Samma gamla visa - första versen

Aktiviteten på den här bloggen har varit ganska låg de senaste 2 åren. Det har delvis att göra med att vi har andra åtaganden (jobb, familj, författande av böcker mm) som har kommit före, men det beror också på att inte mycket nytt händer på förnekarfronten. Det är i stort sett samma gamla debunkade argument som cirkulerade för 10 år sedan. Men i förnekosfären så är sanningn vanligen underordnad kampen mot den (inbillade) stora konspirationen, så det spelar ingen roll för dem att argumenten är fel. Här är några vanliga argumenten som jag har stött på allt för ofta den senaste tiden på platser som Facebook och Quora.

Påstående: ”Endast 3% av koldioxiden i atmosfären kommer från mänskliga aktiviteter”.

Bild från NASA: https://svs.gsfc.nasa.gov/12044

 Ser man på bilden av kolets kretslopp här ovan, så är kolflödena från hav (t.v.) och vegetation och mark (t.h.) till atmosfären (ovan) mycket större än dem från mänskliga utsläpp från bl a fossila bränslen (nere mitten). Det är förmodligen därifrån som idén att av CO2-ökningen i atmosfären inte är mänskligt orsakad kommer ifrån.

Men då förbiser man att det handlar om ett kretslopp. Det går nämligen också flöden från atmosfären till hav och vegetation och mark (gröna pilar). Det finns inget motsvarande flöde från atmosfären till mänskliga utsläpp. Faktum är att hav och vegetation och mark tar upp mer koldioxid än de släpper ut, och skillnaden utgör ungefär hälften av de mänskliga utsläppen. Resten av de mänskliga utsläppen stannar kvar i atmosfären. Våra mänskliga utsläpp tillför alltså nytt kol till kretsloppet har varit ute ur kretsloppet under många miljoner år. Det är därför koldioxiden har ökat så här:

Bild från NOAA: https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/full.html

Vi har ett flertal inlägg om kolets kretslopp:

• Källor och sänkor
• Mänsklig inverkan på globala kolcykeln
• Det kom ett mail till Uppsalainitiativet

Påstående: ”Ett enda vulkanutbrott kan släppa ut mer koldioxid än hela mänskligheten på ett år."

Detta påstående har ingen som helst förankring i verkligheten. Det är möjligt att någon har tittat på siffror för svavelföreningar från vulkaner och blandat ihop det med koldioxid, och att detta har planterat denna seglivade myt i förnekosfären. Men sanningen är att alla jordens vulkaner släpper ut mellan 1/60 och 1/90 av de mänskliga koldioxidutsläppen. Källa: NOAA.

Här är några inlägg om vulkaner:

• De efterhängsna vulkanerna
• Två Pinatubo dygnet runt året runt

Påståenden: ”Växthuseffekten finns endast i klimatmodellerna” och ”Växthuseffekten har aldrig observerats utanför laboratoriet”

Att växthuseffekten skulle vara ett påhitt för klimatmodellerna är rena fantasier. Växthuseffekten upptäcktes långt innan det fanns några klimatmodeller.

De fysikaliska processerna (vilka inkluderar kvantfysik) är väl förstådda. Växthuseffekten är en av de bäst förstådda delarna av klimatet.

Dessutom har man observerat växthuseffekten i atmosfären. Man har rent av observerat hur den förstärks med ökade CO2-nivåer. Det gäller både inkommande strålning till marken och utgående strålning ovanför atmosfären.

Växthuseffekten vilar på en stark vetenskaplig grund, både när det gäller teori och observationer.

Här är några inlägg:

• Växthuseffekten – en introduktion
• Hur vet vi att våra koldioxidutsläpp har orsakat en global uppvärmning?

Påstående: ”Koldioxiden står endast för 3% av växthuseffekten”.

Det här felaktiga påståendet kommer troligen från att någon har tittat på koncentrationerna av växthusgaser (vattenånga, koldioxid, metan m.m.) i atmosfären och beräknat deras bidrag utifrån det. Men effekten av en växthusgas vid olika koncentrationer är inte linjär utan logaritmisk. Därför har koldioxiden en betydande effekt även om den finns i mycket mindre koncentrationer än vattenångan. Vattenånga bidrar med runt 50%, moln bidrar med runt 25%, koldioxid med runt 20%, och övriga gaser med runt 5%.

