torsdag 29 april 2010
onsdag 28 april 2010
Koldioxid och procentsiffror

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

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.
fredag 23 april 2010
Christopher Walter Monckton, 3rd Viscount Monckton of Brenchley
tisdag 20 april 2010
Swedish Television Goes Oreskes on the Pseudo-Sceptics of Climate Change
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 databaseNow 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.
måndag 19 april 2010
SVT granskar klimatforskningen
Vetenskapsredaktionen har gått igenom ISI, världens största databas för vetenskapligt granskade forskningsartiklar (så kallade peer-review) och sökt efter sådana som tydligt motsäger slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning. Vid undersökningen har också listor över "klimatskeptiska" forskare och forskningsartiklar som ofta hänvisas till på Internet och bloggar gåtts igenom.
Från 2009 och framåt har vi funnit sammanlagt fem artiklar som uttryckligen ifrågasätter mänskligt orsakad global uppvärmning. Under samma period har det enligt databasen ISI publicerats fler än 8.000 forskningsartiklar om klimatförändring.
Det är fullt möjligt att enstaka artiklar missats i genomgången. Däremot är det inte troligt att resultatet skulle kunna förändras på avgörande sätt. Resultatet av undersökningen stämmer också väl överens med liknande, tidigare undersökningar.
1) Oreskes undersökning hade totalt 928 artiklar.
Uppdatering 23/4: SVT beskriver undersökningen och svarar på frågor:
Vår undersökning har fått stor uppmärksamhet och respons. Vi tackar för detta. Det har också inkommit ett flertal frågor kring undersökningen. Nedan bifogas ytterligare information, som förhoppningsvis kan räta ut några av frågorna.
Först vill vi påminna om den beskrivning av undersökningen som redan finns.
En återkommande fråga handlar om urval och gränsdragning för de fem artiklar vi funnit. Vi har velat minimera risken för godtycke och därför försökt använda ett så tydligt urval och gränsdragning som möjligt. Därför har vi utgått från databasen ISI, tittat på artiklar från januari 2009 – mars 2010, och letat efter dem som uttryckligen går emot klimatforskningens slutsats om mänskligt orsakad global uppvärmning.
En annan återkommande fråga handlar om de fler än 8.000 artiklar om klimatförändring som enligt databasen ISI publicerats under samma period. En del menar att jämförelsen med de 8.000 artiklarna är vilseledande, eftersom dessa kan kretsa kring vitt skilda aspekter av klimatförändringarna. Det kan handla om delar av klimatsystemet, enskilda mätmetoder, förbättrade sätt att modelera klimatsystemet o.s.v. Och inte minst om klimatförändringarnas konsekvenser och vad som kan göras åt dem.
Vi menar att jämförelsen är både rimlig och talande. Den beskriver hur ringa den vetenskapliga dispyten om slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning numera är. Som vi nyligen visat anser över 97 procent av de forskare i Sverige, som aktivt publicerar resultat kring klimatförändringarna, att den globala uppvärmningen och människans avgörande påverkan är bevisad. De flesta forskare lägger rimligen sin energi på andra frågor än det som redan anses avgjort. I merparten av de artiklar som publiceras tas med andra ord gissningsvis klimatforskningens slutsats om mänskligt orsakad global uppvärmning för given. Den är utgångspunkt, snarare än föremål för dispyt.
En tredje fråga handlar om vi verkligen gått igenom de ”klimatskeptiska” artiklar som ofta hänvisas till på Internet. Speciellt lyfts t.ex. en artikel av Lindzen och Choi (se nedan). Som vi poängterat har detta gjorts, både genom att söka artiklar av "klimatskeptiska" forskare, samt att gå igenom listor som "500 peer-review papers supporting scepticism of ’man-made’ global warming".
Man kan naturligtvis tänka sig andra urvalskriterier och gränsdragningar. Exempelvis bör noteras att listan "500 peer-review papers...", som sträcker sig till 90-talet, omfattar en rad artiklar i tidskriften Energy & Environment. E&E är inte med i databasen ISI och anses av många inte hålla måttet som vetenskaplig peer-review-tidskrift.
