De efterhängsna vulkanerna

Då och då har jag nöjet att komma ut bland folk och prata om växthuseffekten och den globala uppvärmningen. De senaste gångerna har flera personer ur publiken kommit fram till mig efteråt och frågat om inte vulkaner släpper ut mycket mer koldioxid än vad människor gör. Att denna fråga återkommande dykt upp på senaste tiden har slagit mig som lite udda. Är det bara en slump, eller är det någon gammal efterhängsen klimatmyt som väckts till liv där ute någonstans?

Svaret är nej. De årliga utsläppen från vulkaner ligger i dagsläget på någonstans runt 1% av de mänskliga utsläppen. Detta har vi skrivit om tidigare, läs här.

Vår röda grannplanet Mars har försumbara mängder
växthusgaser i atmosfären, och är en kall och öde plats.

Men vulkaner är ett spännande naturfenomen som definitivt spelat roll för jordens klimat. Sakta men säkert pågår en process då kol lagras i geologiska reservoarer genom vittring av jordskorpan och karbonatsedimentation i djuphaven. Här pratar vi långa tidsskalor. Detta är en del i den naturliga kolcykeln, och det som återför kolet till atmosfären är vulkaner. Utan vulkaner hade vi inte haft något liv på jorden, eftersom växthuseffekten hade varit för svag. Det hade varit för kallt för enkla organismer att börja utvecklas.

Vulkaner har antagligen spelat roll för många klimat­förändringar i jordens historia. För ungefär 56 miljoner år sedan (under det paleocena-eocena temperatur­maximumet) injicerades gigan­tiska mängder koldioxid i atmosfären, och temperaturen steg med 5-8°C på "kort" tid. Vid denna tid fanns det inte någon is alls vid polerna. Det är inte entydigt fastställt vad orsaken till kol­dioxid­utsläppen var, men troligtvis var vulkanisk aktivitet åtminstone en bidragande faktor. Denna period är den senaste i jordens historia som möjligen kan mäta sig med hur snabbt koldioxidhalten ökar i dags­läget.

Istider har kommit och gått under de senaste par miljoner åren.

Sedan ett par mil­joner år tillbaka är vi inne i en lite kallare fas (den geologiska period som kallas Kvartär) och is­tider kommer och går i regel­bundna cykler. De stora inlandsisar som återkommande har brett ut sig över Nord­­europa och Nord­amerika har läm­nat spår efter sig, i form av t.ex. stora utspridda sten­block. Andra udda inslag i landskapet är jättegrytorna, de stora urholk­ning­arna i bergen som man trodde var jättarnas kokkärl. De bildades genom att stenblock kilades fast i sprickor i berggrunden. Vatten som forsade förbi när inlandsisen så småningom smälte satte snurr på stenarna som gradvis gröpte ur berget. Redan under första halvan av 1800-talet fanns idéer om att detta var tecken på att det hade funnits en istid, eller till och med flera istider. Men det dröjde flera årtionden, till 1870-talet någonting, innan istids-teorin var fullt ut accepterad i vetenskapssamhället.

Svante Arrhenius var den förste att förutspå en global 

uppvärmning till följd av koldioxidutsläpp från fossila bränslen. 

Ett varmare klimat såg han som något positivt.

Flera sena 1800-talsforskare försökte hitta en förklaring till hur istiderna hade kunnat komma och gå som de hade gjort. Kunde vulkaner ha ett finger med i spelet? Vår egne Svante Arrhenius är känd för att räkna ut hur mycket tem­pera­turen skulle stiga vid en fördubblad koldioxid­halt i atmos­fären. Det är en viktig faktor i dagsläget för att förutsäga fram­tida klimat­för­änd­ringar, men Arrhenius stora in­tresse låg i att förstå just istids-mysteriet, och la fram idén att koldioxid hade spelat en viktig roll. Andra samtida veten­skaps­män hade varit inne på att solen kanske varierat i styrka, eller att geologiska hän­delser kunde ha ändra på mönstret av havsströmmar. Detta imponerade inte på Arrhenius. En förändring av växthuseffekten var mycket mer troligt, tyckte han. En istid hade kunnat sättas igång genom att atmosfären plötsligt fick en minskande kol­dioxidhalt, om till exempel kol bands som karbonater i högre takt än normal. Och vice versa: utträdet ur en istid kanske berodde på att massa koldioxid på något sätt hade släppts ut i atmosfären, till exempel under en period av kraftig vulkanisk aktivitet.

