Eternal sunshine of the spotless mind

Då var det dags igen. Experimentet med stort E eller dataanalysen med stort D som en gång för alla bevisar att den samlade klimatforskarkåren har fel. Vi som följt debatten ett tag vet att detta sker lite då och då. Sedan glöms det bort och något annat experiment eller annan dataanalys tar vid som det nya svarta. 

Nu är det en artikel av Henrik Svensmark och medarbetare som är föremålet för euforin. Trots att den inte (ännu) passerat peer-review (sakkunniggranskning) finns det ingen hejd på vilken betydelse artikeln har enligt vissa.

Vad handlar det om? Jo, forskarlaget har utfört experiment på partikelbildning i en kammare där svaveldioxid omvandlas till svavelsyra . Problemet med att tolka studien är att gasblandningen och övriga förhållanden i kammaren har distinkta skillnader mot de som råder i jordens verkliga atmosfär. När röntgenkällan startas ökar joniseringen från bakgrundsnivån på 3 jonpar per kubikcentimeter och sekund till 60 jonpar per kubikcentimeter och sekund. Denna tjugifaldiga ökning leder i experimentet till en ökning av partikelkoncetrationerna på ungefär 20%. I verkligheten varierar flödet av kosmiska strålar, och därmed joniseringen, med ungefär ± 10% mellan topp och botten i solcykeln. Den långsiktiga förändringen är mycket lägre än så. Det finns  anledning att tro att om realistiska ändringar i jonisering hade använts, då hade effekten försvinnit i det avsevärda brus som syns i resultaten.

Dessutom är koncentrationen av svaveldioxid mycket högre än vad den är där Svensmark själv anser att joninducerad nukleation borde vara betydelsefull, nämligen över värlshaven¹. Forskarna beskriver själva att deras resultat strider mot väl beprövade teorier om hur populationer av aerosolpartiklar beter sig och försöker förklara detta med ökad produktion av svavelsyra med hjälp av joner. Den orealistiskt höga produktionen av svavelsyra kommer alltså inte bara in en gång, utan två.

Slutsatsen är att den effekt som beskrivs i experimentet med stor sannolikhet är obetydlig i atmosfären. Artikeln kanske kan vara intressant som kuriosa, men den kommer inte förändra klimatvetenskapen och kommer snart vara bortglömt. Men vad gör det? Ingemar Nordin och hans gelikar hittar bara en ny tuva som låte dem slippa insikten om att det faktiskt är människoskapad koldioxid som orsakar den pågående uppvärmingen.

¹ Se exempelvis Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change.

Uppsalainitiativet i NWT: Vilt viftande kring klimatforskning

Återpublicerar min debattartikel i NWT publicerad den 12/9

Svar till Sture Åström (NWT 5/9)

I sin debattartikel den 5 september använder Sture Åström en nyligen utkommen artikel i Nature av Jasper Kirkby m fl [1] som hävstång för ett angrepp på klimatvetenskapen och IPCC. Åström skriver att resultaten av det rapporterade experimentet CLOUD utgör bekräftelsen på teorin om klimatpåverkande molnbildning via kosmisk strålning föreslagen av den danske forskaren Svensmark.

Det är dock inte vad huvudförfattaren till artikeln själv anser. Kirkby har förklarat sin syn på det genomförda experimentet i bland annat en intervju för Nature News: ”För tillfället säger den faktiskt ingenting om den möjliga effekt kosmisk strålning har på moln och klimatet, men det är ett viktigt första steg... Det finns en rad mätningar som vi måste göra och som kommer att ta minst fem år. Men till slut så vill vi avgöra det på ett eller annat sätt.”

Inte ens Svensmark drar samma drastiska slutsatser som Åström utan har en betydligt mer realistisk syn på resultaten: ”Det finns förstås många saker att utforska, men jag tycker att kosmisk strålning/molnbildnings-hypotesen löper samman med verkligheten.” Så långt kan vi alltså konstatera att Åström drar helt andra slutsatser än de inblandade forskarna själva. Men det blir än märkligare.

Åström avslutar med påståendena ”Bluffen om koldioxidens klimatpåverkan har punkterats. Det borde vara en av decenniets största nyheter. Svensmark förtjänar nobelpriset i fysik. IPCC bör läggas ner.” Den första meningen är ett grovt felslut även utifrån Åströms egna utgångspunkter. Den väl belagda växthuseffekten av koldioxid påverkas inte av en molnbildning via kosmisk strålning. Lika lite som Magnecyl slutar fungera bara för att Alvedon hjälper mot huvudvärk.