Under arbetet har vi också funnit flera artiklar som stundtals refereras som "klimatskeptiska" men enligt vår bedömning enbart handlar om klimatsystemet på regional nivå, paleoklimat, delar av klimatsystemet o.s.v. – och på det hela taget inte motsäger slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning.
I de flesta fall var den här typen av bedömning inte särskilt komplicerad. För att undvika misstag stämde vi av våra slutsatser med aktiva klimatforskare. Tre av artiklarna valde vi att placera i en ”mellankategori” och analysera ett extra varv.
Dessa var:
Lindzen, RS och Choi, YS, On the determination of climate feedbacks from ERBE data, Geophysical Research Letters, 36 AUG 26 2009
Paltridge, G et al, Trends in middle- and upper-level tropospheric humidity from NCEP reanalysis data, Theoretical and Applied Climatology, 98 (3-4): 351-359 OCT 2009
Svensmark, H et al, Cosmic ray decreases affect atmospheric aerosols and clouds, Geophysical Research Letters, 36 AUG 1 2009
För Lindzen och Choi var vår bedömning dels att den enbart behandlar en del av klimatsystemet – tropikerna – dels att den snarare ifrågasätter gängse skattningar av klimatkänsligheten än att explicit gå emot slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning. Det är för övrigt bl.a. just artikelns begränsning till tropikerna som gjort att den kritiserats hårt av andra forskare. (Se exempelvis Trenberth, K E et al, Relationships between tropical sea surface temperature and top-of-atmosphere radiation, Geophysical Research Letters, 37 2010.) Därmed inte sagt att artikeln med lätthet avfärdades från vår lista. Författarnas slutsatser om klimatkänsligheten är förvisso tämligen avvikande. Den var, som påpekats, en av tre artiklar som landade "på gränsen".
Ungefär samma sak gäller av Paltridge et al. Artikeln diskuterar en specifik del av klimatsystemet där författarna menar att vissa mätdata kan innebära att klimatkänsligheten är lägre än gängse skattningar. Men snarare än att uttryckligen gå emot slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning betonar författarna osäkerheten i de data som använts och rekommenderar fler studier för att se om deras resultat verkligen håller.
Slutligen, när det gäller Svensmark et al, så studeras en enskild mekanism, en möjlig länk mellan kosmisk strålning och vatteninnehåll i moln. Författarna menar att det finns en koppling mellan solen, kosmisk strålning, aerosoler och molnbildning. Däremot sägs inget mot slutsatsen om mänskligt orsakad global uppvärmning.
Man kan förvisso göra andra bedömningar av någon av dessa tre artiklar. Vi kan också, som vi påpekat, ha missat enstaka artiklar. Å andra sidan går det gissningsvis också att hävda att någon av artiklarna i vår slutgiltiga lista inte platsar – exempelvis Karléns, med hänvisning till att det handlar om en review-artikel och inga nya forskningsresultat.
Poängen är att en annorlunda bedömning inte nämnvärt skulle förändra det tydliga resultatet av våra undersökningar: Att den absoluta majoriteten aktiva klimatforskare är överens om att vi befinner oss i en period av global uppvärmning och att människan bär huvudansvaret - och att mängden forskningsartiklar som produceras som uttryckligen motsäger detta är marginell.
Man kan naturligtvis också utgå från helt andra urvalskriterier och gränsdragningar. Eller genomföra en enkätundersökning med helt andra frågor, eller ställa frågorna till andra än de som aktivt publicerar forskningsresultat kring klimatförändringarna. Men då handlar det också om helt andra undersökningar.
SVT Vetenskap
fredag 16 april 2010
Vad betyder vulkanutbrottet på Island för klimatet?
