31 maj 2010

Varmare hav


Vi har temperaturmätningar av atmosfären som går långt tillbaka i tiden. T ex visar HadCRUT-serien från Hadley/CRU i England globala temperaturer som går tillbaka till 1850 (bild till vänster).


Men uppvärmningen sker inte bara i atmosfären. Den kanske viktigaste uppvärmningen sker i haven, som utgör en c:a 300 gånger större massa än atmosfären. När det gäller uppvärmningen av haven så är tyvärr våra kunskaper betydligt sämre. Innan 1960-talet mättes endast vattnet alldeles vid ytan, t ex med hjälp av hinkar som kastades i och drogs upp från skepp.

Från 1960-talet började man använda engångs batytermografer (Expendable bathythermograph, XBT), som mäter temperaturen som en funktion av djupet. XBTn släpps i havet från ett skepp och överför data genom två trådar medans den sjunker, tills trådarna går av (typiskt vid 700 m). De har dock två problem. Det är svårt att exakt beräkna djupet eftersom detta görs utifrån sjunktiden, och XBTerna kan sjunka olika snabbt under olika omständigheter (t ex temperatur) och beroende på modell. Dessutom är täckningen inte så bra – XBTerna slängs vanligen ut från handelsfartyg och täckningen beror på var dessa fartyg går och inte går.



Från 2004 blev nätverket med Argo-bojar operativt. Argo-bojarna (för närvarande 3236 st över nästan hela världen) mäter regelbundet temperatur och salthalt ner till 2000 meters djup, och har både bättre täckning och pålitlighet än XBTerna. Bojarnas position bestäms med satellit, och deras insamlade data överförs via satellit. Argo-nätverket ger oss därför en betydligt bättre bild av hur temperaturen i haven förändras, och kommer att göra stor nytta i framtiden.



Men för tiden innan 2004 får vi lita på XBTerna, och dessa mätningar har en rad felkällor och är naturligtvis behäftade med en hel del osäkerhet. Olika metoder har utvecklats för att hantera dessa felkällor, och grafen ovan till vänster (från tidskriften Nature) visar hur ett antal olika forskargrupper med olika metoder och data har kommit fram till olika resultat för perioden 1994-2009. Kurvorna visar hur energiinnehållet, representerat som en anomali från ett basvärde, i de översta 700 metrarna av haven förändras under perioden.

I en artikel i tidskriften Nature har John Lyman från University of Hawaii och ett antal andra forskare från andra platser jämfört dessa resultat med avsikt att bedöma osäkerheten i skattningarna (se grafen till höger). De heldragna färgade kurvorna är olika dataserier med samma klimatologi för 1993-2003, de streckade med samma klimatologi för 2005-2008, och de prickade är samma serie med olika korrigeringsmetoder. Av särskilt intresse är den svarta heldragna kurvan som visar genomsnittet av de heldragna och prickade kurvorna. Osäkerhetsintervall är även utsatta för den svarta kurvan. Slutsatsen i artikeln är att trots felkällorna i XBT-dataserierna så är uppvärmningen av haven säkerställd för den aktuella perioden, med en takt på 0.64 ± 0.11 W/m2 (räknat över hela jordytan). För enbart 1993-2003 (dvs innan Argo) är uppvärmningstakten 0.61 ± 0.28 W/m2. Osäkerheten är alltså betydligt större för denna period.

Med andra ord, varje 100 m2 av havsytan får kontinuerligt ta emot ett nettotillskott av energi ungefär motsvarande effekten av en 90W glödlampa (dvs av den gammaldags sorten). Och om det inte låter mycket så bör man tänka på att detta energitillskott ackumuleras hela tiden, sekund för sekund, år efter år.

Det här är också ett exempel på hur forskare konfronteras med osäkerheter - något som händer hela tiden. De försöker förstå dem, korrigera för dem och eliminera dem så mycket det går (bl a genom att titta på flera olika datakällor), och de tar hänsyn till dem när de drar sina slutsatser. Osäkerheter betyder kanske att man vet mindre än om man hade haft perfekt information, men de betyder inte att man ingenting vet.

16 kommentarer:

  1. Lars,
    Tack för en belysande och bra artikel! Jag kände inte till Argo-bojarna, till exempel. Dom fanns inte när jag läste hydrologi och meteorologi. Metodutvecklingen inom naturvetenskapen och särskilt klimatvetenskapen har verkligen gått i en rasande fart dom sista åren.

    Med vänlig hälsning,
    PMA

    SvaraRadera
  2. Du!
    Det är något fel kommentars-funktionen.
    Rätta till och återkom.

    När kan vi bada?
    När får vi korallrev i Strömmen?

    SvaraRadera
  3. Hej, Anonym
    Vi håller på och installerar det här lite snyggare kommentars-formuläret (som är placerat under nedersta kommentaren) och ber om överseende.

    mvh
    /Cecilia

    SvaraRadera
  4. Visst är det bra med ARGOS bojarna!