Varmt vatten håller mindre koldioxid än kallt vatten.

Svante Arrhenius hade rätt i att förändrad växthuseffekt var avgörande för istidscyklerna, men idag är den allmänna uppfattningen att det är de så kallade Milankovitch-cyklerna (periodiska förändringar i jordens rörelse runt solen) som triggar igång det hela. Om t.ex. jordens axel lutar extra mycket så att norra halvklotet får ovanligt mycket sol på sig under sommaren, då kan isen smälta så sakteliga och en uppvärmning komma igång. Åter­kopplingar i kolcykeln förstärker sedan en initial temperatur­förändring. Till exempel kan inte lika mycket koldioxid lösas i haven längre om de blir varmare. Koldioxid avges då till atmosfären och ökar på växthuseffekten, vilket ytterligare späder på uppvärmningen.

Den klimateffekt som oftast associeras med vulkanutbrott är egentligen något helt annat. Förutom koldioxid sprutar vulkaner också ut massa små luftburna partiklar. Om det är ett kraftigt vulkanutbrott kan dessa partiklar kastas ända upp i stratosfären där de kan stanna kvar i flera år och sprida sig runt jorden. Dessa partiklar reflekterar bort en del av solinstrålningen, vilket har en avkylande effekt på jorden. När Pinatubo hade ett massivt utbrott 1991 sjönk den globala medeltemperaturen med 0,5°C under ett par år.

Det mesta av detta har vi skrivit om tidigare, så i detta inlägg har jag hållit mig på en lite mer ytlig och lättsam nivå.

Läs här om vulkaners utsläpp av koldioxid.

Läs här om hur snabbt koldioxidhalten ökade under det paleocena-eocena temperatur­maximumet.

Läs här om istider, klimatförändringar och återkopplingar.

Läs här om när vi kan förvänta oss nästa istid.

Läs här om att härma vulkaner och på konstgjord väg injicera svavelpartiklar i stratosfären för att kyla av jorden och motverka den globala uppvärmningen.

Uppsalainitiativet i Norrbottenskuriren: "Fullt av argumentationsfel"

Uppsalainitiativet svarar på Anders Edwardsson krönika i Norrbottenskuriren

På kurirens ledarsida den 15 augusti skriver Anders Edwardsson att Ian Plimers bok Heaven and Earth förmodligen kommer att gå till historien som början till slutet för växthusteorin. Redan i andra meningen är han ute och virrar. Växthusteorins ursprung hittar vi redan runt 1820 då Joseph Fourier visade hur en atmosfär kan värma en planet. Den svenske nobelpristagaren Svante Arrhenius vidare-utvecklade sedan teorin 1896 då han försökte beskriva hur koldioxid i atmosfären kraftigt skulle kunna förändra temperaturen på jorden. Under de följande dryga 100 åren har "växthusteorin" etablerats och förbättrats.

Att människan har en stark påverkan på den globala temperaturen råder det ringa tvivel om. De tillgängliga vetenskapliga publikationerna som finns har sammanställts av FNs klimatpanel IPCC och dessa målar en tydlig bild av hur människan påverkar klimatet.

Huvuddragen i IPCCs rapporter stöds av alla vetenskapliga akademiker i hela världen, som uttalat sig i frågan. Dessutom gjordes år 2005 en genomgång av närmare 1.000 vetenskapliga artiklar i ämnet, publicerade i granskade publikationer, av den amerikanska geologen och vetenskapshistorikern Naomi Oreskes. Hennes slutsats var att andelen artiklar som ifrågasatte konsensus-uppfattningen var 0 (noll) procent.

Mot detta ställs en icke vetenskaplig granskad bok som bland annat fått följande recension: "Plimers påståenden om människans roll i klimatförändringarna är naiv, visar på dålig förståelse om klimatforskning och bygger på återanvända och förvridna argument som tidigare har blivit överbevisade." Barry Brook, institutet för forskning kring klimatförändringar och hållbarhet vid Adelaide University (samma universitet som Plimer).

