Visar inlägg med etikett Venus. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett Venus. Visa alla inlägg

29 mars 2010

Recension: Storms of My Grandchildren


Att Storms of My Grandchildren är James Hansens debutbok är i förstone en smula förvånande, med tanke på hur etablerad han är i vetenskapssamhället och offentligheten. Han är en av världens främsta klimatforskare och chef sedan nästan 30 år tillbaka för NASA Goddard Institute for Space Studies. Sitt publika genombrott nådde han då han 1988 vittnade om klimathotet i den amerikanska senaten, och han har sedan dess i takt med klimatfrågans klättrande på den allmänna agendan kommit alltmer i rampljuset. För sin kompromisslösa principfasthet har han fått både ros och ris, och på klimatförnekarbloggar som exempelvis The Climate Scam används hans namn mer eller mindre som en svordom.

I boken får vi lära oss om klimatfrågans naturvetenskapliga grunder, med särskilt fokus på återkopplingar, strålningsbalans, koldioxidens klimatkänslighet, och slutsatser baserade på paleoklimatologiska data. Som jag förklarat i ett tidigare blogginlägg finns mycket kunskap att hämta i den gångna årmiljonens istidscykler, vilkas enorma temperaturvariationer pekar på starka positiva återkopplingar. Hansen förklarar detta betydligt mer på djupet, utan att framställningen för den sakens skull blir särskilt svårläst. Dessa istidsdata stödjer en klimatkänslighet om cirka 3 °C per fördubblad koldioxidhalt (ungefär mitt i det av IPCC angivna trolighetsintervallet [2 °C, 4,5 °C]), men Hansen betonar att i den siffran ingår bara relativt snabba återkopplingar som t.ex. vattenånga och snötäcke, medan långsammare återkopplingar, speciellt inlandsisarnas utbredning, tillkommer, vilket gör att vi långsiktigt får räkna med större temperaturhöjningar än så. Han bedömer att vi är mycket nära att sätta igång en irreversibel dynamik i Grönlands och Västantarktis isar som gör att dessa helt enkelt försvinner, och det är bl.a. därför han reviderat ner den atmosfäriska koldioxidhalt han anser kan accepteras utan alltför katstrofala risker från 450 ppm till 350 ppm – den siffra som inspirerat 350.org-rörelsen och som ligger betydligt under dagens halt om närmare 390 ppm.

Men det skall bli värre. Ytterligare relevant information finns att hämta i data från kenozoikum, den epok som sträcker sig 65 miljoner år tillbaka i tiden. Av särskilt intresse i Hansens framställning är den plötsliga temperaturhöjning - med tillhörande massutrotning - för 55 miljoner år sedan som han kallar PETM (Paleocene-Eocene Thermal Maximum). Den troligaste direkta orsaken till detta maximum är ett plötsligt1 läckage av metan från djuphavssediment, vilka innehåller långt mer metan än den i sammanhanget mer uppmärksammade sibiriska tundran. Men vad berodde läckaget i sig på? Det är av avgörande vikt att förstå om det var en extern faktor (som t.ex. ett stort asteroidnedslag) eller ett återkopplingssvar på att det redan var varmare än på länge. I det förstnämnda fallet utgör PETM-katastrofen inget större bekymmer för oss idag, medan det senare fallet skulle peka på att vi själva riskerar att utlösa något liknande. Och dessvärre pekar en viss systematik i tajmingen hos andra PETM-liknande utbrott under kenozoikum på att det är en återkoppling. Hansen går så långt att han - i strid med klimatvetenskapens mainstreamuppfattning och vad vi sökt förklara i en tidigare UI-bloggpost - räknar med möjligheten att detta ihop med inlandsisarnas avsmältning kan trigga igång det ultimat skenande klimat som försätter vår planet i ett Venusliknande tillstånd och som därmed gör slut på både mänskligheten och allt annat liv. På s 236 sammanfattar han sin bedömning av risken för detta: "Om vi bränner all vår olja, naturgas och kol finns en påtaglig risk att vi får en skenande växthuseffekt. Om vi dessutom bränner all oljesand och all oljeskiffer så betraktar jag Venussyndromet som bombsäkert."2

Tungt värre. Framställningen lättas dock upp av att de vetenskapliga partierna varvas med berättelsen om Hansens egen kamp och möten med forskare, statstjänstemän, politiker och journalister från 2001 och framåt. Detta ger boken en narrativ struktur som bidrar kraftigt till dess läsbarhet och rentav gör den till en pageturner. Hans personliga möten med politiker går hela vägen upp till vicepresident Dick Cheney, vars ensidiga förtjusning i andra faktorer än koldioxid bakom klimatförändringarna alltför väl känns igen från annat håll.3 I en diskussion i Vita Huset med klimatförnekarnas frontfigur Richard Lindzen har Hansen de mest solida vetenskapliga argumenten men förlorar ändå då Lindzen har mer slagfärdiga oneliners och dessutom inte drar sig för att ljuga (s 56–58).