När delar av manteln smälter kommer magman att stiga. Hur högt beror på trycket som de överliggande bergarterna utövar, dvs. tjockleken på den oceaniska eller kontinentala litosfären. Vogt (1974) visade att höjden på oceaniska vulkanöar är proportionell mot tjockleken på den underliggande litosfären. Alla magmor stiger dock inte direkt från astenosfären till jordytan utan samlas högre upp i litosfären i en sk magmakammare. Magmakammaren kommer antingen att tömmas eller så stelnar magman och bildar en intrusion. Vid omfattande vulkanutbrott kan stora delar av magmakammaren tömmas. Detta resulterar stundtals i att den centrala delen av vulkankäglan sjunker ner i den tömda magmakammaren och bildar en cirkelformad depression, en sk kaldera. Lavan erupterar antingen längs med en flera kilometer lång spricka, sprickeruption, eller ur en krater, centraleruption. Det är ur den förstnämnda typen av eruption som de allra största volymerna av lava erupterar. Skillnaden mellan krater och kaldera, förutom deras genes, är att kratern vanligtvis är mindre än en kilometer i diameter medan kalderans diameter kan vara tiotals kilometer. Subaerila (på land) vulkaners morfologi bestäms av lavans sammansättning och mängden gas. Tre typer urskiljs:
- Sköldvulkan, den största typen domineras av basaltisk lava med små mängder pyroklastiskt material. Vanligast i havsområden.
- Stratovulkan, alternerande lager av lava och pyroklastiska fragment. Därav kallas denna typ även för skiktvulkan. Sammansättning är mera komplex än för de andra. Andesit är en vanlig komponent i dessa vulkaner men även basiska och sura vulkaniter ingår i varierande utsträckning. Detta förklarar de olika skikten som bygger upp vulkankäglan. Vanligast i subduktionsrelaterad vulkanism.
- Cinder cone, byggs upp av pyroklastiskt material, huvudsakligen av basaltisk sammansättning.
Utbrottsprodukterna består av tre saker:
- Lava.
- Pyroklaster.
- Gaser.
Beroende på viskositeten och mängden gas kommer lavan att utgjutas olika på jordytan. Basaltiska lavaflöden har låg viskositet. Detta gör att gasen kan frigöra sig från magman vilket emellanåt skapar en fontän av lava. Runt lavafontänen kommer de nedkylda lavafragmenten att samlas och bilda en sk. cinder cone. Således bildas dessa slagghögar oftast av lågviskösa basaltlavor. Vanligtvis är eruptionen av basiska lavor lugna, men det finns två undantag. Den ena är att en ny eruption kan inledas explosivt när magman tvingar sig fram mot jordytan. Den andra är när vatten i någon form kommer i kontakt med lavan (eng. phreatic activity) eller med magman (eng. phreatomagmatic activity). Basiska lavors egenskaper gör att de kan flyta ut över jordytan och täcka stora arealer. De allra största lavavolymerna som har hittats är de sk platåbasalterna (eng. flood basalts, lava plateaux). Platåbasalter är resultatet av eruptioner, huvudsakligen sprickeruptioner, av mycket stora mängder lågviskös basaltlava vilken därför har kunnat flyta ut över stora områden. Upprepade stora utbrott under en längre tid har resulterat i tjocka basalttäcken, även kallad trapp eller "traps". "Traps" kommer faktiskt från det svenska ordet trappa! Den största hittas i Sibirien och innan den eroderades täckte den en yta på 2.500.000 km2 (2.000.000 km3). Enligt White och McKenzie (1989) har dessa enorma lavaflöden bildats i samband med uppsprickningen av en kontinent över en hetfläck. En modern fast mycket mindre analog till dessa lavaflöden är Island som byggs upp av flera lager av platåbasalt.Ytan på basaltlavor reflekterar deras viskositet. Sålunda hittas tre typer av flöden:
- Pahoehoe Ytan är jämn, ofta valkig. Bildas av lågviskösa lavor. Hittas vanligtvis på sköldvulkaner och på platåbasalter.
- Aa Sönderbruten yta. Bildas av visksösa lavor.
