Solen kan förklara mer av värmeökningen

Enligt bloggen klimatsvammel så visar ny forskning att solen instrålning förklarar mer av det varmare klimatet än vad man tidigare trott, bl.a. IPCC.

Påverkar partiklar från rymden klimatet?

För drygt tio år sedan presenterade den danske forskaren Henrik Svensmark sin idé om att den globala uppvärmningen kan bero på mer moln och att det bildas mer moln för att antalet partiklar från rymden ökat. Denna idé hänvisar många hänvisar till som är skeptiska till hypotesen om koldioxidens avgörande betydelse för global uppvärmning.

Svensmarks hypotes

Då Svensmarks hypotes får så stor uppmärksamhet finns det anledning att försöka förstå vad den går ut på och om det kan ligga något i den.

Jorden omges av en sk solvind som består av partiklar som lämnar solen i mycket hög hastighet. Dessa partiklar når inte jorden pga jordens magnetfält. Solvinden varierar i styrka. Svensmark hypotes är att när solvinden är svagare så är den kosmiska strålningen som når jordens atmosfär starkare. När den kosmiska strålningen når atmosfären skapas aerosoler. Där bildar aerosolerna mycket små vattendroppar genom kondensation som till slut bildar moln.

Svensmark hävdar att satellitmätningar visar att mängden moln ökar när solvinden är svag. Dessutom har han genomfört ett experiment, kallat SKY, där man utsatte en vattendimma i en kammare för kosmisk strålning och kunde se att dimman formade sig till moln. En svagare solvind kan öka mängden moln med flera procent och därmed inverka på jordens klimat. Om molnen ökar eller minskar värmen beror på molnens höjd, ljushet, mm.

Henrik Svensmark

Svensmark är en etablerad forskare och verksam som Senior Scientist vid danska National Space Institute. Senaste uppsatsen skrev han 2007: Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions.

Stor uppmärksamhet

Svensmarks forskning har som sagt fått stor uppmärksamhet. Förra året utkom boken De kylande stjärnorna författad av Henrik Svensmark och den Nigel Calder, författare av att stort antal populärvetenskapliga böcker, mm. Tyvärr imponerar inte boken med sina många förvirrande metaforer möjligen beroende på en dålig översättning.

BBC Two gjorde 2007 ett helt program om Svensmarks forskning. Den danska filmaren Lars Oxfeldt Mortensen har gjort också en film tillgänglig på nätet.

Vetenskapligt stöd

Svensmarks tes stöds av fysikprofessorn Nir Shaviv vid Universitet i Jerusalem. Shavivs forskning beskrivs i De kylande stjärnorna. Han har dock inte publicerat sig vetenskapligt på senare år.

På Danmarks officiella webbplats ges information om aktuell forskning inom klimatområdet. Där nämns Svensmarks forskning som ett av fyra projekt inom klimatområdet.

Det välkända forskningscentrat CERN ska upprepa Svensmarks experiment men i betydligt större skala. Projektet kallas CLOUD. CERN rapporterar ”The first results from the CLOUD prototype are expected by the summer of 2007. [...] The first beam data with the full CLOUD experiment is expected in 2010.”, men någon redovisning av hur långt man har kommit verkar inte finnas än. På CLOUDs egen webb är senaste texten från jan 2006.

Vetenskaplig kritik

FN klimatpanel kommenterade Svensmarks forskning i den tredje rapporten som utkom 2001. Slutsatsen var
We conclude that mechanisms for the amplification of solar
forcing are not well established. Variations in ultraviolet and
solar-induced changes in O3 may have a small effect on radiative
forcing but additionally may affect climate through changing the
distribution of solar heating and thus indirectly through a
dynamical response. At present there is insufficient evidence to
confirm that cloud cover responds to solar variability. (Radiative Forcing of Climate Change)

Det verkar inte som om Svensmarks forskning berörts i IPCCs rapport från 2007.

Två forskare, Lockwood och Fröhlich, anser i en ny rapport att solstrålningen har avtagit de senaste 20 åren och att den globala uppvärmningen har fortsatt. Uppsatsen heter Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature. II. Different reconstructions of the total solar irradiance variation and dependence on response time scale.

Britiska vetenskapsakademien har publicerat ytterligare några aktuella rapporter om Svensmarks forskning.

