Gennemlæsning af forskningslitteraturen vedrørende de miljømæssige konsekvenser af forøgede niveauer af atmosfærisk kuldioxid fører til den konklusion, at forøgelser i det tyvende århundrede og enogtyvende århundrede ikke har skabt skadelige virkninger på jordens vejr og klima. Forøget kuldioxid har dog markant forøget plantevæksten. Forudsigelser af skadelige klimatiske virkninger grundet fremtidige forøgelser i brug af kulbrinte og mindre drivhusgasser som kuldioxid tilpasser sig ikke nuværende eksperimentel viden. De miljømæssige virkninger af hurtig udvidelse af kernekraft og kulbrinte energi industrier diskuteres.
Politiske ledere samledes i Kyoto, Japan, i december 1997 for at overveje en verdens traktat der begrænser menneskelig udledning af "drivhusgasser", bedst kendt som kuldioxid (CO2). De frygtede, at CO2 ville resultere i "menneskeskabt global opvarmning" - hypotetiske alvorlige forøgelser i jordens temperaturer med katastrofale miljømæssige konsekvenser. Gennem de seneste 10 år er mange politiske bestræbelser blevet gjort for at tvinge en verdensomspændende aftale om Kyoto traktaten.
Da vi gennemgik dette emne i 1998 (1,2) var eksisterende satellit optegnelser få, og centreret omkring en periode af skiftende mellemliggende temperatur tendenser. Yderligere eksperimentelle data er nu kommet i hænde, så bedre svar på spørgsmålene fremsat om hypotesen om "menneskeskabt global opvarmning" nu er tilgængelige.
Figur 1: Overfladetemperaturer i Sargassohavet, et 2 millioner kvadratmil stort område i det atlantiske ocean med en tidopløsning på 50 til 100 år sluttende i 1975, som afgjort af isotop ratioer fra rester af marine organismer i bundfald på bunden af havet (3). Den horisontale linie er gennemsnits temperaturen for denne 3000 års periode. Den Lille Istid og Middelalder Klimatisk Optimum opstod naturligt, udvidede intervaller af klima afvigelser fra gennemsnittet. En værdi på 0,25 grader Celcius, hvilken var ændringen i temperaturen i Sargassohavet mellem 1975 og 2006, er blevet tilføjet 1975 data for at skaffe en 2006 temperatur værdi.
Gennemsnits temperaturen på jorden er varieret indenfor et område på omkring 3 grader Celcius indenfor de seneste 3.000 år. Den stiger i øjeblikket da Jorden kommer sig efter en periode kendt som Den Lille Istid, som vist i figur 1. George Washington og hans hær var i Valley Forge under den koldeste æra i 1.500 år, men selv da var temperaturen kun omkring 1 grader Celcius under gennemsnittet af den 3.000 år lange periode. Den seneste del af denne opvarmningsperiode reflekteres af formindskelsen af verdens gletchere, som vist i Figur 2. Gletchere forlænges og forkortes med forsinket korellering med kølende og varmende tendenser. Forkortelse er forsinket med omkring 20 år, så den nuværende varmetendens begyndte omkring år 1800.
Figur 2: Den gennemsnitlige længde af 169 gletchere fra 1700 til 2000 (4). Den primære kilde til smeltet energi er solstråling. Variationer i ismasse og længde skyldes primært temperaturer og nedbør (5,6). Denne smeltningstendens er forsinket med 20 års temperatur forøgelse, så den foruddaterer mere end den seksfoldige forøgelse i forbrug af kulbrinte vist i figuren (7). Kulbrinte forbrug kan ikke have forårsaget denne forkortelsestendens.
Atmosfæriske temperaturer reguleres af solen, der fluktuerer i aktivitet som vist i Figur 3; ved drivhuseffekten, mestendels forårsaget af atmosfærisk vanddamp; og ved andre fænomener, der er mindre godt forstået. Mens stor drivhusgas som vanddamp substantielt opvarmer Jorden, har mindre drivhusgas som eksempelvis CO2 lille virkning, som vist i Figur 2 og 3. Den seksfoldige forøgelse i kulbrinte brug siden 1940 har har ikke haft nogen bemærkelsværdig virkning på den atmosfæriske temperatur eller på tendensen af gletcher længden.
Figur 3: Arktisk overfladelufttemperatur sammenlignet med total solstråling som målt med solpletters cykliske amplitude, solar ækvatorial rotationsrate, fraktion af penumbrale pletter, og forfaldsraten af den 11 årige solpletscyklus (8,9). Solar stråling korellerer godt med arktisk temperatur, mens kulbrinte brug (7) ikke korellerer.
Figur 4: Årlige gennemsnitstemperaturer i tilgrænsende USA mellem 1880 og 2006 (10). Kurven for mindste kvadraters linietendens for denne 127 års optegnelse er 0,5 grader Celcius per århundrede.
Mens Figur 1 er illustrativ for de fleste geografiske lokationer, findes der en stor varians af temperatur optegnelser med lokalt og regionalt klima. Omfattende undersøgelser af offentliggjorte temperaturoptegnelser bekræfter de primære karakteristika af Figur 1, inklusive det faktum at Jorden´s nuværende temperatur er omkring 1 grad Celcius lavere end under Middelalderens Klima Optimum for 1.000 år siden (11,12).
Overfladetemperaturer i USA gennem det seneste århundrede reflekterer denne naturlige varmetendens og dens korrelation med solaktivitet som vist i Figur 4 og 5. Samlede overfladetemperaturer i USA er forøget med 0,5 grader Celcius per århundrede, hvilket er konsistent med andre historiske værdier på 0,4 til 0,5 grader per århundrede under bedring efter Den Lille Istid (13-17). Denne temperatur ændring er let sammenlignet med andre naturlige variationer, som vist i Figur 6. Tre mellemliggende tendenser er indlysende, inklusive den aftagende tendens brugt til at retfærdiggøre frygt for "global nedkøling" i 1970´erne.
Mellem år 1900 og år 2000 i solar udstråling på absolutte skalaer og i grader Kelvin forøgedes den solare aktivitet med 0,19%, mens en 0,5 grader Celcius ændring er 0,21%. Dette er i god overensstemmelse med estimater, at Jorden´s temperatur ville blive reduceret med 0,6 grader Celcius gennem partiklers blokering af solen med 0,2% (18).
Sol aktivitet og amerikanske overflade temperaturer er tæt korrelerede, som vist i Figur 5, men amerikanske overflade temperaturer og verdens kulbrinte korrelerer ikke, som vist i Figur 13.
De amerikanske temperatur tendenser er så små, at ændringer der har fundet sted gennem det 20. århundrede og 21. århundrede i et almindeligt rum for de fleste mennesker ikke ville være mærkbart.
Figur 5: Amerikanske overfladetemperaturer fra Figur 4 sammenlignet med den totale solstråling (19) fra Figur 3.
Figur 6: Sammenligning mellem nuværende amerikanske temperatur ændringer per århundrede, den 3.000 årige temperatur spænd i Figur 1, sæsonmæssige og døgn spænd i Oregon, og sæsonmæssige og døgn spænd jorden over.
I den seneste periode af kommen sig efter Den Lille Istid, er det amerikanske klima kommet sig noget, med mere regnfald, færre tornadoer, og ingen forøgelse i orkan aktivitet, som illustreret i figurerne 7 til 10. Havniveauet har haft stigende tendens i de seneste 150 år med en rate på 7 tommer per århundrede, med tre mellemliggende stigende tendenser og to perioder med ingen stigning som vist i Figur 11. Disse træk bekræftes af isoptegnelser som vist i Figur 12. Hvis denne tendens fortsætter som den gjorde forud for Medieval Climate Optimum, ville havniveauet forventes at stige omkring en fod gennem de næste 200 år.
Figur 7: Årligt nedbør i de 48 tilgrænsende amerikanske stater mellem 1895 og 2006. US National Climatic Data Center, US Department of Commerce 2006 Climatic Review (20). Tendenserne viser en forøgelse af nedbør med 1,8 tommer per århundrede - omkring 6% per århundrede.
