30 nov. 2009

Om istider, klimatförändringar och återkopplingar

Ju mer man lär mig om klimatvetenskap desto mer fascinerande framstår området - det är i alla fall min erfarenhet. Till det allra mest spännande hör paleoklimatologin, dvs läran om klimatet under tidigare skeden av jordens historia. Tänka sig att så sent som för 14 000 år sedan var så gott som hela Sverige täckt av en mestadels kilometertjock inlandsis!

Förutom att vara intressant av egen kraft - det vill säga utan någon nyttoaspekt i åtanke - visar det sig att paleoklimatologin har mycket att tillföra i diskussionen kring den nutida globala uppvärmningen och dess orsaker. Avsikten med denna bloggpost är att gå igenom några av paleoklimatologins mest intressanta resultat. Längs vägen skall jag passa på att diskutera tre av de invändningar mot teorin om antropogen global uppvärmning som oftast dyker upp i media och bloggosfär:
    Invändning I. (nybörjarnivå)
    Istider kom och gick långt innan vi hade bilar eller kolkraftverk, vilka alltså knappast kan ha något med klimatförändringar att göra.

    Invändning II. (fortsättningsnivå)
    I sin film An Inconvenient Truth gör Al Gore stor sak av ett diagram över hur koldioxidhalt och temperatur följs åt genom gångna istidscykler, vilket han anför som stöd för idén att höjd koldioxidhalt leder till uppvärmning. Men detta är ju rent båg, ty kikar man närmare på diagrammet så ser man att det är temperaturen som initierar övergångarna mellan kallt och varmt klimat och koldioxiden som följer efter. Gore gör alltså en elementär sammanblandning mellan orsak och verkan.

    Invändning III. (avancerad nivå)
    Den direkta värmande effekten av våra växthusgasutsläpp är inte särskilt omfattande. Anledningen till att uppvärmningen under kommande århundrade blir så kraftig i de scenarier som IPCC och andra företrädare för klimatvetenskapens mittfåra målar upp är att kraftiga positiva återkopplingar tämligen godtyckligt har stipulerats. Men återkopplingarna kan lika gärna bli mycket mindre eller kanske rentav summera sig till ett negativt värde, och i så fall blir det inte mycket kvar av den förutspådda uppvärmningen.
Photobucket

1. Istiderna

Spencer Weart (författare till den lysande boken The Discovery of Global Warming) berättar:
    Påståendet lät helt otroligt, men evidensen talade sitt tydliga språk. Den nedskrapade berggrunden, de egendomligt placerade flyttblocken och de bisarra grusavlagringarna som stod att finna överallt i norra Europa och norra USA - alla såg de ut precis som spåren efter glaciärer, bara mycket, mycket större. Mot senare delen av 1800-talet hade forskarna, efter heta diskussioner, kommit att börja enas om det otroliga. För länge sedan (om än ganska nyss på en geologisk tidsskala, och stenåldersmänniskor hade faktiskt varit med) hade regionerna i norr legat begravda under flera kilometer tjocka kontinentala istäcken. Istiden vittnade om enorma klimatförändringar.
Inte långt senare började man till råga på allt inse att inte bara en utan en hel serie istider ägt rum, i något som liknar ett cykliskt förlopp. Att förklara detta spektakulära fenomen måste naturligtvis stå högt på agendan för varje klimatvetenskap värd namnet.

2. Istidernas orsaker

Weart fortsätter sin historik över studiet av istidscykler med att nämna några av de teorier som fördes fram över vilka mekanismer som kan ha satt igång respektive avslutat istiderna. Bland annat spekulerades om ifall solen kan ha varierat i styrka, eller om stora geologiska händelser kunde ha ändrat på mönstret av havsströmmar. Ingen av teorierna kunde dock erbjuda tillstymmelse till förklaring av den cyklicitet som istiderna tycktes uppvisa. Utom en, nämligen den som utvecklades först av James Croll (1821-1890) och vidare av Milutin Milankovitch (1879-1958), och som handlade om långsamma variationer i hur jorden rör sig kring solen.

De flesta av oss har väl lärt oss i småskolan att jorden rör sig i cirkelbana runt solen, och senare (t.ex. i gymnasiet) att cirkelbanan blott är en approximation av en bana som i själva verket är elliptisk. Även ellipsen är emellertid en approximation, som den verkliga jordbanan avviker ifrån till följd av att även andra himlakroppar än solen utövar gravitationell påverkan på jorden. Dels har vi månen: jorden och månen wobblar tillsammans kring deras gemensamma tyngdpunkt, även om denna (på grund av att jorden väger så mycket mer än månen) ligger drygt 170 mil under jordytan. Därtill påverkas jordbanan av övriga planeter, framför allt Venus (i kraft av av dess relativa närhet) och Jupiter (i kraft av dess storlek).

Det hela kan förefalla omåttligt komplicerat, men vad Croll och senare Milankovitch insåg var att systemet likväl medger analys och att ett antal långsamma periodiska förändringar i jordens rörelse kan identifieras. De tre främsta av dessa periodiciteter rör jordbanans ellipticitet, jordaxelns lutning i förhållande till jordbanans plan, och jordaxelns orientering i förhållande till "fixstjärnesfären". Den första av dessa har en huvudsaklig periodicitet om 413 000 år (men med ett par ytterligare svängningskomponenter i storleksordningen 100 000 år), medan de båda andra varierar i perioder om cirka 41 000 respektive 26 000 år.
Photobucket

Dessa periodiciteter har kommit att gå under benämningen Milankovitchcykler. Vad som gör dem extra spännande är att studier av istidsdata tyder på en stark samvariation mellan istidssvängningar och Milankovitchcykler. Croll var först med att föreslå ett sådant samband, baserat på att den infallande solstrålningen på jorden varierade med Milankovitchcyklernas ändringar i jordbanan, vilka därmed skulle kunna ge upphov till klimatförändringar.

Croll hade emellertid svårt att övertyga sina samtida kollegor. Det var först sedan metoderna för datering av istidscykler förbättrats, i kombination med att Milankovitch under 1920- och 1930-talet förbättrat de celest-mekaniska1 beräkningar som ligger till grund för teorin, som den vann större genomslag. Dess stöd i vetenskapssamhället kom dock att gå lite upp och ned i takt med nya empiriska fynd, men från och med 1970-talet har vi haft tillgång till datamängder som visar på ett så bestickande samband mellan Milankovitchcykler och istidscykler att de knappast kan förklaras bort. Numera innehar därför Milankovitchteorin för istidscyklerna en totalt dominerande ställning i paleoklimatologin. För en närmare redogörelse för det vetenskapshistoriska förloppet vill jag åter hänvisa till Spencer Wearts läsvärda historik.

