Kan vi förlora kontrollen över uppvärmningen?

Alla skidåkare har nog varit med om det; backen där du kan bromsa fartökningen men inte stanna. Det är bara att hoppas att du står på benen tills backen är slut. Kan vi råka ut för samma med klimatförändringarna?

Än så länge är våra utsläpp den absolut största källan till ökningen av växthusgaser i atmosfären. Vi har där med makten över ökningstakten. Minskar vi utsläppen slår det igenom nästan helt i minskad ökningstakt. Skulle vi slå till bromsarna och drastiskt minska utsläppen kommer vi också att få stopp på uppvärmningen¹, men det kanske inte kommer att vara så så länge till. Två potentiella källor till stora koldioxidutsläpp, Amazonas och permafrost, kan vara på väg att väckas.

Ett normalt år tar regnskogen i Amazonas upp ungefär 1,5 miljarder ton koldioxid (0,4 Gt kol) ur atmosfären. Förra årets extrema torka ledde till omfattande träddöd med efterföljande förruttnelse med nettoutsläpp (Lewis et al 2011) på 5 miljarder ton koldioxid (1,4 Gt kol). Detta var tyvärr den andra, och än större, torkan på fem år. År 2005 drabbades Amazonas av en torka som även den ledde till stora nettoutsläpp. Dessa torkor är tyvärr inte oväntade, att Amazonas torkar ut under global uppvärmning är snarare förväntat. Vi kan ha framför oss decennier av minskande regnskog med tillhörande nettoutsläpp av koldioxid i miljardtonsklassen.

(A och B) Satellit-uppmätta standardiserade anomalier för torrsäsongsnederbörd för the två mest utbredda torkorna under detta århundrade i Amazonas. (C och D) Skillnaden i 12-månaders (oktober till september) MCWD [maximum climatological water deficit] från decenniemedlet (uteslutande 2005 och 2010), ett mått på torkans intensitet som korrelerar med träddödlighet. (A) och( C) visar torkan 2005; (B) och (D) visar torkan 2010. Källa

Ändå är kanske Amazonas det mindre problemet. Permafrostområdena kring nordpolen binder mycket stora mängder koldioxid i form av oförmultnat växtmaterial. När permafrosten nu tinar frigörs denna koldioxid. I en ny studie av amerikanska National Snow and Ice Data Center (Schaefer et al 2011) har de modelerat frigörandet av koldioxid på grund av tinande permafrost. Modellen utgår från IPCCs utsläppsscenario A1B och tar inte hänsyn till den frigorda koldioxiden från permafrostområdena eller de metanutsläpp som också är ett resultat av smältande permafrost. Resultatet är en snabb ökning av frigjord koldioxid under närmaste decennierna. Om 20-30 år kan smältningen bidra med 1 miljard ton kol per år ( 3,7 Gt CO₂) till atmosfären. Den totala mängden som förväntas frigöras under scenariot är kring 200 miljarder ton vilket är i samma storleksordning som de totala mänskliga utsläppen av koldioxid från industrialiseringens början fram till idag, ca 300 Gt kol.

Kolutsläpp i miljarder ton/år från permafrost. (Källa)

Utsläpp på 1-2 Gt kol per år från Amazonas och permafrost om några decennier räcker nästan för att på egen hand upprätthålla koldioxidkoncentrationen i atmosfären och där med temperaturen. De redan tuffa målen för att undvika svåra konsekvenser av klimatförändringar blir en än större utmaning, för att uttrycka det positivt.

Utsläppskurvor för 75% chans att klara 2-gradersmålet enligt Köpenhamnsdiagnosen. Dessa är utan hänsyn till bidrag från permafrost eller ett Amazonas i förvandling. År 2009 var de totala mänskliga utsläppen 34 Gt CO₂, alltså över dessa kurvor.

Frågan är om vi kan få stopp medan vi står på benen eller om färden slutar med obehagliga konsekvenser.

1) Så småningom och kanske inte vid den temperatur vi önskar. Se här eller här.

Fredagsmys: Lär dig skillnaden mellan väder och klimat, annars....

Cykloner och tropisk troposfärstrend

Temperaturen i tropikernas troposfär förväntas enligt gängse teorier öka något snabbare än temperaturen på ytan vid global uppvärmning. Denna förväntade ökning senaste decennierna har dock varit svårmätt på grund av brister i observationsunderlaget och bristen på observationellt stöd har varit en del av den "klimatskeptiska" argumentationen. I debatten kallas det ofta "den saknade hotspotten" och bland andra har C-G Ribbing i Stockholmsinitiativet tagit upp detta. Jag har tidigare skrivit om detta problem och en intressant indirekt metod att komma runt instrumentproblemen som gett resultat i överensstämmelse med de teoretiska förväntningarna.