Figur 8: Årlige antal af stærkt-til-voldelig kategori F3 til F5 tornadoer gennem marts til august sæsonen i USA mellem 1950 og 2006. US National Climatic Data Center, US Department of Commerce 2006 Climatic Review (20). I denne periode forøgedes verdens forbrug af kulbrinte seks gange, mens frekvensen af voldelige tornadoer formindskedes med 43%.
Figur 9: Årlige antal atlantiske orkaner, der har nået fastland mellem 1900 og 2006 (21). Den tegnede linie er gennemsnittet.
Som vist i Figur 2, 11 og 12 begyndte formindskningen af gletchere og havniveaustigningen et århundrede før den 60 årige seks fold forøgelse af kulbrinte brug, og har ikke ændret sig gennem denne forøgelse. Kulbrinte brug kan ikke have forårsaget disse tendenser.
Gennem de seneste 50 år er atmosfærisk CO2 forøget med 22%. Megen af denne CO2 forøgelse kan tilskrives den seksfoldige forøgelse af kulbrinte energi. Figurerne 2,3,11,12 og 13 viser dog, at menneskelig brug af kulbrinter ikke har forårsaget den observerede forøgelse i temperaturen.
Forøgelsen i atmosfærisk CO2 har dog haft en anseelig påvirkning på miljøet. Atmosfærisk CO2 gøder planter. Højere CO2 niveauer muliggør for planter at vokse hurtigere og blive større og leve i tørre klimaer. Omfanget og mangfoldigheden af planter og dyreliv er begge anseeligt forøget gennem det seneste halve århundrede. Forøgede temperaturer har også mildt stimuleret plantevækst.
Ligger der skadelige klimatiske konsekvenser ved katastrofale forstærkninger af disse tendenser forud? Der findes ingen eksperimentelle data, der antyder dette. Der findes heller ingen eksperimentelt validerede teoretiske beviser for en sådan forstærkning.
Forudsigelser af katastrofal global opvarmning baseres på computer klima modeller, en del af videnskaben der stadig er i sin barndom. De empiriske beviser - faktuelle målinger af Jorden´s temperatur og klima - viser ingen menneskeskabt opvarmningstendens. Faktisk faldt gennemsnits temperaturen i USA i fire af de syv årtier siden 1940, hvor det gennemsnitlige CO2 stødt steg.
Figur 10: Årlige antal af voldelige orkaner og maksimalt opnåede vindhastigheder i Atlanterhavet mellem 1944 og 2006 (22,23). Der findes ingen stigninger i nogen af disse optegnelser. I denne periode forøgedes verdens kulbrinte brug seks foldigt. Linier er gennemsnit.
Figur 11: Globale havniveauer målt med overflade instrumenter mellem 1807 og 2002 (24) og med satellit mellem 1993 og 2006 (25). Satellit målinger er vist i gråt og stemmer med overflade instrumenters målinger. Den overordnede tendens er en forøgelse med 7 tommer per århundrede. Mellemliggende tendenser er respektivt 9,0,12,0 og 12 tommer per århundrede. Denne tendens mangler temperatur forøgelse, så den går endnu mere forud for forøgelsen af forbruget kulbrinte end vist. Den er upåvirket af den meget store forøgelse af brug af kulbrinte.
Mens CO2 niveauerne er steget betragteligt, og forventes at fortsætte med dette, og mennesker er ansvarlige for en del af denne forøgelse, så har virkningen på miljøet været mild.
Der findes dog en farlig mulighed.
Vor industrielle og teknologiske civilisation er afhængig af store mængder billig energi. Denne civilisation har allerede bragt velstand uden fortilfælde til folk i mere udviklede nationer. Milliarder af folk i mindre udviklede nationer løfter nu sig selv ud af fattigdom ved at optage denne teknologi.
Kulbrinter er essentielle energi kilder i vedligeholdelsen og udvidelsen af velstand. Dette er især sandt for udviklingslande, hvor kapital og teknologi er utilstrækkelige til at imødekomme energi behov uden omfattende brug af kulbrinte brændstoffer. Hvis mennesket dog gennem misforståelser af den underliggende videnskab og gennem misledende offentlig frygt og hysteri signifikant rationerer og laver restriktioner brugen af kulbrinter, vil den verdensomspændende forøgelse af velstand standse. Resultatet vil blive store menneskelige lidelser og tab af hundredvis af millioner af menneskelige liv. Yderligere vil velstanden hos dem i de udviklede lande blive betydeligt reduceret. Lette almindelige forøgelser i Jorden´s temperaturer er forekommet gennem de seneste to eller tre århundreder. Dette har resulteret i det overordnede klima og også visse ændringer i landskabet, såsom reduktion i gletchernes længde og forøget vegetation i koldere områder.
Figur 12: Gletcher forkortelse (4) og stigning i hav niveau (24, 25). Det grå område angiver det estimerede område for fejl i optegnelser af hav niveau. Disse målinger mangler omkring 20 års temperatur forøgelser i luften. Så tendensen begyndte mere end et århundrede før forøgelsen af brugen af kulbrinte.
Der har forekommet meget større forandringer i den tid, alle nuværende dyre arter og plante arter har været på Jorden. Den relative befolknings størrelse af arterne og deres geografiske distribution varierer i takt med at de tilpasser ændringer i forholdene. Jorden´s temperatur fortsætter sin fluktuation i korrelation med naturligt varierende fænomener. Menneskeheden flytter i den forbindelse noget af kulstoffet, olien og natur gassen fra undergrunden op i atmosfæren og til overfladen, hvor den er tilrådighed for konvertering for levende ting. Vi lever derfor som resultat heraf i et tiltagende overdådigt miljø af dyr og planter. Dette er en uventet og vidunderlig gave fra Den Industrielle Revolution.
Atmosfæriske temperaturer og overflade temperaturer kommer sig efter en usædvanlig kold periode. I tiden 200 til 500 år siden oplevede Jorden "Den Lille Istid". Den faldt ned i denne relativt kolde periode fra en varm periode for omkring 1000 år siden kendt som "Den Middelalderlige Varmeperiode". Dette er vist i Figur 1 for Sargasso Havet.
I Den Middelalderlige Varmeperiode var temperaturerne varme nok til koloniseringen af Grønland. Disse kolonier blev forladt, da de koldere temperaturer fortsatte. I de seneste 200 til 300 år her Jorden´s temperaturer kommet sig (26). Sargasso Havet´s temperaturer er nu omkring gennemsnittet for de seneste 3000 år.
De historiske optegnelser indeholder ikke nogen rapporter om "global opvarmning" katastrofer, selv under temperaturer der var højere, end de er nu i de seneste tre årtusinder.
Den 3000 års periode for temperaturer i Sargasso Havet er typisk for de fleste steder. Temperatur optegnelser varierer meget alt efter geografisk lokation som resultat af klimatologiske karakteristika unikke for disse specifikke regioner, så en "gennemsnitlig" temperatur for Jorden giver mindre mening end individuelle optegnelser (27). Såkaldte "globale" eller "hemisfæriske" gennemsnit indeholder fejl skabt gennem gennemsnitliggørelsen af forskellige systematiske aspekter af unikke geografiske regioner og gennem inklusionen af regioner, hvor temperatur optegnelser er upålidelige.
Tre kernetræk ved temperatur optegnelsen - Den Middelalderlige Varmeperiode, Den Lille Istid og de Ikke-Usædvalige-Temperaturer i det tyvende århundrede - er blevet verificeret af en gennemgang af lokale temperaturer og temperatur korrelerede optegnelser verden over (11), som summeret i Tabel 1. Hver optegnelse er optegnet med hensyntagen til disse forespørgsler til hvilken den tilhørte. Den eksperimentelle og historiske litteratur bekræfter afgjort de primære træk ved Figur 1.
De fleste geografiske lokationer oplevede både Den Middelalderlige Varmeperiode og Den Lille Istid - og de fleste lokationer oplevede temperaturer, der var usædvanligt varme gennem det tyvende århundrede. En gennemgang 23 kvantitative optegnelser har vist, at klodens middel temperatur og gennemsnits temperatur i 2006 i gennemsnit var omkring 1 grader Celcius eller 2 grader Fahrenheit koldere end i Den Middelalderlige Varmeperiode (12).