Helt nyligen publicerade CICERO som är det norska centret för klimatforskning en rapport. Professor Jon Egill Kristjansson ved Universitetet i Oslo sammanfattar resultatet med ”Kosmisk stråling forklarer ikke global oppvarming”

Slutsats

Det är svårt för en lekman att bedöma värdet av Svensmarks forskning. Till dess att experimenten vid CERN slutförts ca 2010 måste nog hypotesen om att rymdpartiklar indirekt påtagligt påverkar klimatet genom att ökad bildning av moln som minskar solens värme inte kunna anses vara styrkt. Men det kan visa sig inom några år att solvinden är en bidragande faktor.

När var Nordpolens is ”normal”?

Tre debattörer från Tällbergstiftelsen (Bo Ekman, Johan Rockström och Anders Wijkman) skriver på DN Debatt om växthusgaserna i Lappland som en tidsinställd bomb och bygger under sitt påstående med allehanda uppgifter om klimatet. 

Det finns säkert anledning att kontrollera många av de påståenden som görs i artikeln, men här tas bara ett exempel upp. 

Så här skriver de om Arktis is: ”En sådan är den snabba reduktionen av sommarisens yta och massa i Arktis. Nära hälften av den normala sommarisen har redan förlorats.”

Frågan är vad som är ”normalt”. Utbredningen minskar med 0,5%/år enligt NSIDC, som är det ledande forskningsinstituet inom detta fält. I somras var isens utbredning ca 4,5 miljarder miljoner kvadratkm. När var den då dubbelt så stor, 10 miljarder miljoner kvadratkm? Sommaren när mätningarna med satellit började 1979 var utbredningen 7,2 miljarder miljoner kvadratkm. (Rättat efter påpekande av Anders. Tack!) 

Vad är då ”normalt”? Forskaren Torgny Vinje menar att isens utbredning har minskat med 33% sedan 1860 och att större delen av minskningen skedde före 1990. Så för att finna det som författarna menar är ”normalt” måste man gå ännu längre tillbaka.

Och det är klart att om man går tillbaka till lilla istidens maximum, kanske då Karl X Gustav kunde tåga över Stora Bält 1658, så kunde nog isen breda ut sig avsevärt mer än idag. 

Fast går man ännu längre tillbaka så hamnar man i den medeltida värmeperioden mellan 950 och 1250 då det sannolikt var minst lika varmt som idag. Arktis is måste rimligen påverkats då lika väl som nu.

Sanningen är säkerligen att isens omfattning runt Nordpolen har varierat starkt under under de senaste 2000 åren och det utan påverkan av koldioxid.

---

DN: ”Växthusgaser från Lappland en tidsinställd metanbomb”

September 2008 kallast på 8 år

Har den globala temperaturökningen stannat upp?  Det är svårt att säga men september 2008 var i alla fall den kallast septembermånaden sedan 2000! I år var den globala temperaturen 0,376 grader varmare än snittet 19061-1990 mot 0,319 grader år 2000. Det framgår av HadCrut3, som förmodligen den mätserie som oftast används i klimatsammanhang.

Men det finns andra mätserier som visar andra värden. Ett exempel: enligt HadCrut3 var det i augusti 2008 0,41 grader varmare än januari 1979, men enligt andra mätningar hade temperaturen ökat med 0,14, 0,33 resp. 0,37 grader.  Det kan förefalla som små skillnader, men då ska man tänka på att den temperaturökning IPCC talar om som alarmerande är 0,74 grader på 100 år.

Men det är egentligen inte så konstigt. Det är givetvis svårt att fastställa den genomsnittliga temperaturen jorden runt. Om man lägger de fem vanligaste temperaturkurvor över varandra får man följande diagram:

Värmepuckeln 1998 beror på El Nino och kylan 1991 beror på vulkanutbrottet på Pinatubo.  

Det är intressant att den globala temperaturen oftast anges som avvikelse från en normalperiod fastställd av World Meteorological Organisation (WMO) till 1961-1990, som var en förhållandevis kall period. Det gör att den globala temperaturökningen förefaller extra stor. Om jämförelsen i stället gjorts med 1931-1960 hade temperaturökningen varit avsevärt mindre.

Varifrån kommer den globala värmen?

Det är helt uppenbart att värmen på jorden kommer från solen (en bättre engelsk text) (även om lite av den värme som vi känner av på jordytan kommer från jordklotets inre). Det går inte att förstå jordens klimat utan grundläggande kunskap om solen.

Vår värmekälla skapades samtidigt med jorden för ca 4,7 miljarder år sedan. Värmen uppstår i solens innersta kärna genom en kärnreaktion som omvandlar väte till helium.