I höstas kom ytterligare en artikel där de använt en indirekt metod för att studera troposfärstrenden i tropikerna. Författarna Johnson och Xie (Johnson och Xie 2010) har utnyttjat satellitobservationer av tropiska cykloner. För att tropiska cykloner ska kunna bildas krävs att havsytans temperatur är tillräckligt hög, mer än ca 26 grader, och att luften är labil så att konvektion kan fortgå. Temperaturen i havsytan för de tropiska områdena har ökat senaste 30 åren. Utifrån detta kunde man förvänta sig att området för tropiska cykloner blivit större och intensivare då större delar hav haven når över temperaturgränsen för att bilda cykloner. Men i studien visar Johnson och Xie att samtidigt som havet blir varmare höjs gränstemperaturen vilket inskränker området och intensiteten. Detta är i överenstämmelse med vad som förväntas av modellerna som visar att troposfärens temperatur högre upp stiger snabbare än nära havsytan vilket minskat labiliteten och höjer gränsen för bildandet av cykloner. Författarna konstaterar:

We detect significant covariability between tropical mean sea surface temperatures and the convective threshold on interannual and longer timescales. In addition, we find a parallel upward trend of approximately 0.1 °C/decade over the past 30 years in both the convective threshold and tropical mean sea surface temperatures. We conclude that, in contrast with some observational indications, the tropical troposphere has warmed in a way that is consistent with moist-adiabatic adjustment, in agreement with global climate model simulations.

Vi har alltså ytterligare stöd för korrektheten i de teorier som vår förståelse av atmosfären bygger på och på klimatmodellerna som används.

Schematisk beskrivning av kombinationen av uppvärmning som höjt havsytans temperatur (SST) och ökande troposfärstemperatur i höjden som höjer gränstemperaturen för tropiska cykloner. Källa: Sobel 2010

HT: The Way Things Break

Uppvärmningen förklarad

FYI



WTMI

Från Denial Depot

OO

En ångerfull skribents bekännelser

Tidskriften Axess ger också ut en serie korta antologier i olika ämnen, nu senast en om klimatfrågan med rubriken Climategate och hotet mot isbjörnarna, och texter av Niklas Ekdal, Ulf Danielsson, Svante Nordin, Maggie Thauersköld Crusell, Peter Stilbs och yours truly. Dessa texter ansluter genomgående mycket nära till de respektive föredrag vi höll vid ett seminarium på Engelsbergs Bruk i maj 2010, och färdigställdes (åtminstone i mitt fall) kort efter seminariet. Seminariet diskuterades här på UI av Patrik Lindenfors, och kan dessutom ses på video.

Det är med blandade känslor jag betraktar den pinfärska volymen. Den är visserligen rent formgivningsmässigt väldigt snygg, och jag är tämligen nöjd med mitt eget bidrag, rubricerat "Klimatvetenskap, klimatdebatt, klimathuliganism".¹

Vad är det då jag inte är nöjd med? För det första handlar det om antologins lätt okunniga rubrik, som med sitt tal om isbjörnar trivialiserar klimatfrågan, och som antyder att pseudoskandalen Climategate skulle vara av central betydelse för bedömningen av det klimatvetenskapliga kunskapsläget. För det andra handlar det om sällskapet. Missförstå mig inte - att bidra till samma volym som min gode vän den framstående Uppsalafysikern Ulf Danielsson, vars bidrag "Den vetenskapliga processen och klimatdebatten" är en alldeles utmärkt text, ser jag som en stor ära. Texterna av Niklas Ekdal och Svante Nordin kan jag möjligen till nöds stå ut med, även om båda ger uttryck för en vetenskapssyn som tenderar lite för mycket åt det postmodernt relativiserande hållet för att jag skall känna mig riktigt bekväm. Men vad som i sammanhanget känns riktigt riktigt obekvämt är att se mitt eget bidrag inklämt mellan texter av de båda Stockholmsinitiativsrepresentanterna Maggie Thauersköld Crusell och Peter Stilbs.² Thauersköld Crusells bidrag är en skenhelig historia som bygger på en skruvad motsättning mellan att bromsa klimatförändringarna och att göra livet drägligt för människor i tredje världen, medan Stilbs bidrag är en orgie i klimatförnekeri.

När jag uppträder sida vid sida med dessa båda figurer måste jag (trots att jag tydligt kritiserar och tar avstånd från dem i min text) ställa mig frågan om jag på detta vis bidrar till att ge dem legitimitet i klimatdebatten - ju fler professorer som bidrar till antologin desto större är risken att den framstår som akademiskt trovärdig. Likaså bör jag fråga mig om jag i god "Teach the Controversy"-anda bidrar till det skeva intryck av klimatfrågan jag själv tycker så illa om, nämligen att å ena sidan det klimatvetenskapliga kunskapsläget så som det framställs av t.ex. IPCC, och å andra sidan de lögner och missförstånd som sprids i bloggosfärens klimatskeptiska ekokammare, skulle stå för två lika legitima och på det hela taget jämbördiga uppfattningar.³ Ju mer jag funderar över detta desto mer obekväm och ångerfull känner jag mig över mitt deltagande i antologin.

Fotnoter

1) Den uppmärksamma läsaren skall dock finna att vissa delar av texten är återanvända från min Aftonbladet-artikel Forskare trakasseras av klimatskeptiker (9 april 2010).

2) Detta är förvisso inte första gången jag figurerar i tvivelaktigt sällskap. För några år sedan uppträdde jag sida vid sida i antologin Forskarhandledares robusta råd med den vetenskapligt vårdslösa hermeneutikern och Uppsalasociologen Eva Lundgren. Och - hör och häpna - jag har faktiskt en gång undertecknat en artikel i sällskap med den ökände sluggeraktige klimatförnekaren Lars Bern (vilket dock var innan jag blev klar över hur det stod till med hans vetenskapssyn).

3) Jag har funderat över ungefär detta dilemma förr.