    Det krävdes bara två rejäla "justeringar" av datan för att de skulle visa uppvärmning istället för avkylning.Nu visar de äntligen rätt!
    Ni har hamnat i förtroendelöshetens fälla.Om ni vid något enstaka tillfälle tagit avstånd från de fusk och manipulationer som är officiellt erkända och uppenbara så kanske det skulle finnas en liten liten chans till att man överhuvudtaget lyssnade på vad ni har att säga.Ni hade alla chanser, vinden i ryggen uppmärksamheten och opponionen med er.Men ni sumpade allt genom att inte agera schysst utan som miljögestapos.

    Censuren ni tillämpar är bara barnslig och indikerar ett grundläggande dåligt självförtroende.

    SvaraRadera
  5. Anonym,
    Det är en risk att vi aldrig får några korallrev i Strömmen, speciellt om vi fortsätter med ohämmade CO2-utsläpp. CO2 gör havet surare, och haven kan komma att nå en surhets-nivå där de flesta korallrev dör. Så även om CO2-utsläppen i förlängningen ger en havsnivåhöjning som kommer att göra Mälaren till en havsvik, så orsakar dom samtidigt att vi inte får koraller.

    Med vänlig hälsning,
    PMA

    SvaraRadera
  6. Anonym 22:07,

    En del av Argo-bojarna hade felaktig programvara.

    Visst skulle vi nog kunna vinna större "förtroende" bland vissa grupperingar om vi aningslöst och okritiskt eller rent cyniskt deltog i smutskastningen och förföljelsen av klimatforskare som olika "skeptiska" bloggar, organisationer och journalister ägnar sig åt. Men det är inte riktigt poängen med den här bloggen. Vi kräver bevis. Vill du fylla skallen med anti-vetenskaplig propagande finns det andra ställen för dig.

    SvaraRadera
  7. ackumuleras hela tiden? - nu får ni väl sansa er lite - en klar tankevurpa!, hoppas inte bli censurerad redan!, så varför ska just denna effekt ackumuleras då inte solens effekt gör det?

    Är det inte så att en del av denna ytterst måttliga effekttillskott åtgår för avdunstning, denna effekt värmer endast ytvattnet som avkyls varje dygn, prova att värma polen med en lampa och se vad som händer

    Frågan är hur del som ackumuleras, hur stor del av en kWh värmeutsläpp från en båt stannar kvar i haven - nya energiformer ersätter fossila när bromsklossar och underkapacitet avlägsnats - tex för ny kärnkraft och tillhörande nya drivmedel - Asien löser troligen detta då väst har tappat tempo i teknikutveckling

    SvaraRadera
  8. Argo är spännande men om jag fick ordning på decimalerna:
    visst ska det vara en 60 W glödlampa?
    Denna glödlampa, brinnande 24timmar om dygnet, 365 dagar i tio år kommer att värma den ARGO-övervakade 700 m-djupet med inte mindre än 0,06 grader.
    20.000kJ, 700.000 kg H2O , 4,2 kJ/kg,K
    Jag kanske har räknat fel?

    SvaraRadera
  9. Anonym 21.01, jag skrev nettotillskott eftersom detta är den energi som finns kvar efter avdunstning, ökad utstrålning osv. Nettotillskottet beror på att energiflödena till och från havet inte är i balans.

    SvaraRadera
  10. Lars 22.34 - så detta innebär alltså att en ansenlig del av en utsläppt kWh värme i haven från en båt lagras och inte försvinner genom avdunstning, konvektion, strålning? - poolen är alltså varmare efter ett år om den värms av en 90W lampa om poolen är 100m2? Anonym 21.01

    SvaraRadera
  11. Anonym 20.01 och 22.59,

    Som jag skrev handlar det om nettotillförsel. Energiflödet till haven ökar, och när havens temperatur därigenom stiger så ökar också energiflödet från haven till atmosfären (och vidare till rymden). Nettotillförseln som talss om i inlägget är skillnaden mellan dessa flöden till och från.

    Bengt A,
    Som jag har uppfattat det (och kontrollräknat mig fram till) så gäller siffrorna 0,64 och 0,61 W/m2 för hela jordytan, inte bara haven. För att bara få haven så får man dela med 2/3.
    0,06 grader per decennium är mellan 1/2 och 1/3 av uppvärmningstakten i atmosfären.

    SvaraRadera
  12. Jag tycker det verkar onödigt komplicerat - visst bör man ha mätt temperatur? Hur mäter man värmemängd annars?
    Sedan är det en annan femma hur man tydligast redovisar ett vetenskapligt resultat - själv skulle jag föredra 0,004 grader / år.

    SvaraRadera
  13. Bengt A,
    Visst har man uppmätt temperatur. Men det är enklare att räkna med energi om man tittar på flödena mellan t ex hav och atmosfär eller atmosfär och rymd.

    SvaraRadera
  14. Anonym 21.01

    Instrålad mängd energi till jorden är nu högre än utstrålande mängd energi, därmed är det så att jorden ackumulerar energi. Här finns det fint beskrivet:
    http://www.skepticalscience.com/empirical-evidence-for-global-warming.htm
    Rulla ner lite till du ser överskriften: The planet is accumulating heat

    SvaraRadera
  15. Kan IR-strålning värma vatten?

    SvaraRadera
  16. Svar ja, Patrik. Vart vill du komma?

    SvaraRadera

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