27 aug. 2011

Första riktiga resultaten från CLOUD-experimentet ute

Sedan några år bedrivs även atmosfärsvetenskaplig forskning vid den berömda partikelaccelaratorn i CERN. Experimentet kallas CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets, i en tradition av krystade akronymer på vetenskapliga projekt) och behandlar den eventuella påverkan kosmiska strålar har på aerosolbildning, moln och i förlängningen jordens klimat. I korthet går experimenten ut på att studera bildningen (nukleationen) av ytterst små droppar (kallas partiklar oavsett om de är fasta eller flytande) bestående av svavelsyra och vatten samt hur den påverkas av kemiska tillsatser och joniserande strålning.

I den första artikeln från projektet presenteras en hel del intressanta resultat. De påvisar en tydlig effekt av joniserande strålning på hastigheten hos partikelbildningen, men en än större effekt tillsatser av ammoniak. Dock kommer inte nukleationshastigheterna i närheten av de hastigheter som observerats i atmosfären, vilket kan tolkas som att gasblandningen i experimentkammaren är för ren för att riktigt likna den verkliga atmosfären. Mest överraskande i resultaten är att det trots den mängd arbete forskarna lagt ner på att få en ren gasblandning dyker upp organiska kväveföreningar i partiklarna. Dessa ämnen tycks alltså delta i och därmed underlätta nukleationen, trots att koncentrationerna är mycket lägre än de i jordens atmosfär.

Att utifrån dessa resultat läsa in att kosmiska strålar är den viktigaste faktorn i partikelbildning vore fånigt. Studiens huvudförfattare Jasper Kirkby sammanfattar: "At the moment, it actually says nothing about a possible cosmic-ray effect on clouds and climate, but it's a very important first step". Sammantaget bekräftar studien bilden av synnerligen komplexa processer som inte låter sig sammanfattas i slagord. Joninducerad nukleation kan ha en verklig inverkan på molnbildningen, men mycket arbete återstår får att förstå och kvantifiera denna. Däremot kan vi fortfarande med säkerhet, oavsett om kopplingen finns eller inte, konstatera att den pågående uppvärmningen inte är orsakade av ändringar i den kosmiska strålning som når jorden. Det finns helt enkelt inte någon sådan långsiktig trend i mätningarna av kosmisk strålning, mer om detta hos The Way Things Break och Real Climate.
Andra röster: Nature, Real Climate, The Way Things Break

Uppdatering: I kommentarerna tipsas om en filmsnutt från CERN. Intressant!

15 kommentarer:

  1. Ni är inget vidare på att läsa vetenskapliga artiklar. Den enda sanning ni med säkerhet vågar fastslå efter en genomläsning av Kirkbys artikel är: "Däremot kan vi fortfarande med säkerhet, oavsett om kopplingen finns eller inte, konstatera att den pågående uppvärmningen inte är orsakade av ändringar i den kosmiska strålning som når jorden." Okej. Ungefär var i artikeln hittar ni något om detta? I vilket sammanhang påpekar Kirkby et al att deras resultat har noll betydelse för den pågående uppvärmningen?

    Den enkla sanningen är väl att något sådant resonemang inte återfinns i artikeln. Uppsalainitiativet har en tendens att alltid komma fram till samma slutsats oavsett vilka vetenskapliga artiklar man läser.

    Nåja – det är väl något som drabbar oss alla emellanåt, men jag tycker åtminstone att ni kunde försöka åstadkomma ett mer rättvisande referat av artikeln. Exempelvis berätta att kosmisk strålning ökar bildningen av små aerosoler, under vissa omständigheter, med upp till tio gånger. Det är en rejäl effekt och kan ses som en oberoende bekräftelse på två tidigare resultat från Svensmarks forskningsgrupp (Svensmark et al 2007 och Enghoff et al 2011).

    SvaraRadera
  2. Bengt A,

    Vi säger inte att det står i artikeln. Påståendet motiveras i stället av den mening som följer direkt efter: "Det finns helt enkelt inte någon sådan långsiktig trend i mätningarna av kosmisk strålning, mer om detta hos The Way Things Break och Real Climate."

    SvaraRadera
  3. Angående:

    "Det finns helt enkelt inte någon sådan långsiktig trend i mätningarna av kosmisk strålning, mer om detta hos The Way Things Break och Real Climate."

    Så om nu de kosmiska strålarna (mot förmodan) har en större effekt på klimatet kan dom lika gärna ha bidragit positivt som negativt under de senaste 50 åren. I ett av fallen har vi underskattat klimatkänsligheten.

