17 maj 2013

Det kom ett mail till Uppsalainitiativet



Hej
Jag tvivlar på att CO2 är en avgörande orsak till en påtaglig temperaturhöjning av Klimatet. När två saker inträffar samtidigt finns det 3 logiskt möjliga förklaringar. Antingen är A beroende av B, eller är B beroende av A eller också är både B och A beroende av en yttre faktor.
Jag blev tvivlande när jag förstod att det i oceanerna finns 50 ggr så mycket CO2 som i atmosfären.


Boende i Haninge med CocaCola pumpandes CO2 i vatten 24/7 vet jag att vatten löser CO2 men jag vet också att en läsk skall drickas kall, en varm öl längtar ingen efter. Vattnets förmåga att ”lösa” CO2 beror på temperaturen. När solen lyser på jorden blir atmosfären varmare, marken och haven likaså. Det varmare havet släpper iväg sin CO2 till atmosfären. Slutsats CO2 synkroniseringen med klimatet beror på solen. Det är inte CO2 som höjer temperaturen!

 CO2´s växthuseffekt är närmast försumbar och dom 4-5% fossil CO2 som finns i atmosfären kan rimligen inte ha någon avgörande effekt.
Vänligen korrigera mina tankefel.


Med vänlig hälsning

[frågeställarens namn]


Hej,

När det gäller koldioxid och temperatur - vad som styr vad och i vilken ordning är det snabba svaret att båda styr och följer varandra. Ändras den ena så påverkas den andra.

Ökar temperaturen så ökar mängden koldioxid i atmosfären, och även vattenångan som också är en växthusgas. Koldioxid släpps ut från jordlagret och landekosystemen, och ökar temperaturen riktigt mycket kan även haven börja släppa ifrån sig koldioxid. Men, det finns ju inget som hindrar att flera mekanismer sker samtidigt.

Att koldioxid är en växthusgas, dvs att en förändrad halt i atmosfären påverkar strålningsbalansen, är väl känt. Tidiga vetenskapliga publikationer daterar tillbaka till 1800-talet. Klimathistoriskt sett, vid tidigare övergångar från kallare till varmare klimat, är det som skett att när temperaturen ökat (pga ändrad solinstrålning) har växthusgaser släppts ut i atmosfären, vilket i sin tur ökat temperaturen ytterligare, vilket lett till att mer växthusgaser släppts ut osv. Denna återkopplingsmekanism pågår tills dess att en ny jämvikt har ställt in sig vid en högre global medeltemperatur. Läs mer om naturliga klimatförändringar här, om växthuseffekten här och här, och om hur stor andel av den totala växthuseffekten som koldioxid svarar för här.

 Det som är nytt den här gången jämfört med tidigare klimatförändringar är att vi börjat i andra änden på återkopplingsmekanismen. Människan gräver upp fossilt kol, bränner och släpper ut som koldioxid och andra växthusgaser. Mängden koldioxid i atmosfären är nu uppe i 394 ppm (årsmedel för 2012) vilket är en ökning med ca 120 ppm, ca 40%, sen före industrialismens början. Detta får temperaturen att öka, och sparkar igång hela processen med en  förstärkande återkoppling mellan temperatur och koldioxidhalt som får båda dessa att öka.


Bild 1. Global kolbalans med reservoarer och flöden. klicka för större bild.


Än så länge är det så att mängden koldioxid som människan bidrar till att släppa ut delvis hålls i schack av att en hel del av kolet tas upp igen i kolsänkor - världens landekosystem är en sådan kolsänka, havet (!) en annan - dit en del av den koldioxid som släpps ut i atmosfären försvinner. Jämför med den mycket förenklade (men tydliga) bilden ovan. Man talar om termen "airborne fraction" som är hur stor andel av människans utsläpp som stannar i atmosfären och bidrar till uppvärmningen (idag ca hälften av de totala utsläppen) och hur mycket som tas upp av kolsänkor. Än så länge verkar det som om airborne fraction är i det närmaste konstant, vilket innebär att mängden kol som binds in i kolsänkorna i haven och landekosystemen ökar ungefär lika snabbt som utsläppstakten från eldning av fossilt bränsle och utsläpp från förändrad markanvändning (skövling av regnskog t ex). Vi har alltså ännu inte sett till några återkopplingar i form av att haven eller landekosystemen totalt sett skulle ha blivit nettokällor till koldioxid och därmed ytterligare ökat på uppvärmningen. Detta ska man inte tolka som att det inte finns landekosystem eller havsområden som släpper ut kol, bara att det totalt, globalt sett, tas upp mer koldioxid än vad som släpps ut. Läs mer om kolcykeln här, och om källor och sänkor här.