Konsten att plocka ett körsbär

Heartland-institutets expert på global uppvärmning Harrison Schmitt skrev 2009 en artikel full med felaktigheter. Ett av dessa var påståendet att "Artic [sic] sea ice has returned to 1989 levels of coverage". När felet påpekas vad gör då Heartland-institutet och Schmitt? Korrigerar påståendet? Nej. De försvarar Schmitt och hävdar att han har rätt det var ju april 2009 jämfört med april 1989 som han menade:

Nu kunde man tro att det räcker med detta men Heartland-institutet gräver sig djupare ner i dyn. De hävdar att man kunde förstå att det handlade om april då Schmitt lämnade in sin artikel i april 2009. Men det visar sig att artikeln lämnades in i september 2009...

Läs mer om den bedrövliga historien här och här.

Heartland-institutets oförmåga att erkänna ett uppenbart fel och deras motattacker mot kritiker är en del av ett mönster som som nyligen uppmärksammats av bland annat

Skeptical Science: De riktiga skeptikerna som väger uttalanden på samma våg oberoende av källan är de som stöder klimatvetenskapen. De som väger uttalanden på väldigt olika vågar beroende av källan är bland "klimatskeptikerna".

Faint sun paradox

Allteftersom kvoten H/He i solen minskat genom fusion har solens ljusstyrka ökat, och under solsystemets första årmiljarder var solen upp till 30% ljussvagare. Trots detta blev inte Jorden djupfryst och täckt av en kilometertjock is.

Hur den kalla isplaneten OGLE-2005-BLG-390Lb kan se ut, av Herbert Zodet, © ESO

Tvärtom, de geologiska bevisen visar otvetydligt på förekomsten av liv och vatten i flytande form. Denna synbara paradox påpekades för nästan 40 år sedan av Sagan och Mullen, och den har alltsedan dess gäckat forskarna. Eftersom det idag finns stora mängder CO₂ bundet i yngre sedimentära bergarter (främst i karbonater, huvudsakligen (CaMg)CO3) har en förhöjd växthuseffekt, pga. höga halter av CO₂ i atmosfären, ansetts motverkat den svaga solen. Senare modellstudier har dock visat att höga halter av CO₂ i atmosfären under Arkeikum var svåra att uppehålla genom förlust av CO₂ till manteln genom karbonisering av oceanisk skorpa, vilken sedermera subducerat ner i manteln. Dessutom visar studier av 2,8-2,2 Ga gamla paleosoler för låga CO₂-nivåer för att kompensera den svaga solen. Följaktligen har det föreslagits att även metan, CH_4, bidrog till växthuseffekten. Baserat på geologiska bevis har Lowe och Tice i två review-artiklar (2004, 2007) argumenterat för att den svaga solen under Arkeikum kompenserades av höga halter av CH₄ och CO₂, med stora variationer av pCO₂. Dessa geologiska bevis är:

• temperatur uppskattningar från syreisotoper
• pCO₂ uppskattningar från evaporiter
• uppskattning av den kemiska vittringen

Temperaturen i tidiga Arkeikum

Hur varmt det var under Arkeikum är omdebaterat. En studie av δ¹⁸O i silificerade sediment från det 3,5-3,2 Ga Barbeton grönstensbältet i Sydafrika visar yttemperaturer runt 70°C (Knaut och Lowe, 2003)¹. Höga temperaturer är inte kompatibelt med CH₄ som den dominerande växthusgasen, eftersom metan polymeriserar och bildar en organisk dimma när kvoten CH₄/CO₂~1 . En sådan dimma kan leda till deponeringen sediment med mycket låga andelar ¹³C, vilket ännu inte har hittats, men framför allt skulle en sådan organisk dimma effektivt blockera solljuset och leda till en anti-växthuseffekt liknade den som finns på Saturnus måne Titan. Om temperaturerna under Arkeikum globalt sett var runt 70°C, kräver det en atmosfär där CH₄/CO₂ <<1.

Evaporiter

Bland de silificerade sedimenten i Barbeton grönstensbältet finns även nacholit (NaHCO₃), vars habit och geometri tyder på ett primärt evaporitiskt ursprung. Liknade silificerad nacholit har även hittats i likådriga bergarter i västra Australien. Primär evaporitisk nacholit bildas inte i dagens atmosfärsförhållanden, utan kräver mycket högre pCO₂. Vid temperaturer runt 70°C kräves det en atmosfär med minst 4% CO₂, för att nacholit ska vara stabilt, de verkliga CO₂ nivåerna kan alltså varit mycket högre.

Intensiv kemisk vitting

Landskap med hög topografi där växtligheten försvinner resulterar i snabb erosion av jordmånen, blottandet av berggrunden och bildandet av omogna ”first-cycle” sediment, dvs. bildande av sediment med hög andel av lättvitrade mineral som Fe-Mg silikater och Ca-rik plagioklas. Med ett intakt växttäcke dominerar fluvial transport och deponering av mogna ”first-cycle” sediments, dvs. bildandet av kvartsrika sediment. 3,2 Ga sediment i Barbeton grönstensbältet är en ”first-cycle” synorogen sandstenssekvens dominerad av de mest kemiskt resistenta mineralen (kvarts och K-fältspat), trots att deras källområde, den beggrund där de kom ifrån, domineras av plagioklas och Fe-Mg silkater. Dessutom fanns det troligen inte något skyddande växttäcke. Detta tyder på en intensiv kemisk vittring av berggrunden, främst genom hydrolys och upplösning av berggrunden (oxidering och biologiskt orsakad kemisk vittring var i Arkeikum av troligen av liten betydelse), vilket indikerar på högt pCO₂ (då detta ger mycket CO₂ löst i vattnet vilket underlättar både hydrolysen och upplösningen mineral.