Källa: Schmidt, G.A., R. Ruedy, R.L. Miller, and A.A. Lacis, 2010: The attribution of the present-day total greenhouse effect. J. Geophys. Res., 115, D20106, doi:10.1029/2010JD014287.

Se också det här inlägget:

• Koldioxid och procentsiffror

Påstående: ”Växthuseffekten beror på lufttrycket och inte på några växthusgaser”.

Detta är ett väldigt underligt påstående, som likväl dyker upp ganska ofta. Jag misstänker att det kommer från någon som har misstolkat den ideala gaslagen. Denna lag säger att trycket gånger volymen är proportionellt mot temperaturen för en given gasmängd. Eftersom trycket är högre vid lägre höjd, så tänker man kanske att då måste temperaturen också vara högre där. Man tar inte hänsyn till att luftens densitet blir högre vid lägre höjd, dvs samma gasmängd ryms inom en mindre volym. Det är i alla fall min tolkning av hur denna missuppfattning har uppstått.

Skillnader i tryck är dock viktiga för troposfärens temperaturprofil, och närmare bestämt det adiabatiska temperaturavtagandet: varm luft som stiger uppåt (konvektion) expanderar allt eftersom lufttrycket sjunker, och när luften expanderar kyls den av. Det motsatta gäller kall luft som sjunker och komprimeras: den luften blir varmare. Men dessa processer ska inte förväxlas med växthuseffekten.

Gästinlägg: Att jämföra koldioxid och metan

Eftersom det finns fler växthusgaser än en, så behöver vi kunna göra relevanta jämförelser mellan utsläpp av olika sådana. Hur stort metanutsläpp orsakar lika mycket förhöjd växthuseffekt som en given mängd koldioxid? Frågan är mer komplicerad än man kanske först anar, och vi har idag glädjen att presentera ett gästinlägg om saken av Chalmersforskarna Christian Azar, David Bryngelsson, Daniel Johansson, Erik Sterner och Stefan Wirsenius. /O.H.

* * *

Att jämföra koldioxid och metan – varför GWP inte ger hela bilden

Metan är en betydligt starkare växthusgas än koldioxid. Men metans livslängd i atmosfären är betydligt kortare. Det gör att det är svårt att jämföra dessa gasers klimatpåverkan. Enligt det vanligaste måttet, Global Warming Potential (GWP) med en hundra års tidshorisont¹, är klimatpåverkan från ett utsläpp på ett kg metan 28 gånger större än motsvarande utsläpp av koldioxid². När man räknar om metan och andra utsläpp av växthusgaser till koldioxid på det här viset brukar man tala om ”koldioxidekvivalenta” utsläpp.

Men är de egentligen ekvivalenta? I den här korta texten kommer vi visa att de är ekvivalenta i ett avseende men inte i allmänhet. Detta får stor betydelse för hur man bör resonera kring hur mycket koldioxid och metan man kan släppa ut på lång sikt om man vill stabilisera klimatet. Vi kommer att se att utsläppen av koldioxid behöver minska till i princip noll, medan så inte är fallet för metan. I resten av texten förklarar vi varför.

I figuren nedan illustrerar vi hur mycket medeltemperaturen på jorden förändras om vi släpper ut 1 kg metan per år och 28 kg koldioxid per år under 500 år framöver. Vi har valt 28 kg koldioxid eftersom denna mängd koldioxid, som nämndes ovan, beräknas vara ekvivalent med 1 kg metan om man använder GWP-måttet för en hundraårsperiod.

Figur 1. Temperaturresponsen av konstanta metanutsläpp på 1 kg per år och 28 kg koldioxid per år.

Man ser omedelbart att temperaturpåverkan inte är densamma. Utsläppen är alltså inte ekvivalenta i allmänhet. Utsläppen av metan ger en relativt snabb temperaturuppgång men efter några decennier stannar temperaturuppgången av, och temperaturen (kommer till slut) stabiliseras på en förhöjd nivå.