Även den sista meningen tyder på ett allvarligt missförstånd kring IPCC och dess uppdrag. IPCC har i uppdrag att sammanställa rådande klimatforskning för att på bästa sätt ge underlag för beslutsfattare och allmänhet. Förra rapporten kom 2007 och nästa rapport är under sammanställning och skall vara klar 2013[2].

De som gör sammanställningarna är aktiva forskare inom de olika områdena av intresse. Om forskningsläget förändras förändras innehållet i IPCC-rapporterna. Att lägga ner IPCC påverkar bara möjligheten att få en samlad bild av forskningsläget, inte forskningen själv. Om Svensmark förtjänar Nobelpriset får framtiden utvisa men Åströms vilda viftande är ingen seriös forskningsdebatt förtjänt av.

Anders Martinsson

______________________________ 

1) Se tidigare inlägg om resultaten från CLOUD.
2) Förtydligande: Arbetsgrupp I väntas vara klar September 2013 och hela rapporten hösten 2014

Servettfysik av Stockholmsinitiativet

Olle Häggström i kommentar till intervjun med P-O Eriksson i Ny Teknik:

Jag vet vad Eriksson grundar sig på i den frågan. Det är en uträkning som Gösta Walin, hans kollega i Stockholmsinitiativet, gjort. Det är en uträkning som får plats på en bordsservett.

Genom att ignorera såväl klimatsystemets tröghet som inverkan av andra faktorer än koldioxid kommer Walin fram till en grovt vilseledande siffra. Och med den tror sig Eriksson kullkasta vad hela den samlande klimatvetenskapen kommit fram till. Vetenskapligt omdömeslöst.

Kommentaren gäller den beräkning av klimatkänsligheten som Häggström tidigare kritiserat här.

Ny Teknik uppmanade i samband med intervjun P-O Eriksson att framföra sina tre bästa argument. Dessa är:

1. Jordens medeltemperatur har alltid varierat kraftigt av naturliga orsaker och kommer att fortsätta göra så. ... Ingen mänsklig aktivitet har påverkat tidigare dramatiska förändringar.
2. Koldioxid är jämfört med vattenånga en obetydlig växthusgas och har, på grund av den logaritmiska effekten, redan givit sitt största bidrag. Vattenånga och tillhörande molnbildning kan såväl stoppa direkt solinstrålning (avkylande) som stoppa utgående värmestrålning (uppvärmande). Inga datamodeller i världen kan beskriva detta och förutsäga framtiden och det då närmast ”ointressant” att med olika antaganden foga in koldioxidens inverkan på systemet.
3. Ett sista argument för att jaga koldioxid sägs vara ”försiktighetsskäl” och att vi ändå ska sluta förbruka våra fossila tillgångar. Min invändning är att de åtgärder som nu vidtas mot koldioxid ökar slöseriet

Att punkt tre inte har något med den vetenskapliga grunden för koldioxidens växthuseffekt att göra torde vara uppenbart. Punkt två är direkt strunt baserat på förvrängningar och amatörfysik av sämsta sort, så som Häggström påpekar i citatet ovan. Eriksson anför märkligt nog Henrik Svensmark som referens för punkten trots att Svensmarks hypoteser varken kan förklara senaste tidens temperaturhöjning eller säger det minsta om koldioxidens växthuseffekt. Återstår punkt ett och jag lämnar åter ordet till Häggström:

Med hans sätt att argumentera skulle man kunna påstå att eftersom stormar och andra naturliga fenomen utplånade skogar i förhistorisk tid så kan inte heller dagens kalhyggen ha något med mänsklig aktivitet att göra.

Aerosoler, moln och klimat: Kosmiska strålar I

Vi har i en tidigare post givit en introduktion till luftburna partiklars inverkan på väder och klimat. Efter vår post om solens inverkan är det nu dags att gå igenom de påstådda sambanden mellan kosmiska strålar och molnbildning, och därigenom vårt klimat.