De geologiska bevisen mellan 3,5-3,2 Ga motsäger modellstudien som menar att CO₂ snabbt fördes ner i manteln från den Arkeiska atmosfären. Detta kan förklaras som att; (i) snabb tektonisk återvinning av CO₂ till atmosfären; och (ii) svårigheter att karbonera oceanisk krusta (exempelvis genom för lite oceanisk krusta i kontakt med atmosfären eller kraftigt stratifierade oceaner). Senare i Arkeikum, ca. 2,9-2,7 Ga, förefaller CO₂ halten i atmosfären minskat och klimatet blivigt kyligare. Indikationer på detta är:

• frånvaro av nacholit i bergarter yngre än 3,2 Ga
• Paleosoldata som indikerar på CO₂ nivåer i atmosfären mellan ca. 0,1-1 %.
• Indikationer på nedising vid 2,9 Ga.
• 2,8-2,7 Ga sediment med δ¹³C mellan -40‰ och -60‰ (mycket rika på ¹²C), vilket kan förklaras med CH₄/CO₂ ~ 1 (eller med bakterier som livnärt sig på CH₄).

Baserat på dessa data från Arkeikum framlägger Lowe och Tice ett elegant men spekulativt scenario hur atmosfären och klimatet varierat mellan 3,5-2,4 Ga. Innan ca. 3,2 Ga var Jorden en het värld med temperaturer runt 70°C, vilket kan förklaras via en förhöjd växthuseffekt dominerad av CO₂ med visst bidrag från CH₄ (CH₄/CO₂ << 1). Koldioxid nivåer i atmosfären uppehölls genom en snabb tektonisk återvinning av CO₂ och lite tillgänglig subarriel krusta som via vittring drog ut CO₂ ur atmosfären. Kring 3,2-3,0 Ga bildades de första större kontinentala blocken, som Kaapval och Pilbara kratonerna, vilka genom kemisk vittring transporterade CO₂ ner i haven och slutligen till manteln. Allteftersom kontinenterna vittrade minskade CO₂ i atmosfären till mindre än 0,1%, vilket reflekteras i 2,9-2,7 Ga paleosoler. Minskningen av CO₂ orsakade i sin tur att CH₄/CO₂ närmade sin 1, med bildandet av av en organisk dimma som kylde ner Jorden med lokala eller globala glaciationer som följd. Med tiden kom den organiska dimman att deponeras i sedimenten och ge upphov till sekvenser med mycket låga δ¹³C värden. I takt med att kontinenterna eroderades ned och täcktes av sediment, samt att temperaturen sjönk minskade den kemiska vittringen och CO₂ nivåerna steg i atmosfären, via vulkanism och metamorfa processer, och den organiska dimman lättade (CH₄/CO₂ << 1). Dock kom inte temperaturen att nå lika nivå pga. en netto förlust av CO2 till manteln. En ny puls av kontinentaltillväxt kan ha föranlett sjunkande CO2 nivåer vid 2,4-2,2 Ga och en omfattande glaciation av Jorden (den första snowball/slushball earth). Avsaknaden av mycket låga δ¹³C värden tyder på att CH4/CO2 << 1. En simultan minskning av CH4 efter 2,7 Ma kan förklaras av en ökning av O₂ som oxiderade CH₄, vilket i sin tur förstärkte den sjunkande temperaturen. Vad kan ha föranlett en ökning av syre i atmosfären runt denna tid? Tänkbara förklaringar är:

• Temperaturen. Få av dagens fotosyntetiserande bakterier klarar av temperaturer över 60°C, bara en av de moderna cyanobakterierna, Synechococcus, hittas vid varma källor med temperatuer mellan 60-73°C. Noterbart är att stora, tre-dimensionella stromatoliter (e.g. cyanobakterier) ännu inte har hittats i bergarter äldre än 3,2 Ga. De äldsta, stora stromatoliterna, morfologiskt jämförbara med dagens stromatoliter, finns i bergarter runt 3,0 Ga.

Recenta Stromatoliter i Shark Bay, Autralien

• Uppkomsten av kontinenter. Andelen grunda hav ökar när andelen kontinenter ökar samt att dessa via erosion förser haven med nödvändiga näringsämnen.

Det är ett facinerande samspel mellan tekonik-atmosfär-liv som Lowe och Tice målar upp under Akeikum. En återkommande cykel där uppkomsten och vittringen av större kontinentala block reglerat mängden CO₂ i atmosfären vilket i sin tur reglerat Jordens temperatur och därmed ändrat en grundförutsättning för fotosyntetiserande bakterier. En sådant samspel där tektoniken spelar en avgörande roll för både atmosfärens och livets utveckling är intressant ur en planetär synvinkel, eftersom våra närmaste terrestriska grannar Venus och Mars förefaller helt sakna plattektonik. Om de tektoniska processerna av någon anleding aldrig startade eller slutade i förtid kan alltså själva grundförutsättningen, för att hitta mer utvecklade livsformer än bakterier, saknas på Venus och Mars.