Hur vet vi då att koldioxiden i atmosfären inte kommer från havet? Det enklaste svaret är att vi vet hur mycket fossilt kol vi släpper ut, och om vi ska anta att koldioxiden i atmosfären kommer från havet så måste vi förklara vart koldioxiden från de fossila bränslena i så fall tagit vägen? Vi släpper ju ut mer än vad som ansamlas i atmosfären. Mätningar av koldioxiden i haven visar att dess mängd ökar (se bild 2). Dessutom blir havet allt surare, vilket även det gör troligt att koldioxid binds in i havet, snarare än släpps ut. En annan försvårande omständighet är att det inte finns någon korrelation mellan ökningshastigheten av mängden koldioxid i atmosfären och havsytans temperatur så länge som det finns bra instrumentmätningar av atmosfärens kodioxidhalt, dvs sen 1958 då mätningarna i Mauna Loa-observatoriet på Hawaii startade. Snarare är det här koldioxiden som kommer först, medan havets ytvattens temperatur ändras med en fördröjning.
Bild 2. Koldioxidutveckling i atmosfären och havet runt Mauna Loa. klicka för större bild. 


Det finns ytterligare information som också anger att koldioxiden kommer från mänskliga utsläpp, och inte från t ex havet, landekosystem eller vulkaner, längre utläggning här.

Hur vet vi då att inte uppvärmningen beror på solen? Till att börja med eftersom temperaturförändringen i atmosfären och förändringarna i solintensitet inte följs åt – sedan 1960-talet har solintensiteten legat stilla för att sedan avta sakta, medan temperaturen ändå har ökat. Läs mer om detta här.

I IPCCs kunskapssammanställning från 2007 finns bland annat en graf (bild 3) som illustrerar detta genom att visa modellresultat från en ensemblekörning (många olika klimatmodeller körs parallellt) dels drivna med enbart naturliga variabler (solintensitet bland annat, nedre grafen), och dels drivna med både naturliga och mänskligt påverkande variabler (övre grafen). Det svarta strecket är observerade data, "spagettin" är alla individuella modellkörningarna, och rött respektive blått tjockt streck är medlet från modellkörningarna. Det vi ser här är att om man väger samman det vi "vet" om hur olika mekanismer styr temperaturen så kan vi inte återskapa 1900-talets temperaturökning utan att ta med mänskligt påverkade drivkrafter. 


Bild 3. Modell-illustrationer av hur mänskliga respektive naturliga drivkrafter påverkar temperaturen under 1900-talet. Klicka för större bild.


Att även små förändringar av sammansättningen i ett medium påverkar genomsläpplighet för strålning eller ljusets egenskaper är också väl känt. Liknande fenomen kan man ju enkelt studera hemma genom att hälla röd karamellfärg i en tillbringare vatten - det krävs inte mycket innan ljuset som passerar genom vätskecylindern ser rött ut. Men - viktigast att minnas är att det inte bara är koldioxidens egna, direkta effekt som är viktig när det gäller dess värmande effekt i atmosfären. En fördubbling av mängden koldioxid i atmosfären ger i sig själv bara strax över en grads värmande effekt, men precis som du påpekat så sker även andra processer där temperaturen i luften och oceanerna påverkar jämvikter av olika slag. I det här fallet påverkas även hur stor mängd vattenånga atmosfären kan innehålla, vilket i sin tur ger en ytterligare förstärkning av uppvärmningen.

Det är när man tar med denna indirekta effekt som man hamnar på "klimatkänsligheten", dvs hur stor temperaturförändring en fördubbling av koldioxidhalten de facto ger. Hur hög klimatkänsligheten är, är en källa till diskussion. IPCCs kunskapssammanställning landar i ett intervall troligen mellan 2 och 4,5 grader, med ett troligaste värde på 3 grader. Läs gärna mer om detta på Lunds universitets sida Klimatportalen.

Vänliga hälsningar

Mia

13 kommentarer:

  1. Mia,
    tack, utmärkt läsning. Jag fastnade inledningsvis för "Det som är nytt den här gången jämfört med tidigare klimatförändringar är att vi börjat i andra änden på återkopplingsmekanismen.".

    Och vi har ingen aning om vad detta leder till, vi kan bara med modellsimuleringar trevande försöka beskriva hur klimatsystemet kommer att reagera när det nu tvingats till att söka ett nytt balanserat tillstånd för en nya mängd kol. Före industrialiseringen balanserade ca 80 ppm jorden. Denna mängd har vi nu på blott ca 150 år ökat med ytterligare 120 ppm, dvs 150 % , och långt mer är på väg. Det kommer sannolikt att ta 100-tusentals år innan en ny balans kan anses uppnådd. Resan dit och slutresultatet?

    SvaraRadera
    Svar
    1. Men nu är du väl ute och snurrar mer än vanligt. 280ppm är den vanliga siffran för CO2 före industrialiseringen, det är inte en ökning med 150%.

      Tilläggas skall att det inte är oomtvistat med 280ppm.

      Radera
    2. Jag skulle tro att vad LBt menar är att innan varierade CO2 med 80 ppm (från 200 som lägst under glacialer till 280 under interglacialer).