Solen är en medelstor stjärna. Det finns 100 miljarder stjärnor i denna storlek bara i vår galax Vintergatan. Solen med sina planeter rör sig i 250 km/s runt Vintergatans centrum på ett avstånd om 26.000 ljusår. Ett varv tar 250 miljoner år. Solsystemet består av solen och dess planeter. Solen är helt dominerande och har 99 % av solsystemets massa.

Fn befinner sig solen i nebulosan Local Fluff, ett gasmoln som är 30 ljusår brett. Detta gasmoln ingår i sin tur i Local Bubble som består av en tunn men varm vätgas.

Solens utstrålar energi om 1370 watt/kvadratmeter på det avstånd jorden har till solen, med jordens atmosfär reducerar den mängd energi som når markytan till ca 1000 watt/kvadratmeter i klart väder och då solen står i zenit.

Solen har ett starkt och varierande magnetfält med magnetiska poler som kastas om ungefär var 11 år. Detta fält skapar solfläckar på solens yta, solutbrott, som sänder ut strålar av laddade partiklar som kan störa radiosignaler och skapa strömavbrott på jorden, och solvind. Trots omfattande forskning är kunskapen om dessa aktiviteter begränsad.

Solsystemet bildades då ett moln av vätemolekyler kollapsade. Varje sekund omvandlas 4 miljoner ton av solens massa till neutriner och solstrålning. Solen kommer att fungera som nu under ytterligare ca 4 miljarder år, sedan börjar vätet ta slut och kärnreaktionen övergår till en heliumfusion. Det gör att solen växer till en röd jätte för att sedan bli en vit dvärg. Det är oklart vad som händer med jorden under den senare tiden av solens utveckling, men förmodligen kommer jordens vatten dunsta bort till följd av att solen blir allt varmare, ca 10%/miljard år.

Solen har ingen fast kropp utan är en plasma, som dock har en tydlig struktur [http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/Sun_parts_big.jpg]. Kärnan omges av en strålningszon (Radiative zone) som i sin tur omges av en Convection zone som följs av fotosfären och så – längst ut solens atmosfär.

Fotosfären är den synliga solens yta, då den kringliggande atmosfären är genomskinlig. Den inre delen av atmosfären är hetare än fotosfären. Atmosfären är som kallast, ca 4.000 grader, 500 km ovanför fotosfären, men ökar sedan längre ut till flera miljoner grader. Det är inte helt klarlagt varför.

Det yttersta lagret av atmosfären kallas för heliosfären som omfattar hela solsystemet och alltså inkluderar jorden. I detta lager finns solvinden.

Ljuset från solen är en form av elektromagnetisk strålning [eng]. Ljuset har en våglängd mellan 400-700 nanometer vilket är det intervall som uppfattas av det mänskliga ögat. När ljuset träffar materia ökar rörelsen på materians elektroner och molekyler. När denna rörelse minskar avger materian strålning med längre våglängd inom området 700 nanometer till 1 mm, dvs infraröd strålning, som människan uppfattar som värme.

Hur mycket av solens ljus som omvandlas till värme beror på en stor mängd faktorer t.ex. solvinden, jordens avstånd till solen och jordens atmosfär.

Hur går det med isen vid polerna?

Havsissmältningen vid Nordpolen får stor uppmärksamhet. Och det är i högsta grad rimligt. Den lär vara större än någonsin. Dessutom smälter isen på Grönland. Öns enorma ismassor kan höja havens nivå påtagligt.

Enligt klimatmodellerna bör temperaturökningen vara större vid polerna än vid ekvatorn. En anledning till det är isen reflekterar solstrålningen, vilket inte det mörkare vattnet gör i samma utsträckning. Det ökar uppvärmningen ytterligare. Det finns även andra orsaker till varför temperaturen bör öka mest vid polerna. Det reds ut i denna text: ”Polar regions as key regions for global climate change”.

IPCC skriver i sin sammanfattande rapport 2007 på sid 30: ”Average Arctic temperatures have increased at almost twice the global average rate in the past 100 years. […]Satellite data since 1978 show that annual average Arctic sea ice extent has shrunk by 2.7 [2.1 to 3.3]% per decade, with larger decreases in summer of 7.4 [5.0 to 9.8]% per decade.” Enllgt den trenden skulle alltså det vara 0,7% mindre havsis i år än förra året.