Så är svaret på "the faint sun paradox" enbart en CO₂-CH₄ rik atmosfär? Kanske, men en ny studie av Rosin m.fl (2010) av bandade järnmalmer, vilka innehåller järnrika mineral som magnetit (Fe₃O₄) och siderit (FeCO₃), visar att den Arkeiska atmosfären innehöll inte mer än ca. 900 ppm CO₂, vilket är jämförbart för CO₂ uppskattningar från 2,7-2,2 Ga paleosoldata². En tänkbar föklaring, enligt Rosin m.fl är att Jordens albedo under Arkeikum var lägre, vilket kompenserade den svaga solen. Den låga reflektiviteten kan orskakats av högre kvot hav/kontineter samt mindre andel dimetylsulfid i atmosfären som agerar som molnkondensationskärnor. Mindre andel dimetylsulfid är ett rimligt antagande då den biologiska aktiviteten var mycket mindre under Arkeikum. Det mest problematiska med bara ca. 900 ppm. CO₂ under Arkeikum, förutom det faktum att Jorden har stora mängder CO₂ bundet i yngre sediment vilket rimligtvis fanns i atmosfären under Arkeikum, är att CH₄/CO₂ kvoten i Rosins studie är närmare 1, vilket torde skapat en anti-växthuseffekt som kylt ner Jorden. Det intressanta med Rosin m.fl. studie är att de belyser Jordens albedo som en viktig faktor till ”faint sun paradox”, till skillnad från tidigare studier som fokuserat på atmosfärens sammansättning av växthusgaser (NH₃, CO₂, CH₄). Vad som är mest korrekt får framtiden visa, kanske var det en kombination av höga nivåer av växthusgaser, och Jordens albedo, där de nuvarande studierna kan ses som min. respektive max. värden på CO₂.

1) Detta under antagandet att syreisotop sammansättningen under Arkeikum i haven var den samma som i dag, vilket inte nödvändigtvis är korrekt.

2) Dock, en tidigare studie av samma sediment har indikerar en CO₂ rik atmosfär, >100 gånger mer än dagens CO₂ nivåer. Orsaken till denna diskrepans är att de använd sig av olika Fe mineral. Ohmoto m.fl (2004) baserar sin CO₂ uppskattning på samexistensen av siderit och Fe³⁺ hydroxider, vilka samexisterar vid mycket högt pCO₂ och lågt pH₂. Rosin påpekar att detta inte är kompatibelt vare sig med den utbredda förekomsten av magnetit i dessa kemiska sediment eller förekomsten av hydrogenotrofa metanogener vilka kräver högre pH₂ för sin metabolism. Vilken tolkning som är korrekt kommer vidare studier av dessa bandade järnmalmer förhoppningsvis att avslöja.

Två Hansen-citat

I samband med att Stockholmsinitiativet utsågs till Årets förvillare 2010 av föreningen Vetenskap och Folkbildning skrev Germund Hesslow en artikel på Newsmill där han kritiserade utmärkelsen. Vi har tidigare kommenterat artikeln¹ men då det i artikeln förekom två uttalanden av James Hansen och det knappast är vare sig första eller sista gången de dyker upp i klimatdebatten följer här lite om dessa. Uttalandena är från 1986 och lyder:

A) Within 15 years, global temperatures will rise to a level which hasn’t existed on earth for 100,000 years.

B) Hansen said the average U.S. temperature had risen from one to two degrees since 1958 and is predicted to increase an additional 3 or 4 degrees sometime between 2010 and 2020.

Söker man efter källan finner man att det kommer från ett kort artikel 11 juni 1986 i The Oxnard Press Courier med anledning av ett utskottsförhör i senaten där bland annat Hansen vittnat dagen innan. Lyckligtvis finns de skriftliga vittnesmålen från förhöret tillgängliga så det går att se vad Hansen berättade och i vilket sammanhang.

Förhöret har titeln Ozone depletion, the greenhouse effect, and climate change och behandlar både verkan av freoner på atmosfären och växthusgaser. Detta var före Montreal-protokollet med dess internationella överenskommelse om utfasning av freoner. Hansen vittnade den 10 juni och de delar av Hansens vittnesmål som ligger till grund för de refererade uttalandena ovan återfinns på sida 88 (B) och 92 (A) i förhörsprotokollet:

A) On the other hand, it is also apparent from Fig. 8. that the predicted greenhouse warming for Scenario A rises above the level of natural variability by the 1990's. Indeed, the model predicts a temperature level in the next 15 years which has not existed on earth in the past 100,000 years, as illustrated below. In view of the significance of such conclusions, we stress here the principal caveats which must accompany the result:
1) The model sensitivity is 4.2°C for doubled C02- Emergence of the warming signal will be delayed if the true sensitivity is less than that.
2) The projection is based on Scenario A. If Scenario B is more realistic, emergence of the warming signal will be delayed. We estimate that Scenario B would delay the emergence by a few years, but a more quantitative statement requires extention of the Scenario B simulation.
3) Other major climate forcings which tend to counteract the greenhouse warming may occur during the next several years ....
4) There may be crucial climate mechanisms which are omitted or poorly simulated in current climate models...

B) The detailed geographical patterns of these changes are not to be taken seriously in view of the limitations of current GCM's mentioned above and the gross assumption about ocean heat transports. However, certain semi-quantitative conclusions are expected to be meaningful. The warming in Scenario A at most midlatitude Northern Hemisphere land areas such as the United States is typically 0.5-1.0°C (1-2°F) for the decade 1990-2000 and 1-2°C (2-4°F) for the decade 2010-2020. Even in the latter decade the warming is much less than the equilibrium response to doubled CO2, Fig. 7c, which has a warming at about 5°C in the United States. In all of these cases the largest temperature changes are in regions of sea ice and the smallest are at low and middle latitude ocean areas.