Tabel 1: En oversigt over alle tilfælde i hvilke temperaturer eller temperatur korrelerede optegnelser fra lokationer verden over tillader svar på spørgsmål vedrørende eksistensen af Den Middelalderlige Varmeperiode, Den Lille Istid og den usædvanligt varme anomali i det tyvende århundrede (11). De kompilerede og tabulerede svar bekræfter de tre primære træk ved Sargasso Havet´s optegnelser vist i Figur 1. Sandsynligheden for at svaret på spørgsmålet i kolonne 1 er "ja", er givet i kolonne 5.
Figur 13: Syv uafhængige optegnelser - sol aktivitet (9); Nordlige hemisfære (13), Arktis (28), global (10) og amerikanske (10) årlige overflade temperaturer; hav niveau (24, 25); og gletcher længde (4) - tilpasser sig alle kvalitativt hinanden ved præsentation af tre mellemliggende tendenser - varmere, koldere og varmere. Hav niveau og gletcher længde vises minus 20 år, korrigerende for deres 20 årige mangel på atmosfæriske temperaturer. Sol aktivitet, temperaturer på den nordlige hemisfære og gletcher længder viser et lavt niveau omkring år 1800. Kulbrinte brug (7) er ukorelleret med temperatur. Temperaturen steg i et århundrede før den signifikante brug af kulbrinte. Temperaturen steg mellem år 1910 og år 1940, da kulbrinte brugen var næsten uforandret. Temperaturen faldt så mellem år 1940 og år 1972, mens brugen af kulbrinte steg med 330%. Derudover var hældningen i den 150-200 årige periode i hav niveauet og gletcher tendensen upåvirket af den store forøgelse af brug af kulbrinte efter år 1940.
Klodens gletcher længder (4) og hav niveau målinger (24, 25) tilbyder optegnelser af den seneste cykliske kommen sig. Varmere temperaturer formindsker gletchere og forårsager niveau stigninger grundet formindsket hav vand densitet og andre faktorer.
Disse målinger viser, at tendensen med 7 tommer per århundrede forøgelse i hav niveau begyndte længe før år 1940. Alligevel opstod 84% af den totale menneskelige brug af kulbrinte først efter år 1940. Yderligere har ingen af disse tendenser accelereret i perioden år 1940 til år 2007, til trods for at brugen af kulbrinte er seks gange så høj. Hav niveau og gletcher optegnelser er forskudt med 20 år grundet forsinkelsen mellem temperatur stigning og gletcher og ændringer i hav niveau.
Hvis de naturlige tendenser i forøgelse af hav niveauet fortsætter i endnu et par århundreder, som det skete med temperatur stigningen i Sargasso Havet, da Jorden gik ind i Den Middelalderlige Varmeperiode, forventes hav niveauet at stige omkring en fod mellem år 2000 og år 2200. Både hav niveauet og gletcher tendenser - og temperatur tendenser de afspejler - er urelaterede til brugen af kulbrinte. En yderligere fordobling af verdens brug af kulbrinte ville ikke ændre disse tendenser.
Figur 14: Satellite microwave sounding unit (blå) målinger af troposfæriske temperaturer i den nordlige hemisfære mellem 0 og 82, 5S, troperne mellem 0 og 82,5N, sydlige hemisfære mellem 0 og 0 og 82, 5S, troperne mellem 20S og 20N, og kloden mellem 82,5N og 82,5S mellem 1979 og 2007 (29), og radio sonde ballon målinger (rød) i troperne (29). Ballon målingerne bekræfter satellit teknikken (29-31). Varme anomalien år 1997-1998 (grå) var forårsaget af El Nino, der, som den overordnede tendens, er urelateret til CO2 (32).
Figur 12 viser den tætte korrelation mellem hav niveau og gletcher optegnelser, der yderligere validerer både optegnelser og forløbet og karakteren af temperatur forandringen, der fik dem til at stige.
Figur 4 viser den årlige temperatur gennem de seneste 127 år. Denne optegnelse har en stigende tendens på 0,5 grader Celcius per århundrede. Global og nordlig hemisfære overflade temperatur optegnelser viser i Figur 13 en stigende tendens på 0,6 grader Celcius per århundrede. Disse optegnelser er på adskillige måder dog forudindtaget i retning af højere temperaturer. Eksempelvis bruges der fortrinsvist data fra befolkede områder (33), hvor varme stilstand er dominerende, som illustreret i Figur 15. En tendens på 0,5 grader Celcius per århundrede er mere repræsentabel (13-17).
De amerikanske temperatur optegnelser har to mellemliggende stigende tendenser af sammenlignelig størrelsesorden. En der forekom før den seks foldige forøgelse i CO2 og en under den seksfoldige periode. Mellem disse to findes et mellemliggende temperaturfald, der i 1970´erne frygtedes at føre til en forestående ny istid. Dette fald i temperatur opstod i en periode, i hvilken CO2 forbruget var steget tre foldigt.
Syv uafhængige optegnelser - solstråling; arktisk, nordlige himmelstrøg, globalt og årlige amerikanske gennemsnitlige luft temperaturer; hav niveau; og gletcher længder - alle viser disse tre mellemliggende tendenser som vist i Figur 13. Disse tre tendenser bekræfter hinanden. Sol stråling korrelerer med de. Det gør CO2 ikke.
Den mellemliggende stigning i temperaturen mellem 1980 og 2006 vist i Figur 13 er lig den vist i Figur 14 for ballon og satellit troposfæriske målinger. Tendensen er mere udtalt i de nordlige himmelstrøg end de sydlige. Dog i modsætning til CO2 opvarmnings klima modellerne stiger troposfæriske temperaturer ikke hurtigere end overflade temperaturerne.
Figur 6 illustrer omfanget af disse temperaturer ved at sammenligne de 0,5 grader Celcius per århundredes temperatur ændring i takt med at Jorden kommer sig efter Den Lille Istid, omfanget af 50 års gennemsnitlige atlantiske overflade temperaturer i Sargasso Havet over de seneste 3.000 år, omfanget af dag/nat og sæsonmæssige gennemsnitlige variationer i Oregon, og omfanget af dag/nat og sæsonmæssige variationer over hele Jorden. Den to århundreder lange temperatur ændring er lille.
Toposfæriske temperaturer målt med satellit giver omfattende geografisk dækning. Selv satellit målinger giver dog kort og mellemlang fluktuationer større end de lette varme tendenser kalkuleret fra dem. De kalkulerede tendenser varierer signifikant som en funktion af de seneste fluktuationer og længden af de data sæt, der er korte.
Figur 3 viser mere detaljeret den sene del af opvarmnings perioden i Den Lille Istid gennem arktisk luft temperatur som sammenlignet med sol stråling, som den amerikanske overflade temperatur i Figur 5. Der findes en tæt korrelation mellem sol aktivitet og temperatur og ingen mellem CO2 forbrug og temperatur. Adskillelige andre undersøgelser over et et vidt spektrum af tids intervaller har fundet lignende korellationer mellem klima og sol aktivitet (15, 34-39).
Figur 3 illustrerer også de usikkerheder introduceret gennem begrænsede optegnelser. Hvis de arktiske luft temperatur data før 1920 ikke var tilgængelige, ville der stort set ikke kunne observeres nogen stigende tendens.
Denne observerede variation i sol aktivitet er typisk for stjerner i samme størrelse og alder som Solen (40). De nuværende varme tendenser på Mars (41), Jupiter (42), Neptun (43,44), Neptun´s måne Triton (45) og Pluto (46-48) er delvise resultater af lignende relationer med Solen´s aktivitet - som dem der opvarmer Jorden.
Kulbrinte brug og atmosfærisk CO2 korellerer ikke med observerede temperaturer. Sol aktiviteten korellerer meget fint. Korellation beviser ikke kausalitet, men ikke korellation beviser ikke kausalitet. Menneskelig brug af kulbrinte opvarmer ikke jorden målbart. Yderligere findes der er robust teoretisk og empirisk model for solar opvarmning og afkøling af jorden (8,19,49,50). De eksperimentelle data beviser ikke, at sol aktivitet er det eneste fænomen ansvarligt for substantielle jord temperatur fluktuationer, men de viser, at menneskelig kulbrinte ikke findes blandt disse fænomener.
