Varmare hav

Vi har temperaturmätningar av atmosfären som går långt tillbaka i tiden. T ex visar HadCRUT-serien från Hadley/CRU i England globala temperaturer som går tillbaka till 1850 (bild till vänster).


Men uppvärmningen sker inte bara i atmosfären. Den kanske viktigaste uppvärmningen sker i haven, som utgör en c:a 300 gånger större massa än atmosfären. När det gäller uppvärmningen av haven så är tyvärr våra kunskaper betydligt sämre. Innan 1960-talet mättes endast vattnet alldeles vid ytan, t ex med hjälp av hinkar som kastades i och drogs upp från skepp.

Från 1960-talet började man använda engångs batytermografer (Expendable bathythermograph, XBT), som mäter temperaturen som en funktion av djupet. XBTn släpps i havet från ett skepp och överför data genom två trådar medans den sjunker, tills trådarna går av (typiskt vid 700 m). De har dock två problem. Det är svårt att exakt beräkna djupet eftersom detta görs utifrån sjunktiden, och XBTerna kan sjunka olika snabbt under olika omständigheter (t ex temperatur) och beroende på modell. Dessutom är täckningen inte så bra – XBTerna slängs vanligen ut från handelsfartyg och täckningen beror på var dessa fartyg går och inte går.



Från 2004 blev nätverket med Argo-bojar operativt. Argo-bojarna (för närvarande 3236 st över nästan hela världen) mäter regelbundet temperatur och salthalt ner till 2000 meters djup, och har både bättre täckning och pålitlighet än XBTerna. Bojarnas position bestäms med satellit, och deras insamlade data överförs via satellit. Argo-nätverket ger oss därför en betydligt bättre bild av hur temperaturen i haven förändras, och kommer att göra stor nytta i framtiden.

Men för tiden innan 2004 får vi lita på XBTerna, och dessa mätningar har en rad felkällor och är naturligtvis behäftade med en hel del osäkerhet. Olika metoder har utvecklats för att hantera dessa felkällor, och grafen ovan till vänster (från tidskriften Nature) visar hur ett antal olika forskargrupper med olika metoder och data har kommit fram till olika resultat för perioden 1994-2009. Kurvorna visar hur energiinnehållet, representerat som en anomali från ett basvärde, i de översta 700 metrarna av haven förändras under perioden.

I en artikel i tidskriften Nature har John Lyman från University of Hawaii och ett antal andra forskare från andra platser jämfört dessa resultat med avsikt att bedöma osäkerheten i skattningarna (se grafen till höger). De heldragna färgade kurvorna är olika dataserier med samma klimatologi för 1993-2003, de streckade med samma klimatologi för 2005-2008, och de prickade är samma serie med olika korrigeringsmetoder. Av särskilt intresse är den svarta heldragna kurvan som visar genomsnittet av de heldragna och prickade kurvorna. Osäkerhetsintervall är även utsatta för den svarta kurvan. Slutsatsen i artikeln är att trots felkällorna i XBT-dataserierna så är uppvärmningen av haven säkerställd för den aktuella perioden, med en takt på 0.64 ± 0.11 W/m² (räknat över hela jordytan). För enbart 1993-2003 (dvs innan Argo) är uppvärmningstakten 0.61 ± 0.28 W/m². Osäkerheten är alltså betydligt större för denna period.

Med andra ord, varje 100 m² av havsytan får kontinuerligt ta emot ett nettotillskott av energi ungefär motsvarande effekten av en 90W glödlampa (dvs av den gammaldags sorten). Och om det inte låter mycket så bör man tänka på att detta energitillskott ackumuleras hela tiden, sekund för sekund, år efter år.

Det här är också ett exempel på hur forskare konfronteras med osäkerheter - något som händer hela tiden. De försöker förstå dem, korrigera för dem och eliminera dem så mycket det går (bl a genom att titta på flera olika datakällor), och de tar hänsyn till dem när de drar sina slutsatser. Osäkerheter betyder kanske att man vet mindre än om man hade haft perfekt information, men de betyder inte att man ingenting vet.

Om konspirationen mellan SR och UI

Uppenbarligen har någon "kommit på" att Uppsalainitiativet skulle ha varit inblandad i de undersökningar som SVTs Vetenskapsredaktion gjort, och bland annat Vetenskapsradion Klotet rapporterat om, och sprider denna idé i bloggosfären. Som vi påpekat i kommentarsfältet här på bloggen så är detta inte sant. Även Klotet har gått ut med en dementi av ryktet. Läs den här.

Uppenbarligen finns de de som griper efter konspirationer för att slippa inse faktum kring forskningsläget i klimatfrågan.

Men det är ju klart. Att dementera är ju precis vad både vi och Klotet skulle göra om det var sant...

Likabehandling av undergångsscenarier?

Slutet är nära!* Men vilket slut är det som gäller egentligen?


Christian Groups: Biblical Armageddon Must Be Taught Alongside Global Warming

*I ett astronomiskt perspektiv

Stockholmsprofessorer om klimatvetenskapen på SvD Brännpunkt

Nio professorer vid Bolincentret för klimatforskning vid Stockholms universitet träder idag fram i Svenska Dagbladet med en mycket bra och balanserad artikel om klimatvetenskapen. Kortfattat meddelar de det vetenskapliga evidensläget, orubbat av vinterns hysteriskt upphaussade IPCC-turbulens. Därefter konstaterar de nyktert att någon slutgiltig och total vetenskaplig visshet om klimatsystemet knappast går att nå, men att detta inte duger som intäkt för passivitet i klimatpolitiken. Ur artikeln:

Jordens medeltemperatur har ökat med cirka 0,8 grader under de senaste 150 åren. De senaste årtiondenas uppvärmning på cirka 0,5 grader beror med stor sannolikhet på den ökande halten av växthusgaser. Denna slutsats stöds såväl av beräkningar baserade på grundläggande fysikaliska lagar som på avsaknaden av andra rimliga naturliga förklaringsmodeller.

Havsytans höjning kommer att fortgå i flera hundra år, som ett resultat av glaciärers och inlandsisarnas eftersläpande reaktion på den uppvärmning som redan skett under 1900-talet.

Hur snabb och stor den framtida uppvärmningen kommer att bli och vilka effekter den kommer att få på klimatets olika yttringar (nederbörd, stormar etcetera) är osäkert och beror både på mänskliga vägval och på hur känsligt klimatet är för vår påverkan på atmosfären. Visshet eller säkerhet om något så komplicerat som jordens klimatsystem är gäckande mål, och samhället måste räkna med att under överskådlig tid behöva fatta beslut under osäkerhet.

[...]

Risken för allvarliga klimatförändringar har inte försvunnit i och med den senaste tidens IPCC-turbulens. Den finns kvar, och det som gör klimatfrågan så svårhanterlig är kombinationen av ett långsamt förlopp och samtidigt ett akut handlingsbehov. Om vi väntar med kraftfulla motåtgärder kan det visa sig vara för sent för att undvika en mycket allvarlig situation i framtiden. Att använda den vetenskapliga osäkerhet som finns om klimatets känslighet för människans utsläpp som argument för att inte redan nu vidta åtgärder mot utsläppen anser vi vara ansvarslöst.

Where ignorance is bliss

Rubriken ur: "Ode on a Distant Prospect of Eton College"

U.S National Academy of Sciences om klimatförändringarna

De tre utlovade rapporterna om klimatförändringarna finns nu tillgängliga. Just nu går det att se presentationen av dessa och en frågestund om rapporterna online.