Efter dessa beskrivningar följer även ett avsnitt om rekonstruktioner av temperaturen senaste 150 000 åren. Vi kan utifrån originaltexten konstatera att:

• Temperaturangivelserna i tidningstexten som Hesslow citerar är i Farenheit och, i alla fall i det skriftliga vittnesmålet, anger Hansen 2-4°F högre inte 3-4°F ytterligare som anges i tidningsartikeln för 2010-2020. Temperaturen var inte specifikt USA utan mellanbreddernas land-temperatur.
• Uttalandena kommer ur en omfattande beskrivning av gjorda modellberäkningar inkluderande resonemang om felkällor. Dessa har inkluderat två scenarier. Scenarie A med fortsatt ökning av alla växthusgaser, inklusive freoner, utifrån situationen under början av 80-talet; och scenarie B med en snabb minskning av växthusgasutsläppen.
• Det är ur beskrivningen av högutsläppsscenariot A som uttalandena är plockade.

Hansen har alltså gjort det man kan förvänta sig av en vetenskapsman, byggt sitt vittnesmål på den forskning han och andra utfört samt visat data och diskuterat resultatens säkerhet. Men lösryckt ur sitt sammanhang, missuppfattade av journalisten, och speciellt för en Svensk publik som utgår från temperaturer i Celsius kan dock uttalandena ge en annan bild.

Då Hesslow beskriver Hansens uttalanden i sambandet "våldsamt överdrivna prognoser" kan det vara intressant att jämföra dem med vad vi i dag vet, även om som det framgår ovan inte egentligen var prognoser i meningen att Hansen bedömde det som den mest troliga utvecklingen utan ett av två scenarier.

A) Det är naturligtvis osäkerheter i rekonstruktioner av temperaturer för flera tusen år sedan men det mesta pekar på att globala temperaturen vid sekelskiftet 2000 var lika eller högre än någon gång sedan senaste istiden vilket även innebär sedan minst 100 000 år. (Se tex IPCC AR4, Wikipedia, Hansen & Sato )

B) Vi kan för enkelhetens skull använda NCDCs temperaturserie över globala landtemperaturen som jämförelse med Hansens uttalande om förväntade landtemperaturen på norra halvklotets mellanbreddgrader. Globala temperaturen har både med den stora temperaturökningen kring nordpolen men också den betydligt lägre temperaturökningen kring ekvatorn och på södra halvklotet så medlet bör inte vara allt för långt från temperaturökningen på mellanbreddgraderna.
Temperaturen i slutet av 50-talet som Hansens har som referens i den presenterade modellen är nära medlet för förra århundradet medan nu är temperaturen uppe och snuddar vid en grad högre (2005 +0,97°C, 2007 +0,99°C, och 2010 +0,96°C,). Så vi hamnar troligen inom Hansens 1-2°C temperaturökning under detta decennium om än i den lägre halvan.
Hansens uttalanden, baserat på scenario A, visade sig tyvärr vara långt i från "väldigt överdrivna prognoser". Snarare en påminnelse om att forskarna redan på 80-talet sa det vi fortfarande inte riktigt har tagit till oss om konsekvenserna av våra växthusgasutsläpp.

Uppdatering: Daniel Bengtsson, se kommentarer nedan, har varit vänlig och bidragit med en graf över mellan-bredgradernas landtemperaturutveckling baserad på GISS-data. Som synes bekräftar den ovanstående resonemang:

1) Vetenskap och Folkbildning har svarat på Hesslows öppna brev. Svaret finns här.

Soares 2010: en riktigt dålig artikel

GISTEMP global temperaturanomali land+hav (månadsvis)

CO2 från Mauna Loa

En artikel av den brasilianske geologen Paulo Cesar Soares i den alldeles nya tidskriften

International Journal of Geosciences (Volume 01, Number 03, Nov. 2010) har fått en del uppmärksamhet i förvillosfären, bl a på Newsmill av Stockholmsinitiativets professor i vetenskapsteori Ingemar Nordin.

Artikeln har titeln "Warming Power of CO2 and H2O: Correlations with Temperature Changes" och den kommer till slutsatsen att "CO₂ har inget orsakssamband med global uppvärmning och är inte tillräckligt kraftfullt för att orsaka de historiska förändringar i temperatur som observerades."

Så är det här något att ta på allvar? Varningsklockorna ringer redan innan man läser artikeln. Tidskriften är alldeles ny, och en sökning på Google Scholar lyckas inte hitta några tidigare klimatrelaterade publikationer av Soares. Det mesta är årtionden gamla geologi-artiklar.

När man börjar läsa artikeln blir det inte bättre. Första meningen lyder: "Climatic studies have reported dramatic and threatening environmental changes mainly what is known as global warming." På den vägen fortsätter det. Och det handlar inte bara om språket (som i viss mån kan ursäktas med att Soares modersmål är portugisiska), utan generellt är artikeln mycket illa skriven. Man sitter rent av och undrar huruvida den överhuvudtaget har genomgått någon slags granskning. Någon slags genomgång av litteratur om klodioxidens temperaturpåverkan saknas, och det är anmärkningsvärt.