Den overordnede eksperimentelle optegnelse er selvkonsistent. Jorden er blevet opvarmet siden den har kommet sig efter Den Lille Istid med et gennemsnit på omkring 0,5 grader Celcius per århundrede. Fluktuationer indenfor denne temperatur tendens inkluderer perioder med hurtigere forøgelse og også perioder med aftagelse i temperatur. Disse fluktuationer korellerer meget fint med samtidige fluktuationer i solens aktivitet. Hverken tendenser eller fluktuationer indenfor tendenserne korellerer med anvendelse af kulbrinte. Hav niveau og gletcher længde afslører tre midlertidige stigende tendenser og to aftagende tendenser siden år 1800, ligeledes gælder sol aktivitet. Disse tendenser er klimatik godartede og resultatet af naturlige processer.
Figur 15: Overflade temperatur tendenser for 1940 til 1996 for 107 målestationer i 49 californiske kommuner (51,52). Tendenserne blev kombineret for kommuner med lignende befolkning og plottet med lignende standard fejl. De seks målestationer i Los Angeles blev brugt til at kalkulere standard fejlen for denne kommune, der er plottet ved en befolkning på 8,9 millioner. Den "bymæssige varme ø effekt" på overflade målinger er indlysende. Den lige linie er det mindste antal kvadrater indpasset i de lukkede cirkler. Punkter markeret "X" er seks ujusterede stations optegnelser samlet af NASA GISS (53, 55) til brug i deres estimat af globale overflade temperaturer. Sådanne selektioner gør NASA GISS temperaturer for høje.
Koncentrationen af CO2 i Jorden´s atmosfære er tiltaget i det seneste århundrede, som vist i Figur 17. Omfanget af atmosfærisk forøgelse er i øjeblikket omkring 4 Giga Ton CO2 per år. Den totale menneskelige industrielle CO2 produktion, primært ved anvendelse af kul, olie, naturgas og produktion af cement, er i øjeblikket omkring 8 Giga Ton per år (7,56,57). Mennesker udånder omkring 0,6 Giga Ton per år, som optages af planter gennem atmosfærisk CO2. Kontor luft koncentrationer overgår ofte 1.000 milliontedele CO2. For at sætte disse tal i perspektiv estimeres det, at atmosfæren indeholder 780 Giga Ton; oceanerne indeholder 1,000 Giga Ton; vegetation, jord og henfald indeholder 38.000 Giga Ton som CO2 eller CO2 hydrerings produkter. Hvert år udveksler oceanerne og atmosfæren omkring 90 Giga Ton; vegetation og atmosfære omkring 100 Giga Ton; havfloraen og oceanerne omkring 50 Giga Ton; og oceanernes overflade, mellemdybde og dybe oceaner omkring 40 Giga Ton (56,57).
Så store størrelsesordner er disse reservoirer, at udvekslingen mellem dem, og usikkerhederne af disse estimerede tal, at kilderne til den seneste stigning i atmosfærisk CO2 ikke med sikkerhed er blevet afgjort (58, 59). Atmosfæriske koncentrationer af CO2 rapporteres at have varieret meget over geologisk tid, med maksimum, ifølge visse estimater, til tider 20 gange højere end for nuværende og minimum på omkring 200 milliontedele (60, 62).
Is kerne optegnelser er rapporteret at vise syv udvidede perioder i de seneste 650.000 år i hvilke CO2, methan (CH4), og temperatur forøgedes og derefter formindskedes (63, 65). Iskerne optegnelser indeholder betydelige usikkerheder (58), så disse korellationer er upræcise.
I alle syv glaciale og inter glaciale cykler er temperatur ændringerne forsinkede i forhold til ændringer i CO2 og CH4, og kan derfor ikke have forårsaget dem (66). Disse fluktuationer involverede sandsynligvis temperatur forårsagede ændringer i oceanske og jordlige CO2 og CH4 indhold. Mere nutidige CO2 fluktuationer har også temperatur forsinkelser (67, 68).
I 1957 estimerede Revelle og Seuss (69), at temperatur forårsaget udgasning af oceansk CO2 ville forøge atmosfærisk CO2 med omkring 7% per grad Celcius forøgelse. De rapporterede ændringer under de syv inter glaciale perioder i den 650.000 år gamle iskerne, er på omkring 5% per grad Celcius (63), der stemmer oversens med udgasnings kalkulationen.
Figur 16: Temperatur stigning versus CO2 stigning fra syv iskerne målte inter glaciale perioder (63, 65); fra kalkulationer (69) og målinger (70) af hav vand udgasning; og som målt gennem det 20. og 21. århundrede (10, 72). De inter glaciale temperatur forøges forårsaget af CO2 stigning gennem udskilning fra oceanisk CO2. Forøgelse af CO2 forårsagede ikke temperatur stigningerne.
I tilføjelse til overensstemmelse mellem udgasning og estimater og målinger verificeres denne konklusion af de små temperatur stigninger i det 20. og 21. århundrede. Hvis CO2 versus temperatur korellation under de syv inter glaciale perioder var forårsaget af CO2 drivhus opvarmning, ville temperatur stigningen per CO2 stigning have været lige så høj under det 20. og 21. århundrede, som de var under de syv inter glaciale perioder.
Figur 17: Atmosfæriske CO2 koncentrationer i milliontedeles volumen målt spektrofotometrikalsk ved Mauna Lao, Hawaii, mellem 1958 og 2007. Disse målinger stemmer pænt overens med målinger fra andre lokationer (71). Data før 1958 stammer fra iskerner og kemiske analyser, der har betydelige eksperimentelle usikkerheder. Vi har brugt 295 milliontedele for perioden 1880 til 1890, hvilket er et gennemsnit for tilgængelige estimater. Omkring 0,6 Giga Ton CO2 produceres årligt gennem menneskelig respiration, og fører ofte til koncentrationer, der overgår 1.000 milliontedele i offentlige bygninger. Atmosfærisk CO2 er forøget med 22% siden 1958 og omkring 30% siden 1880.
Mellem 1900 og 2006 forøgedes antarktisk CO2 med 30% per 0,1 grader Celcius temperatur forandring (72), og verdens CO2 forøgedes med 30% per 0,5 grader Celcius. I tilføjelse til oceanisk udgasning er CO2 fra menneskelig brug af kulbrinte en ny kilde. Hverken denne nye kilde, eller de ældre naturlige CO2 kilder, forårsager atmosfæriske temperaturer at ændre sig.
Hypotesen om at forøgelsen af CO2 under de interglaciale perioder forårsagede temperaturen at stige, kræver en forøgelse på på 0,6 grader Celcius per 30% forøgelse i CO2, som set i iskerne optegnelsen. Hvis denne hypotese var korrekt, ville Jorden´s temperatur have steget omkring 6 grader Celcius mellem 1900 og 2006, fremfor mellem 0,1 og 0,5 grader Celcius, der faktisk opstod. Denne forskel illustreres i Figur 16.
Den 650.000 år gamle iskerne er derfor ikke i overensstemmelse med hypotesen om "menneske skabt global opvarmning", og tilbyder faktisk empiriske beviser, der invaliderer denne hypotese.
Kuldioxid har en meget kort levetid i atmosfæren. Begyndende med en 7 til 10 årig halveringstid i atmosfæren estimeret af Revelle og Seuss (69), var der 36 estimater af den atmosfæriske CO2 halveringstid baseret på eksperimentelle målinger offentliggjort mellem 1957 og 1992 (59). Dette interval mellem 2 og 25 år, med et gennemsnit på 7,5 og en median på 7,6 og et øvre interval gennemsnit på omkring 10. Af de 36 værdier er 33 10 år eller mindre.
Mange af disse estimater stammer fra aftagelsen i atmosfærisk kul 14 efter ophør med nukleare våben test, der giver en pålidelig halveringstid. Der findes ingen eksperimentelle beviser, der støtter computer model estimater (73) af en CO2 atmosfærisk "livstid" på 300 år eller mere.