- Blocklava Ytan består av polyedriska block vilka, till skillnad från aa-lava, har jämna ytor. Denna stelningstyp bildas av de högviskösa basaltiska lavorna och de bildas företrädelsevis vid subduktionszoner. Blocklava är dock vanligare för andesitiska lavor.
Andesitiska lavor har högre viskositet. Därför är lavaflöden av andesitisk sammansättning mycket kortare.
Pyroklastiter bildas framförallt vid explosiva eruptioner. Vulkanism brukar föra tankarna till lava som strömmar ut från en vulkankägla, men faktum är att större delen av subaeril vulkanism, vilken finns huvusakligen vid subduktionzoner, utgörs av pyroklastiter. Pyroklastiter uppdelas i följande grupper, baserat på kornstorleken:
- Aska (<2mm).
- Lapilli (64-2 mm).
- Bomber och block (>64mm). Bomber bildas när smält lava kastas upp i luften och block bildas när redan stelnad lava kastas upp i luften.
Grövre fragment som lapilli och uppåt kan pga. sin storlek inte kastas iväg några längre sträckor. Aska däremot kan skickas ända upp i stratosfären och när den faller ner kommer den därför att få mycket stor utbredning. När stora mängder aska når stratosfären bildas ett stoftmoln som avskärmar Jorden från solen. Resultatet blir att temperaturen hastigt minskar. 1783 inträffade en stor sprickeruption på Island vilket kortsiktigt orsakade ett kallare klimat. Betänk då den Sibiriska platåbasalten, vilken inverkan den torde haft på klimatet! Man tror att flertalet av flacka bildningar av ryolit inte är lavaflöden utan av pyroklastiskt ursprung. Dessa har bildats exempelvis genom att en lavin av glödande askmoln, núee ardente, har rört sig ner för vulkanen. De undre delarna av askmolnet har pga. tyngden av överliggande material trycks ihop och eftersom askan var mycket varm svetsades partiklarna ihop. Denna ihopläkta bergart kallas för ignimbrit. Karakteristiskt för ignimbriter är deras fiamme struktur, som utgörs av ihoptryckta pimpstensfragment som ligger inbakade i en finkornig matrix av glasigt material. När pyroklastiskt material längs med vulkanens sidor blir mättat med vatten kommer dess friktion mot underlaget att minska. Till slut kan de okonsoliderade massorna helt tappa fästet och röra sig snabbt ner för sluttningen som en lervälling. Detta kallas för slamström, eller lahar.
Gas finns löst i alla magmor i större eller mindre utsträckning. Vanliga gaser är H2O, CO2, SO2, och H2S. Eftersom ryolitiska och andesitiska magmor är explosiva är det svårare att ta reda på deras gassammansättning, men studiet av gasfyllda blåsor i ryolitiska och andesitiska lavor indikerar att vattenånga dominerar medan CO2 och SO2 är vanligare hos basiska lavor.
Det mest långlivade av utbrottsprodukterna är koldioxid, men den mest direkt märkbara effekten av vulkanutbrott regionalt sett är svaveldioxid och partiklar av vulkanaska (se bilden). Partiklarna består av mineraler och är så stora att de snabbt faller ner till marken. Svaveldioxiden kommer genom atmosfärskemiska processer omvaldlas till svavelsyra som kondenserar och bildar droppar som är såpass små att de kan hålla sig svävande i luften. Dessa så kan sedan påverka processer i atmosfären på ett antal olika sätt. En mycket viktig faktor är hur högt upp i atmosfären gaserna från vulkanen kommer. Eyjafjallajökullvulkanen, som har sitt utbrott nu, har skickat upp gaser upp till 6 kilometerers höjd, vilket är lägre än tropopausen. Det innebär att svaveldioxiden stannar i troposfären, som är mycket dynamiskt så de bildade dropparna förvinner inom några dagar.
1Delar av vulkanbeskrivningen är taget från Calle Pettersson svenska sammanfatting till kapitel 9 i distanskursen Geologi I grundnivå/15hp. http://www.tellus.geo.su.se/tellus1/tellus1_sv.html
Climategate – Phil Jones och CRU friade, igen

Det jag funderat mest över är hur media ska hantera liknande händelser.