För koldioxid däremot får vi en närmast konstant temperaturökning. Efter drygt 100 år är temperaturuppgången ungefär lika hög som den för metan. I detta avseende har man alltså en ungefär likvärdig klimatpåverkan mellan 28 kg koldioxid och 1 kg metan.³

Men efter att de första hundra åren har passerat fortsätter temperaturen att öka för koldioxid. Konstanta koldioxidutsläpp leder alltså till att temperaturen fortsätter att öka under hela perioden - och därefter! Dessutom sker temperaturökningen i en närmast konstant takt (vilket framgår av figuren).

Den observante läsaren kan nu dra följande slutsats: för varje ton koldioxid vi släpper ut så stiger temperaturen lite grann. Vill vi att temperaturen ska sluta stiga, så måste utsläppen av koldioxid sjunka till i stort sett noll.⁴

För metanutsläpp, däremot, kan vi ligga kvar på konstanta utsläpp utan att temperaturen ökar ytterligare när jämvikt väl uppnåtts (att det tar lång tid och går sakta efter cirka 100 år beror på att det tar lång tid att värma upp världshaven, se figuren).

Dynamiken i temperaturpåverkan från konstanta utsläpp av metan och koldioxid är alltså helt olika. Det är här en viktig skillnad som ej syns i GWP-måttet (när man valt en viss tidshorisont).

Att det blir sådan skillnad för koldioxid och metan beror på att metan har en kort livslängd (cirka 10 år) i atmosfären medan koldioxid har en livstid i atmosfären som är mer komplicerad. Den kan inte sammanfattas med ett enskilt värde, men en betydande andel (cirka 40%) stannar i atmosfären i hundra år, och cirka 20% procent finns kvar efter tusentals år.⁵

En del tänker att skillnaden i dessa gasers uppehållstid i atmosfären innebär att man inte behöver ta metan på så stort allvar. Så är inte fallet. Koldioxid utgör visserligen den stora utmaningen, och en omställning av energisystemet är helt avgörande för att vi ska klara av klimatmålen. Men, metan är fortfarande viktigt. Om vi håller de globala metanutsläppen konstanta på dagens nivå kommer de på sikt (när jämvikt uppnåtts) leda till en temperaturuppgång på cirka 0,8 grader⁶. Detta innebär att en minskning av metanutsläppen är i stort sett nödvändigt om vi ska nå 2-gradersmålet.

Poängen med den här artikeln är alltså inte att man ska avveckla GWP som metod för att jämföra växthusgaser utan snarare att man ska förstå att GWP-perspektivet (med hundraårs tidshorisont) behöver kompletteras med det mer långsiktiga perspektivet, och att båda dessa perspektiv behövs när man resonerar om en långsiktig stabilisering av klimatet på en önskad nivå. Exempelvis innebär de här vidgade perspektiven alltså att det långsiktiga målet för utsläpp av växthusgaser inte behöver vara noll. Vi behöver snarare ha ett mål för koldioxid som är noll (eller nära noll) och ett mål för metan som innebär konstanta men inte för stora utsläpp. Det räcker för att på sikt stabilisera temperaturen⁷. Den insikten kan man inte få om man bara resonerar i GWP-termer när man gör avvägningar mellan olika växthusgaser.

Christian Azar, professor

David Bryngelsson, teknologie doktor

Daniel Johansson, docent

Erik Sterner, doktorand

Stefan Wirsenius, docent

Alla verksamma vid avdelningen för fysisk resursteori, Chalmers.

Fotnoter

1) Enligt den metoden summerar man den uppvärmande effekten för ett utsläpp av t.ex. ett kg metan, år för år, hundra år framöver, där man också beaktar att metanet successivt bryts ned i atmosfären. Man gör därefter motsvarande beräkning för koldioxid, och beräknar sedan klimatpåverkan från metan relativt koldioxid genom att dela den sammanlagda uppvärmande effekten från metan med den från koldioxid.