Menneskelig produktion på 8 Giga Ton C per år af CO2 er negligerbar sammenlignet med de 40.000 Giga Ton C der findes i oceaner og biosfære. Ved ultimativ balance vil menneske skabt CO2 have en ubetydelig effekt på mængden af forskellige reservoirer. Hastigheden af tilgang til balance er dog langsom nok til, at menneskeligt forbrug skaber en kortvarig atmosfærisk forøgelse.
Under alle omstændigheder er kilderne og mængderne af CO2 i atmosfæren af sekundær vigtighed for hypotesen om "menneske skabt global opvarmning". Det er menneskelig afbrænding af kul, olie og naturgas, det handler om. CO2 er blot en mellemregning i en hypotetisk mekanisme, med hvilken denne "menneske skabte globale opvarmning" siges at finde sted. Mængden af atmosfærisk CO2 har indgående miljømæssig virkning på planter og dyre livet (74) og mangfoldighed som diskuteret nedenfor.
Mens gennemsnits temperaturen der finder sted mens Jorden kommer sig efter Den Lille Istid er så lille, at den er vanskelig at fastslå, er de miljømæssige virkninger målbare. Formindskning af gletchere og 7 tommer stigning i vandstanden per århundrede er eksempler. Der findes yderligere klima forandringer, der korrelerer med denne stigning i temperatur, og kan være forårsaget af den.
Grønland er eksempelvis ved at blive grøn igen, som det var for 1.000 år siden under Middelalderens Klima Optimum (11). Arktisk havis formindskes lidt (75), men den arktiske is formindskes ikke, og kan grundet forøget sne forøges (76-79).
I USA er regnfaldet forøget med omkring 1,8 tommer per århundrede, og antallet af svære tornadoer formindskes, som vist i Figur 7 og 8. Hvis verdens temperaturer fortsætter med at stige med den nuværende hastighed, vil man indenfor to århundreder fra nu nå niveauet for Middelalderens Klima Optimum. Historiske rapporter fra den periode viser vækst af varmt vejrs afgrøder på lokaliteter, der i dag er for kolde til dette formål, så det kan forventes at området med mere tempereret klima vil forøges, som det gjorde dengang. Dette observeres allerede, da undersøgelser i højere luftlag har rapporteret forøgelse i mængden af diversitet af planter og dyreliv med mere end 50% (12,80).
Der har ikke været nogen forøgelse i frekvensen af sværheden af atlantiske orkaner i perioden af seks foldig forøgelse af forbrug af kulbrinte, som illustreret i Figur 9 og 10. Antallet af voldelige orkaner varierer meget fra år til år, og er ikke større nu, end de var for 50 år siden. Ligeledes er højeste vind hastighed ikke forøget.
Alle de observerede klima forandringer er gradvise, moderate og helt indenfor rammerne af naturlige forandringer, der har forekommet i den godartede periode af de seneste få tusinde år.
Der findes ingen indikation i eksperimentelle data overhovedet for at en bemærkelsesværdig ændring i nogen af de ordinære naturlige klima variabler begynder, eller vil begynde, at finde sted.
Drivhus effekten forstærker solens opvarmning af Jorden. Drivhus gasser såsom H2O, CO2 og CH4 i Jorden´s atmosfære formindskes gennem kombinerede konvektions genjusteringer og den strålingsmæssige interferens effekt netto undslippet af Jorden´s termale infrarøde stråling. Forøget CO2 forøger derfor som virkning heraf strålings energien påført Jorden´s atmosfære. Vejen for denne strålings påførsel er kompleks. Den redistribueres gennem fysiske processer både vertikalt og horisontalt, inklusive advektion, konvektion og diffusion i atmosfære og oceaner.
Når der sker en forøgelse af CO2 forøger den strålingen i atmosfæren, hvordan og i hvilken retning reagerer atmosfæren så? Hypotesen om dette varierer, og er skematisk vist i Figur 18. Uden vanddamp drivhus effekten ville, ville Jorden være omkring 14 grader Celcius koldere (81). Strålingens bidrag ved fordobling af af atmosfærisk CO2 er minimal, men denne strålingens drivhuseffekt behandles ret forskelligt af forskellige klima hypoteser. Hypotesen at IPCC (82,83) har valgt at anvende, forudser, at effekten af CO2 forstærkes af atmosfæren, især gennem vanddamp, for at skabe en stor temperatur forøgelse. Andre hypoteser, vist som hypotese 2, forudser det modsatte - at den atmosfæriske respons vil modvirke forøgelsen af CO2, og resultere i insignifikante ændringer i den globale temperatur (81, 84, 85, 91, 92). De eksperimentelle beviser favoriserer hypotese 2. Mens CO2 er substantielt forøget, har dens effekt på temperaturen været så minimal, at den ikke er blevet registreret eksperimentelt.
Computer klima modellerne på hvilke "menneskeligt forårsaget global opvarmning" baserer sig, har væsentlige usikkerheder, og er markant upålidelige. Dette er ikke overraskende, eftersom klimaet er et forbundet, ikke linært dynamisk system. Det er meget komplekst. Figur 19 illustrerer vanskelighederne ved at sammenligne strålingens CO2 drivhus effekt med korrektions faktorer og usikkerheder i nogle af parametrene i computer klima kalkulationer. Andre faktorer såsom den kemiske og klimatiske indflydelse fra vulkaner, kan ikke pålideligt computer modeleres.
Som resultat heraf er et eksperiment i løbet af det seneste halve århundrede blevet udført på Jorden - et eksperiment der inkluderer alle de komplekse faktorer, og tilbagekoblinger der afgør Jorden´s temperatur og klima. Siden 1940 er mængden af kulbrinte steget seks foldigt. Alligevel har denne stigning ingen effekt haft på temperatur tendensen, der har forsat sine cykler af kommen sig efter Den Lille Istid i tæt korrelation med forøget sol aktivitet.
Ikke alene har hypotesen om global opvarmning fejlet eksperimentelle test, den er også teoretisk mangelfuld. Det kan med en vis ret siges, at kølingen fra negative fysiske og biologiske tilbagekoblinger til drivhus gasser annullerer den lette oprindelige temperatur stigning (84,86).
Grunden til disse computer klima modeller slår fejl er emne for videnskabelig debat (87). Eksempelvis er vanddamp den største bidragsyder til den overordnede drivhuseffekt (88). Det har været foreslået, at klimamodellerne behandler tilbagekobling fra skyerne, vand damp og relateret hydrologi ukorrekt (85, 89-92).
Den globale opvarmning hypotese med hensyn ti CO2, er ikke baseret på de strålingsegenskaberne fra CO2 selv, som er en meget svag drivhus gas. Den er baseret på en lille oprindelig temperatur forøgelse forårsaget af CO2 og en stor teoretisk forstærkning af denne temperatur forøgelse, primært gennem forøget fordampning af H2O, en stærk drivhusgas. Enhver sammenlignelig temperatur forøgelse af anden årsag ville producere det samme kalkulerede resultat.
Figur 18: Kvalitativ illustration af drivhus opvarmning. "Nuværende GHE" er den nuværende drivhus effekt fra alle atmosfæriske fænomener. "Strålingseffekt af CO2" tilføjes drivhus strålingens effekt fra fordobling af CO2 uden hensyntagen til andre atmosfæriske komponenter. "Hypotese 1 IPCC" er den hypotetiske forstærkningseffekt antaget af IPCC. "Hypotese 2" er den hypotetiske moderationseffekt.
Figur 19: Den strålingsmæssige drivhuseffekt ved fordobling af koncentrationen af atmosfærisk CO2, sammenlignet med de fire usikkerheder i computer klima modeller (87,93)
Figur 20: Global atmosfærisk methan koncentration i milliontedele mellem 1982 og 2004 (94).
Derfor giver de 3.000 års temperatur optegnelser illustreret i Figur 1 også en test for computer modeller. Den historiske temperatur optegnelse viser, at Jorden tidligere har været opvarmet langt mere, end hvad der kunne være forårsaget af CO2 selv. Efter som disse fortidens varme cykler ikke har initieret vand damp medieret atmosfæriske varme katastrofer, er det klart, at svagere effekter fra CO2 ikke kan gøre dette.
