16 okt. 2013

Delta-14C och 14C i den vetenskapliga litteraturen

Viktig uppdatering i slutet av inlägget!
 
Vi har haft ett par inlägg här på UI av professor emeritus Mats Almgren om vådan av att inte ta hänsyn till skillnaden mellan Δ14C och 14C när man tittar på den s k bombkurvan, som visar hur den ökade mängden av 14C i atmosfären från atombombsprover runt 1960 har förändrats:
De läsare som inte har hängt med i diskussionen bör läsa dessa tidigare inlägg först. Mats argumenterar att skillnaden mellan kurvorna för Δ14C och 14C är stor och att man därför måste titta på 14C-kurvan för att se hur mycket 14C som finns kvar, medan våra vänner på Klimatupplysningen (sic) verkar anse att skillnaden mellan kurvorna är ganska liten.


    Δ14C = ([14C/12C]prov / [14C/12C]standardprov - 1) x 1000

där standardprovet representerar förhållandet innan bombproven. Ett  Δ14C på 0 betyder att förhållandet i provet är det samma som det i standardprovet. Lägg märket till att om 12C i provet har ökat i förhållande till standardprovet så måste 14C i provet öka lika mycket för att ge ett Δ14C på 0. Eftersom 12C idag är mer än 25% större än vid slutet av 1950-talet så skulle ett värde Δ14C = 0 betyda att också C14 idag är mer än 25% större än innan bombproven. Och dagens Δ14C är rent av en bit större än 0!

Så hur ser det ut i den vetenskapliga litteraturen? Vad blir resultatet när forskare, som ägnat sin karriär åt att studera kolcykeln, gör omvandlingar mellan Δ14C och 14C? Här är två exempel, som båda ger stöd för Mats uppfattning.

Ingeborg Levin och Vago Hesshaimer, RADIOCARBON – A UNIQUE TRACER OF GLOBAL CARBON CYCLE DYNAMICS, Radiocarbon Vol 42, Nr 1, 2000.
 
Kim I. Currie, Gordon Brailsford, Sylvia Nichol, Antony Gomez, Rodger Sparks, Keith R. Lassey and Katja Riedel. Tropospheric 14CO2 at Wellington, New Zealand: the world’s longest record. Biogeochemistry 2009.
Uppdatering: Vi kan skriva om formeln för Δ14C som:

   Δ14C = ([14Cprov/14Cstandarprov] / [12Cprov/12Cstandardprov] - 1) x 1000

vilket ger 

  [14Cprov/14Cstandarprov] =   [12Cprov/12Cstandardprov](Δ14C/1000 + 1)

Om t ex [12Cprov/12Cstandardprov] = 1,25 och Δ14C = 100 vilket ungefär är läget idag, så får vi

   [14Cprov/14Cstandarprov] = 1,375

dvs det finns 37,5% mer 14C idag än innan bombproven. Den intresserade läsaren kan roa sig med att räkna ut motsvarande värde vid tiden för toppen på bombkurvan.

Uppdatering 2013-10-18: På Klimatupplysningen (sic) har Pehr Björnbom ett klargörande om Gösta Petterssons presentation av bombprovskurvan:

Enligt Björnbom så har skalan ingenting att göra med mängden/andelen 14C innan bombproven. 0% betecknar helt enkelt den nivå som 14C-halten planar ut mot efter bombproven, vilket ungefär motsvarar 100-linjen i figur 2 b från Levin och Hesshaimer (se ovan). "Kvarvarande del" (på y-axeln) ska alltså inte tolkas som "den del av 14C som tillfördes av bombproven  som finns kvar i troposfären". Det som i bildtexten omtalas som "relaxationen av det överskott av C14-koldioxid som de ovanjordiska kärnvapentesterna gav upphov till" avser alltså inte den totala mängd 14C som tillfördes av bombproven, utan något annat. Hur kurvan för Bernmodellen passar in i denna skala framgår dock inte, och kommer tyvärr nog aldrig att framgå.