2) Betraktar man även feedbackmekanismer på kolcykel (från temperaturökningen från metanutsläppen) uppskattas GWP-måttet för metan (100 år) till cirka 34. Det kan även vara intressant att notera att molekyl för molekyl i atmosfären (när man ej beaktar att de har olika livslängd) är metan cirka 26 gånger starkare än koldioxid, kg för kg så handlar det om cirka 70 gånger större effekt. Metan påverkar dessutom koncentrationen av vattenånga och ozon i atmosfären vilket ger ett ytterligare bidrag på cirka 40%. Totalt sett får vi alltså närmare 100 gånger större påverkan per kg metan än kg koldioxid (per adderat kg till atmosfären). Att GWP-värdet inte blir cirka 100 beror på att metan har en kortare uppehållstid i atmosfären.

3) Det finns flera sätt att jämföra växthusgaser. GWP är ett sätt, ett annat är att ta beräkna temperaturpåverkan av ett konstant utsläpp av metan och dela den temperaturökningen med temperaturpåverkan från ett konstant utsläpp av koldioxid (1 kg per år av varje gas). Det här måttet kallas ibland för Sustained Global Temperature change Potential (SGTP). Det visar sig dock att GWP och SGTP, som på ytan kan te sig olika, är mycket nära besläktade. Detta visas formellt i Azar & Johansson (2012) och det är därför 28 kg koldioxid per år ger ungefär samma temperaturpåverkan som 1 kg metan per år efter 100 år. Azar, C., & Johansson, D.J.A., 2012. On the relationship between metrics to compare greenhouse gases – the case of IGTP, GWP and SGTP, Earth Syst. Dynam. 3, 139-147.

4) Den intresserade läsaren kan läsa mer om det här i exempelvis Matthews, H.D. and Calderia, K. 2008. Stabilizing climate requires near-zero emissions, Geophysical Research Letters 35 (4), DOI: 10.1029/2007GL032388; samt i Azar m fl (2013) där vi (också) visar hur negativa emissioner av koldioxid leder till sjunkande temperaturer i atmosfären: Azar, C., Mattsson, N., Johansson., D.J.A., 2013. Meeting global temperature targets - the role of bioenergy with carbon capture and storage. Environmental Research Letters 8.

5) De exakta andelarna beror på hur stora de totala utsläppen varit hittills. Ju mer vi släppt ut, desto högre andel kommer stanna. Se t ex Caldeira & Kastings, 1993. Insensitivity of global warming potentials to carbon dioxide emission scenarios. Nature 366. Se även Azar, C., 2013. Klimatpåverkan finns kvar i tusentals år. Svenska Dagbladet, 24/9.

6) IPCC uppskattar påverkan på strålningsbalansen (radiative forcing) från våra metanutsläpp till 0,97 W/m², se figur 8.17 i IPCC AR5, WG 1. Antar vi en klimatkänslighet på tre grader per koldioxidfördubbling (som motsvarar 0,8 K/(W/m²)) får vi alltså en temperaturpåverkan i jämvikt på cirka 0,8 grader.

7) Påståendet gäller givet att klimatpåverkan från andra gaser inte ökar.

Direkt observation av ökande växthuseffekt

 Den här videon visar halten koldioxid i atmosfären (CO₂, blått, skala i miljondelar till höger) och termisk infraröd energi från atmosfären (forcing, rött, skala i W/m² till vänster). Mätningarna är gjorda i Oklahoma (första halvan av videon) och Alaska (andra halvan) och spänner över 11 år. Det är forskare från bl a Lawrence Berkeley National Laboratory i Kalifornien som har använt väldigt precisa spektroskopiska instrument för att direkt mäta termisk infraröd energi från atmosfären och plocka fram koldioxidens spektrala signatur från denna. Koldioxidhalten och den inkommande energin följs väl åt. De årsvisa svängningarna beror bl a på att växter tar upp koldioxid från luften under våren, och  avger det på hösten. Den långsiktiga uppgången beror främst på koldioxidutsläpp från användning av fossila bränslen.

Så här ser mätstationen i Alaska (nära staden Barrow) ut.