Methan er også er svag drivhusgas. Verdens CH4 niveauer, som vist i Figur 20, udligner sig. I USA i 2005 stammede 42% af menneskeligt produceret methan fra kulbrinte energi produktion, 28% fra affalds administration og 30% fra landbrug (95). Den totale mængde af CH4 produceret fra disse USA kilder aftog med 7% mellem 1980 og 2005. Yderligere viser optegnelser, at selvom methan vat tiltagende, var temperatur tendensen godartet.
Den "menneske skabte globale opvarmning" - ofte kaldt "global opvarmning" hypotesen er fuldstændig afhængig af computer model genererede scenarier af fremtiden. Der findes ingen imperiske optegnelser, der verificerer nogen af disse modeller eller deres fejlagtige forudsigelser (96).
Påstande om (97) en epidemi af insekt bårne sygdomme, omfattende udryddelse af arter, katastrofale oversvømmelser af stillehavs øer, forsuring af havvandet, forøgede antal af alvorlige orkaner og tornadoer, et forøget antal dødsfald grundet varme grundet de 0,5 grader Celcius temperatur stigning per århundrede stemmer ikke overens med de faktiske observationer.
Den "menneske skabte globale opvarmning" hypotese og computer modellerne der støtter den, tager fejl. Der findes ingen empirisk støtte, og er invalideret af talrige observationer.
Verdens temperaturer styres af naturlige fænomener. Hvilke skridt kunne menneskeheden tage, hvis sol aktiviteten eller andre effekter begyndte at ændre Jorden´s temperatur i retning af noget der er for koldt eller for varmt til optimalt menneskeligt liv?
For det første ville det være nødvendigt at afgøre, hvilken temperatur mennesker føler er den optimale. Det er usandsynligt, at den valgte temperatur ville blive præcis, som den er i dag. For det andet ville det være heldigt, hvis naturlige kræfter skulle gøre Jorden for varm frem for for kold, fordi med relativ lethed kan afkøle Jorden. Vi har ingen redskaber til at opvarme den. Forsøg på at opvarme Jorde ved at tilføje CO2 eller afkøle Jorden ved at begrænse anvendelse af CO2 og kulbrinte ville dog være omsonst. Intet af det vil virke.
Billig blokkering af Solen med partikler i den øverste atmosfære ville være effektivt. SS Penner, AM Schneider og EM Kennedy har foreslået (98), at udstødningen på kommercielle fly kunne indrettes således, at de udskød sol blokkerende materiale i den øverste atmosfære. Senere foreslog Edward Teller ligeledes (18), at partikler kunne skydes ud i atmosfæren for at reducere Sol opvarmningen og køle Jorden. Teller estimerede en omkostning på mellem 500 millioner dollars og en milliard dollars per år for en afkøling mellem 1 grader Celcius og 3 grader Celcius. Begge metoder bruger partikler, der er så små, at de ville være usynlige fra Jorden.
Disse metoder ville være effektive og økonomisk i blokkering af sol strålingen og reducere de atmosfæriske temperaturer og overflade temperaturerne. Der findes andre lignende forslag (99). Rationering af verdens energi vil på den anden side ikke virke.
Klimaet på Jorden er nu godartet. Hvis temperaturerne bliver for varme, kan dette sagtens korrigeres. Hvid de bliver for kolde, har vi ingen redskaber at modvirke dette med - bortset fra at maksimere kernekraft og produktionen af kulbrinte energi produktionen og den teknologiske udvikling. Dette ville hjælpe menneskeheden med at tilpasse sig og føre til ny mildere teknologi.
Hvor stor vil koncentrationen af CO2 i sidste instans stige, hvis menneskeheden fortsætter med forøgelsen i anvendelsen af kul, olie og naturgas? Ved ultimativ ligevægt med oceaner og andre reservoir vil der sandsynligvis være meget lidt forøgelse. Den nuværende stigning er et ikke-ligevægtigt resultat af raten på omkring ligevægt.
Et reservoir der ville moderere i forøgelse er særligt vigtig. Plantelivet udgør en stor beholder for CO2. Anvendelse af nuværende viden om den forøgede vækst rate på planter og antagelse af forøget CO2 udledning, sammenlignet med nuværende udledning, er det blevet estimeret, at atmosfæriske CO2 niveauer kan stige til omkring 600 milliontedele før de udlignes. På det niveau vil optagelsen gennem forøget biomasse absorbere omkring 10 giga ton kulstof per år (100). Den nuværende absorbering er estimeret til omkring 3 giga ton kulstof per år (57).
Omkring 30% af den anslåede stigning fra 295 til 600 milliontedele har allerede fundet sted uden at forårsage ufavorable klima ændringer. Yderligere er strålings effekten af CO2 logaritmisk (101, 102), så mere end 40% af enhver klimatisk indflydelse har allerede fundet sted.
I takt med at atmosfærisk CO2 forøges, stiger raten af plante vækst. Også blade transpirerer mindre, og mister mindre vand, i takt med at CO2 forøges, således at planter er i stand til at vokse under tørrere betingelser. Dyreliv, der er afhængig af planter for at leve, forøges proportionelt.
Figurerne 21 og 24 viser eksempler på eksperimentelt målte forøgelser i væksten af planter. Disse eksempler er repræsentative for en meget stor forsknings litteratur om emnet (103-109). Som Figur 21 viser har langlivede 1.000 til 2.000 år gamle fyrretræer har vist en skarp forøgelse i vækst i løbet af det seneste halve århundrede. Figur 22 viser, at 40% forøgelse i skove i USA, der har fundet sted siden 1950. Megen af denne forøgelse skyldes forøgelse af atmosfærisk CO2, der er allerede er forekommet. Yderligere er det blevet rapporteret, at Amazon regnskoven forøger sin vegetation med omkring 900 pund kulstof per tønde land per år (113), eller omkring 2 ton biomasse per tønde land per år. Træer er mere modtagelige for CO2 gødning end det fleste andre planter, men alle planter er i et eller andet omfang modtagelige.
Figur 21: Standard afvigelsen fra gennemsnittet af træernes ring bredde for (a) bristlecone pine, limber pine og fox tail pine i Great Basin i Californien i Nevada og Arizona, og (b) bristlecone i Colorado (110). Træ ringe bredder bliver gjort gennemsnitlige i 20 års segmenter og derefter normaliseret, således at gennemsnittet for tidligere træ vækst er nul. Afvigelsen far gennemsnittet vises i enheder af standard afvigelse for dette gennemsnit.
Figur 22: Inventar af hårdt træ og blødt tømmer i USA kompileret i Forest Resources of the United States, 2002, US Department of Agriculture Forest Service (111,112). Den linære tendens citeret i 1998 (1) med en forøgelse på 30% er fortsat. Forøgelsen er nu 40%. Mængden af amerikansk tømmer stiger med næsten 1% per år.
Eftersom at planters modtagelighed er næsten ligefrem proportionel med hensyn til CO2 koncentration over niveauet fra 300 til 600 milliontedele, kan forskellige niveauer af CO2 berigelse fremskrivning. Dette er blevet gjort i figur 24 for at illustrere CO2 vækst forøgelser kalkuleret for den atmosfæriske forøgelse af omkring 88 milliontedele, der allerede har fundet sted og den forventet af en projiceret total forøgelse af 305 milliontedele.
Korn vækst forøges særligt under tørre betingelser med forøget atmosfærisk CO2. Figur 24 viser virkningen af hvede vækst under våde betingelser i modsætning til hvede påvirket af mangel på vand. De underliggende data stammer fra eksperimenter på åbne marker. Hvede blev dyrket som normalt, men de atmosfæriske CO2 koncentrationer i cirkulære dele af marken blev beriget med en opstilling af computer styret udstyr, der frigav CO2 til luften for at holde niveauer som specificeret (115, 116). Der vises også unge grantræers og appelsin træers vækst forøgelse (117, 119) i to atmosfæriske CO2 forøgelser, som allerede er forekommet siden 1885 og projiceret for de næste to hundrede år. Den relative vækst forøgelse af træer med CO2 formindskes med alderen. Figur 24 viser unge træer.