      Radera
    3. Stämmer inte heller. Variationen är från ca 175 till 300 ppm, alltså 125 ppm, inte 80.

      Radera
    4. LBt kan säkert svara för sig själv. Tills dess så finns det en artikel Shakun et al Nature 2012 som kom fram till att en ökning från 180-260 ppm skedde vid övergången från förra istiden, och menar att CO2ökningen kom först och temperaturen efter. Det är inte ett vanligt resultat bör påpekas.

      Nature här: http://www.deas.harvard.edu/climate/seminars/pdfs/Shakunetal2012.pdf
      Reuters rapportering här:
      http://www.reuters.com/article/2012/04/04/us-climate-carbon-iceage-idUSBRE8330ZE20120404

      Radera
  2. Hej !

    Jag följer en diskussion som nu pågår på SI. Gösta Pettersson har där skrivit en artikel som handlar om hur länge antropogena utsläpp stannar i atmosfären. Han visar bl.a. hur radioaktivt C14 klingar av med tiden. Jag är inte speciellt insatt i ämnet även om jag har en bakgrund i kemi.

    Det verkar väldigt konstigt men det känns som att Gösta blandar ihop hur specifika radioaktiva C14 klingar av med den mer relevanta frågan hur snabbt koncentrationen av CO2 klingar av pga av mänskliga utsläpp av CO2. Givetvis kan halten av de specifika CO2 molekylerna från fossil förbräning klinga av snabbare än vad koncentrationen av CO2 gör pga mänskliga utsläpp.

    Skulle vara intressant att höra om ni har några kommentarer till Göstas arbete gällande detta. Kändes som att denna fråga passade bra här men ni får gärna flytta den till mer relevant tråd om ni önskar.

    mvh

    Bo Olsson

    SvaraRadera
    Svar
    1. Hej Bo,

      Om Gösta vill visa att Bern-modellen inte stämmer med C14-data så borde han köra Bern-modellen med en C14-O2-spik, och inte jämföra med en CO2-spik som är magnituder större.

      Dessutom så har man använt C14-data för att skapa modeller av kolcykeln, så det skulle förvåna mig om modellerna avvek mycket från C14-datana.

      Radera
    2. Har inte tid att gå igenom detta på djupet en gång till (se tidigare gånger då detta utretts för förvirrade skribenter från SI:
      http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2009/06/stockholmsinitiativets-vetenskap.html
      http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2010/04/swedish-television-goes-oreskes-on.html
      eller bemötandet av en av dem tidigare hyllad publikation:
      http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef200914u

      Om dom har något vettigt att komma med så kan dom ta och publicera det i någon vetenskaplig tidskrift så det kan granskas på normalt sätt. Det skulle behövas mer än en heltidstjänst att bemöta allt nonsens som kommer från den sidan.

      Radera
    3. se även
      http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2010/07/kolcykeln-introduktion.html
      http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2008/12/hur-vet-vi-att-senaste-tidens.html

      Radera
  3. Hej Magnus och Lars

    Tack för svar och länkarna.

    Bo Olsson

    SvaraRadera
    Svar
    1. Här är en länk till en artikel om hur C14 används för att förstå kolcyklen.

      RADIOCARBON – A UNIQUE TRACER OF GLOBAL CARBON CYCLE DYNAMICS.


      The radioactive lifetime of 14C is perfectly suited for dating of carbon pools interacting with the atmospheric CO2 reservoir on the time scale of several hundred to several thousand years. The above examples clearly show that our quantitative knowledge of the present gross and net fluxes of CO2 between the dominant carbon reservoirs is significantly based on respective information pro- vided through radiocarbon observations. In particular the use of bomb 14C as a transient tracer in the carbon system provides invaluable insight into processes on the time scale where the largest man made CO2 perturbations took place, namely the last 50–100 yr. The most prominent example is the air–sea gas exchange and the penetration of human CO2 disturbances from the surface into deeper layers of the oceans. Finally, the unique characteristics of fossil fuel derived CO2 being 14C-free allows the tracking of respective emission changes in the past and also in coming years when reliable tools are needed to validate national emission claims of greenhouse gases in the frame of the Kyoto negotiations.

      Radera
  4. "Klimathistoriskt sett, vid tidigare övergångar från kallare till varmare klimat, är det som skett att när temperaturen ökat (pga ändrad solinstrålning) har växthusgaser släppts ut i atmosfären, vilket i sin tur ökat temperaturen ytterligare, vilket lett till att mer växthusgaser släppts ut osv. Denna återkopplingsmekanism pågår tills dess att en ny jämvikt har ställt in sig vid en högre global medeltemperatur."

    Jag förstår inte hur en jämnvikt kan ställa in sig då mera koldioxid ökar värmen som i sin tur gör att mera koldioxid släpps ut osv.
    Eller finns det en gräns där koldioxiden inte längre påverkar klimatet?

    SvaraRadera

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