Några av slutsatserna i rapporterna:

• Termometerdata visar att jordens medeltemperatur har stigit väsentligt över det senaste århundradet och speciellt de tre senaste decennierna

• Dessa data styrks av många oberoende observationer som visar uppvärmning i olika delar av jordens system, inkluderande haven, den lägre atmosfären och istäckta områden.

• Det mesta av den senaste tidens uppvärmning kan härledas till förbränning av fossila bränslen och andra mänskliga aktiviteter som avger koldioxid och andra värmefångande växthusgaser

• Förändringar i solstrålning och vulkanisk aktivitet kan påverka klimatet, men observationer visar att dom inte kan förklara den senaste uppvärmningen.

USA bör bland annat:

• Agera nu för att kunna dra fördel av saker som till exempel energieffektivisering och energikällor som släpper ut lite koldioxid.

• Minska efterfrågan på varor och tjänster som kräver energi. (genom till exempel utbildning för att påverka konsumentbeteendet.)

• Anta ett system för att sätta pris på koldioxid och andra växthusgaser och komplementera detta med specifika åtgärder för olika typer av områden.

• Investera i teknologi och forskning!

• Börja anpassningen till bland annat kraftigare värmeböljor och kusterosion.

National Academy of Sciences släpper tre klimatrapporter imorgon

USAs National Academy of Sciences släpper imorgon (onsdag) tre rapporter som rör klimatförändringar. Klockan 18:00 svensk tid går det att se en webcast där korta pressentationer ges och frågor besvaras.

De tre rapporterna handlar om:

1. Vad som kan göras för att bättre förstå klimatförändringarna och dess interaktioner med mänskliga och ekologiska system.

2. Hur man kan begränsa omfattningen av framtida klimatförändringar.

3. Hur man kan anpassa sig till effekterna från klimatförändringarna.

Tontrollet

Begreppet ”troll” torde vara välkänt för det flesta bloggläsare: en person som skriver debattinlägg på Internet med avsikt att reta upp andra läsare. Ett troll har ingen avsikt att bidraga konstruktivt till diskussionen utan är snarare ute efter att förstöra den. Det här inlägget handlar om ett mindre känt sorts troll: det så kallade tontrollet.

Tontrollet är på sätt och vis motsatsen till det mer vanliga provokativa trollet: tontrollet vill att alla synpunkter ska få höras, och att ingen ska angripas. Tontrollet uttrycker oro över den hårda tonen i diskussionen. Och visst finns det goda skäl att beklaga tonen i många diskussioner – man behöver inte vara tontroll för att göra det. Om fler personer sade ifrån när någon går över gränsen skulle detta förmodligen göra internet trevligare. Men sådana invändningar kan också användas för att ställa meningsmotståndare i dålig dager, och för att öppna fältet för den andra sortens troll som är svåra att hålla kort om man är alltför snäll. De kan användas för att avvärja berättigad kritik, som när man beklagar sig över ”personangrepp” för att man omnämns med namn när ens argument kritiseras.

Så hur känner man igen ett tontroll? Hur skiljer man på tontrollet och någon som är uppriktigt bekymrad över tonen på diskussionen? I många fall kan det vara mycket svårt att göra, men en viktig ledtråd är asymmetri. Någon som reagerar starkt på (påstådda) övergrepp från ena sidan men ignorerar eller slätar över övergrepp från andra sidan kan vara ett tontroll. I viss mån är det naturligt att man reagerar starkare när man upplever att någon man sympatiserar med angrips på ett orättvist sätt, men om asymmetrin blir för stor så finns det skäl att ifrågasätta det ärliga i uppsåtet. I synnerhet gäller det om personen själv ifråga använder sig, eller vid andra tillfällen har använt sig av grova retoriska figurer. Ett tontroll kan också vara en person som beklagar sig över skarpt formulerad kritik som riktas mot det själv och meningsfränder, men som på sin egen blogg tillåter rena smädelser, inklusive negativa uttalanden om enskilda personers mentala hälsa, jämförelser med nazistledare, eller tal om att efterlevande kommer att utföra vissa kroppsfunktioner på utpekade personers gravar när dessa har avlidit. I ett sådant fall är asymmetrin så stor att man kan vara tämligen säker på att det rör sig om ett tontroll.

Men hur bemöter då man ett tontroll? Det finns fyra grundregler. För det första, ge inte tontrollet ammunition i onödan. Använd t ex inte ett alltför grovt språk. Det är ofta lätt att bli provocerad, särskilt av den provokativa sortens troll (som kan leva i symbios med tontrollen) men försök hålla huvudet kallt. Ibland har tontrollet faktiskt rätt – bjud inte på det. Dessutom finns det andra goda skäl att hålla en hyfsad ton.

Detta ska dock inte leda till att man inte vågar yttra skarp men berättigad kritik. Så den andra regeln är att påpeka för tontrollet att det finns skäl för sådan kritik. Ibland måste man få kalla en lögn för en lögn, som när någon ”skeptiker” för hundrade gången påstår att ”Climategate” bevisar att forskarna fuskar. Den tredje regeln är att påpeka tontrollets asymmetriska förhållande till (påstådda) övergrepp från den egna respektive den andra sidan, om det finns tillfälle för det. Med andra ord: dra fram tontrollet i solen.

Den fjärde och viktigaste regeln gäller för alla troll: ödsla inte för mycket tid på trollet. Inlåt dig inte i långdragna diskussioner. Troll är tidstjuvar!

Illustrationen ovan är gjord av den norske konstnären Andreas Bloch.

Bo Jonsson på bloggen Piprök ger ett exempel på vad ett tontroll kan låta passera från den egna sidan.

Fredagsmys: Vi kompromissar!

”Fredagsmys på en söndag?” kanske du undrar. ”Vad nu då, har det slagit slint alldeles?”

Men när jag vaknade i morse trodde jag faktiskt det var fredag. Så det råder verkligen ingen konsensus om det här med vilken veckodag det är. Dessutom är jag ju forskare, så det råder ingen vetenskaplig konsensus. Nu har jag i och för sig fått reda på att det är söndag. Men det innebär ju bara att det inte ens råder konsensus i min hjärna om man ser på den över tid.

En kompromiss är av nöden. Det måste vara lördag.

Den här funderingen kommer sig utav att Axess TV nu lag ut hela klimatkonferensen i Engelsberg på nätet. Ni kanske kommer ihåg, det var det ”elände” till konferens som vi beklagade att Olle Häggström behövt kasta bort en dag på, konferensen varifrån Sveriges Radios reporter rapporterade om ”flera talare som gjorde sig lustiga över [professor Markku Rummukainen] på ett synnerligen ovärdigt sätt”, seminariet som professor Ulf Danielsson menar kollapsade.

Ja, helt enkelt det seminarium som Axess bloggare Johan Lundberg uppfattade ”som synnerligen underhållande och lärorikt, inte minst just därför att företrädare för diametralt olikartade ståndpunkter fick mötas” - det seminariet ligger nu ute hos Axess under titeln ”Det stora klimatgrälet”.

Frågestunden är speciellt intressant för den som vill förstå hur klimatförnekande fungerar. Här är det generella mönstret:

• Forskare: Vi vet att människan förändrar klimatet på grundval av fysiska lagar X och empiriska observationer Y.
• Förnekare: Det gör vi inte alls det. X funkar inte alls på det viset/är för komplicerat och Y är inte alls en observation/bara naturligt.
• Reporter: Sanningen måste ligga någonstans mitt emellan. Ni måste kompromissa!

Det låter så vackert, så enkelt, och så riktigt på något självklart sätt, det där med att anamma kompromisspositionen. Men vad betyder det egentligen? Låt oss utforska vart kompromissande om vetenskaplig kunskap leder.