Flera forskare har också påpekat att Plimer inte underbygger sina påståenden eller diagram med källor eller fakta, där ibland David Karoly meteorolog vid Mellbourn Universitet. "Felen, icke vetenskapen och allt nonsens i Plimers bok gör att den borde klassas som science fiction." Extremt hårda och ovanliga ord i vetenskapliga kretsar. Det finns många fler forskare som yttrat liknande kritik.

Edwardsson räknar efter detta upp några naturliga processer som kan påverka klimatet på jorden, som till exempel jorden och solens bana och vulkanism. Men detta är något klimatforskarna är mycket väl medvetna om och har med i beräkningarna. Sedan klämmer Edwarsson in ett felaktigt påstående om att få moln ger högre temperatur och fler moln ger lägre. Så enkelt är det inte, molnens effekt beror bland annat också på vilken höjd över jorden de befinner sig på. Men inte heller detta är något nytt för klimatforskarna.

Krönikan i Kuriren är full av argumentationsfel. Till exempel hävdar Edwardsson att eftersom en varmare planet leder till högre koldioxidhalt i atmosfären kan inte ökad halt koldioxid i atmosfären leda till ökade temperaturer. Det är som att påstå att eftersom hönor kläcks ur ägg kan de inte lägga ägg. Att koldioxid frigörs ur varmare jord och hav står inte på något sätt i motsättning till att gasen värmer jorden.

Ett liknande fel finns i argumentet att eftersom planeten Mars blir varmare kan inte jordens uppvärmning bero på en ökad växthuseffekt. Argumentet faller eftersom forskarna pekat ut att den troliga mekanismen bakom den eventuella uppvärmningen av Mars är starka vindar som barlagt svart sten som minskat planetens albedo (vår förståelse av Mars och andra planeters klimatsystem är mycket sämre än jordens). [Se tex här]

"Växthusteorin" är en mycket väl förankrad vetenskaplig teori som tydligt visar att vi måste agera nu för att sänka våra utsläpp av växthusgaser för att vi inte ska drabbas av hårda konsekvenser.

Stockholmsinitiativet åter på SvD Synpunkt

För en dryg månad sedan undertecknade en grupp om 10 företrädare för Stockholmsinitiativet en insändare i Svenska Dagbladet med rubriken Ingen enighet om klimatlarmen (samma text figurerade senare i en rad landsortstidningar). Mitt svar i samma forum provocerade fram ytterligare ett inlägg från Stockholmsinitiativet på SvD Synpunkt den 7 april, denna gång med rubriken Nutida vädertrender inte på något sätt onormala. Jag avser inte fortsätta detta tämligen fruktlösa utbyte av insändare och avbryter härmed, men som kompensation vill jag ändå här bjuda på några korta reflektioner kring Stockholmsinitiativets senaste inlägg. Skribenterna levererar som vanligt ett brett spektrum av osammanhängande synpunkter; låt mig nöja mig med att kommentera två av dem.

1. Behagligare klimat

I det senaste inlägget från Stockholmsinitiativet får vi bl.a. veta att det "på 1800-talet inträffade flera missväxtperioder [till följd av kallt klimat] i Skandinavien. Oavsett mekanism kan uppvärmning förväntas ge behagligare klimat".

Här kommer man att tänka på den svenske kemisten Svante Arrhenius, en av de riktigt stora pionjärerna när det gällde att förstå växthuseffekten som fenomen. I sitt banbrytande arbete från 1896 tillåter han sig en liten utvikning om vad mänsklig fossilbränsleförbränning kan komma att innebära för klimatet. Kanske kan denna så småningom komma att leda till att vi luttrade nordbor får ett något mindre bistert klimat? Han höll dock detta för osannolikt, främst då han inte kunde förutse 1900-talets explosionsartade ökning av koldioxidutsläpp.

Vad jag vill framhålla här är inte Arrhenius missbedömning, utan hans snävt nordiska perspektiv på frågan om klimatförändringar. Men vi är ju alla (inklusive en vetenskaplig gigant som Arrhenius!) barn av vår tid, och jag menar att det vore anakronistiskt att kritisera honom alltför hårt för detta. Desto mer anmärkningsvärt är att de enligt egen utsago så välinformerade debattörerna i Stockholmsinitiativet i detta nådens år 2009 anlägger samma snävt nationella perspektiv.