Bild: Jonathan Gero

Mythbusters testar växthuseffekten

Växthuseffekten - en introduktion

 Solens strålning

Jordens temperatur och klimat är helt beroende av solens instrålning och dess fördelning över jordens yta. Solstrålningens intensitet vid jorden är ungefär 1360 W/m². Dock lyser solen endast på jordens siluett. Den genomsnittliga instrålningen räknat över jordens yta blir därför en fjärdedel solljusets intensitet eller 340 W/m².

En del av solens strålar reflekteras mot moln och jordens yta ut i rymden igen. Denna del är ungefär 30%. Alltså mottar jorden (inklusive atmosfären) 240 W/m².

Jordens värmestrålning

Jorden tar inte bara emot strålning den strålar även ut värmestrålning i rymden. Om jorden strålar ut mindre än den mottar värms den och om den strålar ut mer än den mottar kyls den. Alltså är den utstrålade intensiteten ut i rymden (nästan) lika stor som den instrålade, alltså 240 W/m².

I de våglängden som är viktiga för värmestrålningen från jorden är jordytan (inklusive hav, snö och is) nästan en svart kropp. Det betyder att utstrålningen, I,  beror på temperaturen, T, och följer nedanstående samband som kallas Stefan-Boltzmanns lag:

Jordens yta är i snitt 288 K ( 15°C) och strålar alltså ut nära 390 W/m² vilket är betydligt mer än de 240 W/m² som jorden mottar¹. Det är här atmosfärens växthuseffekt kommer in.

Atmosfären som växthus

Som en enkel modell tänker vi oss att jorden är omgiven av ett glasliknande skikt som släpper in solljus men är ogenomskinligt för värmestrålningen som är på väg ut från jordytan. Se bild nedan:

Eftersom skiktet är ogenomskinligt (svart) för strålningen ut kommer det att värmas av värmestrålningen från jorden och själv stråla ut denna värme. Hälften av skiktets värmestrålning går ut i rymden medan andra hälften strålar ner mot jordytan. Jordytan mottar alltså både solljus och värmestrålning från skiktet ovanför. Sett från rymden är det skiktet som strålar ut värme. Alltså de 240 W/m² som motsvarar instrålningen från Solen medan jordens yta är varmare.

Hur mycket varmare? Utstrålningen från jordytan skall motsvara dubbla solinstrålningen, 240 W/m² från solen och de nedåtriktade 240 W/m² från skiktet. Med hjälp av Stefan-Boltzmanns lag kan vi beräkna jordytans medeltemperatur till 303 K eller 30°C. Så varm är nu inte jorden.

Att beräkningen ovan ger för hög temperatur beror på två saker:

• Enskiktsmodellen är för enkel för att beskriva växthuseffekten i atmosfären.
• Atmosfären är vare sig helt genomskinlig för solens instrålning² eller helt ogenomskinlig för värmestrålning.

Dock kan vi från denna enkla modell se principen bakom växthuseffekten.

Växthuseffekten i atmosfären

Atmosfärens tryck sjunker med ökande höjd och inom troposfären sjunker även temperaturen med höjden. Växthusgaserna liksom övriga gaser är alltså tätast närmast jordytan och tunnas ut med ökande höjd. För vattenångan är detta avtagande extra markant då mängden vatten i luften både sjunker med lägre tryck och lägre temperatur.

Växthusgaserna absorberar delar av jordens värmestrålning och återsänder denna, i slumpmässig riktning samt värmer luften. (Se tex. denna simulering.) Ju tätare gas desto större sannolikhet att strålningen absorberas. I de våglängder som växthusgaserna absorberar är det mycket lite av strålningen som går direkt ut i rymden från jordytan. Den allra mesta har absorberats och återstrålats flera gånger innan den når så högt upp att den strålar ut i rymden. Det betyder att strålningen som når rymden kommer från kallare delar av atmosfären.

 Koldioxid och metan (0,8 till 2,0 ppm) i molnfri tropisk atmosfär, Konstant yttemperatur 299.7 K 
Modtran IR

Ett sätt att beskriva växthusgasernas inverkan i atmosfären är alltså att de höjer medelhöjden från vilket värmestrålningen når rymden.

