Hur påverkas skördar vid ökande koldioxidhalt?

Högljudda klimatkrisifrågasättare framhåller ofta att en ökande koldioxidhalt leder till större tillväxt. Ur ett snävt perspektiv verkar det logiskt, i växthus ökar man ibland mängden koldioxid avsevärt för att öka skördeutfallet. Men är det hela sanningen, finns fler faktorer att ta hänsyn till?

Mer koldioxid och andra växthusgaser innebär högre temperatur över såväl land som hav. Vatten avdunstar och atmosfären som helhet blir vattenrikare vilket i sig förstärker växthuseffekten ytterligare. Hav och sjöar är i praktiken outtömliga källor till vattenånga och i kombination med lämpliga vindar och bergskedjor kan det åstadkomma allt mellan lagom och katastrofala nederbördsmängder. Längre in över land minskar vanligen tillgången på vatten, temperaturen ökar och marken torkar ut.

Skördar påverkas naturligtvis av tillgång till koldioxid och vatten men även markens makro– och mikronäringsämnen. Om skördens massa ökar (beroende främst på koldioxiden) men övriga näringsämnena som kommer från jorden inte håller samma takt kommer slutresultatet att bli näringsfattigt.

Simon Clark förklarar detta och mer därtill i denna video: https://youtu.be/qFA7Sui8w_g

Vad gör -du- när det stadigvarande blir varmare än din kroppstemperatur?

Alla enskilda steg i ämnesomsättningen innebär förluster i form av värme. Mycket av värmen är till fördel för oss, den höjer kroppstemperaturen till en nivå där våra enzymer[1] jobbar optimalt. Överskott måste kylas bort vilket effektivast sker genom andedräkt och osynlig svettning[2].

Om temperaturen stiger ytterligare och luftfuktigheten är så hög att vi inte kan svettas ut överskottsvärmen blir det snart livsfarligt. https://urminsynvinkel.com/2019/07/17/27-satt-att-do-av-varme/

I Indien och Pakistan är det kritiskt: https://www.expressen.se/nyheter/klimat/varmekupol-i-indien-extremhettan-slar-till/

Se även: https://www.forbes.com/sites/priyashukla/2022/04/30/scorching-heatwave-in-india-reaches-115f och https://www.commondreams.org/news/2022/05/02/ipcc-scientist-warns-india-pakistan-record-temps-testing-limits-human-survivability

Ny Teknik om samma ämne: https://www.nyteknik.se/miljo/extrem-varme-i-indien-testar-granserna-for-overlevnad-7032583


[1] Enzymer underlättar kemiska omvandlingar som annars skulle kräva högre temperaturer och kräva energitillförsel.

[2] Osynlig svettning via andedräkt och hud är effektiv, varje liter vatten tar med sig 540 kcal värme. Pärlande ‘gymsvett’ är i sammanhanget ett nödkylsystem där varje liter bara tar med sig 37 kcal och det endast om du dricker isvatten.

Mätning från satelliter av den lägre atmosfärens temperatur

Satellitbaserade mätningar bygger på avancerade datamodeller som väger samman olika pseudomått till redovisade temperaturer.

Weather satellites do not measure temperature directly. They measure radiances in various wavelength bands. Since 1978 microwave sounding units (MSUs) on National Oceanic and Atmospheric Administration polar orbiting satellites have measured the intensity of upwelling microwave radiation from atmospheric oxygen, which is related to the temperature of broad vertical layers of the atmosphere. Measurements of infrared radiation pertaining to sea surface temperature have been collected since 1967

https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_temperature_measurements
Comparison of ground-based measurements of near-surface temperature (blue) and satellite based records of mid-tropospheric temperature (red: UAH; green: RSS) from 1979 to 2010. Trends plotted 1982-2010.

Atmosfären närmast jordytan kallas troposfären och sträcker sig i medeltal cirka 11 kilometer upp, hälften av dess massa finns under 5.5 kilometers höjd, sammanlagt 80% finns i troposfären. Värmeenergin [1] i atmosfären beror på att växthusgaser fungerar som en isolerande filt över jordytan, men även på konvektion (varm luft stiger).

Satellite datasets show that over the past four decades the troposphere has warmed and the stratosphere has cooled. Both of these trends are consistent with the influence of increasing atmospheric concentrations of greenhouse gases.

Växthusgaser i troposfären isolerar och minskar den värmeenergi som sprids vidare till stratosfären ovanför som då svalnar. Detta är ett av många skäl att växthusgaser är avgörande för stigande global temperatur.

Satellites do not measure temperature directly. They measure radiances in various wavelength bands, which must then be mathematically inverted to obtain indirect inferences of temperature.[1][2] The resulting temperature profiles depend on details of the methods that are used to obtain temperatures from radiances. As a result, different groups that have analyzed the satellite data have produced differing temperature datasets

Atmospheric temperature trends from 1979-2016 based on satellite measurements; troposphere above, stratosphere below. Notera att temperaturen nära jordytan stiger medan den högre upp sjunker.