    Kom också att tänka på att Richard Alley nämnde den så kallade Laschamp-anomalin i sin föreläsning (efter c:a 42 min). För c:a 40 000 år sedan tappade Jorden nästan hela sitt magnetfält under c:a ett millenium och fick ett massivt ökat inflöde av kosmiska strålar. Men temperaturen verkar inte ha påverkats på något signifikant sätt.

    SvaraRadera
  4. Nisse

    Laschamps event var en misslyckad reversal, d.v.s. ett tillfälle då jordens magnetfält ”nästan” bytte riktning. Det skedde under ett millennium och de temperaturdata som prof Alley hänvisar till kan inte fånga upp så korta skeenden. Alley bevisar eller motbevisar alltså ingenting när det gället kosmiska strålar och klimat.

    Dessutom finns det artiklar publicerade både före och efter Alleys föreläsning som visar att det hände saker med klimatet vid tiden för Laschamps event. Ett aktuellt exempel är den här som visar på ett klimatskifte över Sydamerika för c:a 39000 år sedan.

    SvaraRadera
  5. Bengt A,
    din referens var intressant men yttrar sig såvitt jag kunde se inte alls om globala medeltemperaturen. Laschamp-anomalin kan förstås ha påverkat andra klimatvariabler.

    Så tydligen står Alley's omdöme mot ditt (även om hans föreläsning är två år gammal) och då väljer jag förstås Alley's auktoritet utan tvekan. Vill du övertyga får du ge mycket tyngre argument än en referens som inte ens backar upp dina märkligt säkra påståenden. Bl.a. måste du förklara varför själva Laschamp-anomalin och alla andra konsekvenser som du hänvisar till är synbara i proxydata men inte just globala temperatur-anomalin (om den nu fanns/hade funnits).

    SvaraRadera
  6. Nisse

    De temperaturdata som Alley hänvisar till har ett lågpassfilter på 3000 år och då är det väldigt svårt att se förändringar för ett enskilt millennium. Ungefär som att försöka avläsa dagliga valutakurser i en graf som bara innehåller valutakurs för varje vecka. Artikeln som Alley hänvisar till är i sig säkert utmärkt, men det är alltså sättet att använda resultatet som är felaktigt. Man kan inte dra de slutsatser från artikeln som Alley gör.

    Vad det gäller mina märkligt säkra påståenden så kommer de av att jag gått till källorna och läst igenom de aktuella artiklarna. Det kan ju vara så att professor Alley har fel alltemellanåt trots att han är professor och trots att han precis har fått något sorts Stephen Schneider-pris för AGW-profeter. Är du ute efter auktoriteter så återfinns ett resonemang om Laschamps event i Jasper Kirkbys artikel från 2007 på sida 12-13 här.

    SvaraRadera
  7. Jag måste rekommendera videofilmen om resultaten från CLOUD (finns på CERN:s hemsida). Första delen är mest prat om experimentets uppbyggnad, men i sista delen (från c:a 9 min) visar man med animationer hur aerosoler bildas. Mycket lärorikt!

    Jag tror inte att någon som sett detta kan hävda att resultaten från CLOUD är ointressanta eller oväsentliga för klimatet. När de så småningom är färdiga med CLOUD, om fem år eller så, finns det stora möjligheter att vi har en helt ny och mer heltäckande bild av hur molnbildning går till.

    SvaraRadera
  8. Bengt, jag vet inte vem som du menar som skulle anse att resultaten från CLOUD är ointressanta. Som jag skriver i posten (I den första artikeln från projektet presenteras en hel del intressanta resultat. De påvisar en tydlig effekt av joniserande strålning på hastigheten hos partikelbildningen, men en än större effekt tillsatser av ammoniak.)är det spännande forskning. Dessutom förmedlar jag med en tydlighet som är svår att missa att joniseringen har betydelse. Hur många gånger borde jag upprepat det för att slippa gnället i din första kommentar?

    Det kanske mest intressanta är hur de organiska kväveföreningarna dyker upp i partiklarna, trots all rening. Det här betyder vad jag kan se att alla andra labförsök med binär nukleation (svavelsyra+vatten), inklusive de med Svensmark inblandade, inte alls studerat binär nukleation utan (minst) ternär, alltså svavelsyra+vatten+tredje ämne. Troligen inträffar inte heller binär nukleation ute i atmosfären, oavsett jonisation eller inte. Detta ändrar förutsättningarna en hel del.