1) Eller för att vända på beräkningen. Utan växthuseffekten och allt annat lika skulle jordens medeltemperatur vara 255 K eller -18°C.

2) Ca 70 W/m² av de 240 W/m² som absorberas absorberas på väg ner genom atmosfären.

Grafisk simulering av växthuseffekten

PhET Interactive Simulations, University of Colorado, är ett pågående arbete att utveckla utbildningen i naturvetenskap genom interaktiva simuleringar. De har just släppt en grafisk Java-applikation som visar växthuseffekten i atmosfären där man kan följa fotonerna och leka med olika inställningar och se deras effekt på temperaturen och strålningen.
Ladda ner och testa här.

Fråga att fundera på: Varför är det fler IR-fotoner som lämnar atmosfären än solstrålsfotoner som kommer in?

Varför kyls stratosfären och mesosfären, egentligen?

Det sägs och observeras att övre delar av atmosfären är under kylning. På 30 - 80 kilometers höjd (stratosfär/mesosfär, beroende på vem man pratar med) mäts trenden till ca 2 - 3 grader per decennium.

Varför händer detta? Helt säker kan man inte vara men här kommer två troliga förlopp:

Först ett par ordförklaringar: Med begreppen värmestrålning och infraröd strålning/ir-strålning menar jag samma sak. Stratosfären (ca 12 km - ca 60 km) är alltså den del som ligger över troposfären (havsytan - ca 12 km). Den består av i princip samma gaser som troposfären - kväve, syre, växthusgaser - men är glesare, kallare och med högre ozon-halt.

Mänsklig aktivitet kan påverka stratosfären på två sätt:

1. Utarmning av ozon
2. Ökning av växthusgaser i både troposfär och stratosfär.

Ozon-anledningen är lättast att få grepp om så vi börjar med den:

I troposfären sker värmeöverföring i huvudsak genom sk konvektion, och inte genom att solens strålar direkt värmer den. Konvektionens förlopp är att luften värms upp genom kontakt med den uppvärmda marken. Luften närmast markytan expanderar medan den värms, stiger uppåt i turbulent rörelse, och blandas med annan luft.

Ifall luften inte någonstans värmdes upp genom solstrålning, utan endast från jordytan och genom konvektion, skulle temperaturen successivt minska med höjden över marken, vilket stämmer de första 12 kilometrarna, men ungefär på den nivån (och vid ca -55 C temperatur) når man den sk tropopausen, där temperaturen börjar öka igen, pga ett visst solstråle-absorberande skikt lite högre upp: ozonlagret.

Konvektion finns bara där varm luft stiger, vilket den inte gör om temperaturen ovanför är högre än denna varma lufts, så tropopausen fungerar alltså som en sorts barriär mellan troposfären och stratosfären. Pga konvektion är troposfären turbulent och väl blandad. Stratosfären däremot, med sin temperaturökning med höjd, är stabil och uppdelad i lager.

Stratosfärens ozonskikt absorberar alltså solens ultravioletta strålar på deras väg nedåt i jordatmosfären. Genom absorption värms ozon-molekylerna, och därmed stratosfären. Vid ozonutarmning medelst t ex freoner, minskar lagrets förmåga att absorbera strålarna, och de åker istället rakt igenom stratosfären, utan att värma den lika mycket.

Vad gäller växthusgasernas påverkan på stratosfären så är förloppet mer komplicerat.

I troposfären, som är närmast jordytan, hindrar växthusgaserna, genom absorption, värmestrålningens väg uppåt från jordytan.

I den tunna, glesare stratosfären däremot, hjälper växthusgaserna istället till med utstrålningen av värme, mot rymden.

När troposfärens halt av CO₂ och vattenånga ökar, blir denna nivå mer och mer mättad; mindre och mindre ir-strålning kan komma därifrån ut mot stratosfär och senare rymd. Det är från dessa övre lager som atmosfären avger värme till rymden och värme kan endast lämna atmosfären i form av radiation . Andra växthusgaser, som ozon, CFC, finns i mindre mängd, så de absorberar inte lika mycket värmestrålning.