Sammanfattningsvis kan sägas att vi idag känner oss i stort sett säkra på vad som triggade övergångarna från istider till interglacialer2 och vice versa, nämligen variationer i inkommande solstrålning. Ytligt sett kan detta resultat se ut att ge extra näring åt det jag ovan kallar Invändning I: att klimatförändringar måste ha haft - och därför fortfarande ha - andra orsaker än antropogena. Första halvan i denna tankegång är givetvis riktig. Den andra halvan är däremot en non sequitur3 - vi kan inte automatiskt dra slutsatsen att de faktorer som i det förflutna triggat klimatförändringar också måste ligga till grund för 1900-talets temperaturuppgång.4,5

3. Istiderna och koldioxiden

I sin film An Inconvenient Truth argumenterar Al Gore för koldioxidens framträdande roll som bov i dramat kring den globala uppvärmningen genom att jämföra två tidsserier: den ena om hur medeltemperaturen gått upp och ned under de senaste istidscyklerna, och den andra om hur atmosfärens koldioxidhalt varierat under samma tidsperiod. Liknande diagram jämförs på samma vis på många håll i såväl den vetenskapliga som den populärvetenskapliga litteraturen om klimatet. Men låt oss, i enlighet med den klimatskeptiska traditionen att närhelst det är möjligt utse just Al Gore till syndabock, fokusera på just honom.

Photobucket

Om vi accepterar de Milankovitchteorier om klimatet som jag redogjorde för i föregående avsnitt så var det inte koldioxiden utan astronomiska faktorer som satte igång istidscyklernas klimatförändringar. Därmed förefaller Al Gores påstående om koldioxiden som boven i dramat vara helt på tok. Saken blir knappast bättre av att om man skärskådar temperatur- och koldioxidgraferna mer i detalj, så är det temperaturen som går igång först, och koldioxiden som följer efter - inte tvärtom. Därmed ser det ut som om Al Gore fått orsakssambandet fullständigt om bakfoten: det är temperaturökningen som får koldioxidhalten att stiga och inte vice versa. Det är detta som är Invändning II ovan - ett av de allra vanligaste argumenten i hela klimatskeptikerbranschen.6

Detta till trots hävdar jag (samstämmigt med mainstreamfåran av klimatforskare) att de av Al Gore åberopade graferna faktiskt stödjer teorin om koldioxidens värmande roll i klimatsystemet. Låt mig förklara.

Vad gäller orsakssamband mellan koldioxidhalt och temperatur finns mekanismer i båda riktningarna. Att koldioxiden via växthuseffekten har en uppvärmande effekt torde ingen som följer klimatdiskussionen ha missat vid det här laget. Omvänt leder en ökad uppvärmning till att även haven blir varmare, något som minskar deras förmåga att binda koldioxid, vilket i sin tur tenderar att öka atmosfärens koldioxidinnehåll. Båda dessa mekanismer bygger på grundläggande fysik som vi sedan länge haft solid kunskap om alldeles oberoende av några klimathistoriska data.

Vad som händer i övergången från istid till interglacial är att en Milankovitchrelaterad ökning i infallande solstrålning kickar igång en liten uppvärmning, vilket leder till ökad koldioxidhalt, vilket leder till ytterligare uppvärmning, och så vidare i en fortsatt spiral tills den så småningom ebbar ut.7 När sedan interglacialen övergår till istid ser vi spiralen gå i motsatt riktning, igångsatt denna gång av en minskning i infallande solstrålning, vilket ger en nedkylning, som ökar havets koldioxidabsorbtion och därmed minskad atmosfärisk koldioxishalt, vilket i sin tur ger minskad växthuseffekt och ytterligare nedkylning, och så vidare.

Och här kommer själva klon. De förändringar i solinstrålning som jordbanans variationer ger upphov till räcker inte för att i sig förklara klimatförändringar av den storlek som istidscyklerna uppvisar. Temperaturens upp- och nedgångar är så stora att någon eller några faktorer måste ha spelat med som förstärkningsmekanism, och de tidsserier Al Gore visar i sin film pekar tydligt i riktning mot att koldioxiden spelar denna roll. I själva verket är det endast med beaktande av koldioxidens roll som klimatvetenskapen av idag förmår ge en tillfredsställande förklaring till hur amplituden i istidscyklernas temperatursvängningar kunnat bli så stor.

Dessa subtiliteter förklarade inte Al Gore i sin film, och visst kan man kritisera honom för det. Emellertid bör man då ha i åtanke att populärvetenskap är svårt, och innebär en ständig balansgång: å ena sidan bör man inte bli så teknisk och detaljerad att man tappar sin publik, och å andra sidan gäller det att inte förenkla så till den grad att det hela blir vilseledande. Men som påpekas i en läsvärd bloggpost på RealClimate, så hade, i motsats till vad Gores kritiker hävdar, en mer detaljerad redovisning från Gores sida av samspelet mellan temperatur och koldioxid snarast givit starkare stöd för hans huvudtes om faran i fortsatt ohämmade växthusgasutsläpp. Detta hoppas jag kommer att framgå av följande avslutande avsnitt.

4. Återkopplingar

Det samspel mellan temperatur och koldioxid jag diskuterade i förra avsnittet är ett exempel på vad som kallas för återkoppling: förändringen i en kvantitet A påverkar en annan kvantitet B, som i sin tur återverkar på A. Om återverkan går i samma riktning som den ursprungliga förändringen talar vi om positiv återkoppling; om den istället går i motsatt riktning talar vi om negativ återkoppling. Eftersom ökad temperatur leder till ökad koldioxidhalt som i sin tur ökar temperaturen faller alltså samspelet dessa två kvantiteter inom kategorin positiv återkoppling.

I klimatsystemet finns en mängd olika återkopplingsmekanismer av betydelse för klimatförändringar. En återkoppling som redan Milankovitch beaktade har med inlandsisarna att göra: när det blir kallare ökar isarnas utbredning, och eftersom is reflekterar tillbaka en större del av det inkommande solljuset tillbaka ut i rymden (jämfört med barmark) bidrar den ökade isutbredningen till att det blir ännu kallare - alltså en positiv återkoppling. På samma sätt förhåller det sig med snö och med havsis. En annan positiv återkoppling är hur uppvärmning kan få den tinande sibiriska tundran att släppa ifrån sig metan och andra växthusgaser vilket förstärker uppvärmningen. Den möjligen allra mest betydelsefulla positiva återkopplingen har med vattenånga att göra: varmare luft har större förmåga än kallare att hålla vattenånga, och eftersom vattenånga är en växthusgas leder det till ökad uppvärmning. Därtill har vi effekten av moln (som inte skall förväxlas med vattenånga) vilka kan både reflektera solstrålning och stänga in värme. Molnbildning är den mest svårmodellerade av de stora återkopplingsmekanismerna, och kan fungera antingen som positiv eller negativ återkoppling beroende på molnens höjd och andra karaktäristika.

Summan av alla dessa återkopplingar är av enorm betydelse för vad fortsatta antropogena växthusgasutsläpp kan väntas leda till. De utgör också den största källan till osäkerhet. Växthuseffekten i sig kan vi kvantifiera med god precision, så när vi t.ex. i den fjärde IPCC-rapporten läser att koldioxidens klimatkänslighet (definierad som den temperaturuppgång en fördubblad koldioxidhalt i atmosfären leder till) uppskattas till mellan 2 och 4,5 °C, så kommer det breda osäkerhetsintervallet mestadels från bristande precision i vår förståelse för återkopplingseffekterna.

Detta har klimatskeptiker snappat upp, och lägger numera stor energi på att attackera och söka förvanska det klimatvetenskapliga kunskapsläget om just återkopplingar.8 Så t.ex. kan det, i en debattartikel undertecknad av tio företrädare för Stockholmsinitiativet, heta att klimatmodellerna "är konstruerade så att måttligt förhöjda halter av koldioxid i atmosfären ger upphov till en avsevärd uppvärmning", med tydlig antydan om att återkopplingarnas styrka i modellerna är gripna ur luften eller rentav valda i syfte att ge alarmerande framtidsscenarier - det jag kallar Invändning III ovan. Någon egentlig underbyggnad för denna allvarliga anklagelse mot klimatvetenskapen ges emellertid inte, vare sig av Stockholmsinitiativet eller någon annan.