Hansen är inte rädd att gå vidare från de renodlat vetenskapliga frågorna och uttrycka sin åsikt om energi- och miljöpolitik – åsikter som ibland övergår i helig vrede, som i avslutningen till ett öppet brev i juli 2008 till Japans premiärminister:
    Slutligen, premiärminister Fukuda, vill jag tacka dig för att du hjälper till att klargöra för övriga G8-ledare hur bråttom det är att skrida till handling i klimatfrågan. Får jag lov att ge ett förslag på hur du skall kunna väcka deras uppmärksamhet? Om ledarna finner idén att fasa ut alla utsläpp från kolförbränning, och att se till att alla okonventionella fossilbränslen stannar under marken eller används enbart med nollutsläpp, vara alltför besvärlig, då skulle de istället kunna gör sig omaket att att lägga en kort stund på att skriva ett brev till kommande generationer.

    Brevet tänker jag mig skall förklara att ni ledare inser konsekvenserna av er passivitet på dessa punkter: att ni åt era efterlevande överlämnar en planet med oceaner under uppvärmning, inlandsisar på väg att falla sönder, stigande havsnivåer, allt mer extrema klimatförhållanden och massutrotningar, men att ni tyckte att det kändes alltför besvärligt att stöpa om våra energisystem och att stå upp mot de affärsintressen som insisterade på att bränna alla våra fossilbränsletillgångar intill sista droppen. Genom författandet av ett sådant brev skulle ni åtminstone försäkra er om en korrekt bild av er roll i historien.
    (s 187)
Att på Hansens vis blanda vetenskap med värderingar är inte oproblematiskt. Att de vetenskapliga rönen leder till ett politiskt engagemang är i sig gott och väl, men om det kan misstänkas ett flöde i motsatt riktning – att det politiska engagemanget påverkar vilka resultat forskningen landar i - är det mycket olyckligt. Något sådant läckage i fel riktning kan jag inte belägga hos Hansen, men blotta det faktum att han med sitt samhällsengagemang öppnar för misstänkliggörande är ett problem. Samtidigt kan jag omöjligt klandra honom för hans val: han har funnit en avgrundslik diskrepens mellan vad som behöver göras för att lösa klimatkrisen och vad våra politiker och makthavare faktiskt gör, och han vill inte att hans "barnbarn, någon gång i framtiden, skall ha anledning att se tillbaka och konstatera att morfar insåg vartåt det barkade men inte sa något" (s xii).

Överhuvudtaget spelar Hansens tre barnbarn Sophie, Connor och Jake en framträdande roll i boken, vilket bidrar till den moraliska (eller moraliserande om man så vill) kraften i boken. Författarens brinnande engagemang löper genom hela boken utan att gå över gränsen till patetik, möjligen med undantag för den stilistiskt sett mindre lyckade science fiction-novellen på s 260-269. Bokens personliga anslag flaggas redan i titeln: det mest klichéaktiga hade givetvis varit att kalla den "Storms of Our Grandchildren", men Hansen talar istället om "Storms of My Grandchildren".4

Hansens bok är mycket bra, engagerande och viktig, och jag rekommenderar den varmt för var och en som intresserar sig för klimatvetenskapen, inklusive klimatförnekare som Peter Stilbs och Sten Kaijser.5 Både Stilbs och Kaijser brukar orera om (a) hur totalt oförutsägbar klimatutvecklingen är och (b) hur frikopplade alla klimatmodeller är från empiri – uppfattningar som rimligtvis borde få sig en rejäl törn om de gör sig besväret att läsa boken. Klimatets totala oförutsägbarhet motsägs tydligt av de paleoklimatologiska data som uppvisar mycket stark samvariation mellan viktiga storheter som t.ex. temperatur och växthusgaskoncentration. Och föreställningen om empiri och modellering som separata verksamheter inom klimatvetenskapen motsägs med emfas av Hansens redogörelse för det vetenskapliga evidensläget.

Fotnoter

1) "Plötsligt" skall här och i föregående mening förstås relativt ett geologiskt tidsperspektiv.

2) För dessa drastiska slutsatser anger inte Hansen någon peer review-granskad källa, och kanske bör vi därför ta dem med en nypa salt i avvaktan på vidare utveckling. Att hålla huvudet så kallt är dock med tanke på vad som står på spel möjligen lättare sagt än gjort.

3) Historien om hur Vita Huset via NASA-tjänstemän ville få tyst på den bångstyrige Hansen är också intressant. En pikant detalj är hur Hansen kom sig för att ta stöd i NASA:s "mission statement", som redan i första raden talar om "to understand and protect our home planet", och hur denna formulering plötsligt var spårlöst försvunnen. Man kan undra om den tjänsteman som gjorde strykningen insåg den ödesmättade symboliken i sitt handlande.