I stratosfären sker värmeledning i huvudsak sker genom konduktion (molekyler som krockar med varandra) och radiation/strålning (utsändning och absorption av infraröd strålning). Mer sällsynt är konvektion, dvs uppvärmning genom att sjok av molekyler transporteras/stiger och diffunderar. Koldioxid- och vattenånge-molekyler kan omvandla den värme de tillskansat sig genom konduktion/krockande, till strålning.

Fast uppe på dessa tunna, glesare nivåer av atmosfären har de utsända värmefotonerna, de som färdas med infraröda våglängder, stor chans att åka ut i rymden direkt, utan ytterligare förhalning, eftersom det inte finns så mycket molekyler i närheten för att absorbera dem.

Ökad koldioxidnivå i atmosfären kyler alltså stratosfären på två sätt:

Dels genom att troposfären mättas mer och mer och ir-strålning inte slipper uppåt mot stratosfären så lätt, och dels för att ökningen av växthusgaser däruppe gör att mer ir-strålning lämnar atmosfären. Vid kylning minskar volymen, enligt allmänna gaslagen, och stratosfären, mesosfären och jonosfären (ca 300 km upp) dras samman; dessa lager "faller" nedåt mot oss.

Några frågor? (-:

/Cecilia


Till ovanstående artikel har jag fått viktiga bidrag i form av synpunkter och länkar, från skribenterna Mia och Anders M.


Källor & fördjupning:
Atmospheric Optics: Tropopause and Lower Stratosphere

Stratospheric Cooling - Dr Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz

Tango in the Atmosphere: Ozone and Climate Change: Jeannie Allen, NASA Earth Observatory

Why is Earth's Upper Atmosphere Cooling? - Moises Velasques-Manoff

New Scientist: Orbital tracking reveals thinning upper atmosphere

Debatewise: CO₂ and global warming

Tanya Philips - Troposphere and stratosphere meet blogosphere

Photos:
1. NASA: Sunset Over Tropopause, Aug 10, 2003
2. Meteorology for everyone, Dask.org: Stratosphere
3. Arctic Stratospheric Cloud, NASA
4. Wikimedia Commons: Water Vapor in the Stratosphere

Twingly:
SvD: Carlgren svarar på läsarnas frågor, Varmaste decenniet hittills,
Recension: Global nedkylning
DN: Skadlig skandal

Vari börjar det som vi inte är överens om?

För att kunna sätta mig in i var i klimatdebatten det uppstår fnurror,

och för att man eventuellt, utopiskt, skulle kunna börja från punkterna man är överens om - ett trasslig uppgift, men ett försök kan man i alla fall kosta på sig - och utreda vidare därifrån, så tänkte jag gå tillbaka till pionjärerna inom uppvärmningsteorier, nämligen Joseph Fourier, Svante Arrhenius, John Tyndall, etc.... Ni klimatskeptiker verkar, så vitt jag läst i artiklar och bloggar, inte ha något speciellt emot dessa herrar, rent av hyser ni nog respekt för dem, jämfört med känslorna gentemot nutida forskare; beror detta på att ni accepterar de förras huvudteser?

Här kommer punkterna jag undrar kring (vissa av dem väldigt elementära, jag är inte ute efter att förolämpa någon läsares intellekt, eller att skämta, utan är genuint förvirrad kring vilka detaljer vi faktiskt är överens om):


1. Det finns en del gaser i atmosfären som ger växthuseffekt, dvs som hindrar värmeenergin från solens strålar att omedelbart lämna jorden. Vattenångan är den starkaste. Den har allra starkast värmestrålnings-absorptionsförmåga. Andra växthusgaser är koldioxid, kväveoxid, metan, etc...Utav dessa har koldioxiden högst koncentration i atmosfären.

2. Med ökad temperatur, ökar vattenångans mättnadstryck

3. Det finns positiva återkopplingar i atmosfären och på jordytan. En uppvärmning orsakad av en stor koldioxid-halt-ökning höjer temperaturen och höjer vattenångans mättnadstryck, vilket gör att luften kan fyllas med mer vattenånga, vilket gör att ännu mer infraröd strålning kan absorberas. En temperaturhöjning frigör mer koldioxid till luften.