När man tittar på Soares metod så är det lika illa. Soares har tittat på förändringar i temperatur (dT) och förändringar i atmosfärens CO₂ (dCO2), och hur de korrelerar med varandra med viss tidsfördröjning (månader eller år). Det här är svagheten i Soares metod (något förenklat).

dT och dCO2 påverkar varandra ömsesidigt, men de påverkas också av andra faktorer.

dCO2 består dels av en jämn och stadig positiv komponent pga fossil förbränning mm, och dels kortsiktiga CO₂-fluktuationer orsakade av temperaturfluktuationer. En sådan variation som syns tydligt i CO₂-kurvan ovan är "andningen" mellan upptaget under sommarens grönska på norra halvklotet och utsläppen under vinterhalvårets förmultning. Därför finner Soares att dCO2 följer dT.

dT består av dels en långsam ökning orsakad av dCO2 i atmosfären där variationerna är återkopplingar från tidigare dT, och dels betydligt större fluktuationer beroende på andra faktorer såsom ENSO, vulkaner och solcykeln. De senare kommer att överväldiga de förra. Dessutom syns signalen från den jämna och långsiktiga dCO2 till den långsiktiga dT knappast alls med tidsfördröjning på några månader eller år. Därför hittar Soares metod inte korrelationen från dCO2 till dT. Den dränks i "bruset" från de andra faktorerna.

Alltså: Soares har använt en metod som inte klarar av att hitta hur dCO2 påverkar dT, eftersom denna påverkan varierar för lite och dT påverkas av så mycket annat. Likväl drar han långtgående (och felaktiga) slutsatser.

Soares artikel skulle aldrig ha kunnat publiceras i en seriös vetenskaplig tidskrift. Artikeln saknar vetenskapligt värde och hör bara hemma i papperskorgen. Men det som gör artikeln otjänlig för vetenskapligt bruk är också det som gör den användbar för klimatförvillare. Det är därför som professor Ingemar Nordin för fram den när han hävdar att det "ständigt kommer nya artiklar som är publicerade i välrenommerade vetenskapliga tidskrifter och som kritiserar de hypoteser som FN:s klimatpanel (IPCC) för fram i sitt slutdokument."

Men hur kan vi då veta att CO₂ påverkar temperaturen? Det mest grundläggande skälet är att vi känner till den fysikaliska mekanismen bakom, och vi kan beräkna storleken på dess effekt. CO₂-molekylen (och andra växthusgasmolekyler) har en form som gör att den absorberar IR-strålning som kommer från markytan, vilken i sin tur har värmts upp av solstrålning. Det är vissa specifika frekvenser det rör sig om. Den extra energin i CO₂-molekylen kan sedan antingen överföras till andra molekyler genom kollision, eller emitteras (utstrålas) i godtycklig riktning. Detta påverkar den radiativa överföringen i atmosfären och leder till att mer energi stannar på jorden (c:a 4 W/m² för en fördubbling av CO₂-halten.) Därför stiger temperaturen, vilket leder till ökad utgående värmestrålning till dess jorden energibalans är återställd igen (detta sker vid c:a 1,2 graders ökning för 4 W/m2). Ovanpå detta kommer sedan olika återkopplingar, såsom vattenånga, vilket förstärker den effekten till en så där 2 - 4,5 grader. Dessa återkopplingar är inte specifika för CO₂ utan gäller även för andra faktorer som påverkar temperaturen.

Vi kan faktiskt se effekten av ökade växthusgaser genom att titta på förändringar i IR-strålningen som lämnar atmosfären till rymden och IR-strålningen som når markytan från atmosfären. Bilden nedan (Harries m fl 2001) är ett exempel på det förra.

Skillnad i utgående IR-strålning 1970 till 1997 april-juni, centrala Stilla havet.. Klicka på bilden för en förklaring.

Tittar vi på kurvorna för temperatur och CO₂ i börja på inlägget så ser vi dessutom att både temperatur och CO₂ stiger på lång sikt, vilket stämmer överrens med vad vi vet om den fysikaliska mekanismen.

Om Soares slutsats hade varit korrekt, så hade den alltså varit en gigantisk vetenskaplig sensation som hade omkullkastat mycket av det vi vet om växthusgaser i atmosfären. Men det är den inte, utan hans artikel är skräp och tidskriften där den publicerades har visat sig vara en avstjälpningsplats för artiklar som är för dåliga för att publiceras i seriösa tidskrifter.

Detta var hårda ord om artikeln och om tidskriften, men det finns en lärdom att dra av det här. Alla vetenskapliga tidskrifter är inte likvärdiga. Framför allt finns det ett par tidskrifter, såsom Energy & Environment, som har en tendens att släppa igenom artiklar av mycket bristfällig kvalitet. Så om någon kommer dragande med en paradigmomstörtande artikel från någon obskyr tidskrift så bör man förhålla sig extra skeptisk.

BBCs "Meet the Climate Sceptics"

Filmaren Rupert Murray har följt den (ö-)kände "klimatskeptikern" Lord Christopher Monckton under hans turné i Australien och USA. Porträttet är både vänligt och kritiskt.

(Det är tyvärr reklam när man klickar på pilen, klicka igen tills filmen börjar.)

Läs mer om Monckton och klimatvetenskapen här:
Skeptical Science, Monckton Myths
Prof. John Abraham, A scientist responds to Christofer Monckton
Klimatforskares debunking av Moncktons vittnesmål inför kongressen.