Vi förhåller oss skeptiska.  Men vi är nyfikna på hur Gösta Petterson kommer att reagera. I sin bok Falskt Alarm, som bilden är tagen ifrån, skriver Gösta explicit:
"IPCC hävdar att de sista 20 procenten av ett utsläpp kan stanna kvar i luften i många tusentals år. Bombprovskurvan visar att det redan efter 45 år återstår mindre än 5% av ”engångsutsläppet” av C14-koldioxid."
Det stämmer ju inte precis överens med Björnboms tolkning.

Uppdatering 2013-10-22: Gösta Pettersson har nu tagit till sig Mats Almgrens kritik, och korrigerat sin 14C-kurva.

22 kommentarer:

  1. Också jag har läst Pehrs intressanta inlägg idag på SI, som du, Lars, berör i ditt tillägg. Pehr är tydligen en känslig person, så det är bäst att vara försiktig med ordvalet. Jag fäste mig särskilt vid att han så detaljerat visade hur han menat, tolkat, eller trott att Gösta resonerat. Men Gösta har väldigt tydligt redogjort för det i sin skrift. Jag har nu läst första kapitlet av engelska versionen av "Falskt Alarm".
    Låt mig först säga att det är välskrivet, och att de anpassningar som Gösta redogör för är utförda av en som väl begriper vad han gör. Jag har absolut inget att anmärka på det. Problemet är bara, som jag framfört så många gånger förut, att han gör en felaktig omräkning från ∆C14 till vad jag kallat ∆n14. Om han hade gjort det på korrekt sätt, skulle han - och det tycks Pehr nu gå med på - kommit fram till en kurva ungefär som den som visas i Figur 2b här ovan, som också Pehr återger.
    Jag är helt övertygad om att Gösta inte skulle göra med dessa data det som det Pehr beskriver. Och av Göstas egen beskrivning framgår det klart att han inte arbetat med den kurvan.

    Låt mig belysa detta med längre citat ur Göstas kapitel. Om dataomräkningen skriver han
    ”To facilitate comparison with relaxation functions proposed to describe the removal of emission pulses of anthropogenic carbon dioxide, data points in Fig. 1 were corrected for the dilution effect using the Keeling curve as a record of the time-dependence of the concentration of C12-carbon dioxide. The corrected data points were then rescaled so that they correspond to the remaining fraction of the anthropogenically produced excess of airborn radiocarbon. August 1963 (the sampling period 630729–630805 [7]) was set to zero reaction time. The excess of C14-carbon dioxide at that time (∆C14 = 951 ‰) was assumed to define 100% of the anthropogenic emission pulse. The corrected and rescaled data series thus obtained is shown in Fig. 2 and will be referred to as the ‘bombtest curve’.”

    Här är det klart att nollan på skalan är förhållandena före bombproven. Maximumvärdet stämmer med det,

    Om anpassningarna skriver han:

    ”Regression analysis of the bombtest curve established that it can be satisfactorily described in terms of a single-exponential regression function such as Eqn. (2). Adding a second tunable exponential term to the regression function did not result in any statistically significant improvement of fit. A fit of Eqn. (3) failed to provide any statistically significant estimate of Keq, but indicated that its value is closer to zero than to 0.05. The red curve in Fig. 2 represents the best-fit of Eqn. (3), as calculated with the presumption that Keq = 0.015. It corresponds to a relaxation time of 14 (± 1) years.”

    Eq 2 beskriver en enkel exponentialfunktion, utan konstant term. Anpassning till en sådan förutsätter att nollnivån är känd, Eq. 3 är en exponentialfunktion plus en konstant term. Det är genom en sådan anpassning nollnivån skulle kunna bestämman, enligt Pehr tolkning. Men Gösta får ingen statistisk säker uppskattning av den termen, utom att den är liten. Så det är alldeles klart att han inte har gått tillväga så som Pehr menar. Ingen med erfarenhet av anpassningar av exponentialfunktioner till data som dessa skulle ha försökt sig på ett sådant tillvägagångssätt. Sådan erfarenhet har nog Gösta, och det har jag med.

    SvaraRadera
    Svar
    1. Ja, Pehr är en känslig själ, men tydligen inte tillräckligt känslig för att avvisa den kommentar (#7) som säger om UI: " De framstår mer och mer som något slags ”Schlägertruppe”, klimathysterins Sturmabteilung eller spanska inkvisition om ni vill."