Måhända har de rätt i att en uppvärmning innebär att vårt svenska klimat blir "behagligare". Det är rentav rimligt att tänka sig att vårt jordbruk och vår turistnäring kan komma att gynnas, åtminstone till en början. Men lyfter vi blicken och betraktar exempelvis medelhavsområdet, eller tropikerna, blir bilden en annan. Här innebär inte uppvärmning att klimatet blir "behagligare". Däremot innebär det på många håll sinande färskvattentillgångar, skenande skogsbränder, och massutrotningar till följd av att många arter inte hinner anpassa sig och migrera i samma takt som klimatzonerna förskjuts. Stora delar av exempelvis Bangladesh riskerar att sättas under vatten till följd av den havsytenivåhöjning som i sin tur följer av havets termiska expansion och av Grönlandsisens begynnande avsmältning. Det är inte säkert att Stockholmsinitiativets debattörer alldeles ostört kommer att kunna njuta av den behagliga solen i Stockholms skärgård i en värld av social oro och klimatflyktingströmmar som kan komma att omfatta hundratals miljoner individer.

2. Koldioxidens klimatkänslighet

Vidare får vi i Stockholmsinitiativets insändare veta att "en fördubbling av koldioxidhalten från nuvarande nivå motiverar med referens till fysikens lagar och den ringa observerade uppvärmningen under 1900-talet ett framtida bidrag på mindre än en grad". Denna passage grundar sig av allt att döma på en uträkning av en av undertecknarna Stockholmsinitiativets medlemmar, Gösta Walin, professor emeritus i oceanografi vid Göteborgs universitet.

Den atmosfäriska koldioxidens bidrag till uppvärmningen är approximativt logaritmisk, vilket gör det naturligt att tala i termer av koldioxidens klimatkänslighet, definierad som den temperaturhöjning som en fördubbling av atmosfärens koldioxidhalt resulterar i. Två gånger har jag sett Gösta Walin i föredragsform presentera sin egenhändigt uträknade back-of-the-envelope-uppskattning - första gången på Chalmers i december 2007, och andra gången vid en beryktad debatt på Ingenjörsvetenskapsakademien i januari 2009 (den senare såg jag dock bara i efterhand, på video).

Walins metod är att jämföra den uppvärmning vi sett under 1900-talet med koldioxidhalten i början och slutet av seklet, anpassa en logaritmisk kurva, och extrapolera för att få fram vad en fördubbling innebär. Tankegången är i grund och botten sund, men som alltid annars behöver man vara uppmärksam på komplicerande faktorer som kan göra att resultatet blir missvisande.

På denna punkt fallerar Walin grovt. Med berått mod ignorerar han två faktorer som har avgörande inverkan på resultatet. För det första bär klimatet på en stor inneboende tröghet, som innebär att vi är långt ifrån att ha nått något jämviktstillstånd svarande mot den nuvarande koldioxidhalten. Ökningen i koldioxidhalt har gått så fort att uppvärmningen hamnat på efterkälken, och om man inte efter bästa vetande och förmåga korrigerar för det så leder det Walinska uträkningsförfarandet till en grov underskattning av klimatkänsligheten.

För det andra tar Walin inte någon hänsyn till effekten av våra utsläpp av aerosoler, som har en nedkylande inverkan på klimatet. Detta döljer en stor del av den uppvärmning som skett till följd av ökad växthuseffekt, och bidrar alltså även det till att Walins beräkning kraftig underskattar koldioxidens klimatkänslighet.

Dessa saker påpekades för Walin vid ovan nämnda Chalmersseminarium. Han låtsades då som om det regnade, tills någon i publiken påminde honom och avkrävde ett svar på ett sätt som inte gick att ignorera. Walin ryckte då på axlarna, fyrade av ett charmerande leende, och sade "Tro't den som vill!". Och vid IVA-debatten ett drygt år senare återkom han alltså med sin ursprungliga uträkning, i oförändrat skick.

Om "Tro't den som vill!" vore ett giltigt vetenskapligt argument skulle Walin kunna publicera sin revolutionerande uträkning i lämplig vetenskaplig tidskrift. Istället åker han land och rike runt och presenterar sin uträkning för en publik som han hoppas skall vara mer godtrogen än de klimatforskare som han i första hand borde försöka övertyga. Detta kan bara kallas charlataneri, men är dessvärre ack så typiskt för Stockholmsinitiativets sätt att arbeta.