Följande har utspelat sig mer än en gång. Några personer anknutna till diverse organisationer anklagar klimatforskare för fusk och media rapporterar detta. En utredning sker och fusk hittas inte. Media rapporterar att fusk inte inträffat.
Det betyder att de som startade hela ryktesspridningen i värsta fall får två omgångar i media där man kan sprida myter och osäkerhet bland läsarna/tittarna/lyssnarna. Media borde vara mycket restriktiva med spridning av rykten om forskningsfusk och felaktigheter i vetenskapliga publikationer som inte klart kan styrkas.
Läs mer på:
Stoat
Rabett Run
Only in it for the gold
James' empty blog
onsdag 14 april 2010
Solen och temperaturer i Europa

Läsarenkät
tisdag 13 april 2010
Om IPCC och havsnivåer – stiger vattnet oss över huvudet?

IPCC anger i AR4, WG1 2007 att den förväntade höjningen av havsnivån fram till 2100 kommer att ligga inom intervallet 18 – 59 cm (se tabell i Summary for Policy Makers). För den flitige läsaren av klimatrelaterade källor är det ingen nyhet att detta innebar en sänkning av IPCCs prognos för högsta höjning av havsytan med 29 cm jämfört med den föregående IPCCrapporten från 2001, Third Assesment Report (TAR). Sänkningen som vållade visst rabalder och sedermera diskuterades på Realclimate, var ett resultat av att man tog bort de så kallade dynamiska responserna ur projektionerna [1]. Detta minskade radikalt den beräknade avsmältningshastigheten hos Grönlands glaciärer. Antarktis beräknade ismassaförändring påverkades däremot inte eftersom man inte räknat med dynamiska responser där i förra versionen heller.
Men, om frågan om de dynamiska responsernas vara och icke vara är något av gammal skåpmat så är nu en ny fråga på tapeten:
Stefan Rahmstorf, forskare vid Potsdam Institute for Climate research, en av författarna till förra IPCCrapporten (WG1), och tillika skribent på Realclimate, har nämligen fått nog av vad han menar är IPCCs medvetna underskattningar av framtida höjning av havsytan och slagit näven i bordet med blogginlägget Sealevelgate. Rahmstorf menar att IPCCs siffra på max 59 cm havsnivåhöjning fram till 2100 är en underskattning av högstanivån på mer än 20 cm. 15 av dessa centimeter kommer av att havsnivåhöjningarna har beräknats från temperaturscenarier med en maximal temperaturhöjning på 5.2 ºC, när IPCCs intervall för temperaturhöjning sträcker sig ända till 6.4 ºC. Ytterligare 5 cm underskattning kommer av att höjningen av havsnivån bara är beräknad fram till år 2095 istället för till år 2100. Det riktigt stora problemet är att om man ser på de senaste 40 årens havsnivåhöjning så har enligt IPCCrapporten den uppmätta havsnivån stigit 50 % mer än vad modellerna förutsagt, men ändå används samma modeller för att beräkna framtida nivåer, utan korrigering. Detta skulle alltså innebära ytterligare en kraftig underskattning av havsnivån 2100. Slutligen indikerar modellerna att Antarktis glaciärer kommer att växa framöver tack vare ökad nederbörd till följd av uppvärmningen, och i IPCCs rapport (AR4, WG1, s 821) räknar man med att detta skulle bidra till en sänkning av havsnivån. Rahmstorfs invändning mot det sistnämnda är att det inte finns något stöd för en sådan effekt i historiska data [2].
Beräkning av havsnivån 1990-2100 enligt Vermeer och Rahmstorf, jämfört med IPCCs rapporterade värden i AR4. Röda data är observerad havsnivå.