      Men det är väl snarare rent hatprat än ad hominem, så det går väl bra.

      Radera
    2. Du kanske skulle fråga Gösta om vad han gjort och menar istället för att spekulera här. Finns det plats för en artikel i detta forum av Gösta kanske?

      Radera
    3. Jag tycker att det är glasklart att Gösta inte har gjort som Pehr nu tolkar det. Men Gösta kommer säkert snart att förklara sig i ett inlägg på KU.

      Radera
    4. Du tycker inte det finns anledning att tala med honom istället för om honom?

      Radera
    5. Vi talar (eller skriver) inte om Gösta som person, utan om vad Gösta ha skrivit i sin bok och på Klimatupplysningen. Och där framgår det tydligt att Gösta anser att 'efter 45 år återstår mindre än 5% av ”engångsutsläppet” av C14-koldioxid.' Vi kan med säkerhet säga att det är fel, för om man korrigerar för 12C-ökningen så motsvarar Δ14C = 0 en ökning av 14C på runt 25%, och nu är Δ14C > 0.

      Detta innebär också att Göstas jämförelse med Bernmodellen blir fel. Detta är ingen liten sak.

      Det är också tydligt från det senaste KU-inlägget att Björnbom har insett misstaget (alternativt har missförstått Gösta hela tiden) och att han nu försöker skyla över och förringa det hela, och avleda med exklamationer om "försåtliga ad homineminsinuationer " o dy. KU har haft en lång rad med inlägg om det här, och nu står man där med skägget i brevlådan.

      Men jag kan lova dig en sak: Björnbom & co kommer aldrig att medge att de har misstagit sig. De kommer aldrig att för in några rättelser. Detta kommer aldrig att hända, oavsett hur solklart fallet är.

      Radera
    6. Det kan tilläggas att bombproven orsakade ungefär en fördubbling av 14C-halten på NH (något mindre på SH), så '5% kvar' skulle motsvara ungefär '5% högre halt 14C än innan bomproven'.

      Radera
    7. Det är också intressant att se att inlägget ovan är ett svar på ett tidigare inlägg i KU, av detta kan man dra flera slutsatser;
      1) Ni har tappat initiativet i debatten.
      2) Ni är inte för en öppen debatt i detta forum där ni låter Gösta få förklara sin modell utan ni hemfaller i stället till era tolkningar av Göstas teori med motivet att man kan läsa i KU vad Gösta tycker. Uppseendeväckande av en organisation som jag antar vill locka så många som möjligt att ta del av sina teorier och åsikter samt därmed inte locka läsare till KU.
      3) Ni har mycket att lära om hur Public Relations fungerar. Jag skulle t.ex. bli förvånnad om inte er första reaktion på detta inlägg är indignation över att någon påpekar era tillkortakommanden.

      Om ni fortsätter på inslagen linje kommer ni också att fortsätta med att få en tiondel eller mindre av de kommentarer och läsare som KU har. Märklig strategi för en förening som er.

      Radera
    8. Vi har inte på något sätt förhindrat Gösta att förklara vad han menar.

      Än en gång, så här skriver Gösta i sin bok:

      "IPCC hävdar att de sista 20 procenten av ett utsläpp kan stanna kvar i luften i många tusentals år. Bombprovskurvan visar att det redan efter 45 år återstår mindre än 5% av ”engångsutsläppet” av C14-koldioxid."

      Varsågod och försök ge en alternativ tolkning av vad det betyder.

      Vi förutsätter att Göstas förmåga att kommunicera är sådan att han inte skriver tvärt emot vad han menar. Han är trots allt professor. (Björnbom verkar inte ha samma förtroende för Gösta.)

      Radera
    9. @Lars Karlsson, 11:15

      Det verkar som om GP nu inser att han räknat fel och ber väldigt tydligt om ursäkt samtidigt som han tackar MA för hjälpen. Räknas GP in under "Björnbom & co" enligt dig således?