Så som filmen demonstrerar krävs det partiklar som vattenånga kan kondensera på för att dimma eller moln ska bildas. Annars håller sig vattenångan övermättad i luften. Partiklar med egenskapen att vara "attraktiva" för vattenånga att kondensera på kallas molnnukleationskärnor (CCN, Cloud Condensation Nuclei). En viktig egenskap är att de inte får vara för små, en diameter runt 100-200 nanometer ett vanlig tröskelvärde. En stor del av antalet partiklar i atmosfären är så kallade sekundära partiklar, vilket avser att de är bildade genom kondensation av gaser. Exempelpå detta är organiska ämnen, som vid oxidation i atmosfären blir mindre flyktiga (dvs får lägre jämviktsångtryck), blir övermättade och tillsammans med vattenmolekyler kondenserar till fast fas eller vätska. Svaveldioxid som blir till svavelsyra och kväveoxider som blir salpetersyra kan gå samma öde till mötes.

Figur 1. Blåaktigt dis bestående av sekundära partiklar i Blue Mountains, Australien.

Nukleationshändelser
Dock bildas som regel inte nya partiklar kontinuerligt i atmosfären. Så länge bildandet av mindre flyktiga ämnen i luften sker tillräckligt långsamt och det redan finns partiklar kommer de bildade molekylerna att fastna på de redan befintliga partiklarna istället för att bilda nya. Under speciella mikrometeorologiska förutsättningar, med snabb oxidation och få redan befintliga partiklar, kan nya partiklar bildas i stort antal. Dessa sk. nukleationshändelser har observerats i vitt skilda miljöer, allt från finsk barrskog som är nästan helt opåverkad av mänsklig aktivitet till kraftigt förorenade områden som exempelvis Mexico City.

Både naturliga och människoalstrade ämnen deltar i dessa processer. Det som händer i grova drag är att molekyler klumpar ihop sig till kluster, som sedan växer till genom att fler molekyler fastnar på dem. Den detaljerade beskrivningen av processen är dock oklar, mycket beroende på svårigheter med mätteknik. Sedan många år tillbaka finns mätutrustning som klarar att räkna partiklar med diametrar ner mot ungerfär 3 nanometer, vilket möjliggjort den mycket stora mängd studier som forskare gjort, både i lab och i fält. Dock har dessa instrument inte kunnat följa av de första stegen hos en nukleationshändelse.

Joninducerad nukleation

Det finns problem med de teoretiska beskrivningarna av nukleationsprocesser. De modeller som används ger ofta alldeles för få partiklar jämfört med mätningarna. Något saknas i vår förståelse, helt enkelt. Forskare har föreslagit ett antal lösningar på detta, varav joninducerad nukleation¹ är en. Idén är att den elektriska överskottsladdningen hos joner i luften kan stabilisera små kluster av några få molekyler så att de kan fortsätta växa, en tanke som är väl förankrad i de modeller som beskriver sådana system. Det är välkänt att kosmiska strålar är en viktig källa till joner i atmosfären, så vi har ett tänkbart orsakssamband:

Kosmiska strålar -> joner -> kluster -> partiklar -> CCN -> molndroppar -> täta moln med lång livstid -> högre albedo -> nedkylning

Forskare i Köpenhamn (bland andra Henrik Svensmark) har genomfört laboratorieexperiment² som visar att droppar av svavelsyra och vatten bildas mer effektivt i närvaro av joner. Bevisar då det att koldioxiden saknar klimatpåverkan, att Köpenhamnsmötet bör ställas in och en rättegång bör inledas mot klimatforskarna?

Nej, inte riktigt så. I laboratorieexperiment försöker forskare bara variera ett fåtal parametrar, medan de andra hålls konstanta. På detta sätt kan ett samband härledas, men det gör också att resultaten inte utan eftertanke kan tillämpas på den komplexa situation som råder i den verkliga atmosfären. I fallet med de danska experimenten finns flera sådana problem. Koncentrationen av svaveldioxid är högre än vad den vanligtvis är i atmosfären och experimenten följer inte partiklarnas tillväxt upp till den storlek som krävs för att de ska vara aktiva i molnnukleation. Dessutom finns andra, mer beprövade, hypoteser om att organiska ämnen bidrar vid nukleationen.