• Forskare: Koldioxid är en växthusgas. Klimatförnekare: Det är den inta alls det/det där är kunskap från 1800-talet/den ger i alla fall inte så mycket växthuseffekt/koldioxid är livets gas!/det där är för komplicerat för att förstå. Kompromiss: Oj vad svårt det där verkar och vad många teorier det finns! Vi vet nog inte tillräckligt för att vara så säkra på det där. Bäst att inte göra någonting!
• Forskare: Jordens medeltemperatur har stigit med cirka 0,7 grader sedan förra sekelskiftet. Klimatförnekare: Det har den inte alls det/nähä, det har blivit kallare/det går inte att mäta global medeltemperatur/"hide the decline" minsann, det är vad de gjort!/det där är för komplicerat för att förstå. Kompromiss: Hujedamig, vad krångligt! Det där verkar man ju verkligen inte ha någon som helst koll på. Bäst att inte göra någonting!
• Forskare: Jordens temperaturökning beror på mänsklig aktivitet. Klimatförnekare: Det gör den inte alls det/det blir ju kallare har jag sagt!/allt beror på solen/allt beror på kosmisk strålning/Al Gore har ett stort hus/det där är för komplicerat för att förstå. Kompromiss: Ojojoj, måste vetenskap vara sådär krångligt? Hur ska någon kunna veta vad som är sant i den här mångfalden av alternativa teorier? Bäst att inte göra någonting!

Ni ser förmodligen mönstret. Varje kompromiss landar i slutsatsen att forskningen inte stämmer och i handlingsplanen ”Bäst att inte göra någonting!” Kompromissen hamnar helt enkelt hos förnekarna: förmodad okunskap och resulterande passivitet. Det här är förstås en uttänkt strategi modellerad på exempel från andra kontroverser. Känner ni igen dessa?

• Forskare: Tobak är hälsovådligt. Forskare betalda av tobaksindustrin: Nähädå, det finns det inga bevis för. Kompromiss: Man vet nog inte hur det är med tobakens hälsofarlighet. Bäst att inte göra någonting och låta människor fatta sina egna beslut.
• Forskare: Medicin är medel med påvisad effekt på sjukdomen de påstås bota. Kvacksalvare: Sjukdom måste förstås holistiskt/individuellt/mitt medel funkar bara på de som tror på den/vanliga statistiska metoder kan inte testa den här typen av preparat. Kompromiss: Bäst att låta folk själva välja vad som är "medicin".
• Forskare: Evolutionsteorin är förklaringen av livets mångfald. Kreationist: Det kan lika gärna vara så att jorden skapades av Gud på sex dagar. Kompromiss: Lär ut båda teorierna på biologilektionerna och låt barnen själva välja.

Vad gör man åt det här då? Om kompromissandet inte är den bästa vägen till kunskap om verkligheten kanske det skulle vara bättre att tillsätta en stor internationell grupp forskare med kompetenser från många olika klimatvetenskapsdiscipliner och låta dem utvärdera det kunskapsläget om klimatförändringarna? På så sätt skulle ett kompromissförslag bli verkligt vetenskapligt underbyggt och inte bara baseras på löst tyckande.

Nej visst ja, det går ju inte. Det skulle ju bli IPCC.

Men om vi tillsätter en ny panel med samma uppgifter? Några som ännu inte är nedsmutsade av att ha arbetat för IPCC? En alternativ klimatpanel, helt enkelt! (Detta är faktiskt ett seriöst förslag från förnekarsidan.)

Men som ni förstår är förstås alla klimatforskare uteslutna som deltagare i så fall. De får ju pengar för att forska på klimatet, så därför vill de att klimatet ska vara … varmt? Den nya panelen måste bestå av forskare som inte forskar på klimatet. Men forskare är säkert kollegiala. Någon måste ju ha sett till att ge klimatforskarna anslag från början.

Den enda möjligheten är att tillsätta en panel av lekmän! En grupp människor som aldrig funderat över klimatet tidigare. De är helt neutrala!

RPFTSLWCMUTOMPC: Randomly Picked From The Street Layman Who Can Make Up Their Own Minds Panel on the Climate!

Det är väl ett neutralt kompromissförslag som borde passa alla? Kompromisser är verkligen vägen framåt...

Fredagsmys: "Klimatbluffen" och media

Av Morten Morland från The Times.

Högsta koldioxidnivån på minst två miljoner år

Att koldioxidhalten i atmosfären har växlat under jordens historia är välkänt. Men hur länge sedan hade jorden en koldioxidnivå motsvarande dagens 388 ppm?

Från iskärnor i Antarktis kan vi följa koldioxidnivån de senaste 800 tusen åren och se hur koldioxidnivån sjunkit ner mot 170 ppm under istiderna men aldrig varit i närheten av dagens nivåer.
Med hjälp av boron-isotop analys av foraminiferer i havssediment kan koldioxidnivån följas 2.1 miljoner år tillbaka i tiden. Inte heller under denna tid finner vi koldioxidnivåer i närheten av dagens värde.

Röd kurva är iskärnedata och punkterna boronisotopdata. Ökande ålder åt höger.

Den bästa kandidaten för senaste tiden då koldioxidnivån var som idag är den så kallade mellan-Pliocena värmeperioden för mellan 3 och 3,3 miljoner år sedan. Studier visar att koldioxidnivån då var kring 400 ppm samt temperaturen 2 till 3 grader över förindustriell¹. Det var en tid före Grönlands nedisning och före de stora istiderna.

Temperaturdata från syreisotopanalys av havssediment. Cyklerna är istidscykler.

Spelar det någon roll att när senast koldioxidnivån var som idag och temperaturerna de som vi nu är på väg mot var för 3 miljoner år sedan? Det gör det nog. De klimatnålsögon som dagens arter av växter och djur samt deras förfäder har passerat har handlat om låga koldioxidnivåer och låga temperaturer. Nu går vi snabbt, i ett evolutionärt perspektiv, in i en annan värld där andra egenskaper premieras.

Nyligen har en undersökning kring människors och andra däggdjurs förmåga att leva i en hetare värld presenterats. Vi däggdjur är i behov av att kunna kyla kroppen vilket begränsar möjligheterna att leva i heta fuktiga miljöer. En begränsning som inte varit aktuell på 3 miljoner år kan visa sig ha stor inverkan på framtida jordbruk och ekosystem.

1) Varför har vi inte dessa temperaturer idag med samma koldioxidnivå? Av flera skäl: Jorden är idag inte i temperaturjämnvikt utan temperaturen kommer att fortsätta att öka även om koldioxidnivån hålls konstant. Vi har kylande utsläpp av aerosoler. Geografin är annorlunda. Se mer tex här

Kväveoxider/nitrater, del två: Förbisedda bovar i atmosfären?

När vi planerade att undertecknad skulle skriva en uppföljare till Mias artikel om kvävet i klimatmodellerna, var jag inte beredd på hur pass utförligt och noggrant hon skulle presentera saken, så jag har sedan genomläsningen av denna grunnat på om det överhuvudtaget finns något relevant kvar att säga som introduktion i ämnet. Nåväl,  jag kan vaska fram en del matnyttigt om de huvudsakliga förloppen uppe i atmosfären - kväveoxidernas och nitraternas kemiska effekter - även om processerna egentligen är mer komplicerade än som kommer att nämnas här:

Om vi börjar med att se till marknivå, så bildas överskott av växthusgasen marknära ozon (O₃) genom att kvävedioxid, (NO₂), reagerar med kemiskt lättflyktiga organiska ämnen, så kallade VOC-er (Volatile Organic Compounds). Detta går till ungefär på följande vis: Normala dagtida ozonreaktionerna vid markytan:

1)  NO₂ + ultraviolett ljus ☼ → NO + O  (Solens strålar bryter ner kvävedioxiden)

2)  O₂ + O → O₃  (Den ensamma syreatomen som är över från 1, reagerar med luftens syre, och blir till ozon)

3)  NO + O₃ → NO₂ + O₂   (Kvävemonoxid reagerar med ozon.)