I själva verket är det så att vetenskapen arbetat sig fram till den av IPCC redovisade uppfattningen om återkopplingarnas styrka och koldioxidens klimatkänslighet längs flera parallella spår, vilka sammantagna gör det evidentiella stödet för att klimatkänsligheten ligger i eller i närheten av det angivna intervallet 2 till 4,5 °C starkt. För en pedagogisk framställning av vari detta evidentiella stöd består vill jag varmt rekommendera ett bokkapitel av klimatforskaren Stefan Rahmstorf med rubriken Anthropogenic Climate Change: Revisiting the Facts. En annan bra källa i sammanhanget är Kapitel 9 (se speciellt Avsnitt 9.6) i IPCC:s Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Här vill jag kort nämna tre av dessa spår, varav det tredje bygger på de istidscykler jag diskuterat ovan.

Ett sätt - det kanske mest självklara - att tackla frågan om återkopplingar är att analysera fysiken i varje återkopplingsmekanism för sig, för att utröna deras styrka. Därefter utreder man, med hjälp av datormodeller eller på annat vis, vad de olika återkopplingsmekansimerna summerar sig till.

Ett annat sätt bygger på att studera temperaturutveckingen under t.ex. det gångna århundradet. Vi kan med hygglig noggrannhet uppskatta hur mycket den direkta växthuseffekten av koldioxidökningen påverkat jordens strålningsbalans. Detta kompletterar vi med motsvarande uppskattningar för andra klimatdrivande faktorer, som varierande solstrålning och antropogena aerosolutsläpp, och summerar alla de olika effekterna. (På sidan 16 i den senaste Summary for Policymakers av IPCC:s arbetsgrupp 1 finns en bra bild som sammanfattar uppskattningarna. Speciellt aerosolerna, vilkas största klimatdrivande bidrag består i att reflektera solstrålning vilket har en nedkylande effekt, ger upphov till betydande osäkerhet i kalkylen.) Därefter beräknar vi, med hänsyn taget till klimatsystemets inneboende tröghet (all uppvärmning kommer inte genast som respons på en förändrad strålningsbalans), hur stor temperaturhöjning dessa faktorer borde ha lett till utan återkopplingseffekter, och jämför med den faktiskt observerad temperaturhöjningen.9 Kvoten mellan den observerade temperaturhöjningen och den teoretiskt beräknade ger en uppfattning om hur starka återkopplingar vi har i klimatsystemet; om kvoten är större än 1 pekar det på att vi totalt sett har en positiv återkoppling, medan en kvot mindre än 1 pekar på negativ återkoppling.

Detta sätt att skatta den totala återkopplingen bygger (liksom nästa) på den viktiga insikten att varje återkoppling som inbegriper temperaturen fungerar på samma sätt oavsett vad som kickade igång den ursprungliga temperaturökningen.

Det tredje metoden för att skatta återkopplingarnas styrka bygger på istidsdata. Som jag förklarat ovan är de av Milankovitchcyklerna orsakade solinstrålningsvariationerna otillräckliga för att ensamma förklara den kraftiga amplituden i istidscyklernas temperaturvariationer. Detta tyder starkt på förekomsten av positiv återkoppling. Med en mer förfinad kvantitativ analys kan man uppskatta storleken på återkopplingen och därmed också koldioxidens klimatkänslighet.10 Liksom andra skattningsmetoder tenderar detta att ge resultat i linje med IPCC:s trolighetsintervall om 2 till 4,5 °C.

Alla sätt att skatta klimatkänsligheten har sina specifika felkällor. Vad gäller de istidsdatabaserade skattningarna så ligger naturligtvis en svårighet i att klimatkänsligheten inte behöver vara konstant utan kan variera med klimatförhållandena, vilka under de gångna istidscyklerna uppenbarligen skiljde sig markant från dem vi har idag. När jag vid ett seminarium i våras frågade klimatskeptikernas stora idol Roy Spencer om hur han fick ihop sina idéer om extremt låga värden på klimatkänsligheten med dessa paleoklimatologiska studier valde han att avfärda frågan med något om att han "är intresserad av egenskaper inte hos forna tiders klimatsystem utan hos dagens". Här tycker jag att han gjorde saken lite väl enkel för sig. Den som tror att det värde på klimatkänsligheten som dominerat i hundratusentals år nu plötsligt ersatts av ett helt annat och mycket lägre har en stor bevisbörda att bära, och behöver åtminstone försöka skaka fram en trovärdig hypotes om mekanismen bakom en sådan förändring.

Avslutningsvis vill jag nämna att olika återkopplingsmekanismer går olika snabbt, alltifrån den mycket snabba vattenångan till inlandsisarna som kan ta tusentals år på sig att smälta och ge fullt utslag på planetens albedo. Hansen et al (2008) lyfter i en läsvärd artikel fram paleokimatologisk evidens för att att de gängse skattningarna av klimatkänsligheten kanske bara är riktiga om endast de relativt snabba återkopplingarna beaktas, medan det i de riktigt långa tidsperspektiv i vilka t.ex. Grönlands istäcke hinner smälta bort kan vara riktigare att räkna med en klimatkänslighet om cirka 6 °C.

Fotnoter

1) Celest mekanik är läran om himlakroppars rörelser.

2) Interglacial är benämningen på perioden mellan två istider.

3) Den latinska frasen non sequitur betyder bokstavligen "följer ej", och används som beteckning på felaktiga slutledningar.

4) Invändning I kan förefalla så fåraktig att ingen vettig människa rimligtvis kan anföra den och att det därför är onödigt att ta upp den. Och mycket riktigt är det nästan uteslutande de rena noviserna bland klimatbloggare som tar upp den. Men även en storsäljande författare som Michael R. LeGault dristar sig att använda argumentet i sin bok Think. Ironiskt nog är LeGaults huvudbudskap i boken en allmän maning till sina landsmän om ökad intellektuell stringens. Se gärna min recension av boken.

5) Ett användbart sätt att identifiera en non sequitur är att tillämpa samma resonemang på något fall där det mer uppenbart leder fel. Här kan vi t.ex. konstatera att det plötsliga försvinnandet av skog från kvadratkilometerstora landytor före människans tid uteslutande orsakades av stormar och andra icke-antropogena faktorer, och dra (den felaktiga) slutsatsen att inte heller dagens kalhyggen kan ha något med mänsklig aktivitet att göra.

6) Se t.ex. den Expressen-artikel som tre företrädare för Stockholmsinitiativet publicerade 2008, där det heter att "'den globala uppvärmningen' är ett resultat av att man i [förenklade datormodeller] förutsätter att temperaturen ska följa den atmosfäriska koldioxidhalten trots att alla tillgängliga observationer visar att det förhåller sig precis tvärtom: koldioxiden följer temperaturen". Se vidare mitt bemötande i Folkvett senare samma år.