Fredagsmys: Hur man driver en skeptisk blogg

Bloggen Denial Depot har ett läsvärt inlägg om hur man driver en skeptisk blogg utan för mycket tankeverksamhet. Det må vara satir, men det känns ändå som om det kommer väldigt nära hur det verkligen går till på en del bloggar. Mer än så vill jag inte avslöja. Läs också inlägget direkt efter, som är ett exempel på tillämpning.

Kolcykeln - Källor och sänkor

Vi har tidigare skrivit om kolcykeln, beskrivningen av kolets rörelse inom jorden, haven, djur och växter samt atmosfären. Här följer en kortfattad introduktion till källor och sänkor för antropogena bidraget till kolcykeln.

Källor är de processer som släpper ut koldioxid i atmosfären medan sänkor är de som tar upp koldioxid ur atmosfären. Tillsammans med ökningen av koldioxidhalten i atmosfären sluter de den så kallade kolbudgeten.

Källor
Den största källan är användning av fossila bränslen samt industriell verksamhet. Under 2009, det senaste året med sammanfattad statistik, bidrog dessa med 8,4 miljarder ton (8,4 Gt) kol¹ till atmosfären vilket är de näst högsta utsläppen i mänsklighetens historia, endast slaget av 2008 års utsläpp. Osäkerheten i dessa beräkningar är ±6%.

Markanvändning är den andra viktiga källan till antropogena kolutsläpp. När skogsområden omvandlas till betesmark eller när skog huggs ner utan att återplantering sker frigörs koldioxid till atmosfären. Denna källa bidrog med ca 0,9 Gt under 2009. Bidraget från denna källa är mer osäker än från fossilt bränsle och industri men en trend av minskande bidrag från markanvändning finns glädjande nog. Utsläppen från denna källa har minskat med ca 25% från 1990-talet till 2000-talet.

Förändringen i atmosfären
Koldioxidnivån i atmosfären bestäms genom kontinuerliga mätningar vid ett flertal platser världen över och är den idag bäst kända delen av kolbudgeten. Ökningen i atmosfären under 2009 var 3,4±0.1 Gt vilket motsvarar 1,6 ppm. Detta är något över medlet de senaste 20 åren (1,5 ppm/år) men lägre än medlet för 2000-2008 som var 1,9 ppm/år.

Som synes ovan är ökningen i atmosfären knappt 40% av de totala utsläppen. Den resterande koldioxiden har tagits upp av hav och i skog och mark under året.

Antropogena kolbudgeten 2009 med ungefärlig storlek på de geologiskt viktiga processerna med vulkaner och vittring som jämförelse.

Sänkor
Havens ytvatten tar upp ungefär en fjärdedel av de årliga utsläppen. Skog och mark tar upp ytterligare en dryg fjärdedel. Hur mycket som tas upp ett visst år varierar med vädret under året, speciellt upptaget på land.

Havet tar upp koldioxid både direkt genom att det löses i vattnet, detta upptag är det som leder till havens försurning, och genom att vattenlevande organismer binder kol som sedan hamnar på havsbotten eller i djuphavet genom havets ekologi.

Det finns en stor osäkerhet i fördelningen av upptaget på land och dess processer. Ökad växtlighet på grund av mer koldioxid och högre temperaturer med längre växtsäsong på de stora nordliga landområdena är dock högst troligt ett viktigt bidrag till denna källa.

Det finns tecken på att andelen som tas upp av naturen har minskat sedan 1950-talet men osäkerheten är fortfarande för stor för att detta kan fastslås säkert.

Uppdatering:

Andel av utsläppen som blev kvar i atmosfären år för år. Baserat på data från GCP.

1) Ibland anges vikten i koldioxid i stället. Ett ton kol motsvarar 3,7 ton koldioxid på grund av det tillkommande syrets vikt i molekylen.

Källor:
GCP Carbon budget 2009
Le Quere, Trends in the sources and sinks of carbon dioxide

Åh nej, ännu mer Stockholmsinitiativet på Newsmill

Jag vet att det börjar bli tjatig med Stockholmsinitiativets härjningar på Newsmill sedan de vann Vetenskap och Folkbildnings förvillarpris, så ni får ursäkta det här inlägget. Men nu har docent Göran Ahlgren, Stockholmsinitiativets generalsekreterare men kanske mest känd för att ha spridit felaktiga påståenden om klimatforskaren Phil Jones, än en gång bevisat hur välförtjänt den utnämningen var. Ahlgren skriver bl a:

Bedömningen om vad vi vet om klimatet är Wolodarskis egen, inte ens FN:s klimatpanel IPCC är så tvärsäker. Där nöjer man sig med att omvandla 100 % vetenskaplig osäkerhet till 90 % politisk sannolikhet. Vad ingen kan förklara eller förutse är klimatets naturliga variationer. Så länge vi inte kan det, kan vi inte heller urskilja någon mänsklig påverkan. IPCC-forskarnas huvudsats "Vi har ingen annan förklaring!" betyder i klartext "Vi vet inte!".

Ahlgren lyckas i detta stycke fånga själva förvillandets essens: osäkerhet innebär att vi inget vet, och dessutom är det politiserat. Och som slutknorr kommer idén att beviset för mänsklig påverkan främst handlar om att vi inte har någon annan förklaring, vilket rent ut sagt är nonsens.

Liksom för att understryka var han har lärt sig den visan så fortsätter Ahlgren direkt med att hänvisa till själva förvillar-nestor S Fred Singer, vars insatser ni kan läsa om i Oreskes och Conways bok Merchants of Doubt.