Figur 23 summerer 279 eksperimenter i hvilke planter af forskellige typer blev dyrket under CO2 forstærkede betingelser. Planter dyrket under mindre en ideelle betingelser - en almindelig betingelse i naturen - reagerer mere på CO2 gødning. Udvælgelsen af arter i Figur 23 var målrettet planter, der reagerer mindre på CO2 gødning end den blanding der faktisk dækker Jorden, så Figur 23 underestimerer effekterne af global CO2 forøgelse.
Den grønne revolution i landbrug har allerede nydt godt af CO2 gødning, og fordelene vil være endnu større i fremtiden. Dyrelivet forøges proportionelt som vist i 52 jordbaserede (120) og 22 vandbaserede økosystemer (121). Yderligere, som vist i en undersøgelse af 94 jordbaserede økosystemer på alle kontinenter bortset fra Antarktis (122), er arters mængde - biodiversitet - mere positivt korreleret med produktivitet - den totale mængde af plante liv per tønde land - end med noget andet.
Figur 23: Summerede data fra 279 publicerede eksperimenter i hvilke planter af alle typer blev dyrket under parvise påvirkede (åbne røde cirkler) og ikke påvirkede (lukkede blå cirkler) betingelser (114). Der var respektivt 208, 50 og 21 set af 300, 600 og et gennemsnit af omkring 1350 milliontedele CO2. Plante blandingen i det 279 undersøgelser var let målrettet plante typer, der reagerer mindre på CO2 gødning end den faktiske globale blanding. Derfor underestimerer figuren den forventede globale virkning. CO2 berigelse tillader også planter at vokse i tørrere regioner, hvilket forøger planternes reaktion.
Figur 24: Kalkuleret (1, 2) vækst rate forøgelse af hvede, unge appelsin træer og meget unge grantræer finder allerede sted som resultat af atmosfærisk berigelse med CO2 fra 1885 til 2007 (a) og forventet som et resultat af atmosfærisk berigelse med CO2 til et niveau på 600 milliontedele (b).
Atmosfærisk CO2 kræves for at både planter og dyr kan leve. Det er den eneste kulstof kilde i alle proteiner, kulhydrater, fedt og andre organiske molekyler af hvilket levende ting bygges.
Planter optager kulstof fra atmosfærisk CO2 og gødes derigennem. Dyr optager deres kulstof fra planter. Uden atmosfærisk CO2 ville intet af det liv vi ser på Jorden eksisterer.
Vand, ilt og kuldioxid er de tre vigtigste substanser, der gør livet muligt. De forurener helt sikkert ikke miljøet.
Den vigtigste menneskelige komponent i bevarelsen af Jorden´s miljø er energi. Industriel konversion af energi til former der er nyttige for menneskelige aktiviteter , er det vigtigste aspekt af teknologi. Omfattende billig energi kræves for vedligeholdelse af menneskelig velstand og fortsat fremskridt af livsberigende teknologi. Folk der er velstående har velstanden ti at beskytte og fremme deres naturlige omgivelser.
I øjeblikket er USA som vist i Figur 25 netto importør af energi. Amerikanere bruger omkring 300 milliarder dollars om året på importeret olie og gas og et tilsvarende beløb på militære udgifter relateret til denne import.
Figur 25: I 2006 erhvervede USA 84,9% af sin energi fra kulbrinter, 8,2% fra atomart brændstof, 2,9% fra hydroelektriske damme, 2,1% fra træ, 0,8% fra biobrændsel, 0,4% fra affald, 0,3% fra jordvarme og 0,3% fra vind og sol stråling. USA bruger 21 millioner tønder olie om dagen - 27% fra OPEC, 17% fra Canada og Mexico, 16% fra andre og 40% produceret i USA (95). Omkostningerne ved importeret olie og gas ved 60 dollars per tønde og 7 dollars per 1.000 kubikfod i 2007 beløber sig til omkring 300 milliarder per år.
Politiske opfordringer til USA at reducere anvendelse af kulbrinte med 90% (123), derigennem eliminerende 75% af Amerika´s energi forsyning, er indlysende upraktisk. Ej heller kan 75% af amerikansk energi erstattes af alternative "grønne" kilder. Til trods for enorm skatte subsidier over de seneste 30 år udgør grønne kilder stadig blot 0,3% af den amerikanske energi.
Men USA kan indlysende ikke fortsætte med at være netto importør af energi uden at miste sin økonomiske og industrielle styrke og politiske uafhængighed. USA burde i stedet være netto eksportør af energi.
Der findes tre realistiske teknologiske veje til amerikansk energi uafhængighed - forøget anvendelse af kulbrinte energi, atomar energi eller begge dele. Der findes ingen klimatologiske hindringer i forøget anvendelse af kulbrinte, selvom lokale miljømæssige virkninger kan og skal tilpasses. Atomar energi er faktisk billigere og mere miljø venlig end kulbrinte energi, men atomar energi har også været offer for politisk frygt og påståede ulemper og farer, der faktisk er minimale.
Eksempelvis er "problemet" med stærkt kontamineret "atomart affald" blevet givet megen opmærksomhed, men dette problem er politisk skabt af den amerikanske regerings hindring af amerikansk brændstof udvikling og genanvendelse. Anvendt atomart affald kan genanvendes til nyt atomart brændsel. Det behøver ikke blive lagret i dyre opbevaringssteder.
Reaktor ulykker offentliggøres også meget, men der har aldrig været et eneste menneskeligt dødsfald i forbindelse med en amerikansk atom reaktor hændelse. I modsætning til dette resulterer amerikansk afhængighed af biler i mere end 40.000 menneskelige dødsfald om året.
Alle former for generering af energi, inklusive "grønne metoder", indebærer industrielle dødsfald i miner, fabrikation og transport af de ressourcer de behøver. Atom energi kræver den mindste mængde af sådanne ressourcer (124), og har derfor den mindste risiko for dødsfald. Estimerede relative omkostninger af elektrisk energi produktion varierer med geografisk lokation og underliggende antagelser. Figur 26 viser en britisk undersøgelse, der er typisk. I øjeblikket anvendes 43% af amerikansk energi konsumering til elektricitets produktion.
Yderligere fremtidige opfindelser i energi teknologi kan ændre den relative økonomi af atom, kulbrinte, sol, vind og andre metoder til generering af energi. Disse opfindelser kan dog ikke gennemtvinges politisk, ej heller kan de frembringes ved ønsketænkning. Alternativt er "rationalisering", hvis den praktiseres så intensivt, at den fungerer som et alternativ til kulbrinte og atom kraft, blot et politisk korrekt ord for "fattigdom".
Den nuværende uholdbare situation i hvilken USA mister 300 milliarder dollars om året for at betale for fremmed olie og gas, er ikke resultatet af regeringens fejlslagne energi produktions bestræbelser. Energi produceres af den private industri. Hvordan kan det så være, at energi produktion trives udenlands, mens hjemlig produktion er stagneret?
Denne stagnation skyldes den amerikanske regerings beskatning, regulering og sponsering af ligitation, hvilket har gjort USA til et meget ufavorabelt sted at producere energi. Dertil skal lægges, at den amerikanske regering for politiske formål har brugt enorme skatte midler på subsidiering af underlegen energi teknologier.
Det er ikke nødvendigt på forhånd at erkende den bedste kurs at følge. Lovmæssig ophævelse af beskatning, regulering, incitamenter til søgsmål og ophævelse af alle subsidier til alle energi producerende industrier ville stimulere industriel udvikling, hvori konkurrence automatisk kunne afgøre de bedste veje.
Atom kraft er mere sikkert, billigere og mere miljø venligt en kulbrinte energi, så den er sandsynligvis det bedste valg for øget energi produktion. Fast, flydende og gas kulbrinte brændstoffer tilbyder dog mange anvendelsesmuligheder, og en national infrastruktur til deres anvendelse er allerede på plads. Olie fra skiffer eller smeltning af kul er ved nuværende priser billigere end rå olie, men vedholdende produktions omkostninger er højere end dem for allerede udviklede olie felter. Der er derfor en investerings risiko for, at rå olie priser kan falde så lavt, at smeltnings fabrikker ikke kan konkurrere. Atom energi har ikke den ulempe, eftersom omkostningerne ved at drive atom kraft værker er meget lave.