7) Varför ebbar spiralen ut istället för att fortsätta mot allt högre höjder så att klimatet bokstavligen går åt helvete? Detta förklaras i våra tidigare bloggposter Vågar du åka bil? och Ingen Venus att vänta.

8) Att resonera med klimatskeptiker kan ofta kännas som att prata med en vägg, men faktum är att jag tycker mig skönja en tendens till framsteg i deras retorik under de senaste ett till två åren. Det har blivit allt ovanligare att de tar avstånd ifrån att ökad koldioxidhalt ger upphov till ökad växthuseffekt, eller ifrån att det gångna århundradets ökning av atmosfärens koldioxidhalt har antropogena orsaker. Sedan de till slut funnit det ohållbart att försvara sådana avståndstaganden har de alltmer gått över till att istället ifrågasätta den gängse vetenskapliga synen på återkopplingar, vilket är något rimligare eftersom återkopplingar är ett område där vetenskapen alltjämt dras med stora osäkerheter.

9) Om man i denna uträkning bortser från såväl andra klimatdrivande faktorer än koldioxid som klimatsystemets tröghet landar man i vad vi kan kalla Gösta Walins kalkyl, vilken jag behandlat i en tidigare bloggpost. Walins kalkyl ger ett grovt vilseledande värde på koldioxidens klimatkänslighet och är (just därför) mycket populär i Stockholmsinitiativskretsar.

10) Om man räknar direkt på insolationsförändringen medelvärdesbildad över hela jordytan, vilken har ett mycket litet värde, får man emellertid orimligt höga värden på återkoppling och klimatkänslighet. Vad som kickar igång en övergång mellan istid och interglacial är egentligen inte så mycket den totala insolationen som en (avsevärt större) omfördelning mellan södra och norra halvklotet. Beräkningarna kräver i själva verket sofistikerade statistiska metoder som det skulle föra alltför långt att gå in på här. Se t.ex. Lorius et al (1990), Hoffert och Covey (1992), Masson-Delmotte et al (2006) och Hansen et al (2008).

Bilder:
Is och Milankovitchcykler båda Wikipedia commons.
Från Gores film.

37 kommentarer:

  1. Hej Olle,
    Utmärkt sammanställning, inte minst att hänvisa till för undrande. Många har inte "tagit ställning" i klimatfrågan, men hyser starka dubier gentemot "forskarna" beroende på medias rapportering om skandaler och alarmism.

    SvaraRadera
  2. Hej Olle,
    tack för en bra artikel. För ett par år sedan var jag mycket klimatoroad och började läsa på en del. Det jag fann fick mig mer och mer skeptisk till AGW-teorins mest alarmistiska rapporteringar. Jag har dock hela tiden sökt information för att försöka förstå AGW-teorin bättre och din artikel var första gången på länge som jag har läst en begriplig sammanställning som koncentrerar sig på kärnfrågorna utan en massa ovidkommande ordsvall (som får mig att sluta läsa). Jag är med på dina invändningar mot invändningar 1 och 2. Däremot är jag inte helt med på 3:an (jag har svårt att se starka positiva återkopplingar i systemet), men låt oss för resonemangets skull säga att det är som du beskriver. Då innebär ”hoppandet” mellan istid och interglacial (och tvärt om) att en liten initial temperaturförändring med hjälp av CO2 ”kickar” igång en spiral av återkopplingsmekanismer som under en period är kraftiga, men efter ett tag av förändring försvagas av andra faktorer som slutligen får processen att inta ett nytt jämviktsläge. Det jag undrar över är vilka dessa faktorer är? Har man någon kunskap om dem och vet man vid vilket läge de får övertaget över CO2-återkopplingen?
    Med hopp om att bli klokare,
    Hans i lund

    SvaraRadera
  3. Hans i Lund

    Det behövs som regel ingen ny impuls utifrån för att systemet skall stabilisera sig i ett nytt jämviktsläge. Läs gärna Anders Martinssons UI-inlägg Vågar du åka bil där han med ett enkelt exempel förklarar varför.

    Detta sagt med reservation för att begreppet "jämviktsläge" är en idealisering och en approximation, vilket du säkert är klar över. Några slutliga jämvikter finns knappast.

    SvaraRadera
  4. Hej Olle, jag har läst inlägget Vågar du åka bil. Där står en passus som lyder "den positiva spiralen begränsas av andra delar av systemet." Det jag efterlyser är vad dessa "andra delar av systemet" utgör inom klimatet? Måste man inte ha kunskap om dem och hur de fungerar för att kunna förstå och göra förutsägelser?
    Hans i Lund
    PS japp, jag är klar på vad du avser när det gäller jämviktsläget.

    SvaraRadera
  5. Hans i Lund

    Jag är inte klar över varför Anders M formulerade sig som han gjorde om "andra delar av systemet". Poängen är ju att några sådana inte behövs för att förstå fenomenet (stabilisering på ny nivå).

    SvaraRadera
  6. > Olle H

    "Vad som händer i övergången från istid till interglacial är att en Milankovitchrelaterad ökning i infallande solstrålning kickar igång en liten uppvärmning, vilket leder till ökad koldioxidhalt, vilket leder till ytterligare uppvärmning, och så vidare i en fortsatt spiral tills den så småningom ebbar ut.7"

    Om man antar att ovanstående är sant, borde inte det innebära att klimatsystemet är stabilt eftersom de motverkande
    faktorerna så småningom tar överhanden.

    Hur går det ihop med alla teorier om positiv återkoppling och ett skenande klimat,
    teorier som måste bygga på ett antagande antagande att klimatsystemet är instabilt?

    /Håkan

    SvaraRadera
  7. När man läst ditt långa i stora delar bra skrivna ilägg kommer vi ned till följande. Det är invändning III som återstår. Dvs Att den positiva feedbacken med olika tippingpoints är ett mer primärt hot än CO2 i sig självt. Här finns det BARA gissningar ( kvalificerade men dock...) kvar.
    Du skriver det bra själv "Summan av alla dessa återkopplingar är av enorm betydelse för vad fortsatta antropogena växthusgasutsläpp KAN väntas leda till. De utgör också den största källan till OSÄKERHET."
    Tyvärr finns det inte bara osäkerhet utan även empiriska observationer som talar emot teorin om positiv återkoppling. T.ex så visar allas vår Dick Lindzen att satelitmätningar visar motsatsen. http://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2009/06/lindzen_graph_icccjune09.png?w=520&h=332 .
    Sen kan man ju också fråga sig varför Svennsmarks teorier helt anses var overksamma i skedet mellan interglacial och istid. http://www.sciencebits.com/files/pictures/climate/crcFig5.jpg
    Så invändning I , II och III är faktiskt korrekta.

    SvaraRadera
  8. Håkan, följ länkarna i Fotnot 7 så klarnar det nog.

    SvaraRadera
  9. > Olle H

    Att jämföra med en avgasturbo och från det dra slutsatsen att en positiv återkoppling inte innebär instabilitet känns lite konstigt eftersom en avgasturbo har komponenter som begränsar laddtrycket tex elektronisk laddtrycksstyrning APC. I annat
    fall hade avgasturbon förmodligen varit instabil.
    För att dra jämförelsen lite längre
    kan man säga att återkopplingen i turbosystemet motsvaras av styrningen av laddtrycket och den är
    negativ.

    /Håkan

    SvaraRadera
  10. Hej Professor Olle,

    För ordningens skull har jag invändningar av typ III.