4. Det sker hela tiden en värmeutjämning i atmosfären.
De övre/översta lagren är kallare och avger inte värme (utåt mot rymden) lika snabbt som de varmare nedre lagren har kapacitet att göra.


Jag skulle uppskatta ifall varje kommentator ville beröra alla fyra punkterna, om så bara med ett litet 'ja', på dem ni är överens om. Och helst en motivering på dem ni protesterar mot. I annat fall antar jag att den/de punkter en kommentator inte nämner invändningar mot, är försanthållna av vederbörande.


mvh
/Cecilia


Dagen: Hopp trots klimatkris

Lackmustest för alternativa hypoteser

Det florerar en uppsjö av olika mer eller, oftast, mindre utarbetade alternativ till den beskrivning av den globala uppvärmningen som IPCC och den överväldigande majoriteten av världens klimatforskare utgår ifrån. För att underlätta i debatten lägger jag här fram Uppsalainitiativets lackmustest för alternativa hypoteser.

Klimatvetenskapens beskrivning av global uppvärmning och dess koppling till koldioxidutsläppen utgår från följande grundläggande resonemang:

• Hur växthusgaserna fungerar i atmosfären är välkänt. Vår förståelse av sambanden baseras på grundläggande fysik och är okontroversiell sedan minst 60 år. Vattenånga och koldioxid är de absolut viktigaste växthusgaserna i atmosfären.
• Mängden koldioxid i atmosfären är känd och den ökar på grund av människans utsläpp. Sambandet mellan mängden fossila bränslen vi förbränner och mängden koldioxid i atmosfären är väl etablerat. Mätningar sker kontinuerligt världen över och utsläppen följs på ett flertal olika sätt.
• Det råder jämvikt för mängden vattenånga i atmosfären ovanför Jordytan på grund av haven som täcker 70% av Jordens yta. Grundläggande fysik, känd sedan mitten av 1800-talet, beskriver balansen mellan vatten i haven och i atmosfären.
• Ju högre temperatur, desto mer vattenånga i atmosfären.
• Koldioxidens uppvärmning förstärks av ökande mängd vattenånga.
• Minskande isar ökar absorptionen av solstrålning.
• Detta ger en global uppvärmning på i storleksordningen 3 grader¹ vid en fördubbling av koldioxidnivån.

Till detta kommer påverkan av aerosoler, vulkanism, solintensitetens variation med mera och övriga återkopplingar i klimatsystemet.

De allra flesta alternativa förslag handlar om att mänsklig användning av fossila bränslen med tillhörande koldioxidutsläpp har ingen eller liten påverkan på klimatet. Utifrån detta kan följande klassificering göras:

Rimliga
Hypoteser som med vetenskapliga argument argumenterar för specifika underskattade eller hittills okända negativa (dämpande) återkopplingar eller påverkningar som minskar uppvärmningen i framtiden.
Dessa hypoteser bör tas på allvar och görs så av klimatforskarna. Om hypotesen är korrekt eller inte avgörs av hållbarheten i dess resonemang och resultatet av undersökningar. Ett sådant alternativ är Irishypotesen.

Möjliga
Hypoteser som framför specifik argumenterad kritik mot de grundläggande sambanden ovan och söker visa att dessa är felaktiga.
För att vara värd att undersöka närmare krävs att hypotesen är mycket väl underbyggd med vetenskaplig argumentation. En sådan hypotes måste tackla väl belagda fysikaliska samband och om den är riktig skulle det bli konsekvenser långt utanför klimatfrågan för vår förståelse av världen.

Meningslösa
Alla hypoteser som avfärdar eller ignorerar det grundläggande sambanden ovan. Detta inkluderar alla korrelationshypoteser mellan 1900-talets temperatur och olika fenomen som PDO och Solcykler. Varje hypotes som resulterar i att växthuseffekten av våra koldioxidutsläpp är mycket mindre än den allmänt accepterade måste också söka förklara orsaken till detta.

1) Notera att rapporten är från 1979. De grundläggande slutsatserna kring temperaturökningen har alltså stått sig sedan slutet av 70-talet.