Det tycks florera ett missförstånd bland så kallade "skeptiker" i klimatfrågan som gör gällande att medan alla andra forskare satt introvert och trixade med datormodeller, kavlade Svensmark upp ärmarna och började göra experiment. Så är naturligtvis inte fallet, det pågår massor med experimentell forskning om aerosolers bildning och tillväxt på många institutioner över hela världen.

Mätningar i atmosfären
Nyligen har finska forskare³ utvecklat en mätuppställning som kan detektera partiklar som är ännu mindre än 3 nanometer och även avgöra ifall dessa är laddade eller inte. Mätningar i Hyytiälä i den finska barrskogen visade att joninducerad nukleation spelade en underordnad roll. Givetvis måste fler mätningar i olika miljöer tillkomma för att kunna dra fullständiga slusatser. Partikelbildning har studerats i Hyytiälä sedan 1990-talet och nyligen har statistiska analyser av de eventuella sambanden mellan kosmisk strålning publicerats⁴. Inga eller mycket svaga samband hittades.

Satelliterna då, dom borde väl kunna säga något? Jo, Henrik Svensmark med medarbetare har genom åren föreslagit ett antal olika korrelationer mellan kosmiska strålar och olika parametrar som beskriver aerosoler och moln. Dessa har granskats av andra forskare och har funnits vara falska eller spuriösa. Nu har en ny artikel⁵ publicerats där drastiska minskningar i flödet av kosmiska strålar på grund av händelser på solen kopplas till minskad molnighet. En annan studie⁶ visar ingen, eller ytterst liten, effekt av samma händelser.

Vi kan alltså dra slutsatsen att beläggen för en kraftig inverkan av kosmiska strålar på väder och klimat på Jorden är spretiga och ganska svaga. I en kommande post tänker vi ta upp frågan om hur väl den på pågående uppvärmningen kan beskrivas av förändringar i flödet av kosmiska strålar.

Referenser:1. Enghoff och Svensmark, 2008, Atmos. Chem. Phys., 8, 4911–4923.
2. Enghoff mfl., 2008, J. Phys. Chem., 112, 10305–10309.
3. Kulmala mfl., 2007, Science, 318, 89-92.
4. Kulmala mfl., 2009, Atmos. Chem. Phys, Discuss. 9, 21525–21560.
5. Svensmark mfl., 2009, Geophys. Res. Lett., 36, L15101.
6. Kristjánsson mfl., 2008, Atmos. Chem. Phys., 8, 7373-7387.

Stjärnorna kvittar det lika

I sin artikel med den måttligt ödmjuka titeln Cosmoclimatology: a new theory emerges beskrev Henrik Svensmark 2007 sin hypotes om hur kosmisk strålning från Vintergatan, modererad av Solens aktivitet, påverkat klimatet under årtionden, århundraden och årtusenden men även på skalor på miljoner år. Samma "teorier" har han argumenterat för i sin bok The Chilling Stars: The new theory of Climate change. Vi har nyligen tagit upp senaste decenniernas uppvärmning i detta sammanhang (och mer kommer). Låt oss vända oss till årmiljonerna denna gång.

I sin "nya teori" visar Svensmark en korrelation mellan passagen av spiralarmar och kalla perioder i Jordens historia.¹ Tanken är att den ökande kosmiska strålningen från unga heta stjärnor i spiralarmarna påverkar Jordens via ändringar av molnighet. Den astronomiska bakgrunden är att solen och andra stjärnor rör sig relativt spiralarmarna i Vintergatan. Både armar, som består av ansamlingar av stoft och är områden med stjärnbildning, och stjärnor roterar runt galaxens centrum men med lite olika hastighet. Solen passerar alltså genom armarna på sin 250 miljoner år långa resa runt Vintergatans centrum.

Korrelation mellan spiralarmspassage och klimat ur Svensmark 2007

Då denna hypotes lanserades var vår kunskap om Vintergatan begränsad och spiralarmarnas utsträckning med mer dåligt kända vilket ger utrymme för anpassningar av positioner och passertider. Beräkningarna av spiralarmspassagerna som ligger till grund för Svensmarks artikel är också till stor del baserade på antagandet om klimatinfluens. Ett farligt sätt att bedriva hypotesprövning.

De senaste åren har vår kunskap om Vintergatan ökat dramatiskt. Tidigt i våras kom tex. resultaten av en stor modern radioteleskopundersökning av Vintergatan som förbättrade och förändrade bilden. Man fann bland annat att galaxen har 50% större massa än man tidigare uppskattat och har fyra istället för två huvudarmar.