Ovanstående kedja renderar i sig ingen nettoproduktion av ozon, men om de lättflyktiga organiska ämnena, VOC, tillförs i systemet, kommer VOCns radikaler att reagera med kvävemonoxiden, NO, och bilda nytt NO₂ så att nedersta ledet (3) kan hoppas över och översta reaktionen (1) börja om igen, vilket kan få nettoalstrandet av ozon att öka avsevärt.  Även kolmonoxid, CO, har denna effekt.

Kvävedioxiden kommer i städerna främst som utsläpp från olika motorfordon, från bensinångor, vissa industrier, etc. Inandning av det marknära ozonet, alias "dåliga ozonet", kan orsaka halsirritation, hostande, värk i bröstet, förvärrad astma, emfysem, etc. Dessutom leder höga markozonhalter till nötning på växtlighet och ekosystem: minskade skördar, sämre överlevnad för trädplantor.

Nattetid, lite längre upp, domineras de kemiska reaktionerna av nitrat-radikaler (här betecknade NO₃), vilka bildas genom reaktion mellan ozon (O₃) och kväveoxid NO₂, förutom det som finns naturligt i atmosfären samt utsläpp från bl a jordbruk. Dessutom reagerar NO₂   med NO₃-radikalen, och bildar dikvävepentoxid N₂O₅, en omvändbar process; N₂O₅ agerar mestadels som ett nitratlager.

NO₂ är alltså huvudsakliga ozonreagenten bland kväveföreningarna, men molekylen bildas av de andra sorterna också, genom olika reaktioner. Vid soluppgång sker lejonparten av nedbrytningen till NO₂: genom att det energirika UV-ljuset - med fotonenergin E=h*f - bryter isär nitratmolekylerna.

Lustgas

En annan väsentlig gas i sammanhanget är dikvävemonoxid/dikväveoxid, N₂O, sk lustgas, en växthusgas som dock inte reagerar i troposfären. Däremot gör den en hel del för att bryta ner ozon uppe i stratosfären. Gasen är praktisk att använda vid forskning om och spårning av luftpaketens och luftskiktens förflyttningar, tack vare att dess livstid ligger på över hundra år (på 20 km:s höjd över havet) vilket är en avsevärt längre stund än vad atmosfärens dynamiska processer tar.

Dikväveoxid är en värmeuppfångande växthusgas i samma liga som metan och koldioxid; att reglera även den skulle nog vara nyttigt för klimatet.Gasen ifråga bildas naturligt när kväve i mark och vatten äts av olika bakterier. Molekylerna stiger upp i stratosfären, där majoriteten av dem bryts ned till ofarliga molekyler av kväve, N₂, och syre, O₂, med hjälp av solens strålar.
Men en del av gasen förblir intakt, och kan överleva i hundratals år. Substansen reagerar så småningom med energirika syreatomer och producerar en dödligare förening, kvävemonoxid (NO). Denna molekyl fortsätter sedan med att förstöra ozon. 

N + O₃ → NO + O₂
NO + O → N + O₂
N + O₃ + NO + O → NO + N + 2O₂

Dikvävemonoxidens nedbrytning av ozonlagret är en process som har varit känd sedan 1970-talet, då forskarna oroade sig för miljöeffekterna av flygande överljuds-plan, som släpper ut en hel del ozonnedbrytande kväveoxider.  Huvudsakligen beror problemet dock inte på att dessa plan släpper ut just kväveoxider, utan på att de i regel flyger på högre höjd i stratosfären, där det "goda ozonet" håller till, och det är där kväveoxiderna agerar som ozonförstörare (Nere i troposfären och vid markytan agerar ämnena  - i synnerhet NO₂ - istället som ozon-bildare). NO alstras genom att luftens O₂- och N₂-molekyler reagerar med varandra i den heta jetmotorn. Atmosfärens huvudbeståndsdelar är ju kväve och syre. När kväveoxiden sedan kommer ut i den svalare luften reagerar den delvis med syre, O₂  och delvis med kväve N₂ => NO₂, kvävedioxid, och N₂O

Dikväveoxidens förmåga att förstöra ozon är jämförbar med andra ozon-utarmande ämnen, som kallas hydroCFC-föreningar, (efterföljare till CFC men som också är på väg att avvecklas), men trots att utarmnings-potentialen ligger på samma nivå, kan lustgas ändå ha en mer negativ inverkan eftersom den finns i mycket rikligare mängd.  

Globala mänskliga utsläpp av N₂O ligger på hela tio miljoner ton per år, jämfört med drygt en miljon ton från all CFC.  Forskare menar att människans roll vid produktionen av den skadliga gasen i stort sett har förbisetts. i klimatmodelleringen. På grund av förbränning av fossila bränslen som producerar gasen, samt kvävebaserad gödsling, reningsverk och andra industriella processer som inbegriper kväve, beräknas ungefär en tredjedel av den lustgas som släpps ut per år vara antropogen (människoorsakad).

 

Även om just överljudsflygplans-transporter inte riktigt hunnit bli standard ännu, så lär N₂O-utsläppen (från annat håll än flygplan) nuförtiden förstöra så mycket "bra ozon" som 500 överljudsplan-flygningar per dag vanligen gör. Utsläppen har ökat med ca 0,25 procent per år sedan sedan förindustriell tid.

"Lustgas är, liksom, den bortglömda gasen", säger Don Wuebbles vid University of Illinois i Urbana-Champaign (enligt en artikel i New Scientist, 28 Aug 2009), han som utvecklade metoden för att kvantifiera kemisk ozon-utarmnings-potential.  "Den har alltid ansetts vara [en naturlig växthusgas]. Folk har bara glömt att den ökat." 

/Cecilia

Källor och fördjupning: 
* Lower Atmosphere - Night-time Conditions and Chemistry, 
* Upper Atmosphere, Chlorine Chemistry
(Dr Elmar Uherek, Max Planck Institute for Chemistry)
 * Nitrous Oxide (N2O): The Dominant Ozone-Depleting Substance Emitted in the 21st Century
(A. R. Ravishankara, John S. Daniel, Robert W. Portmann, Science Express, 27 August 2009) 
* Laughhing Gas is the Biggest Threat To the Ozone Layer 
(New Scientist, aug, 2009) 
* Stratospheric Ozone Depletion  
(Chap. 2, The world environment 1972-1992)
* How Does "Bad" Ozone Affect Human Health and the Environment?
(US Environmental protection Agency)
* Tropospheric ozone, smog and ozone-NOx-VOC sensitivity
(Dr Sanford Sillman, University of Michigan)

Bilder i inlägget: 
1. NASAs satellitfoto av smoglager över centrala New York
2. "Aufgeschnittener Metall Katalysator für ein Auto", foto från: Stahlkocher
Katalysatorer fungerar bl a så att de med hjälp av rhodium och platina reducerar NOx-utsläppen. De river ut kväveatomen från inkommande NO/NO₂-molekyler och håller fast kväveatomen, lösgör syret i O₂-form. Kväveatomen kommer så småningom att binda ihop med någon av sina likar som sitter fast på katalysatormetallen, och bilda N₂.  2NO → O₂ + N₂ ,  2NO₂ → N₂ + 2O₂.  För att minska kolmonoxidutsläppen  bränner/oxiderar katalysatorn kolmonoxiden med hjälp av platina/palladium vilket resulterar i: 2CO + O₂ → 2CO₂
3. Formler från Lower Atmosphere - Night-time Conditions and Chemistry,
4. Dikvävemonoxid-molekyl-modell från NOAA Research 
Eftersom molekylen har flera "laddningscentrums"förskjutnings-riktningar, så är det en växhusgas. Den har dessutom dipolmoment, dvs att denna elektronförskjutningslinje även går längs med molekyllinjen ("vågrätt").
5. NASAs F-15B Research Testbed, aircraft #836 (74-0141), med tillhörande Quiet Spike-funktion
NASA bedriver flera forskningsprojekt för att försöka minska temperaturen inuti jetmotorn, så att mindre kväveoxider bildas där. Detta kräver dock stor precision och datorisering av förbränningsskeendet.