      Ser dock ändå ut som att korrektionen inte gör att Bernmodellen stämmer särskilt väl med uppmätta värden? Går det att flytta sakdebatten ytterligare lite framåt vore det intressant (iaf för en som knappt klarar av att begripa vad detta handlar om). Om den korrigerade figuren som GP gjort stämmer kanske det finns tilläckligt för en artikel trots allt? I så fall kanske ni kan hjälpas åt och så har UI helt plötsligt bidragit till att flytta forskningsfronten på allvar.

      Radera
    10. Jag är glad att jag hade fel om Gösta, som är värd respekt för sin ursäkt. Det blir intressant att se på övrigas reaktioner.

      Min gissning angående förklaringen till den återstående avvikelsen från Bernmodell-kurvan är att den senare involverar mycket större mängder CO2 (en dubbling har jag för mig), och att detta påverkar havens buffringskapacitet, temperaturen mm. C14-kurvan är från en period då CO2 har ökat med c:a 25%.

      Man ska också komma ihåg att man använde 14C-data då man utvecklade modellen.

      Radera
    11. @Lars 14:25

      "Jag är glad att jag hade fel om Gösta, som är värd respekt för sin ursäkt."

      För att vara lite petig tycker jag att du gott kunde be GP om ursäkt också? Du antydde ju trots allt att han aldrig skulle ändra sig och nu är motsatsen bevisad.

      Angående vad Bernmodellen är baserad på så kanske vidare efterforskningar kan ge frukt? Samarbetet mellan MA och GP verkar i alla fall ha resulterat i en kurva som visar sig diffirentiera från best knowledge? Vore synd om detta skulle sluta nu efter att ett konstruktivt debattklimat äntligen infunnit sig.

      Radera
    12. Om nu Gösta hittat något exceptionellt varför har han inte publicerat det i en vetenskaplig tidskrift så att det blir ordentligt granskat och behandlat. Att försöka gissa sig till vilka beräkningar Gösta gjort och inte gjort (hur är det till exempel korrigerat för förändring i C12?) känns föga värt tiden då C14 redan behandlas och diskuteras i den vetenskapliga literaturen (se tidigare referenser och tex denna jag påpekade för SI för flera år sedan http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/6712/ . Ut över det så kan man också använda andra isotoper och element för att försöka förstå kolcykeln, något vi på UI redan skrivit ett antal inlägg om...

      Men bara för att kan man väl nämna att C14 och C-tot som redan påpekats, och gjort att Gösta fått ändra sig, har olika beteende främst eftersom deras jämnvikter och förhållanden till olika reservoarer förändrats olika ... detta gäller inte bara för biosfären utan också för utbytet med olika vattenreservoarer etc..

      Radera
    13. Gösta, om du läser detta: förlåt för att jag trodde att du aldrig skulle ändra dig.

      Den "nya" kurvan är inte särskilt annorlunda från dem som återges i mitt inlägg.

      Radera
    14. @Lars:
      Vet inte om du var ironisk nu? Det går iaf hem dåligt över internet. Jag tolkar det som att du, när du blivit motbevisad, återigen gör ett drygt inlägg. Synd efter GPs rätt anspråkslösa ursäkt.

      Dock väldigt bra av dig om den kurvan du återgav tidigare är lik GPs nya kurva. Du ser dock i så fall ingen kontrovers mot Bernmodellen? Flera av kommentatorerna på den andra siten verkar tycka att detta ändå inte förändrar särskilt mycket i sakkritiken mot estimat av CO2 uppehållstid i atmosfären?

      Alltså, med GPs nya kurva med rätt beräkningsmodell av delta-C14 så är allt helt i linje med IPCCs modeller och är ointressant för forskningsfronten?

      Radera
    15. Nej, jag var inte ironisk, så nu är det din tur att be om ursäkt.

      Om GP vill testa Bernmodellen mot observationer, så bör han göra det med samma villkor som har observerats (gradvis ökning av 12C, 14C-spik från bombtester).

      Radera
    16. Gustav läste du mitt inlägg?

      Radera
    17. @Lars:

      OK! Beklagar uppriktigt om du var seriös. I min värld så ber man inte om ursäkt på det sättet. Hur tycker du nedanstående ursäkt ser ut?

