordens varmetap knyttet til både varmestråling og konveksjon i 1931.

Mye av forskningen og vitenskapen rundt drivhuseffekten ble etablert frem til midten av 1900-tallet, og det er ikke så mange moderne vitenskaplige publikasjoner om selve grunnprinsippene knyttet til drivhuseffekten. Siden 1988 har FNs klimapanel samlet og skrevet sammendrag over verdens kunnskap om klimaendringene i sine rapporter.

Moderne forskning har hatt mer fokus på å utvikle klimamodeller, studere mer detaljerte mekansimer som har betydning for klimafølsomheten samt utvikle instrumenter og metoder som gjør at satellitter kan måle ulike sider av jordens klima. Den moderne klimaforskningen fokuserer på sider av klimasystemet som preges av mye usikkerhet, slik som skyer, aerosoler og landskapsendringer.

Parallelt med fremskrittene i forståelsen av fysikkens lover og drivhuseffekten, har forholdet mellom solflekker og klima lenge vært et forskningstema. En rekke statistiske studier på 1800-tallet er beskrevet av Bjørn Helland-Hansen og Fridtjof Nansen (1920), og det var en vanlig oppfatning at klimaet blir påvirket av solaktiviteten.

Oppfatningen om at solaktiviteten drev nåtidens klimaendringer mistet sin troverdighet i klimatologimiljøet etter midten på 1900-tallet da man fikk lengre måleserier. I solforskningsmiljøet, derimot, ser denne oppfatningen ut til å ha vært utbredt siden 1950-tallet.

Spørsmålet om solens betydning for Jordens klima ble belyst av det europeiske forskningsprosjektet COST-TOSCA (2011–2015).