255 forskare om klimatförändring och vetenskapens integritet

WE ARE DEEPLY DISTURBED BY THE RECENT ESCALATION OF POLITICAL ASSAULTS ON SCIENTISTS in general and on climate scientists in particular.

I ett öppet brev som bland annat publicerats i Science skriver 255 medlemmar, var av 11 är nobelpristagare, av National Academy of Science om vetenskapens funktion och mot den ideologiska inblandningen i klimatvetenskap. Läs hela brevet här

De börjar med att påpeka ett grundläggande vetenskapligt faktum:

All citizens should understand some basic scientific facts. There is always some uncertainty associated with scientific conclusions; science never absolutely proves anything. When someone says that society should wait until scientists are absolutely certain before taking any action, it is the same as saying society should never take action. For a problem as potentially catastrophic as climate change, taking no action poses a dangerous risk for our planet.

Man kanske kan undra varför detta påpekande behövs. Men, argumentationen om vetenskaplig osäkerhet är en väl utarbetad metod för att förhindra politiska och juridiska insatser. Det finns till och med ett engelsk uttryck för argumentationen "SCAMs" - Scientific Certainty Argumentation Methods.

Brevet påminner även om att vetenskapliga slutsatser bygger på förståelsen av grundläggande naturlagar, laboratorieexperiment, observationer i naturen och datorsimuleringar samt att vetenskapen är en ständig konkurrens där man vinner berömmelse genom att utmana rådande konsensus och visa på bättre förklaringar.

Samtidigt kan väl etablerade teorier beskrivas i termer om faktum. Detta gäller jordens ålder, Big Bang, evolutionen och även klimatförändring:

Even as these are overwhelmingly accepted by the scientific community, fame still awaits anyone who could show these theories to be wrong. Climate change now falls into this category: There is compelling, comprehensive, and consistent objective evidence that humans are changing the climate in ways that threaten our societies and the ecosystems on which we depend.

Men som påpekas i brevet. Dagens ifrågasättande av klimatforskningen och klimatforskare är i mångt och mycket inte en önskan att föra vetenskapen framåt:

Many recent assaults on climate science and, more disturbingly, on climate scientists by climate change deniers are typically driven by special interests or dogma, not by an honest effort to provide an alternative theory that credibly satisfies the evidence.

Brevet avslutas med två uppmaningar och ett val:

We urge our policy-makers and the public to move forward immediately to address the causes of climate change, including the unrestrained burning of fossil fuels.

We also call for an end to McCarthy-like threats of criminal prosecution against our colleagues based on innuendo and guilt by association, the harassment of scientists by politicians seeking distractions to avoid taking action, and the outright lies being spread about them.[¹]

Society has two choices: We can ignore the science and hide our heads in the sand and hope we are lucky, or we can act in the public interest to reduce the threat of global climate change quickly and substantively.The good news is that smart and effective actions are possible. But delay must not be an option.

Det är tragiskt att denna typ av brev behövs men glädjande att de skrivs.

1) Så som vi tagit upp så bedriver Senator Inhofe en juridisk kampanj mot klimatforskare. En kampanj som även Virginia Attorney General Ken Cuccinelli tagit upp.

Om vådan att debattera med förnekare

Uppsalainitiativets egen Olle Häggström var på Engelsbergs bruk i Västmanland häromdagen för att debattera klimatförändringarna. Evenemanget sponsrades av Axel och Margareta Ax:son Johnsons stiftelse. Champagne, god mat, operasång och vetenskapliga diskussioner. Vad mer kan man väl begära? Ja, en sak kanske. I en debatt är det alltid trevligt med en gemensam verklighetssyn. Uppenbarligen trodde arrangörerna att det skulle gå att destillera fram en sådan. Så här sa till exempel stiftelsens VD Kurt Almqvist till SRs Johan Bergendorff.

Det här var ett försök att lyfta frågan och få ihop de antagonistiska grupperna till ett möte. I bägge lägren förnekar man idag uppenbara sanningar som man annars skulle kunna ta till sig om det inte vore för att man hejar på AIK eller Djurgården…

Har man den bilden av klimatdebatten har man nog ätit för många snittar med klimatförnekarlobbyister. Några av de inbjudna talarna öppnade med att spä på fotbollsstämningen. Mer från Bergendorffs referat:

Journalisten Niklas Ekdahl (fd DN:s ledarredaktion) inledde med vårt behov av undergångsberättelser av typen Avatar (den film som spelat in mest pengar i världen) och som han beskrev som My Little Pony fast på en annan planet. Ekdahl plussade sen på med Lejonkungen, Pocahontas, myten om Gaia och Ragnarök och trodde att Usama Bin Ladin snart kommer bli klimatkramare han också. Idéhistorikern Svante Nordin från Lund gav ytterligare exempel som Noaks ark, Babels torn och Atlantis. Budskapet gick hem i publiken: dagens klimatlarm är bara en i raden av undergångsmyter som vi gillar att straffa oss själva med.

Ett vetenskapsfilosofiskt påpekande kan vara på sin plats. Bara för att det tidigare förekommit falsklarm betyder det inte att alla larm är falsklarm. Särskilt inte om man tar i princip alla sina exempel på falsklarm från sagornas värld. Vad de här inslagen hade på seminariet på Engelsbergs bruk att göra är uppenbart. Inte för att illustrera hur man värderar vetenskaplig information, utan endast för att redan från början skapa ett misstroende mot forskarna som var där för att informera om klimatförändringarna. Det var i och för sig ingen dålig samling företrädare för vetenskapen man hade fått dit. Fysikprofessor Ulf Danielsson från Uppsala var där, och även professor Johan Rockström från Stockholm Environment Institute, liksom professor Markku Rummukainen från Lunds universitet och SMHI. Plus som sagt vår egen Olle Häggström. Om Rummukainen skriver Bergendorff:

Denna välmeriterade klimatforskare såg under hela föredraget ut som om han tänkte: Här står jag inför ett gäng huliganer som när som helst skulle kunna börja kasta ruttna tomater på mig. När han lämnat konferens på eftermiddagen för att hämta på dagis, var det flera talare som gjorde sig lustiga över honom på ett synnerligen ovärdigt sätt.

Det här beteendet är förstås något som alla känner igen som har stött på klimatförnekarflocken. Olle Häggström har sedan länge tröttnat på det här och riktade, liksom flera gånger förr, vass kritik mot klimatförnekarna. Bergendorff igen:

När det var nämnde Häggströms tur att tala så gick han också till frontalangrepp på vissa i rummet som han menade förde debatten på en beklämmande låg nivå, och vissa fall spred rena vetenskapliga lögner. Oklart dock enligt Häggström om det var av okunskap eller medvetet.