[1] Märk väl att jag avsiktligt skriver värmeenergi istället för temperatur! Temperatur är ett mått på medelrörelseenergin hos molekyler i det du mäter. Värmeenergin beror både av temperaturen och antalet molekyler i det du mäter.

https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_temperature_measurements

Grönländska värmekällor – SvT vetenskapsnyheter

Uppföljning av ett tidigare inlägg på Ur min synvinkel: https://urminsynvinkel.com/2022/02/24/gronlands-is-smalter-av-flera-anledningar/

– Just nu tror vi att den här mekanismen av basal smältning på Grönland överträffar de tio mest kraftfulla vattenkraftverken på jorden, tillsammans. Då även inkluderat De tre ravinernas damm, säger Poul Christoffersen.


https://svt.se/nyheter/vetenskap/ny-varmekalla-upptackt-pa-gronland

Klimatkrisen allt större hot mot människor och djur

Den globala temperaturhöjningen leder till översvämningar, torka, stormar, värmeböljor och skogsbränder. Ju varmare det blir desto mer komplexa blir följderna. Det leder till matbrist, sjukdomar, skador på ekosystem och infrastruktur.

https://svt.se/nyheter/vetenskap/fn-s-nya-larm-klimatkrisen-allt-storre-hot-mot-manniskor-och-djur

Redan nu finns områden som blir obeboeliga vid vissa vädertyper. Värre kommer det att bli när den globala temperaturökningen når och passerar +1.5°C. De som först drabbas är de medellösa som inte kan investera i luftkonditionering och rent vatten.

Grönlands is smälter av flera anledningar

Om och när Grönlands landis (icecap) helt smälter bort stiger havsnivån med 7 meter. Det ligger långt fram i tiden men redan några få decimeter kommer att få dramatiska följder, inte så mycket för oss i norra Sverige där landhöjningen väl kompenserar.

https://youtu.be/ixux2afyk9g
Two mechanisms have been utilized to explain the change in velocity of the Greenland Ice Sheets outlet glaciers. The first is the enhanced meltwater effect, which relies on additional surface melting, funneled through moulins reaching the glacier base and reducing the friction through a higher basal water pressure. Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Greenland_ice_sheet

Delar av Grönlandsisen når över 3000 meters höjd och förra året kunde man till och med registrera regn där. Under sommaren bildas både små och stora ytor av smältvatten. När de finns över eller nära sprickor i isen rinner vattnet ner i dessa smältvattenbrunnar och smälter längs vägen ytterligare is. När vattnet slutligen når ner till berggrunden under isen bildas ett smörjande skikt som ökar isens rörlighet.

Nu har några forskare börjat fundera över den avsevärda lägesenergi som vatten kan ha. Vi utvinner delar av den som elektrisk energi i vattenkraftverk. 1 ton vatten med 100 meters fallhöjd har lägesenergin [1] 981000 Joule = 0,2725 kWh.

Rapid basal melting of the Greenland Ice Sheet from surface meltwater drainage https://www.pnas.org/content/119/10/e2116036119

Grönlandsisen [2] är i genomsnitt 1500 meter tjock och när 1 ton vatten rinner från den höjden omvandlas lägesenergin till lite drygt 4 kWh värme. På vägen ner i smältvattenbrunnar eller ytliga kanaler avges då värme som smälter ytterligare is.

Christoffersen and his team found that the rate of melting at the bottom of a vertical crack which water flows down was 100 times greater than previous estimates, almost as high as the melting at the sun-exposed surface. They think the enhanced effect comes from the conversion of gravitational energy that the meltwater has at the surface into heat as it trickles downwards, which drives the melting of the ice at the bottom.

https://www.newscientist.com/article/2309034-base-of-the-greenland-ice-sheet-is-melting-faster-than-we-thought/

https://newatlas.com/environment/basal-meltwater-thawing-greenland-ice-sheet/

”But what we hadn’t really looked at was the heat generated by the draining meltwater itself,” he said. ”There’s a lot of energy stored in the water that forms on the surface, and when it falls, the energy has to go somewhere.”

https://edition.cnn.com/2022/02/22/world/greenland-ice-melting-sea-level-rise-climate-intl-scli-scn/index.html

[1] Lägesenergin U för massan m på höjden h => U = m * g * h där U anges i Joule, massan m i kilo, g är gravitationskonstanten (9.81 ms-2) och h är höjden i meter.

[2] https://sv.wikipedia.org/wiki/Grönland

Har svenskar låga klimatutsläpp?

Sextio procent av svenskars klimatpåverkande utsläpp redovisas ej! Källa: Helsidesartikel i Västerbottens-Kuriren 23/2 -22

Enligt den länkade tabellen var utsläppen i Sverige cirka 46 miljoner ton koldioxidekvivalenter år 2020. Sett med optimistens ögon har utsläppen minskat 35% sedan 1990 med ett tvärsprång nedåt på dryga 8% från 2019. Källa: https://www.naturvardsverket.se/data-och-statistik/klimat/vaxthusgaser-territoriella-utslapp-och-upptag

Sverige har påtagliga utsläppsfördelar av vatten– och kärnkraftsel samt skogsbruk. Om vind- och solkraft ersätter kärnkraftverk som läggs ner får framtiden utvisa. Ska vi räkna in utlandsresor samt en minst sagt omfattande import har vi svenskar inte mycket att yvas över i klimatsammanhang. De faktiska utsläppen förorsakade av svenskar är dryga 76 miljoner ton per år.