DN skrev den 14 juni under rubriken ”Nordpolen kan bli isfri i sommar”: Istäcket över Arktis är på väg mot nya bottenrekord. Nordpolen kan bli isfri redan nu i sommar – för första gången på åtminstone hundratusen år. ”

Var har DN fått detta ifrån? Först citerar man en namngiven forskare knuten till det respekterade forskningsorganet The National Snow and Ice Data Center (NISDC), som säger att ”avsmältningen har alla förutsättningar att bli rekordstor i år”. Därefter påstår man att ”amerikanska forskare” sagt att det ”för första gången på hundratusentals år finns en möjlighet att Nordpolen blir isfri redan i sommar”. Denna ”forskare” är säkerligen inte knuten till NSIDC.

Nu under september är havsisens utbredning som minst. Idag ser det ut så här:

Bilden nedan visar isens utbredning för ett år sedan.

Det verkar som om det är ungefär lika mycket is i år som förra året. DN larmade i onödan.

Det är också intressant att titta på Nordpolens temperatur. Bilden nedan visar temperaturen under augusti 2008. Det blåa området är kallare än normalt, det gröna/gula att det är varmare. ”Normalt” är snitttemperaturen under perioden 

Det visar att större delen av Nordpolen i vart fall under august var kallare än normalt, men också att ett område i Sebirien hade värmebölja.

Climat4you har liknande kartor för var månad sedan jan 2005. När man studerar dem så ser man att temperaturen varierar starkt och ofta på ett överraskande sätt, men samtidigt är det uppenbart att temperaturen inte ökat sedan 2005.

Källa: NASA Goddard Institute for Space Studies(GISS).

Tilläggas kan att isens utbredning vid Sydpolen inte ändrar sig alls.

När man läser om Nordpolens klimat är det påfallande vad lite det är som är känt. Antalet mätstationer är få och mätresultat saknas ofta. Satellitmätningarna började för 1978 och sedan dess har isens utbredning minskat med ca 9 % per decennium. Men hur det var dessförinnan vet ingen riktigt säkert. Det gör att IPCCs klimatmodell inte riktigt kunnat verifieras med faktiskt uppmätta värden.

Hur mäts den globala temperaturen?

Engelska vädertjänsten, Met Office sammanställer klimatdata för bl.a. IPCC. De är dessutom riktigt bra på berätta vad de gör. 

En av deras mätserier, som heter HadCRUT3, visar den globala temperaturen på jordens yta månad för månad (diagrammets nollpunkt är genomsnittet under perioden 1961-90):

Diagrammet visar att temperaturen föll från 1875 till 1910, sedan steg till omkring 1942, åter föll till 1950 för att därefter åter stiga fram till 1998. Från det lägsta läget 1910 till 1998 har temperaturen ökat med en grad.  Men vad händer efter 1998? 

Met Office publicerar helt aktuella data, just nu ända fram till juli 2008. Detta diagram visar utvecklingen sedan 1998:

Obs att det är den globala temperaturen som visas och att januaritemperaturen därför borde vara densamma som i juli om klimatet vore konstant. Perioden februari till augusti 1998 var ovanligt varm, sedan föll den ca 0,2 grader och var ganska stabilt fram till november 2007. Efter några fyra kalla månader verkar temperaturen återgår till den nivå som gällt under 2000-talet. 

Met Office mäter världstemperaturen i samarbete med Climatic Research Unit vid Environmental Sciences University of East Anglia i England.

Tillsammans sammanställer de data från 3000 väderstationer sedan 1850. Fram till 1950 var dock antal väderstationer mindre.  På land finns mätstationerna främst i den industriella världen. Mätningarna till havs är begränsade  och svårtolkade.

Det är givetvis svårt att ställa samman alla data. Först måste man ta hänsyn till utebliven rapportering och fel på utrustning, handhavande och inrapportering  av mätdata.

Man måste sedan väga samman mätvärden över havet mot samtidigt uppmätta värden över land, mätningar på högre höjd med dem på lägre, etc.

Än viktigare är dock att miljön runt mätstationerna förändras; skog avverkas, städer och kommunikationer byggs ut. De flesta miljöfaktorer leder till högre temperatur vid stationerna. När påverkan är alltför kraftig exkluderas stationerna, men inte vid mindre höjningar.

Slutligen så utvecklas också metoderna för själva sammanställningen av data. Den dataserie som refereras ovan är gjort på ett nytt sätt.

CRU skriver om svårigheterna:

Stations on land are at different elevations, and different countries estimate average monthly temperatures using different methods and formulae. To avoid biases that could result from these problems, monthly average temperatures are reduced to anomalies from the period with best coverage (1961-90). For stations to be used, an estimate of the base period average must be calculated. Because many stations do not have complete records for the 1961-90 period several methods have been developed to estimate 1961-90 averages from neighbouring records or using other sources of data. Over the oceans, where observations are generally made from mobile platforms, it is impossible to assemble long series of actual temperatures for fixed points. However it is possible to interpolate historical data to create spatially complete reference climatologies (averages for 1961-90) so that individual observations can be compared with a local normal for the given day of the year.