Hämtat ur Vermeer & Rahmstorf 2009 (PNAS)

I väntan på detta kommer här en kort sammanfattning av vad som hänt på havsnivåhöjningsfronten sen sista IPCCrapporten:
Ett av de viktigare sammanfattande dokumenten är Copenhagen Diagnosis CD (n.b. att Rahmstorf står som huvudförfattare till en av de artiklar som citeras i CD). Dokumentet utgjorde underlag till COP15 i Köpenhamn, och är en halvtidsuppdatering av forskningsläget mellan senaste och nästkommande IPCCrapport. Uppsalainitiativet bloggade så klart.
Kontentan i CD var att den uppmätta höjningen av havsnivån för åren 1993-2008, de vill säga från det att det finns satellitmätningar att tillgå, är 3.4 mm/år. Detta stämmer överens med den observerade nettoavsmältningen från Grönland och Antarktis, men är 80 % högre än förväntat i IPCCrapporten Third Assesment Report (TAR) från 2001, där 1.9 mm/år angavs som bästa uppskattning för tidsperioden. Detta gällde alltså mätningar av havsnivån, modellerna som används i AR4 från 2007 indikerar fortfarande i stort sett samma ökningstakt (inom 10 %) som i TAR från 2001.
Ett antal peer-reviewade artiklar har förstås också publicerats, och här följer ett axplock av sådana som inte citerades i Copenhagen Diagnosis. [Text inom hakparentes är mina kommentarer].
Pritchard et al rapporterade i Nature att man med högupplösta satellitmätningar detekterat både snabb och långsam förflyttning av is [dvs. dynamiska responser], längs kanterna av både Grönlands och Antarktis ismassor. De beräknar att uttunningen av ismassorna tack vare dynamiska responser nu sker på alla latituder på Grönland, och även på vissa ställen i Antarktis. [Det verkar alltså här som om man bör plocka in dynamiska responser i nästa IPCCrapport]
Förändring i markytans (dvs. istäckets) höjd för perioden 2003-2007 (meter per år) på Grönland och Antarktis. Från Pritchard et al 2009 (Nature)
Velicogna rapporterar i Geographical Research Letters att avsmältningen [3] ökade i hastighet både på Grönland och på Antarktis under tidsperioden april 2002 till februari 2009. På Grönland ökade avsmältningshastigheten från 137 gigaton is per år 2002-2003, till 286 gigaton per år för 2007-2009, dvs. en ökning med 30 +/-11 gigaton per år för perioden 2002-2009. I Antarktis ökade avsmältningshastigheten med 26 +/- 14 gigaton/år för tiden 2002-2009, så på Antarktis smälter numer (2006-2009) 246 gigaton is bort per år. [Att hastigheten ökar skulle alltså innebära att ismassornas tillförsel av vatten till världshaven ökar med tiden, vilket pekar mot en ytterligare underskattning av havsnivån 2100.]
Förändring i total ismassa på Grönland för perioden april 2002 till februari 2009 (övre figuren), och motsvarande förändring för Antarktis (nedre figuren). Blå linje ofiltrerade data, röd linje flytande medelvärde för 13 månader (för att ta bort säsongsvariationer), grön linje är medelvärde beräknat med minstakvadratmetoden.
Figurer hämtade i Velicogna 2009 (Geophysical Research Letters)
Avslutningsvis så rapporterar Milne et al i Nature Geoscience att vid en genomgång av befintlig litteratur (review-artikel) fann man att majoriteten av tillgängliga studier föreslår att medelvärdet för höjningen av havsnivån kommer att bli mindre än 1 meter fram till 2100. Däremot kan höjningen skilja sig med flera decimeter beroende på var man mäter, höjningen av havsnivån kommer alltså inte att bli lika stor överallt. Milne et al föreslår därför att en viss del av den framtida forskningen bör fokusera på att skapa bättre förståelse för mekanismerna för var och hur dessa spatiala skillnader kommer att återfinnas, så att man kan identifiera högriskområden för extrem höjning av havsnivån.