Mark Twain lär ha komparerat lögn: ”Lögn, förbannad lögn och statistik.” (Andra varianter kan finnas.)

Torka på Iberiska halvön

Vintertid brukar vädret i Portugal och Spanien vara regnigt men nu råder torka. Under januari har det regnat en fjärdedel mot normalt vilket gör att Spaniens vattendammar ligger på hälften av normal vattenkapacitet.

Den näst torrast januarimånaden sedan 2000 har registrerats i Spanien och Portugal i år, rapporterar TT. Nu kämpar bönder för att kunna mata sina djur – och vattenkraften hotas. Forskare befarar att naturkatastrofer och skogsbränder kommer bli allt vanligare i takt med klimatförändringarna som ger stigande temperaturer

Expressen Klimat 20220212: https://www.expressen.se/nyheter/klimat/varsta-torkan-pa-20-ar-i-spanien-och-portugal/

Atmosfären sväller när Solen frustar

Ungefär hälften av Jordens atmosfär finns under 5500 meters höjd över havsytan, ovan Mount Everest finns knappa 1/3. Trycket minskar snabbt med stigande höjd men sånär som på vattenånga och ozon är sammansättningen upp till 100 km höjd lika homogen som längre ner och kallas därför homosfären.

Över ungefär 80 – 100 km höjd stiger temperaturen (egentligen medeltal av molekyler och joners rörelseenergi) snabbt genom att de påverkas av Solens och den kosmiska strålningens hela styrka. Sett över längre tid varierar Solens styrka väldigt lite men av och till inträffar lokala eruptioner av energi. Om den råkar vara riktad mot Jorden nås vi av en solstorm som bland annat kan generera praktfulla Norrsken.

Soleruptioner ur videon med Scott Manley: https://youtu.be/9kIcEFyEPgA

SpaceX sänder ut kommunikationssatelliter, Starlink. Hittills cirka 2000 stycken, målet är 12000! Den 3 februari var det 49 som lades i en parkeringsbana på drygt 300 km höjd. Sedan skulle var och en med hjälp av en krypton-jonmotor ta sig till den avsedda banan högre upp.

Så kom lite oplanerat en solstorm som värmde upp atmosfären så den började svälla och blev ett avsevärt hinder [1] för Starlink-satelliterna. De vände sig så att de utgjorde minsta möjliga ”vindfång”. När det så blev dags för att starta jonmotorn gällde det att vända satelliten i rätt färdriktning och aktivera solpanelerna som försörjer jonmotorerna med energi.

För att göra små lägesjusteringar används elmotorer kopplade till svänghjul, reaction wheels. Precision och energieffektivitet är ypperliga men ”orken” är inte mycket att hurra för. Enligt SpaceX var det endast 9 av 49 satelliter som klarade att övervinna luftmotståndet och vrida sig rätt för att starta resan till avsedd höjd och bana, de övriga tappade höjd och brann upp. [2]

Spontant föreställer man sig att de brinner upp på grund av friktionsvärme men huvudorsaken är en annan. När du använder en handpump för att fylla ett cykeldäck så blir pumpen varm. Kör du en dieselbil vet du troligen att bränslet i cylindern tänder när trycket är tillräckligt stort. När ett föremål med hög hastighet kommer ner en bit i atmosfären ökar trycket och därmed den termiska energin i framkant så mycket att satelliten (eller en meteorid) brinner upp.


[1] Där satelliterna släpptes fria var luftmotståndet 50% större än vid tidigare tillfällen.

[2] Störtande satelliter över Puerto Rico: https://youtu.be/mUlAz_Oxv4Q

https://www.geekwire.com/2022/spacexs-falling-starlink-satellites-highlight-concerns-about-the-future-of-orbital-traffic/

Mer om Thwaites glaciär i Västantarktis

Thwaites sits in West Antarctica, flowing across a 120km stretch of frozen coastline. A third of the glacier, along its eastern side, flows more slowly than the rest—it’s braced by a floating ice shelf, a floating extension of the glacier that is held in place by an underwater mountain. The ice shelf acts like a brace that prevents faster flow of the upstream ice. But the brace of ice slowing Thwaites won’t last for long, said Erin Petitt, an associate professor at Oregon State University.

https://cires.colorado.edu/news/threat-thwaites-retreat-antarctica’s-riskiest-glacier
En av många bilder som finns i presskonferensens presentationer

Presskonferensen som nämns i föregående länk börjar 5 minuter in i följande video, efter ungefär halva tiden börjar en frågestund. https://youtu.be/uBbgWsR4-aw

ICEFIN som dyker under isen https://schmidt.astro.cornell.edu/icefin/