    Jag tycker mig se ett antal tveksamma resonemang här. Du hävdar:

    1. Milankovitch forcing är inte tillräcklig för att förklara istiderna, därför måste det vara CO2. Är det inte en "non-sequiteur"?

    2. Om klimatkänsligheten är så hög som IPCC säger, så kan det förklara resten av vad som inte kan förklaras av Milankovitch i istidscyklerna. Artikeln handlade om hur isdata stödjer en hög klimatkänslighet. Är inte detta ett cirkelbevis i sammanhanget?

    3. ”Kvoten mellan den observerade temperaturhöjningen och den teoretiskt beräknade ger en uppfattning om hur starka återkopplingar vi har i klimatsystemet; om kvoten är större än 1 pekar det på att vi totalt sett har en positiv återkoppling”. Denna metod förefaller mig extremt känslig för antagandena.

    4.”Det tredje metoden för att skatta återkopplingarnas styrka bygger på istidsdata” Denna metod (statisk analys) skattar då CO2 påverkan på vad som är kvar när Milankovitch och istäckets albedo etc har räknats bort. Som matematiker måste du hålla med om att ett mirakel inträffat då man råkar hamna på just ”rätt” klimatkänslighet.

    5.Du råkar glömma bort att man borde göra en reglerteknisk analys av förloppet. Alla vet ju att CO2 kommer 800 år efter temperaturen. För att CO2 ska kunna ha ett starkt bidrag till istiderna måste temperaturen öka ytterligare efter dessa 800 åren när CO2 väl kommer igång. Och omvänt. Utan riktig analys kan man inte säga bestämt, men tittar du på isdata så ser det verkligen inte ut så.

    Sammanfattningsvis kan inte isdata ge någon verklig ledtråd till klimatkänsligheten. Så Al Gores beskrivning var klart vilseledande.

    Jonas B1

    SvaraRadera
  11. J-O,

    Vetenskapliga resultat är alltid behäftade med mer eller mindre osäkerhet. Det innebär emellertid inte att vi befinner oss i något "your guess is as good as mine"-tillstånd av total okunskap. Vad jag gjort i min bloggpost är att efter bästa förmåga redogöra för vad det vetenskapliga kunskapsläget pekar på.

    Enstaka studier som pekar i annan riktning än det vetenskapliga läget som helhet kommer alltid att finnas i en så komplicerad vetenskap som klimatvetenskapen. Du kan naturligtvis dra fram enskilda studier av Lindzen eller Svensmark som du tycker stödjer din egen uppfattning om klimatkänsligheten, men vad du då bör göra är att väga dessa enskilda studier (som är outliers i den vetenskapliga litteraturen) mot det berg av evidens som pekar i annan riktning. Att inte göra det vore givetvis intellektuellt ohederligt.

    Slutligen: Om du verkligen menar det du säger i avslutningmeningen (att till och med Invändning I är ett hållbart argument) så har jag svårt att se någon större mening med fortsatt diskussion.

    SvaraRadera
  12. Håkan

    Försök att tänka bort de specifika tekniska detaljerna hos en turbo. Poängen med Martinssons bloggpost är det faktum att summan av en så kallad geometrisk serie (t.ex. 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 +...) inte behöver dra iväg mot oändligheten, och att detta medför att ett system med positiv återkoppling inte behöver skena.

    Låt oss betrakta ett extremt idealiserat scenario där de enda storheter som varierar är temperatur och koldioxidhalt. Om återkopplingen mellan temperatur och koldioxid är av sådan styrka att en temperaturhöjning om x grader ger en koldioxidhöjning som i sin tur ger en temperaturhöjning om x/2 grader (dvs hälften av den ursprungliga höjningen) varefter återkopplingen får fortsätta varv efter varv, då blir den totala temperaturstegringen x + x/2 + x/4 + x/8 + ... = 2x, alltså inte ett skenande förlopp.

    SvaraRadera
  13. Jonas B1,

    1. Min redogörelse för det vetenskapshistoriska förloppet är med nödvändighet ofullständig. Vad klimatforskarna gjort är att pröva många olika förklaringsmodeller för vad som kan ligga bakom den stora amplituden i istidscyklerna. Endast förklaringar som inbegriper koldioxidens växthuseffekt har visat sig hålla måttet och vara kompatibla med annat vi vet. Detta i sig är naturligtvis inget slutgiltigt oomkullrunkeligt bevis för koldioxidens roll (inget i vetenskapen är slutgiltigt) men pekar starkt den riktning jag skisserat.

    2. Om istidsdata i rådande kunskapsläge endast kan förklaras med hög klimatkänslighet, så tyder det (återigen, utan att utgöra något slutgiltigt bevis) på att klimatkänsligheten är hög. Inget cirkelresonemang så långt ögat når.

    3. "Denna metod förefaller mig extremt känslig för antagandena." Jaha.

    4 och 5. De studier jag hänvisar till i Fotnot 10 är mindre "statiska" än vad du antyder, måhända missledd av min förenklade redogörelse. (Precis som Al Gore stod jag i författandet av bloggposten inför det populärvetenskapliga dilemmat att man ständigt måste kompromissa med hur mycket detaljer man kan ta upp.) En bra början, om du vill fördjupa dig i dynamiska aspekter, är att kika på den RealClimate-bloggpost jag hänvisar till ovan. Där framgår bl.a. också att ditt påstående att "alla vet ju att CO2 kommer 800 år efter temperaturen" är helt på tok. Fördröjningens storlek är behäftad med mycket stor osäkerhet, och det tycks mest bara vara i bloggosfärens klimatskeptiska ekokammare som siffran 800 år anses fastslagen.

    SvaraRadera
  14. Nä, kom igen nu, Olle:

    Namnge de "andra [stabiliserande] delarna av systemet" då det gäller vårt klimat.
    Nog måste man väl veta vilka dessa är?
    Jag inser att det inte behöver vara enskilda, konkreta faktorer (t.ex. moln), men något måste de ju rimligen bestå i - om än bara en ekvation av olika kända faktorer?
    För om man inte känner till dessa, ja då måste man väl utgå ifrån att det inte finns några stabiliserande delar? Se fortsättning på detta resonemang sist.

    För övrigt så ser jag inte likheten mellan:

    A) Jordens bana ändrar och ger över lång tid en förändrad solinstrålning, vilket i sin tur ger en massa effekter på alla jordens system.

    B) CO2-halten i atmosfären ökar med 100 ppm och det ger samma effekter som A).

    A) förefaller vara en extremt mycket starkare och effektivare "forcing". Eller?

    Här kommer fortsättningen på resonemanget ovan:
    Nog är väl det mest logiska att anta att den "stabiliserande" effekten med mest magnitud är att jordbanan i slutet av en glacial tid korrigeras tillbaka till den som råder under en interglacial (och att systemen på jorden då återgår till lägen som påminner om dem före den glaciala tiden)?

    SvaraRadera
  15. Patrik

    Jag är inte klar över riktigt vad du är ute efter, men ett grundläggande samband (som finns med i alla klimatmodeller) är att ju varmare det blir, desto mer värmestrålning emitterar jorden ut i rymden. Detta är naturligtvis en stabiliserande faktor.

    Vad gäller (A) vs (B) begriper jag ännu mindre av vad du vill ha sagt. Först postulerar du att (B) har samma effekter som (A) och sedan ber du mig hålla med om att den likväl är starkare... obegripligt.