Så hur stämmer Svensmarks hypotes med den nya astronomiska kunskapen? Detta har en grupp astronomer nu undersökt² och svaret är, inte alls. Med deras egna ord i abstract:

We re-examine past suggestions of a close link between terrestrial climate change and the Sun’s transit of spiral arms in its path through the Milky Way galaxy. These links produced concrete fits, deriving the unknown spiral pattern speed from terrestrial climate correlations. We test these fits against new data on spiral structure based on CO data that does not make simplifying assumptions about symmetry and circular rotation. If we compare the times of these transits to changes in the climate of Earth, not only do the claimed correlations disappear, but also we find that they cannot be resurrected for any reasonable pattern speed.

Bilden astronomerna får fram av klimatförändringar och spiralarmar är denna:

Kommer detta att övertyga Svensmarks fan-club om svagheterna i hans hypoteser? Knappast, vilket kommentarerna lär visa...

1) Upphovsmannen till hypotesen om spiralarmarnas klimatinflytande är dock Nir Shaviv.
2) Läs hela manuskriptet på arXiv.

Nils Ferlin: Stjärnorna kvittar det lika

Allt beror såklart på Solen!

Utan Solen hade Jorden inte funnits. Utan Solen hade komplext liv inte kunnat uppstå. Utan Solen hade vi inte haft någon vind. Utan Solen som föder växter hade vi förmodligen inte haft något fritt syre att andas. Utan Solen som avdunstar vatten hade det inte funnits någon vattencykel: Inga moln, inget regn, inget väder. Utan Solen skulle allt vatten på jorden vara is. Utan Solen hade vi inte haft något ozonlager, men utan Solen hade vi förmodligen inte behövt något.

Allt detta är självklart, uppenbart.

Det är alltså helt naturligt att fundera över om inte den pågående uppvärmningen av jorden också beror på Solen. Utan Solen hade vi inte haft någon uppvärmning, men det vore också det sista vi borde oroa oss för.

Här har vi alltså en testbar hypotes: Om mängden strålning som träffar Jorden har ökat kan det förklara varför jorden blivit varmare. Om man tror att Solen orsakat den förhöjda uppvärmningen måste man också kunna visa att instrålningen från Solen har ökat. Om instrålningen av solenergi inte har ökat kan alltså solen inte vara ansvarig för den ökande temperaturen på Jorden.

Fig 1. Solfläckar per år (svart) och per månad (rött) sedan 1700.

Solens utstrålning varierar i cykler om 11 år, solfläckscykeln. I likhet med planeterna har även Solen ett klimat och ett väder, drivet av magnetiska strömningar. När Solen utstrålar mer energi tar Jorden emot mer energi och blir varmare. Men om Jorden istället blir bättre på att ta vara på energi den tar emot, blir Jorden också varmare.

Hur ligger det till då? Beror den nu pågående uppvärmningen på att Solen blivit varmare?

Fig 2. Solaktivitet jämfört med uppvärmningstrenden.

Om Jordens nuvarande uppvärmning hade berott på Solen borde båda kurvorna visa en uppåtgående trend. Istället stiger temperaturen, medan solaktiviteten pendlar i sin elvaåriga cykel. Det betyder att Solen inte är ansvarig för dagens uppvärmning. Något annat är ansvarigt.

Den danske fysikern Henrik Svensmark menar att förhöjd solaktivitet skulle minska instrålningen av kosmisk strålning, vilket skulle kunna leda till minskad molnbildning och ett sänkt albedo hos atmosfären, så att temperaturen stiger. Men eftersom solaktiviteten inte förändrats anmärkningsvärt, faller även den hypotesen.

Uppdatering 14 okt:

Eftersom de kosmiska strålarna diskuteras i kommentarerna presenterar vi ett diagram över uppmätt kosmisk strålning från en neutronräknare i Calgary, Kanada. En samling av olika mätningar av kosmiska strålar finns här.

Källor:
BBC: 'No Sun link' to climate change
NASA: Deep solar minimum
Fig 1 credit: SIDC, RWC Belgium, World Data Center for the Sunspot Index, Royal Observatory of Belgium, `1700-2010'.
Fig 2 publicerad med vänligt samtycke från SkepticalScience.