Figur 27 illustrerer eksempelvis en praktisk og miljømæssig sund vej til amerikansk uafhængighed af energi. I øjeblikket produceres 19% af amerikansk elektricitet af 104 atom kraft reaktorer med et gennemsnitligt udkomme i 2006 på 870 megawatt per reaktor med en total på omkring 90 gigawatt (125). Hvis dette forøgedes med 560 gigawatt, kunne atom kraft udfylde alle amerikanske elektricitets krav og have 230 gigawatt i overskud til eksport af elektricitet eller som erstattede kulbrinte brændstoffer eller bearbejdet.
Så ville man i USA i stedet for et handelstab på 300 milliarder dollars have et 200 millioner dollars handels overskud - og installeret kapacitet for fremtidige amerikanske krav.
Figur 26: Leveret omkostning per kilowatt time af elektrisk energi i Stor Britannien i 2006 uden CO2 styring (126). Disse estimater inkluderer alle kapital og operationelle udgifter for en periode af 50 år. Mikro vind og sol enheder installeret i individuelle hjem.
Yderligere, hvis varmen fra yderligere atom kraft reaktorer blev anvendt til smeltning og forgasning, ville USA endog ikke behøve sine olie ressourcer. USA har omkring 25% af verdens kul reserver. Denne varme kunne også smelte biomasse, affald og andre kilder til kulbrinte, der kunne vise sig praktiske.
Figur 27: Konstruktion af en Palo Verde installation med 10 reaktorer i hver af de 50 stater. Energi handels underskuddet vendes med 500 milliarder dollars om året resulterende i et årligt overskud på 200 milliarder dollars. I øjeblikket er dette ikke grundet vildfarne politikker, regulativer, beskatning, juridiske manøvrer og anti-atomkraft aktivister til rådighed. Disse hindringer burde juridisk ophæves.
Palo Verde atom reaktor anlægget nær Phoenix, Arizona, var oprindeligt tilsigtet 10 atom reaktorer med en kapacitet på 1.243 megawatt hver. Som resultat af offentligt hysteri forårsaget af forkerte informationer - meget lig det hysteri vi i dag ser omkring menneskeskabt global opvarmning, blev Palo Verde byggeriet standset med kun tre færdiggjorte reaktorer. Anlægget befinder sig på 4.000 tønder land, og afkøles af spildevand fra byen nogle få kilometer væk. Et område på 4.000 tønder land er 10 gange 4 kvadrat kilometer. Anlægget selv dækker kun en lille del af det totale område.
Hvis blot et anlæg som Palo Verde blev bygget i hver af de 50 stater, og hvert anlæg indeholdt 10 reaktorer, som oprindeligt planlagt for Palo Verde, opererende ved omkring 90% af design kapacitet, ville producere 560 giga watt elektricitet. Atom kraft teknologi har udviklet sig væsentligt siden Palo Verde blev bygget, så værker i dag ville være endnu mere pålidelige og effektive.
Hvis man antager bygge omkostninger på 2,3 milliarder dollars per 1.200 mega watt reaktor (127), og en skalering på 15% af økonomien, ville projektets totale omkostninger være 1000 milliarder dollars eller 4 måneder af det nuværende amerikanske budget. Dette er 8% af det årlige amerikanske brutto national produkt. Bygge omkostninger kunne tilbagebetales i løbet af få år, med de penge der nu bruges af folk i USA for udenlandsk olie og af ændringen fra amerikansk import til eksport af energi.
De 50 atom kraft værker kan baseres på basis af befolkningens størrelse. Hvis dette var tilfældet, ville Californien have seks værker og Oregon og Idaho ville til sammen have et værk. I lyset af den store økonomiske værdi af disse faciliteter, ville der være intens konkurrence om dem.
I tilføjelse til disse kraft værker burde USA bygge genbearbejdnings kapaciteter, så brugt atom brændsel kan genanvendes. Dette ville mindske brændsels omkostningerne og eliminere opbevaringen af stærkt kontamineret atom affald. Brændstof til reaktorerne kan sikres i 1.000 år (128) ved at anvende almindelige reaktorer med højt ydende produktion og særlige produktions reaktorer, så der produceres mere brændsel, end der forbrændes.
Mere end 33% af varme energien i en almindelig atom reaktor konverteres til elektricitet. Nylige designs er så høje som 48%. Varmen fra en 1.243 megawatt reaktor kan producere 38.000 tønder kul frembragt olie om dagen (129). Med et yderligere Palo Verde værk i hver stat til olie produktion , ville den årlige produktion være mindst 7 milliarder tønder per år med en værdi på 60 dollars per tønde svarende til mere end 400 milliarder dollars om året. Det svarer til mere end den dobbelte olie produktion i Saudi Arabien. Dagens beviste kul reserver i USA er tilstrækkelige til at vedholde denne produktion i 200 år (128). Den smeltede kul overgår hele verdens beviste olie reserver. Reaktorerne kunne også producere forgassede kulbrinter fra kul.
Den resterende varme fra atom kraft værker kunne varme luft eller vand til brug for indendørs klima kontrol og andre formål.
Atom kraft værker kan også bruges til at producere hydrogen i stedet for olie og gas (130, 131). De nuværende produktions omkostninger og infrastruktur er dog meget højere for hydrogen end for olie og gas. Teknologiske fremskridt reducerer omkostninger, men almindeligvis ikke omgående. En prævidenskabelig opfordring i 1800 tallet til verden om at skifte fra træ til metan, ville have været upraktisk forud for sin tid, på samme måde som dagens opfordring til omgående skift fra olie og gas til hydrogen kan være. Skelnen mellem det praktiske og det futuristiske er absolut essentielt i et frit energi marked.
Disse er helt sikkert bedre udkommer end gennem international rationalisering og beskatning af energi, som det for nyligt er foreslået (82, 83, 97, 123). Dette eksempel med atom kraft demonstrerer, at den nuværende teknologi kan producere overflod af billig energi, hvis det ikke undertrykkes politisk.
Der behøver ikke være nogen store regerings programmer for at opnå dette mål. Det kunne opnås ved simpelthen lovgivningsmæssigt at fjerne alle skatter, de fleste regulativer og litigation, og alle subsidier fra alle former for energi produktion i USA, derigennem tilladende det frie marked at bygge den mest praktiske blanding af generering af energi.
Med overflod af billig energi kunne amerikansk industri blive revitaliseret, og kapitalen og energien krævet for yderligere industrielle og teknologiske fremskridt sikres. Samtidig ville den fortsatte forøgelse af velstand for alle amerikanere sikres.
Det amerikanske folk har brug for mere billig energi, ikke mindre. Hvis denne energi produceres i USA, kan den ikke alene blive en værdifuld eksport, men den kan også sikre, at amerikansk industri forbliver konkurrence dygtig på verdens markedet, og den forhåbentlige amerikanske velstand fortsætter og forøges.
I dette håb er amerikanerne ikke alene. Verden over kæmper milliarder af mennesker i fattigere nationer for at forbedre deres liv. Disse mennesker har behov for overflod af billig energi, som er det teknologiske fremskridts valuta.
I nylige udviklingslande må denne energi i det store hele komme fra teknologisk mindre komplicerede kulbrinte kilder. Det er et moralsk imperativ, at denne energi bliver tilgængelig. Ellers vil disse folks bestræbelser være omsonst, og de vil falde tilbage i liv i fattigdom, lidelse og tidlig død.
Energi er grundlaget for velstand. Billig energi tillader folk at gøre vidunderlige ting. Eksempelvis findes der den bekymring, at det kan blive vanskeligt at dyrke tilstrækkelig med fødevarer på det tilrådighed værende land. Afgrøder vokser i større omfang i varmere mere CO2 holdige miljøer, så dette kan udglatte fremtidige problemer, der kan fremkomme (12).
Energi skaffer dog en bedre sikring af føde. Energi intensive hydroponiske drivhuse er 2.000 gange mere effektive per enhed land end moderne amerikanske landbrugs metoder (132). Hvis energi derfor er i overflod og billig, findes der ingen praktisk grænse f