4) Bokens undertitel "The Truth About the Coming Climate Catastrophe and Our Last Chance to Save Humanity" är jag däremot mindre förtjust i. Den "sista chans" Hansen syftar på består i att snabbt dra ned våra växthusgasutsläpp. Men med tanke på möjligheten att iscensätta diverse tänkbara geoengineering-nödlösningar är detta är knappast bokstavligen sant även om han skulle ha rätt angående Venussyndromet.

5) Huruvida Stilbs och Kaijser bör räknas till kategorin "dem som intresserar sig för klimatvetenskapen" är väl en definitionsfråga. Båda är uppenbarligen starkt intresserade av att polemisera mot klimatvetenskapen, medan deras intresse för att lära sig något av den har hittills framstått som något kyligare.

19 nov. 2009

Ingen Venus att vänta

Finns det risk att Jorden blir en växthusöken som Venus? Svaret är nej. Låt oss se på varför.

Vatten liksom de allra flesta ämnen kan vara antingen gas (ånga), vätska eller fast (is). Vid höga tryck och låga temperaturer är vatten fast, vid hög tempratur och eller lågt tryck är vatten gas och i ett mellanområde vätska. Detta kan beskrivas i ett fasdiagram för vatten. Se nedan.

Om vi gör ett tankeexperiment och startar med en planet som har en helt torr atmosfär och tillför vattenånga tex. genom avdunstning från hav. Mängden vattenånga kommer att öka och därmed vattenångans partialtryck. Samtidigt ger vattenångan i atmosfären upphov till en växthuseffekt som ökar temperaturen vilket bidrar till mer vattenånga i atmosfären. Vi får en positiv återkoppling. Var detta slutar beror på planetens ursprungstemperatur.

För Mars som ligger på ca 1,5 ggr jordens avstånd från solen är "torrtemperaturen" långt under noll grader. (Medeltemperaturen på Mars är idag -46 grader). Vattenångan kommer snart att uppnå ett partialtryck som leder till mättnad och iskristallbildning. Se röda kurvan i diagrammet nedan.

Jorden är närmare Solen och där med har den en varmare torrtemperatur. Vattenångan kan här uppnå betydligt högre partialtryck och där med kraftigare växthuseffekt innan den når mättnad och faller ut som regn. Se blå kurvan i diagrammet nedan. Vår förbränning av fossila bränslen med tillhörande koldioxidutsläpp kan beskrivas som en förskjutning av den blå kurvan mot högre temperatur.

Venus närhet till Solen gör att vattenångan aldrig uppnår mättnad utan allt tillgängligt vatten kan avdunsta med extrem växthuseffekt som följd. Se gula kurvan nedan.

Lyckligtvis är marginalen till Venussituationen för Jorden stor enligt alla bedömare även om vi bränner allt fossilt bränsle vi kan finna. Vi har heller inte 100 % relativ luftfuktighet överallt på Jorden, vilket är skönt!, då luften strömmar i de stora Hadley cellerna och av andra vindar omfördelas över planeten vilket begränsar den verkliga växthuseffekten från den maximala. (Om tropikerna nära ekvatorn inte kunde utbyta luft med resten av planeten skulle de nå en temperatur som leder till Venussituationen ovan.)



Fasdiagram för vatten med ungefärliga kruvor för vattenångans växthuseffekt inritade. Tryckskalan är logaritmisk. (Ursprungsbild Wikipedia)

Men Venus atmosfär är ju helt torr? Man antar att Venus ursprungligen mottagit ungefär samma mängd vatten som Jorden. Detta vatten har dock avdunstat enligt ovan. När detta skett har atmosfären hettats upp och vattenånga har nåt upp i de övre delarna av atmosfären. Vattenångan har där sönderdelats av UV-strålning och vätet som är lätt, och därmed har hög termisk hastighet, har läckt ut i rymden. (På Jorden är stratosfären nästan helt torr på grund av spärren av låg temperatur kring tropospausen). Utan hav att lösa koldioxiden i, utan kolbindande organismer och med obefintlig plattektonisk aktivitet fanns det ingen koldioxidsänka.

Medans Jordens ursprungliga koldioxidrika atmosfär förlorade huvuddelen av koldioxiden genom biologisk aktivitet och exogena processer, stannade koldioxiden kvar i Venus atmosfär. Samtidigt ökade Solens luminositet långsamt. Därmed var Venus öde beseglat och eventuellt liv som uppstått på dess yta var dömt dö ut. Resultatet av denna växthuseffektsspiral mot högre temperaturer, orsakad av vattenånga och koldioxid, ser vi idag en av solsystemts mest livsfientliga planeter vars temperatur på ytan är tillräcklig för att smälta bly! Detta trots att Venus albedo är nära tre gånger Jordens och därmed den mottagna energin från Solen faktiskt mindre.



Uppdatering 9/2-11: Korrigerat föråldrad albedoangivelse för Venus.