Bloggen startades som ett svar på "klimatskeptikernas" spridande av missuppfattningar och desinformation kring klimatförändringen och dess effekter, och kring klimatforskningen och specifika klimatforskare.
Syftet är att sprida kunskap i klimatvetenskapliga frågor genom att ta upp intressanta, viktiga och omdebatterade ämnen.
We Are All Engineers Now: Delivering Useful Projections of Sea Level Rise
Tad Pfeffer beskriver forskningsläget kring jordens landisar och deras bidrag till havsnivåhöjningen. Han visar hur osäkerheten kring kommande havsnivå ökar kraftigt under handra halvan av detta århundrade. Han argumenterar för att lyfta fram projektioner fram till 2050 som har mindre oäkerheter och större relevans för ingenjörer och samhällsplanerare. Detta byte av fokus kan också bidra till att havsnivåhöjningen blir aktuell för policybeslut. (Föredraget börjar 6 min in i videon.)
Graeme Stephens föreläser om moln och klimatpåverkan. Hur moln fungerar. Vad som hänt i förståelsen och modelering av moln - en hel del visar det sig. Men också varför han inte tror att osäkerheten i klimatkänsligheten på grund av molnen kommer att kunna minskas inom överskådlig tid.
John Tyndall: His Pioneering Contributions to Climate Science and Scientific Outreach
Richard Somerville berättar om John Tyndalls liv och verk. Det är i år 150 år sedan Tyndall publicerade On the Absorption and Radiation of Heat by Gases and Vapours, and on the Physical Connexion of Radiation, Absorption, and Conduction där han experimentellt visade olika gasers värmeabsorberande egenskaper och kopplade de till atmosfärens växthuseffekt. Även Svante Arrhenius får vara med på ett hörn.
Flygets totala klimatpåverkan diskuteras ofta eftersom jordens befolkning antas resa mer med flyg i framtiden. Och förutom att flygplanen idag släpper ut koldioxid från bränslet så påverkar flyget också genom så kallade kondensstrimmlor (bilden). Flygplanen bildar moln på en höjd som gör att de bidrar till att förstärka växthuseffekten. Flyget står för ca 3% av de mänskliga koldioxidutsläppen men totala effekten inklusive kondensstrimmorna ger uppskattningsvis 2-14% av mänskliga klimatpåverkan. Påverkan från flyget är alltså osäker men ytterligare data har nu tillkommit via en studie som publicerats i Nature.
Studiens resultat är kanske inte så överaskande för den som följt debatten men det är nya resultat framtagna på ett nytt sätt. Resultaten visar i alla fall att flyget historiskt kan ha bidragit mer till växthuseffekten genom molnbildning än genom utsläpp av koldioxid. Det finns dock fortfarande stora osäkerheter med studien, författarna pekar bland annat ut svårigheter med att modellera hur molnen beter sig och viss fysik i modellen.
Man bör dock komma ihåg att utsläppen av koldioxid stannar i atmosfären mycket längre än vad de bildade molnen gör. Detta betyder att ifall man kunde minska molnbildningen genom att flyga lägre så skulle den molnbildande klimatpåverkan försvinna mycket snabbare än den klimatpåverkan man får från utsläppet av koldioxid.
Visst har den tidigare så populära kosmiska strålar-förklaringen till den globala uppvärmningen hamnat lite i skymundan bakom Roy Spencers tankar om naturliga interna variationer det senaste året eller så? Inom förvillosfären är ju det allt annat överskuggande kriteriet för god vetenskap att slutsatsen är att vi riskfritt kan fortsätta släppa ut koldioxid i accelererande takt. Då spelar det ingen större roll om det påstås att globala uppvärmningen inte alls finns, eller att den är orsakad av solen, havsströmmar eller utbyggnad av städer.