Det finns alltså åtskilliga problem vid sammanställningen av mätdata. Samtidigt kräver prognoser av den framtida temperaturen tillgång till historiska data. Så det gäller att samla in så mycket data som möjligt och tolka dem så gott det går. Låg kvalitet på de historiska uppgifterna gör helt automatiskt att kvaliteten på prognosen blir sämre.

Hur är det med den globala temperaturen?

Jordens temperatur har ökat med 0,74 grader på hundra år, snabbare under senare tid och vid nordpolen.

Haven blir varmare och glaciärer smälter. Under perioden 1961-2003 steg haven med 1,8 mm/år, men med 3,1 mm/år sedan 1993. Det varmare vattnet  tar mer utrymme och förklarar 57 % och smältande landisen 28% av stigningen.

Satelliter rapporterar att den arktiska isen har minskat med 2,7% per decennium.

Det framgår av den rapport som FN-organet IPCC la fram förra året. Vetenskapsmännen lär vara eniga om utvecklingen. I många länder tar politiker beslut för att stoppa en skenande utveckling med drastiska effekter för var och en runt hela klotet. 

Ändå pågår det en diskussion om vad det är som händer och vad utvecklingen kräver. I demokratier är vi alla ansvariga för utvecklingen och bör efter förmåga försöka förstå och göra det som är nödvändigt.

Vid amatörmässig läsning av rapporten kommer frågor:

-         Varför skrev IPCC i förra rapporten för fyra år sedan att den globala temperaturen ökat med 0,6 grader på 100 år? Var det fel? Kan också 0,74 grader vara fel? 

-         Är 0,74 grader en allvarlig ökning? Vad har det fått för konsekvenser? Och har inte värmen gått upp och ned tidigare? 

-         Värmen har inte ökat stadigt sedan 1850, visar rapporten. Under 1900-talets första decennium sjönk världstemperaturen med ca 0,3 grader enligt IPCC. Under 1940-talet, sjönk den med ca 0,2 grader. 

-         Hur vet man att det den globala temperaturen ökat med just 0,74 grader. Det är så exakt. Hur har man mätt? Kunde man mäta på samma sätt för hundra år sedan?

I rapporten finns det uppgifter om mätningarna (s 32). IPCC har dammsugit vetenskapssamhället och hittat 29.000 dataserier i 557 rapporter. Ett kvalitetskriterium är att serierna ska omfatta minst 20 år. Det verkar vara lite kort tid när man talar om klimat, då klimat ofta definieras som stabila förändringar som skett under 30 år. Dessutom ska rapporterna visa en signifikant ”riktning”. Det innebär att rapporter om klimatet som inte visar någon påtaglig förändring har sållats bort! Är inte det märkligt?

En annan märklighet är att, enligt kartan, så kommer inte en enda av dataserierna från Kina, Indien, Brasilien, Norra Afrika, Arabländerna eller Grönland! De allra flesta kommer från västra USA och ett litet område på Antarktis.

Hur kan man då beräkna den globala temperaturen? 

Det finns många frågor som söker svar. Kanske kan bloggens läsare ge tips.

DN-fel om metangasen i Sibirien

DN skriver

Nu rapporterar också svenska forskare om att Sibiriens tundra och havskust har börjat läcka den kraftfulla växthusgasen metan. Den rysk-svenska expeditionen ISSS08 har registrerat förhöjda halter av metan på flera ställen längs östra Sibiriens kust.

Men det stämmer inte enligt dagens Vetande Värld. I programmet intervjuas forskningsledaren på expeditionen Örjan Gustavsson. Han säger bl.a. att man noterat att det kommer upp metan från havsbotten, men de vet inte om det kommer mer nu än tidigare eller om det ens är betydande mängder.

Det stämmer alltså inte att det har ”börjat” läcka eller att det rör sig om ”förhöjda” halter. DNs miljörapportering är kritiserad och det verkar faktiskt som om att tidningens uppgifterna inte alltid är rätt.

En annan intressant uppgift som Örjan Gustavsson lämnar är att erosionen utefter Sibiriens 150 mil långa kust är betydande och att det betyder att kol kommer ut i vattnet som övergår till koldioxid och metan. Kanske mest intressant är uppgiften att detta tillflöde inte ingår i IPCCs klimatmodell. Man kan undra hur riktig den egentligen är.