Olle drog sig inte för att peka ut specifika lögner och ohederligheter från lika specifika och vid namn omnämnda meddebattörer. Detta föranledde en av dem att kritisera honom för användande av personangrepp. I sak var kritiken måhända riktig, men de här personangreppen behövs tyvärr. Möter man en debattmotståndare som ideligen far med osanning måste man ju påpeka det. Annars blir det lätt att allmänheten får en skev bild av vad som är verklighet och vad som är rena påhitt. Ett exempel på ett sådant missförstånd fanns redan i inbjudan till seminariet. Så här skriver Bergendorff:

Redan inbjudan till mötet ”Climategate & hotet mot isbjörnarna” fick mig fundersam. Journalisten och moderatorn Lotta Gröning hade bland annat skrivit om Climategate:

”Den stora katastrofen för teorin om den människopåverkade globala uppvärmningen tycks vara det som kom att benämnas Climategate. Skandalen blev ett faktum i november förra året då över ett tusen e-postbrev offentliggjordes efter ett dataintrång. Breven visade att forskarna manipulerat fakta för att påvisa klimatförändringarna och att de dolt information som talade mot idén om människans inverkan på klimatet”.

Jag frågade Gröning vad hon byggde det påståendet på eftersom flera oberoende utredningar redan friat Phil Jones East Anglia universitet (vars mail stulits) från alla misstankar om forskningsfusk. Hon tog då tillbaka alltihop och sa att det var en gammal text hon skrev innan alla fakta blev kända.

Mötet verkar mest ha blivit ett evenemang där klimatförnekarna kunde roa sig kungligt på forskarnas och arrangörernas bekostnad. Olle berättar vidare om mötet:

Det var hyfsad ordning under själva föredragen, men diskussionspassen blev desto mer kaotiska, och dominerades av folk som (trots att någon champagne ännu inte serverats) gastade i mun på varandra om att "IPCC är korrupt!", "koldioxid är livets gas!!", och "Al Gore försöker slå i oss att havsytan kommer att stiga sju meter på två veckor!!!".

Den som trodde sig inbjuden på en informerad debatt drog alltså en nitlott. Bergendorff summerar:

Min reflektion efter den här dagen var att många klimatskeptiker beskriver sig som motarbetade sanningssökare utan resurser. Igår på Engelsbergs bruk var klimatskeptikerna i förkrossande majoritet och bjöds därmed inte på något stort motstånd men väl champagne, lyxmiddag och operasång.

Kul för dem. Tråkigt för "debatten". Vi inom Uppsalainitiativet uttrycker härmed våra sympatier för Olle som kastade bort en hel dag på eländet.

Läs även professor Ulf Danielssons reflektioner: "Ett kollapsat seminarium".

Kvävet och klimatmodellerna

I den ständigt växande samlingen vetenskapliga publikationer som på olika sätt behandlar klimatförändringar riktar vi in strålkastaren mot en kortare artikel från december 2009 i tidskriften Geophysical Research Letters.

Artikeln är intressant för att den tar upp ett viktigt problem med dagens generation vegetationsmodeller, dvs den del av en klimatmodell som beräknar hur vegetationen påverkar och påverkas av klimatet. Dagens vegetationsmodeller tar vanligtvis inte hänsyn till tillgång eller brist på näringsämnen (framför allt kväve och fosfor) när man räknar på hur växterna kommer att svara på ökningen av koldioxid. Resultatet blir att man riskerar att överskatta den tillväxtökning hos vegetationen som förväntas som svar på koldioxidökningen, vilket i sin tur innebär att man överskattar hur mycket koldioxid som kan bindas in av vegetationen (det vill säga försvinner ur atmosfären), vilket leder till att man underskattar temperaturökningen under den modellerade tidsperioden.

Vi tittar närmare på problemet:

Kväve är för växter ett av de viktigaste näringsämnena eftersom det ofta ingår som byggsten i proteiner, däribland viktiga enzymer i kloroplasterna. Mängden tillgängligt kväve påverkar därför direkt hastigheten för fotosyntesen, växternas mekanism för energiutvinning och kolinbindning. Därmed påverkas växtens tillväxthastighet, och hur mycket och hur snabbt koldioxid kan tas upp och bindas in som biomassa och därmed tillfälligt försvinna ur atmosfären.

Växter kan inte ta upp kvävgas (N₂) direkt ur atmosfären, utan är beroende av kväveföreningar i marken.

Trots att kvävgas utgör 78 % av volymen i atmosfären är därför tillgängligt kväve en bristvara för växter i majoriteten av jordens naturliga ekosystem [1]. Det finns två sätt för växtligheten att komma åt nytt kväve, antingen genom att utnyttja att vissa bakterier kan fixera kvävgas till användbara kvävemolekyler, eller genom att kväve tillförs utifrån via deposition av kväveoxider och ammoniak från atmosfären.

Dagens klimatmodeller räknar med antagandet att en ökande koldioxidhalt kommer att medföra en ökning av fotosynteshastigheten (”koldioxidgödsling”), vilket leder till en ökning av tillväxthastigheten och åter en ökning av mängden koldioxid som tas upp ur atmosfären. En ökad tillväxt leder till en ökande efterfrågan på kväve, men man har alltså inte tagit hänsyn till hur mycket kväve som faktiskt finns tillgängligt för växtligheten när man modellerar tillväxten under det närmsta århundradet. En av huvudanledningarna till detta är att man saknat bra metoder för att räkna på hur en sådan kvävebegränsning skulle se ut. Resultatet blir att man indirekt gör antagandet att kvävetillgången kommer att öka med ökande efterfrågan.

I den aktuella artikeln räknar författarna på något man kallar ”global Nitrogen deficit”, vilket man definierar som skillnaden mellan hur mycket kväve som finns tillgängligt för vegetationen, och hur mycket kväve som skulle behövas för att vegetationen ska kunna lagra in så mycket koldioxid som klimatmodellerna förutsäger. I studien ingår elva kopplade klimatmodeller [2], och man har räknat på tidsserien 1900 till 2050, respektive till 2099.

Resultatet av studien blev att nio av de elva testade modellerna krävde mer kväve än vad som kommer att finnas tillgängligt, och överskattar alltså hur mycket koldioxid som kommer att tas upp. Den beräknade extra uppvärmningen, när kväveunderskottet tagits med i beräkningarna, låg mellan 0.38 och 0.72 grader fram till år 2050, och 0.69 till 1.19 grader fram till 2099.

Studien är en av de första i sitt slag, och siffrorna ovan bör snarast ses som en fingervisning om storleksordningen på en eventuell inverkan. Författarna föreslår att nästa IPCC-rapport (2013) skall innehålla resultat från en ny generation kopplade klimatmodeller där även kvävet inkluderas i modelleringen, och fler resultat lär presenteras inom de närmsta åren.

Fotnoter

[1] Här används ordet ”naturliga” som samlingsnamn på all icke uppodlad mark, ett försök till översättning av engelskans ’unmanaged’ . Det är framförallt landekosystem utanför tropikerna som har kväve som huvudsakligt begränsande närningsämne. Tropikerna och haven begränsas istället framförallt av fosfortillgång, vilket också tas med i studien.

[2] Från C4MIP projektet

Länkar
Science daily
Discovery news
Liknande studie (Science daily)
Liknande studie i Geophysical Research Letters

April var också varmt

Bilden här ovan visar dagliga satellitmätningar av den lägre troposfären för de senaste 12 åren gjorda med NOAA-15-satelliten och sammanställda av University of Alabama Huntsville. Klicka på bilden för att förstora. Den orange kurvan är för 2010, och som synes är april varmare än tidigare år, precis som januari, februari och mars. Som vi påpekade för en månad sedan har vi ökande halter växthusgaser och en måttlig El Nino som bidrar till värmen. Samtidigt har vi låg solaktivitet, och dessutom denna månad ett vulkanutbrott.

Uppdatering 2010-04-04 Enligt RSS är anomalin för april 0.546 grader C, vilket gör detta till den näst varmaste april i mätserien (1998 har rekordet).