    SvaraRadera
  16. Olle>> Nja, hehe... Ja, jag var nog luddigare än vanligt där...

    A) Är det som du i din artikel beskriver har hänt tidigare - alltså en förändrad jordbana som i sin tur leder till en hel del händelser.

    B) Är det som man (du?) hävdar händer nu; att enbart en ökad CO2-halt skulle kunna ungefär leda till samma händelseförlopp som A).

    Det jag menar är att A) väl ändå måste ge en extremt mkt starkare och över tid mer ihållande påverkan än vad B) kan vara?

    När det gäller utstrålning så blir det ju lite intressant, att det skulle vara en "stabiliserande" effekt - det kan väl inte ske förrän dels de GHG som finns i atmosfären är mättade till 99,99% - vilket inte kommer att ske förrän allt vatten har dunstat? Eftersom vatten är den rikligast förekommande och kraftigaste GHG som vi har?
    Något måste väl träda in innan detta?
    Alltså; om man säger att den positiva återkopplingen avtar efter hand så kan man väl inte säga att själva orsaken till att den avtar är att utstrålningen ökar, för hela grejen med denna debatt är ju att utstrålningen hindras? :)

    Vad är det som finns kvar som kan dämpa den positiva återkopplingen? Att GHG inkl. vatten blir mättade?
    I så fall: när blir de det?

    SvaraRadera
  17. Patrik

    Jag är ledsen, men det du skriver framstår fortfarande (i mina ögon) som så rörigt att jag uppriktigt sagt tvivlar på att jag kan hjälpa dig. Jag vet att du inte gillar att få litteraturtips, men får jag ändå föreslå att du läser den utmärkta bok av David Archer som Anders Martinsson rekommenderade häromdagen, och som bland annat utförligt förklarar de grundläggande sambanden kring jordens strålningbalans? Så kan vi se efteråt om vi talar samma språk i tillräckligt hög grad för att kunna förstå varandra.

    SvaraRadera
  18. Som Olle redan har påpekat så behövs ingen begränsande faktor om återkopplingen har en "faktor" som är mindre än 1. Temperaturen (eller vad det nu är) konvergerar mot ett nytt jämnviktsläge. Skeendet stannar så att säga av sig självt.

    SvaraRadera
  19. Olle: Du bemästrar din härskarteknik väl ser jag - "Du kan naturligtvis DRA fram enskilda studier av Lindzen eller Svensmark som DU tycker stödjer DIN EGEN uppfattning om klimatkänsligheten..." Visst nu är det så att jag inte är ensam om en sådan uppfattning och det "berg" av evidens som du hävdar finns har möjligtvis framkommit genom forskningsfusk. Eftersom hela din härledning kommer sig av antaganden kanske man skall var lite försiktig när man talar om EVIDENS.

    SvaraRadera
  20. Lars Karlsson>> Jovisst, men det Olle beskriver är ju det berömda skeptikerargumentet - att effekten ska vara logaritmiskt avtagande.
    Jag trodde att er ståndpunkt gällande det är att p.g.a. att atmosfären är skiktad så kan IR som passerar förbi mättade CO2-molekyler stöta på omättade dito på väg upp.
    Om man därtill lägger den mäktigaste av alla GHG, H2O, och utgår ifrån att dess förekomst är liknande (i skikt), så har vi ju en extremt långtgående positiv återkoppling.

    SvaraRadera
  21. Olle>> Jo, du skrev:
    "...ju varmare det blir, desto mer värmestrålning emitterar jorden ut i rymden. Detta är naturligtvis en stabiliserande faktor."
    Det låter som ett tvättäkta "skeptikerargument".

    Kontentan är att den enda stabiliserande faktor (då det gäller positiva återkopplingar i atmosfären) är att effekten avtar efter hand och att större andel IR strålar ut efter hand?

    Det finns ingen annan stabiliserande mekanism?

    SvaraRadera
  22. Det påminner mig om ett skämt.

    Ett oändligt antal matematiker besöker en bar. Den första beställer en öl. Den andra beställer en halv öl. Den tredje beställer en kvarts öl, och så vidare. Bartendern suckar och säger "Vilka arslen ni är", men häller ändå upp två öl.


    Eftersom följande storheter är mindre än den första, kan resultatet inte springa iväg mot oändligheten, även när antalet upprepningar är oändligt.

    OBS: Alkohol kan vara skadligt för hälsan. Blanda aldrig alkohol och matematik.

    / Per

    SvaraRadera
  23. Om Turbo mm,
    Exempel ska inte dras för långt. Formuleringen om "andra delar av systemet" var en, kanske olycklig, referens till de förluster och olijnäriteter som gör att förstärkningen inte är just linjär, ökar lika mycket i tex tryck hela tiden. (Om det nu var begripligare...)
    Men inlägget är som Olle påpekat i syfte att visa att det finns stabila positiva återkopplingar. Det finns ingen automatisk motsättning mellan positiva återkopplingar och ett stabilt system. Stabiliteten beror på hela systemets egenskaper.

    Patrik,
    "Det låter som ett tvättäkta "skeptikerargument"."
    Nej. Det är ett fundamentalt fysikaliskt krav. Värme strömmar alltid från varmare till kallare. Den utstrålade värmeenergin ökar som temperaturen upphöjt till fyra.
    Växthuseffekter och annat är detaljer ovanpå detta. (Om än viktiga detaljer för de som lever på Jorden.)

    Koldioxidens effekt är, approximativt, logaritmiskt avtagande. Det har vi faktiskt också skrivit om. Men som för positiva återkopplingar så är det med logaritmiskt avtagande. Det beror på detaljerna. Att bara vifta med: "logaritmiskt avtagande så därför är det inget problem" är korkat eller oärligt.

    Vattenångan är i princip mättad (inte riktigt rätt ord, bättre att säga i jämnvikt med nederbörden kanske). Mängden är styrd av luftcirkulationen och temperaturen. Se här.

    SvaraRadera
  24. Anders M>> Du skriver:
    "Vattenångan är i princip mättad (inte riktigt rätt ord, bättre att säga i jämnvikt med nederbörden kanske)."
    Ok, det utesluter alltså att återstrålning från CO2-molekyler ska kunna förse H2O i atmosfären med ytterligare mättnad/energi?

    SvaraRadera
  25. Patrik sa:

    Anders M>> Du skriver:
    "Vattenångan är i princip mättad (inte riktigt rätt ord, bättre att säga i jämnvikt med nederbörden kanske)."

    Ok, det utesluter alltså att återstrålning från CO2-molekyler ska kunna förse H2O i atmosfären med ytterligare mättnad/energi?


    hmm...hur menade du här:

    Om nu CO2-molekylerna värmer upp H20-molekylerna (tillför dem värmeenergi) så ökar mättnadstrycket.

    Det är temperaturen som bestämmer mättnadsgränsen och inte mättnadsgränsen som drar gränsen för värmeledning/värmestrålning

    (med reservation för att jag nog missuppfattat er diskussion)

    mvh
    /C

    SvaraRadera
  26. Z>> Jag menade IR-återstrålning från CO2-molekylerna.
    Och när jag tidigare har skrivit "mättnad" så har jag också menat IR.
    Jag tolkade Anders inlägg så som att han menade att vattenångan i atm. är mättad på IR, men det kanske inte var så han menade?