    Förhoppningsvis kan CLOUD leda fram till modeller som kan hjälpa oss förstå hur stor del av de 0.1-0.2 grader som den globala medeltemperaturen ändras mellan max och min på solcykeln som orsakas av ändrad solinstrålning och hur mycket som beror på kosmiska strålar. I förlängningen kan detta hjälpa oss att få bättre förståelse för återkopplingarna.

    Men. Fortfarande. Det finns ingen potential att förklara den pågående uppvärmningen med ändringar i kosmisk strålning.

    SvaraRadera
  9. Dock var filmen mycket bra, Bengt. Tack för tipset.

    En fundering är att om det huvudsakligen är på hög höjd joninducerad nukleation är betydelsefullt, hur påverkas strålningsbalansen om kopplingen skulle finnas? Genomsnittligen har cirrusmoln nämligen en värmande effekt.

    SvaraRadera
  10. Erik

    Trots ett långt resonemang om hur nukleation fungerar och hur lite vi vet om detta så konstaterar du ändå: Men. Fortfarande. Det finns ingen potential att förklara den pågående uppvärmningen med ändringar i kosmisk strålning. Det är en helt ologisk slutsats. Om vi inte förstår hur moln bildas går det förstås inte att räkna bort möjligheten att kosmiska strålar har påverkat molnbildningen och därmed den pågående uppvärmningen.

    Och ert ständiga tjat om att det saknas en trend är irrelevant. Dels p.g.a. att det istället kan röra sig om en stegvis förändring (en intressant diskussion om detta argument finns på realclimate, kommentar 73-74 här), dels p.g.a. att vi inte vet hur hela processen ser ut så det kan röra sig om fler parametrar som sam-/motverkar, exempelvis är jag liksom du nyfiken på de organiska kväveföreningarna som omnämns i artikeln. Var kommer de ifrån? Under vilka omständigheter bildas/transporteras de till aktuella luftlager och bidrar till nukleation. Kirkby hävdar att CLOUD har levererat ytterligare resultat angående detta som ska publiceras senare i år: ”…But he adds that the collaboration will have some "interesting new results" to present later this year regarding the role of organic molecules in aerosol formation...” (Källa här)

    SvaraRadera
  11. Bengt A,

    Visst skulle det kunna vara så att Alley har fel även om han är en av de största experterna på området. Men jag ser fortfarande inte att du har gett något vettigt skäl att tro det.

    I Kirkby's text som du hänvisar till nämner han att Wagner et al (2001) använde något slags filter på 3ky^-1. Men han skriver också att det finns mer detaljerad data.
    Och tvärtemot vad du verkar tro hänvisar Alley inte till Wagner et al (2001) utan han visar samma bild som jag länkade i 28/8 20:06. Den är från Muscheler et al (2005). Har inte tillgång till artikeln men av skalan och kurvan i bilden att döma är det knappast något sådant grovt filter som nämns ovan som använts.

    Om man av någon anledning vill kolla datakällorna själv kan man kika här.

    Men du verkar iallafall dela Alley's entusiasm för forskningen om kosmiska strålar (även om du kanske inte delar hans storhet i att är vara både entusiastisk och realistisk). Själv tycker jag att det mest fascinerande är hur man överhuvudtaget kan rekonstruera vad som hänt för tusentals och t.o.m. miljontals år sedan. Ett pussel med många spännande kunskapsteoretiska aspekter.

    SvaraRadera
  12. Nisse

    Som jag förstår det utgår Muscheler et al ifrån nukliderna Be-10 och Cl-36 från iskärnor på Grönland. De gör sedan en geomagnetisk proxy och om denna skriver de ”…Therefore, we only include variability that occurs on time-scales longer than 3000 years to derive the geomagnetic field intensity…” så där finns ett 3000 års filter. Men endast på (vissa delar av) magnetiska data och som du påpekar gäller inte detta temperaturdata. Jag var lite för snabb och gick på det Kirkby skrev i sin artikel.

    Här verkar du och Alley ha rätt och jag fel!

    SvaraRadera
  13. En ny artikel verkar bekräfta Svensmarks resultat i hans artikel om Forbush decreases från 2009. Författarna menar att deras resultat stöder hypotesen att kosmiska strålar påverkar molnbildning och därmed klimatet. Eller som de själva säger i slutsatsen "...The result strongly supports the idea that cosmic rays influence the atmospheric processes and climate..."

    Mycket intressant mot bakgrund av resultaten från CLOUD!

    SvaraRadera
  14. Jag har bara läst abstract, men den har nya artikeln hävdar att den globala molnigheten var rekordlåg samtidigt som flödet av kosmsiska strålar varit rekordhög i slutet av 00-talet. Knappast sista ordet, men en tydlig indikation.

    SvaraRadera

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