Glad sista april!

Koldioxid och procentsiffror

Procenträkning är ofta knepigare än man skulle kunna tro. Redan inför en så oskyldig fråga som "Hur många procent alkohol innehåller ölet Tuborg Guld?" behöver vi stanna upp inför huruvida det är viktprocent eller volymprocent som avses. När vi så går vidare till klimatvetenskapliga sammanhang tenderar komplikationerna att rada upp sig. Två vanliga frågor angående koldioxidens klimatpåverkan är "Hur stor andel av vår planets totala växthuseffekt står koldioxiden för?" och "Hur stor andel av den globala uppvärmning vi sett sedan industrialismens barndom är en följd av ökad koldioxidhalt?". Min avsikt med denna bloggpost är att diskutera dessa båda senare frågor, och peka på ett par komplikationer som ofta inte framgår då de dryftas i dagens klimatdebatt.


1. Hur stor andel av vår planets totala växthuseffekt står koldioxiden för?

Denna fråga ställs ofta av s.k. klimatskeptiker, som vet att vattenånga är den viktigaste växthusgasen. Tanken är att få en låg procentsiffra som svar, för att därpå kunna replikera något om att med en så marginell påverkan kan koldioxiden knappast ha någon avgörande betydelse för de nu pågående klimatförändringarna (eller helt enkelt bara blinka menande, med samma betydelse).

Många felaktiga siffror cirkulerar i bloggosfärens klimatskeptiska ekokammare. Men vad är det sanna värdet? Det bästa svar jag kan ge är cirka 9-26%.

"Cirka 9-26%?!?" kanske klimatskeptikern nu utropar. "Nog för att vi börjat vänja oss vid de enorma osäkerhetsintervall som klimatvetenskapen levererar, men kan ni inte svara mer precist än så på en såpass grundläggande fråga inser man ju att det här med AGW bara är snack."

Svaret "cirka 9-26%" är emellertid ett uttryck inte för någon vetenskaplig osäkerhet (eller rättare sagt, ordet "cirka" indikerar faktiskt osäkerhet, medan själva intervallet inte gör det) utan för en fundamental svårighet i att ange en enskild procentsiffra, som inga förbättrade mätmetoder eller modeller i världen kan råda bot på.

Ett sätt att bestämma koldioxidens procentandel av den totala växthuseffekten (räknad i W/m², Watt per kvadratmeter) är att räkna på en tänkt situation där alla växthusgaser utom koldioxid plötsligt avlägsnas ur atmosfären, för att se hur mycket växthuseffekt som då återstår. Det visar sig bli 26% av den ursprungliga växthuseffekten. Detta beräkningsresultat redovisas, liksom de följande siffrorna, i en tabell i den läsvärda RealClimate-bloggposten Water vapor: feedback or forcing?, och samtliga siffror bör uppfattas som approximativa. Motsvarande siffra för vatten (i betydelsen vattenånga plus moln) är 85%. Eftersom 26%+85%=111% har vi problem: totalen överskrider 100% redan innan vi räknat med ozon, metan med flera växthusgaser.

Detta kan synas paradoxalt, men beror på att växthusgaser i allmänhet har absorbtionsspektra (dvs de frekvenser där de tar upp strålning) som delvis överlappar. Exempelvis får koldioxid en lägre växthuseffekt i närvaro av vattenånga eftersom vattenångan redan har absorberat en del av den värmestrålning som koldioxiden annars hade kunnat ta upp (och vice versa).¹ På matematikerspråk heter det att de olika gasernas växthuseffekter inte är additiva.

Ett annat sätt att räkna för att få en uppfattning om koldioxidens procentandel är att istället betrakta den tänkta situation där det är koldioxiden som plötsligt avlägsnas ur atmosfären, medan övriga växthusgaser får vara kvar. Då visar det sig att växthuseffekten sjunker till 91% av den nuvarande, varför koldioxiden kan antas stå för 100%-91%=9% av totalen. Motsvarande siffra för vatten är 66%. Om vi till koldioxidens 9% och vattnets 66% adderar motsvarande siffror för ozon, metan, etc får vi en total växthuseffekt som hamnar klart under 100%.

Vi har här alltså två olika sätt att få fram en siffra på den procentandel av växthuseffekten som en enskild växthusgas står för. Inget av sätten summerar sig på önskat vis till 100%, utan det ena hamnar över och det andra under. Inget av dem kan heller anses vara det objektivt riktiga, eller ens entydigt att föredra framför det andra. Därför brukar man ofta uppge båda siffrorna, inte sällan som jag gjort ovan i form av ett intervall (vilket dock som framgått har nackdelen att det lätt kan missförstås som ett osäkerhetsintervall).

2. Hur stor andel av den globala uppvärmning vi sett sedan industrialismens barndom är en följd av ökad koldioxidhalt?

Även besvarandet av denna fråga kan i princip leda till samma problem med icke-additivitet som ovan. I praktiken är detta dock inte så allvarligt, till följd av att de förändringar i klimatdrivande faktorer vi sett sedan förindustriell tid är tillräckligt små för att additivitet skall vara en hygglig approximation. Jag vill här istället peka på en annan vanlig källa till förvirring.

Jag ber läsaren tänka sig följande (fiktiva, men inte helt orimliga) meningsutbyte mellan vetenskapsjournalisten Ville och klimatforskaren Kalle.

V: Anser du att den globala uppvärmning vi nu upplever enbart beror på atmosfärens ökade koldioxidhalt?
K: Nej, absolut inte. Det finns en rad andra faktorer av betydelse.
V: Men hurpass stor del, i procent räknat, av den totala uppvärmningen skulle du uppskatta att koldioxidökningen står för?
K: Det är svårt att säga exakt, men om du ändå pressar mig på en siffra säger jag 100%.

Men nu är väl ändå Kalle ute och cyklar, kan man tycka. Man kan väl inte samtidigt hävda att den nu pågående globala uppvärmningen till 100% beror på koldioxidökningen, och att det finns andra faktorer som också påverkar förloppet?

Jo, det kan man faktiskt. En titt på nedanstående diagram, som visar IPCC:s uppskattningar av hur olika faktorers uppvärmningseffekt (åter räknat i W/m²) förändrats sedan industrialismens barndom. Här finns både koldioxid och andra växthusgaser, här finns albedoförändringar, aerosoler och infallande solstrålning.² De tjocka staplarna avser bästa skattning, medan de I-liknande strecken respresenterar osäkerhetsintervall. Som synes påverkar vissa faktorer i värmande riktning, medan andra - speciellt aerosoler - påverkar i kylande riktning.


Den totala uppvärmande effekten fås genom att summera de två nedersta staplarna (solstrålning plus total antropogen effekt). En enskild faktors andel fås genom att dividera dess bidrag med totalen, vilket i fallet med aerosoler ser ut att ge negativa procentsiffror. I och med att de blir negativa så blir den totala effekten av övriga faktorer mer än 100% - ty de olika procentandelarna måste³ summera sig till 100% - vilket öppnar för möjligheten att någon enskild faktor står för mer än 100%.

Hur blir det då med koldioxiden? Enligt de centrala skattningarna (de breda staplarna) hamnar koldioxiden strax under 100% av den totala effekten, men om vi tar hänsyn till osäkerhetsintervallen ser vi att koldioxidens andel kan hamna så lågt som 75%, eller så högt som 120%, 150% eller rentav uppåt 200%.