    Men om det var så han menade så är det svårt att tänka sig att IR-återstrålande CO2-molekyler skulle kunna tillföra mer IR till H2O, eller?

    SvaraRadera
  27. Jag gör ett nytt försök med en kommentar (ordverifiering "andhope" låter hoppfullt).

    Olle H: Det är här någonstans ni förlorar mig i resonemanget. Jag är med på invändningen mot invändning II dvs. jag begriper att kopplingen kan vara dubbelverkande. Dock säger mig det faktum att CO2-halten följer temperaturen med i snitt 800 års fördröjning både upp och ned att CO2 måste vara en svagt påverkande faktor i jämförelse med andra. Är det en felaktig slutsats och i så fall varför?

    Lars Carlsson: ” …så behövs ingen begränsande faktor om återkopplingen har en "faktor" som är mindre än 1.” Här blir jag ännu mer förvirrad. Jag trodde att en klimatkänslighet under 1 innebar negativa återkopplingar eller talar vi om olika faktorer?

    Med hopp om att bli ännu klokare,
    /Hans i Lund

    SvaraRadera
  28. Hans i Lund

    Ditt påstående att fördröjningen implicerar att CO2-halten är en "svagt påverkande faktor jämfört med andra" är felaktigt, men eftersom du inte förklarar hur du kommer fram till det kan jag heller inte peka ut var du tänker fel. Dock vet vi på fysikaliska grunder hur mycket extra växthuseffekt som koldioxidtillskottet i övergången från istid till interglacial ger. (Notera också, som jag påpekade för Jonas B1 ovan, att istidsdata inte ger tillräcklig grund för att påstå att fördröjningen är 800 år.)

    Den återkopplingsfaktor Lars K talar om (låt oss kalla den F) är något helt annat än klimatkänsligheten. F är kvoten mellan den uppvärmning som första varvet av återkopplingen ger dividerat med den ursprungliga uppvärmningen. I exemplet jag visade Håkan är alltså F=1/2.

    SvaraRadera
  29. Patrik sa:

    "Men om det var så han menade så är det svårt att tänka sig att IR-återstrålande CO2-molekyler skulle kunna tillföra mer IR till H2O, eller?"

    Till vattenånge-molekylerna på de högre höjderna, de tunnare lagren, kommer i så fall CO2-molekyler, oavsett mättnad här nere, fortfarande att tillföra IR. Skillnaden blir, om jag förstått rätt, att uppvärmningen/koldioxiden gör absorptionslagret tjockare, pressar det uppåt. Och nivån från vilken mesta värmeenergin lämnar jorden flyttas uppåt, till kallare lager, som inte emitterar värme så snabbt som varmare lager gör.


    (fortf. med reservation för att jag missuppfattat frågan)

    mvh
    /Cecilia

    SvaraRadera
  30. Patrik och Cecilia,
    Patrik skrev om att allt vatten skulle behöva avdunsta för att nån någon slags jämnvikt. Lite oklart vad som menades. Jag påpekade med referens till ett nyligt skrivet inlägg att så är inte fallet. Vattenångan är kring jämnvikt med nederbörden hela tiden. Jämnviktspunkten förskjuts dock med temperaturen.

    Har inget med strålningsmättnad att göra. Synd att jag var för otydlig.

    SvaraRadera
  31. Anders M>> Nej nej, nu felciterar du mig. Jag har inte pratat om ngt jämnviktstillstånd.

    Olle H menar att en ökad värmeutstrålning från atm. kan ses som en sorts stabiliserande effekt i den positiva återkopplingen.

    Jag frågar: Men det kan väl inte ske förrän atmosfärens alla lager med GHG är mättade med IR vill säga eftersom det är detta som GHG absorberar.

    Du börjar prata om ngt odefinierat jämnviktstillstånd.

    Cecilia/Z säger sedan, samma sak som jag är inne på, att i de övre lagren så kommer CO2 framledes att ha möjlighet att värma upp H2O genom återstrålad IR.

    Fast allt det där spelar ingen roll för min fråga, som löd:

    Finns det inga andra stabiliserande effekter än ökad återutstrålning?

    SvaraRadera
  32. Olle H:
    Som du säkert känner till kan
    en modell alltid interpolera givna
    data bara det finns tillräckligt
    många parametrar. Finns det något
    exempel där IPCC:s modeller visat
    sig ha bra prediktiva egenskaper?

    MRL

    SvaraRadera
  33. Patrik skrev:

    Olle H menar att en ökad värmeutstrålning från atm. kan ses som en sorts stabiliserande effekt i den positiva återkopplingen.

    Jag frågar: Men det kan väl inte ske förrän atmosfärens alla lager med GHG är mättade med IR vill säga eftersom det är detta som GHG absorberar.


    Fast det beror inte direkt på GHG-mättnad/IR-mättnad att den CO2 och H2O som ökar i de övre lagren, stratosfären t ex, kommer att göra att stratosfären blir bättre och kvickare på att avge värme mot rymden,

    utan det beror på att de ir-fotoner som avges av CO2-molekylerna, pga glesheten däruppe har mindre chans än i troposfären att träffa på andra molekyler och därigenom orsaka värmeledning mha radiation, => att ökning av växthusgaser i stratosfären gör att en större andel avgivna ir-fotoner (värmefotoner) kommer att lämna atmosfären och skickas ut i rymden.
    => avkylning av stratosfären


    (med reservation för om detta redan tagits upp i denna tråd)

    /C

    SvaraRadera
  34. Pehr Björnbom7 december 2009 21:06

    Ahn och Brook (2008) har intressanta synpunkter på de saker som Olle H tar upp. De diskuterar bland annat hur oceanerna avger koldioxid.

    I tidigare diskussioner här på UI har vi ju diskuterat oceanernas avgivning av koldioxid till atmosfären. Essenhigh (2009) menar att en betydande del av dagens ökande koldioxid i atmosfären måste komma från oceanernas naturliga avgivning då medeluppehållstiden är för liten för att kunna förklara ökningen som endast antropogen.

    Andra menar, baserat på klimatmodellering av istiderna, att oceanerna på detta sätt i stället skulle kunna förvärra effekten av en helt och hållen antropogent orsakad ökning. Men i det avslutande stycket av artikel i Science varnar Ahn och Brook för att randvillkoren för istiderna var så annorlunda jämfört med idag att man måste tillämpa klimatmodeller med betydande försiktighet.

    Ahn et al. (2008), alltså samma forskargrupp, har tagit upp det vanliga (slentrianmässiga ?) antagandet att koldioxidkoncentrationer från isborrkärnor inte utjämnas genom diffusion i isen. De kommer fram till att det kan ske en avsevärd utjämning, dvs. toppar i koldioxidhalten sjunker ihop och gropar blir grundare. Effekten är klart mindre för is som är ett par tusen år jämfört med is som är 60000 till 70000 år gammal (skillnaden kan tänkas bero på det stora tryck som finns på stora djup i den Antarktiska inlandsisen).

    Detta gör det svårare att påstå att dagens koldixidhalter är unikt höga eftersom isborrkärnorna kanske inte ger de absoluta koldioxidhalterna från gamla tider.