Det kan ändå vara intressant att följa utvecklingen av forskningen om kopplingarna mellan kosmiska strålar och klimat. I en rykande färsk vetenskaplig artikel av Erlykin, Laken (vars tidigare arbete diskuterats här) och Wolfendale jämförs data från satellitmätningar av moln med flödet av kosmisk strålning. Som vanligt i fältet är resultaten spretiga och svåra att förstå, men det finns inget som tyder på en kraftig koppling mellan flödet av kosmiska strålar och total molnighet. Ett svagt men signifikant samband hittas i troposfären. Forskarna lyckas även uppskatta hur stor temperaturökning som ändringar i kosmisk strålning kan ha bidragit med sedan 1950-talet. Enligt artikeln står kosmiska strålar för 0.002 grader av de 0.5 graders uppvärming vi sett sedan dess. Naturligtvis ska även dessa resultat tas med en nypa salt, men förhoppningarna att kosmiska strålar lyckas trolla bort växthusgasernas effekter blir allt mer verklighetsfrånvända.
Den inomvetenskapliga diskussionen om eventuella samband mellan kosmisk strålning och molnbilning fortsätter. Det senaste inlägget (ingen betalvägg) kommer från Benjamin Laken och hans medarbetare och indikerar att snabba förändringar i flödet av galaktiska kosmiska strålar (GKS) påverkar förekomsten av moln på mellanbreddgrader, men bara i samband med hastiga förändringar i molnigheten. Denna effekt ger en ändring i den globala marktemperaturen på runt 0.1 grad under loppet av fyra dagar. Med hjälp av en global klimatmodell ser de att dessa variationer i temperaturen inte kan förklaras på något annat sätt än genom ändringar i molnigheten. Den globala effekten blir runt 0.05 grader. Artikelförfattarnas tolkning är att GKS är en andra ordningens effekt, det vill säga att deras inverkan blir märkbar enbart när de övriga förhållandena i atmosfären är lämpliga.
Det finns två tänkbara mekanismer för hur GKS skulle kunna påverka molnigheten. Den ena, vars främsta företrädare är Henrik Svensmark, bygger på det välkända faktum att GKS är en viktig källa till joner i atmosfären. Jonerna ska enligt dessa kontroversiella idéer orsaka att nya partiklar bildas, som senare kan växa till och agera som molnkondensationskärnor. Fler molnkondensationskärnor ger tätare och mer långlivade moln. Läs mer här.
Den andra mekanismen bygger på ideń att joniseringen orsakad av GKS påverkar den elektriska krets som finns i atmosfären. I korthet drivs en ström i atmosfären genom åskmoln och den strömmar sedan ner i områden med fint väder. Joniseringen ökar ledningsförmågan i luften. Forskare har föreslagit (se referenser i Lakens artikel) att detta i slutändan kan påverka hur partiklar förs bort från atmosfären. Artikelförfattarna tolkar sina resultat som mer konsistenta med den senare av mekanismerna.
Så ok, det var solen som orsakade den globala uppvärmningen (som är av godo, egentligen inte finns, och avstannade 1998) hela tiden? Nej, eftersom det saknas någon långsiktig trend i GCR-flödet kan det inte vara så, något vi på Uppsalainitiativet påpekat upprepade gånger. Figuren som visas ovan är från Oulu Cosmic Ray Station som har mätt flödet av kosmiska strålar sedan 1964. Testa gärna själva att generera figurer.
Det finns all anledning att hålla huvudet kallt när det gäller tolkningen av dessa resultat. Den statistiska metoden är ny och beläggen för respektive emot en koppling mellan molnighet och GCR har svängt fram och tillbaka de senaste åren. Det finns en risk för publiceringsbias, det vill säga att resultat som ger statistiskt signifikanta resultat tenderar att oftare resultera i publikationer än icke signifikanta resultat. Att som författarna gör välja ut en delmängd ur data är på många sätt riskfyllt. Därmed inte sagt att resultaten är fel, de måste bara undersökas vidare innan några definitiva slutsatser kan dras.
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.
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.
Ett litet tips om en sevärd dokumentär på Kunskapskanalen - "Hur mycket väger ett moln?" En dokumentär om moln, molnbildning och nederbörd som på ett tilltalande sätt spänner från grunderna till intressanta detaljer. Om ni missat den tidigare sändningar så ta chansen natten till onsdag 17/6 kl. 00.00 (Alltså sent tisdag kväll för de kvällspigga.)
Inlägg