Sensmoralen här är att en vanligt förekommande föreställning är felaktig, nämligen den om att en enskild klimatpåverkande faktor står för en andel av uppvärmningen som måste ligga mellan 0% och 100%. En härmed förknippad föreställning är att det skulle vara en extrem uppfattning att anse att koldioxiden står för 99% eller mer av uppvärmningen. Men extrem är den inte alls - till skillnad mot om någon skulle hävda att koldioxid är den enda klimatdrivande faktorn av betydelse, vilket ju är ett helt annat påstående.

Fotnoter

1) Det är i princip samma fenomen som ligger bakom att koldioxidens uppvärmande effekt inte ökar proportionellt mot dess koncentration, utan långsammare (approximativt logaritmiskt vid de koncentrationer vi nu har att göra med). För växthusgaser med betydligt lägre koncentration, som exempelvis metan, är denna effekt försumbar, och växthuseffekten blir approximativt proportionell mot koncentrationen.

2) Någon kanske undrar varför vulkanutbrott inte finns med i diagrammet. Svaret är att stora vulkanutbrott som Pinatubo 1991 visserligen kan ge tydligt avtryck i klimatet under något år eller två, men att det så snabbt går tillbaka att effekten i detta sammanhang blir försumbar. Se vårt blogginlägg i samband med Eyjafjallajökull-utbrottet häromsistens.

3) Under antagandet om additivitet.

Christopher Walter Monckton, 3rd Viscount Monckton of Brenchley

En titt på klimatdebattens egen renässansman, Christopher Monckton, 3rd Viscount Monckton of Brenchley, som förutom sina klimatvetenskapliga insatser har hittat ett botemedel mot HIV, MS och förkylning samt besegrat Argentina i Falklandskriget.

Swedish Television Goes Oreskes on the Pseudo-Sceptics of Climate Change

In addition to the Swedish television's opinion poll among Swedish climate scientists, which showed an overwhelming support for IPCC, the Swedish television has now taken a deep look into the archives of scientific articles on climate.

the Science department has gone through ISI, the worlds largest database of peer-reviewed research articles and searched for publications that clearly contradict the conclusion of human-induced global warming. The survey also looks for “climate sceptic” scientists and research articles which are often cited on Internet and blogs. From 2009 onwards, we have found a total of five articles that explicitly question the man-induced global warming. During the same period, more than 8000 research papers on climate change have been published, according to the ISI database

Now this comes as no surprise to anyone who actually tries to follow the scientific publications on global warming and climate change. However, the result will hopefully function as a wake up call for people who don’t follow the issue. A job well done by the Swedish television.

The five articles were the following:

* Chilingar, GV et al, Greenhouse Gases and Greenhouse Effect, Environmental Geology, 58 (6): 1207-1213 Sep (2009)
* Essenhigh, RH, Potential Dependence of Global Warming on the Residence Time (RT) in the Atmosphere of Anthropogenically Sourced Carbon Dioxide, Energy & Fuels, 23:2773-2784 May-June (2009)
* Gerlich, G and Tscheuschner, RD, Falsification of the Atmospheric CO2 Greenhouse Effects within the Frame of Physics, International Journal of Modern Physics B, 23 (3): 275-364 Jan 30 (2009)
* Green, KC et al, Validity of Climate Change Forecasting for Public Policy Decision Making, International Journal of Forecasting, 25 (4): 826-832 Oct-Dec (2009)
* Karlén, W, Recent Changes in the Climate: Natural or Forced by Human Activity?, AMBIO: 483-488 Sp. Iss. 14 Nov (2008)

Starting at the top:
Chilingar et al ignore textbook knowledge about the adiabatic gradient, the effect that air cools as it rises and expands. This is no small thing to dismiss. For more errors and further explanation, see Chilingar’s greenhouse paper

Essenhigh's paper on carbon dioxide residence time (much shorter lifetime than generally accepted) makes lots of generalisations and, from what I can tell, improper simplifications. We had a longer discussion in the Swedish blogpost about the paper, my main points being that he ignores some of the carbon fluxes, claims that carbon is being released from the ocean (despite that we know that pH is decreasing) and as far as I can see ignores that C-14 was not in isotopic equilibrium in the oceans after the C-14 spike from the nuclear tests. This is probably why it was published in Energy & Fuels, a for the subject peculiar journal.

On to the “famous” Falsification of the Atmospheric CO2 Greenhouse Effects within the Frame of Physics. This one deals with the total greenhouse effect, not only the anthropogenic part. If it was to be correct, our theories on the evolution of the earth would need to be revised. Not surprisingly the paper itself has been properly falsified by, among others, Jörg Zimmerman and Arthur Smith.

Regarding number 4, Green, KC et al, Validity of Cilmate Change Forecasting for Public Policy Decision Making; I had not seen it, or any comments on it, before. It's hard to know where to start. Anyway, it does not disprove any of the physics that the anthropogenic greenhouse effect relies on. It chooses one of the early IPCC projections of temperature change between 1992 and 2008 and then compare the temperature change projected by IPCC to temperature changes at different points in time (staring as early as 1850) which to me seems pointless. Different forcings on climate will have different impacts on temperature, and during the time examined in this paper a range of different forcings have been dominant (eg. Sun, Vulcano, CO2, aerosols etc.). IPCC also say that making projections are difficult; it is hard to know how, for example, prices on fossil fuels will develop in the future or what kind of technical achievements that will occur. Further, technology as well as fossil fuel prices were quite different back around the year 1900. (the paper also cites the later falsified paper Quantifying the Influence of Anthropogenic Surface Processes and Inhomogeneities on Gridded Global Climate Data.)

The last paper Recent Changes in the Climate: Natural or Forced by Human Activity? is published in AMBIO, a journal handled by The Royal Swedish Academy of Sciences. The paper is primarily a review stating that different things have affected the climate. The summary reads:

In several studies it is claimed that changes in climate before the 1900s were local and were mostly not recognized in other areas. This argues for a recent human influence on climate. However, well-dated, published data from widely separated areas show that major events predating the warming during the 1900s are global (71). A number of indications of globally synchronous changes in circulation have been discussed by Mayewski et al. (4) and Andresen and Björck (20). Humanity has always lived under the threat of disasters, e.g., famine and lately nuclear war. Now, when several of these threats have diminished considerably in the West, it seems as if people need a new threat that can be shared and thereby have a uniting effect. The possible impact of increased atmospheric greenhouse gas concentration seems to have taken on the role of such a shared threat. By promising that a control of this threat may be available, the greenhouse scare yields the hope that man so badly wants. However, periodic fluctuations in solar activity and the climate variation imply sensitivity to changes in solar activity. There are striking similarities in the timing and the pattern of the Greenland ice core data, many other data records, and solar activity.

For people interested in solar effects on climate I recommend AGW Observers collection of papers. This is of course something the scientists have looked into, and concluded that the sun is not the main driver of the now ongoing global warming. Citation nr 71 from the summary is the infamous paper “Proxy Climatic and Environmental Changes of the Past 1000 Years” which made the chief editor of the journal resign after the flaws in the paper had been pointed out while despite this, the review process at the journal wasn’t changed. Eventually, half of the journal’s editorial board resigned. How this problem was missed by the reviewers at AMBIO, I don’t know.

The article also states “Most probably, human impact is not the only factor that can explain simultaneous changes in the climate, as claimed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (1).” which is not what the IPCC say.

Swedish television also interviewed Oreskes about her earlier (scientifically published) findings about the science on climate change, which is pretty much in accordance with these results. (about 1:40 in the clip)





Finally we can conclude that if these kinds of papers slip through the review system, then there exists no conspiracy of scientist refusing “sceptics” to publish their work. It also shows that peer review is not perfect and that it is important to see how the scientific community reacts to different publications (especially controversial ones) before drawing too big conclusions. Bart Verheggen has a blog post about this subject, and how Lindzen's Iris publication was handled, well worth reading.