    Även Bereiter et al. (2009) har undersökt diffusionen av koldioxid i isborrkärnor men nu för att undvika felkällan att koldioxid från luften diffunderar in i isborrkärnorna när de lagras i frysrum. På några decennier har koldioxiden från luften diffunderat in upp till ett par cm. Författarna rekommenderar därför att man skall skrapa bort ett sådant ytskikt innan man använder en sådan långlagrad isborrkärnan.

    Helt klart är diffusion av koldioxiden i isen en sak som man måste ta hänsyn till. Frågan är om man inte måste vara försiktig med att betrakta koldioxidkoncentrationerna i iskärnorna som oförändrade sedan tiotusentals år. Man kan från isborrkärnorna se klimatförändringarnas natur i form av uppgångar och nedgångar men man kanske inte kan se absolutvärden för koldioxidkoncentrationer i atmosfären från gamla tider.

    Referenser

    Jinho Ahn and Edward J. Brook. “Atmospheric CO2 and Climate on Millennial Time Scales During the Last Glacial Period”. SCIENCE, VOL 322, 3 OCTOBER 2008, sid. 83.

    Ahn, Jinho; Headly, Melissa; Wahlen, Martin; Brook, Edward J.; Mayewski, Paul A.; Taylor, Kendrick C. “CO2 diffusion in polar ice: observations from naturally formed CO2 spikes in the Siple Dome (Antarctica) ice core.” Journal of Glaciology, Volume 54, Number 187, December 2008 , pp. 685-695(11)
    (Publisher: International Glaciological Society).

    Bernhard Bereiter, Jakob Schwander, Dieter Luthi, and Thomas F. Stocker. “Change in CO2 concentration and O2/N2 ratio in ice cores due to molecular diffusion”. GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 36, L05703, doi:10.1029/2008GL036737, 2009

    Essenhigh, R.E., "Potential dependence of global warming on the residence time (RT) in the atmosphere of anthropogenically sourced carbon dioxide". Energy & Fuels 23, (2009) 2773-2784.

    SvaraRadera
  35. Pehr Björnbom8 december 2009 01:20

    Cecilia, Anders, Patrik m. fl.,

    Jag har några synpunkter på diskussionen om den förmodade återkopplingen från vattenångan.

    När vattenångan står i jämvikt (ordet jämnvikt finns för övrigt i inte i svenska språket, se Svenska Akademiens ordlista) med vätskeformigt vatten så säger man att vattenångan är mättad. Om luften innehåller mättad vattenånga så säger man att luften är mättad med vattenånga. Temperaturen hos med vattenånga mättad luft kallas för daggpunkten, alltså den temperatur då dagg precis börjar uppträda. Då temperaturen sjunker under daggpunkten kondenserar vattnet, ofta som dagg eller frost men i andra fall som regn eller snö.

    Luftens relativa fuktighet är den aktuella vattenånghalten (exempelvis i g per kg torr luft) dividerad med vattenånghalten i mättad luft av samma temperatur. Den är ofta uttryckt i procent. Mättad luft har alltså 100 % relativ fuktighet. Som tur var är sällan relativa fuktigheten så hög men i det fuktiga gråvädret vi har haft på senaste tiden i Stockholm så är 96% ett vanligt värde utomhus. (Om man har mer än typ 75 % relativ fuktighet inomhus riskerar man att få mögelangrepp).

    Ett resonemang från Arrhenius är, om jag förstått det rätt, att om temperaturen stiger så skulle man kunna anta att den relativa fuktigheten är konstant i den övre troposfären. I så fall ökar vattenhalten i g per kg torr luft med ökad temperatur.

    För återkopplingen innebär detta att ökad koldioxidhalt ökar temperaturen, genom att mindre värmestrålning lämnar den övre troposfären, detta ökar i sin tur vattenhalten i den övre troposfären, vattenångan verkar på samma sätt som koldioxiden och ändå mindre värmestrålning lämnar därför planeten genom den ökade vattenhalten varvid temperaturen ökar ytterligare.

    Men allt detta bygger på antagandet om konstant relativ fuktighet vid temperaturökning i den övre troposfären. I klimatmodellerna försöker man, om jag förstått detta rätt, att i stället låta modellen räkna ut vattenhalten i den övre troposfären. Då blir man av med antagandet om konstant relativ fuktighet men resultatet beror i stället på alla antaganden som man gör i dessa klimatmodeller.

    Hur mycket kan vi lita på resultat från dessa matematiska modeller när man aldrig har lyckats att göra en ordentlig validering av dem, dvs. att de beskriver observerade data korrekt? Går det ens att göra ordentliga valideringar av klimatmodellerna med tanke på att det är så svårt att få fram pålitliga data om klimatet (jämför exempelvis förvirringen om temperaturmätningarna som gjorts med väderballonger där klimatforskarna själva har ogiltigförklarat flera decennier långa mätserier från flera olika operatörer)?

    Stabilisering:

    Min synpunkt på vad som avslutar den ovannämnda tänkta åtekopplingsspiralen är att värmestrålningen från planeten ökar med ökad temperatur. Men det är då inte värmestrålningen från den övre troposfären, dvs. den som kommer från växthusgaserna som ökar, för den minskar ju i stället enligt resonemanget ovan.

    Men det finns också värmestrålning (med våglängder som inte kan absorberas av växthusgaserna) som går direkt från markytan och havsytan ut i rymden (när den inte fångas upp av moln). Denna värmestrålning ökar med ökande temperatur och när temperaturen har ökat så mycket att denna ökning balanserar minskningen av utstrålningen från växthusgaserna i övre troposfären så får vi ett slags jämviktsläge med en stabiliserad medeltemperatur.

    För övrigt, hur skulle vattenhalten i övre troposfären under istiden kunna vara representativ för motsvarande vattenhalt idag? Alltså varför skulle vi kunna dra slutsatser om återkopplingen idag från vad som hände på istiden?

    SvaraRadera
  36. verkar som återkoppling från moln är
    lite dåligt modellerad i IPCC:s
    modeller. I WG1-AR4 finner man i kap. 1
    längst ner till höger på s. 114:

    "The importance of simulated cloud feedbacks was revealed
    by the analysis of model results (Manabe and Wetherald,
    1975; Hansen et al, 1984), and the fi rst extensive model
    intercomparisons (Cess et al., 1989) also showed a substantial
    model dependency. The strong effect of cloud processes on
    climate model sensitivities to greenhouse gases was emphasized
    further through a now-classic set of General Circulation Model
    (GCM) experiments, carried out by Senior and Mitchell (1993).
    They produced global average surface temperature changes
    (due to doubled atmospheric CO2 concentration) ranging from
    1.9°C to 5.4°C, simply by altering the way that cloud radiative
    properties were treated in the model. It is somewhat unsettling
    that the results of a complex climate model can be so drastically
    altered by substituting one reasonable cloud parametrization
    for another, thereby approximately replicating the overall intermodel
    range of sensitivities."

    Lägg alltså märke till att osäkerheten
    i molnåterkopplingsmodelleringen ger
    upphov till så stor osäkerhet i
    temperaturökningen.

    SvaraRadera
  37. Bildterberg

    Ja. Det var detta jag hade i åtanke då jag skrev att "molnbildning är den mest svårmodellerade av de stora återkopplingsmekanismerna".

    SvaraRadera

Tips: Använd gärna signatur när du kommenterar. Det underlättar samtalet