      Lars, om du läser detta (snott från Nostradamus*): jag ber om ursäkt för att jag hade förutfattade meningar om dig. Jag hade egentligen ingen grund att tro att du aldrig skulle ändra dig annat än att det verkade som om dina teorier antydde att det fanns saker som inte stämde angående CO2 uppehållstid i atmosfären.

      *Det är klart han läser detta, och om inte så spelar det ändå ingen roll. Nostradamus förutspådde exempelvis att någon skulle bryta sig in i hans grav och stjäla hans förutsägelser om framtiden... Ja om inte någon stulit hans skrifter så hade ingen läst dem. Alltså en rätt säker profetia!

      @Magnus:
      Ja varför publicerar inte GP i peer review? Inte vet jag men det ska vara möjligt att diskutera vetenskap även om det inte är peerat. Vem vet hur GPs situation ser ut? Han kanske vill tjäna pengar på sin bok? Eftersom han är pensionär är utkomsten av att publicera i vetenskapliga tidskrifter mindre? Han kanske har en vilja att påverka andra delar än de strikt vetenskapliga- exempelvis den allmänna opinionen eller politiker? Finns miljarder skäl till att han inte publicerar i peer review.

      Och för den delen, det är knappast som att det hade hjälpt honom särskilt mycket på denna blog. Hade han fått in en artikel i någon tidskrift så tror jag att ni ändå inte hade bugat er för hans hypoteser. Här alltså min tur att avslöja förutfattade meningar om några av skribenterna på UI som jag såklart hoppas visar sig fel: exempelvis de gamla trådarna om de utsläppsscenarier IPCC använt sig av. Är de realistiska? Inte alls enligt peerad litteratur (http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11053-010-9113-1) men absolut enligt skribenterna på UI! De nya utsläppsscenarierna ser dessvärre ännu värre ut i utkastet till AR5...

      Radera
    18. Gustav,
      Som du förhoppningsvis redan vet har jag linkat till annan granskad forskning som säger annorlunda och de nya scenarierna är också publicerade vetenskapligt. Vill du diskutera detta och har något nytt att komma med så är du välkommen i den tråden (där för övrigt den länk du anger diskuteras).

      Vetenskap och forskning fungerar genom att man publicerar sig vetenskapligt dels för att det ger en första granskning av det man vill visa men också för att det ska ske i en som gör det lätt att komma framåt och vidare och inte fastna i gamla myter (Så som man gjort i Stockholmsinitiativet). Vill man då påverka den vetenskapliga litteraturen och den vetenskapliga debatten gör man det genom att publicera sig vetenskaplig, i alla fall om man har så revolutionerande ståndpunkter som Stockholmsinitiativet. Den vetenskapliga metoden har varit så framgångsrik att staten anser att man bör spendera stora summor på den varje år... Annars kunde vi lika väl alla ha vår egen åsikt på vår egen lilla blogg... och tycka fritt... kanske kunde alla få en liten peng från staten för att forska.

      http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_method

      Radera
  2. Många kommentatorer på KU har påpekat att C14-molekylerna från bombproven snabbt byts ut mot C12-molekyler så därför försvinner bombprovens C14 snabbt ur atmosfären. Bernmodellen däremot visar något annat, att atmosfären får ett stort tillskott av koldioxid, fördubbling eller ändå mera. Därför kan bombkurvan inte överensstämma med Bernmodellen.

    SvaraRadera
    Svar
    1. Men C14-halten har långt ifrån återvänt till nivån innan bombproven (det har t o m Björbom insett), så det argumentet håller inte.

      Radera
  3. Att "klimatupplysningen" inte klarar grundläggande geokemi har vi påpekat tidigare också:
    http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2009/06/stockholmsinitiativets-vetenskap.html och diskussionen där i. Att se dem fortsätta slingra sig utan att kunna publicera sina minst sagt revolutionerande upptäckter börjar bli mest komiskt. Tack och lov så tycks de har straffat dem ut ur debatten då de knappast dyker upp längre i media.

    SvaraRadera

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