Ofta när man pratar om havsnivåförändringar tänker man sig att förändringen sker jämnt fördelat över jordytan, till exempel när man säger att Grönlands istäcke innehåller tillräckligt mycket vatten för att höja nivån med 7 m (vilket inte kommer att ske i brådrasket). I verkligheten är det mer komplicerat än så. När man mäter med satellit mäter man havsnivåns höjd relativt jordens centrum, och då måste man ta hänsyn till (isostatisk) deformering av den solida planeten och till att gravitationen och jordens rotation påverkar fördelningen av vatten och att denna förändras när is blir vatten och tvärt om.
Figur b visar modellerade resultat över hur avsmältning av Grönland (ovan) och avsmältning av västra Antarktis (nedan) skulle påverka havsnivån vid en smältningstakt som skulle resultera i en medelhöjning av havsytan på 1 mm per år. Största höjningen sker alltså på andra sidan jorden, sett från avsmältningsområdet, medan havsnivån sänks i närområdet.
Figur c visar havsnivåns medelförändring över tiden 1950-2003, uppskattad från den mätta temperaturen i haven.
Bild och text från Box 1 i Milne et al 2009 (Nature Geoscience)
Fotnoter
[1] De dynamiska responserna innefattar alla förändringar i ismassa som inte direkt kan kopplas till den uppmätta temperaturen eller nederbördsmängden. En av de mer citerade artiklarna i ämnet dynamiska responser (209 citeringar i dagsläget) är ett Letter to Science från 2002 av Zwally et al där man föreslår en mekanism för en dynamisk respons som skulle kunna öka avsmältningshastigheten högst väsentligt: Smältvatten från glaciärens yta skulle leta sig ner till marknivån och fungera som smörjmedel mellan markytan och isen. Detta får isen att ”flyta” ut mot havet och därmed öka takten på avsmältningen så att den blir högre än vad man kan vänta sig enbart med ledning av temperatur- och nederbördsförändringar. Den ökade avsmältningshastigheten leder naturligtvis till snabbare höjning av havsnivån.
[2] En möjlig förklaring kan vara att dynamiska responser historiskt sett har trumfat över nederbördsökningen, vilket lett till en nettoförlust av is.
[3] Gäller avsmältningen av total ismassa, dvs. inte att isen bara drar sig tillbaka vilket inte nödvändigtvis betyder att ismassan minskar i storlek.
måndag 12 april 2010
Overwhelming majority of Swedish climate researchers back consensus view on climate change
Two of three researchers also said that the Swedish media had exaggerated the errors in the IPCC report and the Climate gate (swift hack) story. And let me assure you that the media coverage in
The selection of scientists was made by using Thomson Reuters database ISI entering “global climate change” as search word and then selecting Swedish researchers having published on that subject during 2009-2010. This gave 87 researchers and 69 answered the questions.
Update, more information on the results:
Regarding the question about those who have changed their view about IPCC:
- 3 percent says that they have changed their opinion about their confidence in the main conclusions in the AR4-report. Of those 3 percent all now says they have confidence in AR4.
- 6 percent says they have changed their opinion about their confidence in IPCC as an organization. Three quarters of those 6 percent now says they have confidence in IPCC as an organization, and one quarter now answers "don't know".
- None of the 3 percent who now says that they do not have confidence in IPCC as an organization have changed their mind since the autumn.
SVT, science department
Svenska forskare stödjer IPCC
De frågor som ställdes och fördelningen av svaren finns att läsa här. Urvalet av forskare att tillfråga gjordes med hjälp av den vetenskapliga databasen ISI.
Uppdatering
Intervju med professor Kevin Noone kring Rapports undersökning
Och här är professor Lars Tranvik:
19/4: Mer om undersökningen och stödet inom forkningsvärlden i SVT. Från 2009 och framåt har de funnit sammanlagt fem av 8 000 artiklar som uttryckligen ifrågasätter mänskligt orsakad global uppvärmning.
fredag 9 april 2010
Häggström i Aftonbladet: "Forskare trakasseras av klimatskeptiker"
Den låga nivån och de billiga retoriska knepen har vi börjat vänja oss vid, men på senare tid har en annan tendens i klimatdebatten blivit tydlig, nämligen att delar av klimatskeptikerrörelsen inte längre nöjer sig med retorik, utan övergått till trakasserier, huliganism och i vissa fall ren kriminalitet.
