Akselerasjon og CO2 – innhold i atmosfæren

Del A: CO₂-utslipp i Norge. Totalutslipp mellom 1960 og 2015

I det globale karbonatlaset (http://www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions) finnes det oversikter over mengde utslipp av karbon for ulike land i verden. De norske utslippene er samlet i tekstfilen (Vedlegg)

Ved første øyekast viser datasettet oss at i Norge slippes det ut omtrent 45 millioner tonn (Mt) CO2 hvert år de siste årene. Millioner tonn er et stort tall, så det er først og fremst viktig å sette dette inn i en sammenheng før vi begynner å jobbe mer med tallene. I følge Statistisk Sentralbyrå (SSB) er de største kildene for CO2 utslipp i Norge: olje- og gassnæringen (14 Mt), industri (12 Mt) og trafikk (10Mt).

I denne oppgaven vil vi at dere skal bruke tallmaterialet i det vedlagte regnearket til å besvare følgende spørsmål. Bruk Geogebra som hovedverktøy for de matematiske prosessene:

1. Gitt de historiske dataene dere har fått for norske CO2-utslipp; hvilken matematisk modell passer best til å uttrykke Norges CO2-utslipp de siste 50år?
2. Hvis dere også skal ta hensyn til mulige fremtidsscenarier; hvilken matematisk modell vil dere si passer best for å beskrive Norges CO2-utslipp de siste 50 år OG som en fremtidsmodell (prognose)? Argumenter for valget ditt både med matematiske argumenter og kjennskap til hva dere tror vil skje i tiden fremover.
3. Lag 3 ulike modeller for utslipps-scenarier av CO2, og definer gyldighetsområdet for hver av modellene. Argumenter for hvorfor dere velger disse tre ulike variantene.
4. Nå skal dere bruke de tre modellene dere har laget i deloppgave 3.
   1. Det snakkes innimellom om at «utslippene akselererte raskt» i dagligtalen.
      Hvordan kan du forklare utsagnet matematisk?
   2. I hvilke perioder kan vi snakke om en akselerasjon i utslippene? Begrunn metoden dere bruker.
   3. Viser noen av modellene et tydelig tidspunkt for starten av en klimamessig forbedring? Når er i så fall dette tidspunktet? Begrunn svaret.
   4. Kan vi snakke om oppbremsing av CO2-utslipp?
      Finnes det perioder der utslippene har en oppbremsing?
      Begrunn svaret med matematisk formspråk.
   5. Ta utgangspunkt i grafiske representasjoner av modeller for CO2-utslipp, utslippsrate av CO2 og akselerasjon av CO2-utslipp i Norge. Bruk disse grafene som utgangspunkt for å forklare sammenhengen mellom dem til en journalist som skal bruke dem i en artikkel om utviklingen av norske CO2-utslipp siden 1960. Deres oppgave er å sørge for at journalisten skriver en artikkel som også stemmer matematisk.

 

Del B: Atmosfærisk CO₂ (=CO₂-nivå i atmosfæren)

Mauna Loa, Hawaii, er mest kjent for at observatoriet her har hatt verdens lengste måleserie av atmosfærisk CO2. Her har de samlet data kontinuerlig siden 1956. Dataene som er samlet inn her er åpent tilgjengelig for alle som vil bruke dem i sine studier (iallfall inntil videre, USAs siste president jobber for å begrense denne tilgangen til åpenhet rundt klimaforskning).

Under ser dere en graf som viser endringsraten av atmosfærisk CO₂ på Mauna Loa, Hawaii:

Dataene til figuren over er hentet på https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html

1. I 1959 var CO2-nivået på Mauna Loa 316ppm. Forestill dere at dere skal lage en matematisk modell for det atmosfæriske CO2-nivået målt på Mauna Loa for årene 1959 til 2016. Ta utgangspunkt i figuren over.
   1. Hvilken sammenheng vil det være mellom CO2-nivå og figuren over?
   2. Skisser hvordan grafen til den matematiske modellen av CO2–nivået vil se ut. Bruk vedlegget. (Penn og papir J )
2. Endringsraten kan brukes videre til å si noe om hvordan CO2-nivået akselererer. Bruk dataene for endringsrate som dere finner på nettsiden til NOAA. Lag ulike modeller for endringsraten, med tilhørende modeller av akselerasjonen av CO2-nivået.
   Diskuter forskjellene dere får i de ulike modellene, og gi en begrunnelse for hvorfor dere mener den ene modellen fungerer best, både for endringsraten av CO2 og akselerasjonen av CO2-nivået. Bruk matematisk argumentasjon sammen med den kunnskapen du har om den historiske utviklingen av atmosfærisk CO2.

Bonus

Har dere mye tid til overs? Bruk data fra del A og det store internettet, og finn svar på følgende oppgave:

Hvor mange kilometer i personbil utgjør hver nordmanns gjennomsnittlige CO2-utslipp per år?