Det verkligt tragiska med allt detta är att klimatskeptikerna, om de är framgångsrika i sin huliganism, kan lyckas göra en självupfyllande profetia av deras bild av klimatforskarsamhället som ett fort där man till varje pris försvarar gamla förstelnade dogmer. Ty om klimatvetenskapen konstant befinner sig under detta slags belägring finns en uppenbar risk att forskarna blir obenägna att tala fritt och öppet om de vetenskapliga osäkerheter som faktiskt finns.
Men i det läget får vi inte hamna, ty en klimatforskning som opartiskt söker sanningen om vår planet har vi knappast råd att avvara.
torsdag 8 april 2010
Grafisk simulering av växthuseffekten

Ladda ner och testa här.
Fråga att fundera på: Varför är det fler IR-fotoner som lämnar atmosfären än solstrålsfotoner som kommer in?
måndag 5 april 2010
I förbränningens spår
Förhållandet mellan mängden syre och mängden kväve, som ju inte deltar i förbränning, sjunker också precis som förväntat. Analys av förändringen i atmosfärens koldioxidhalt och syrehalt i kombination med kol-isotopanalysen nämnd ovan är ett kraftfullt verktyg. Det bidrar till att man kan följa hur stor del av den antropogena koldioxiden som blir kvar i atmosfären oberoende av andra upptagsanalyser och kolcykelmodeller. Vidare har fotosyntesen, som ju tar upp koldioxid och släpper ut syre, en tydlig säsongsvariation: norra halvklotets sommar ger upptag av koldioxid och utsläpp av syre och tvärt om under dess vinter. Denna säsongsvariation utnyttjas för att bestämma förhållandet mellan upptaget i olika kolsänkor.

Kallt i Sverige, varmt i världen

En sådan här vinter tär på sinnena och folk är innerligt trötta på snö och is, de talar knappast om annat. Var är den där Saharavärmen som utlovades? När kommer den där beramade värmechocken? Ingen talar om klimathotet längre -annat än som ett brutet löfte. Efter fiaskot i Köpenhamn blev det väldigt tyst om växthuseffekten, och den här långa, kalla och snörika vintern har inte precis höjt temperaturen i debatten.
Man måste komma ihåg att kyla i Nordeuropa och USA är inte detsamma som kyla i hela världen. Globalt sett har det varit ovanligt varmt denna vinter. Den här värmen beror på flera saker, både långsiktiga (klimatförändringar) och mer kortsiktiga (El Nino).
Ett problem försvinner tyvärr inte bara för att det är tyst om det.
Uppdatering 2010-04-06: Mars månad var en av de varmaste månaderna som har registrerats enligt satellitmätningar sammanställda av UAH och RSS, och överträffas endast av några få månder under 1998 (det året syns bara delvis i temperaturgrafen högst upp). Samtidigt är den nuvarande El Nino av måttlig storlek, vilket framgår av den här grafen från OOPC (tryck på "Full series"). Den är betydligt mindre än El Nino 1998.
Uppdatering 2010-04-07: Samtidigt är solen instrålning forfarande låg (vi är fortfarande nästan i botten på solcykeln), och indexet för det så polulära Pacific Decadal Oscillation (PDO) ligger på en måttlig nivå.
fredag 2 april 2010
EPA besvarar "klimatskeptiska" argument

Förnekelse för $48 500 000
Med anledning av rapporten intervjuas James Hoggan, författare till "Climate Cover Up" och en av grundarna till DeSmogBlog.com, av Rachel Maddow. I intervjun beskrivs PR-metoderna bakom förnekosfären:
- Många olika organisationer som fungerar som ekokammare för budskapet
- Förskjutning av fokus från åtgärder och konsekvenser till spridandet av misstro mot forskning och osäkerhet kring forskningens resultat
Visit msnbc.com for breaking news, world news, and news about the economy