Är Jordens medeltemperatur ett relevant mått för att bedöma klimatförändringar?

Svaret är förmodligen JA när forskare inom klimatologi kommunicerar med varandra. De vet vad den innebär när det kommer till att bedöma effekterna på olika delar av Jorden

Svaret är ett rungande NEJ vad gäller merparten av övriga, inklusive makthavare och politiker. Skillnaderna är nämligen till synes så obetydliga att de går att ta med en klackspark för den i klimatkunskap illitterate.

Ökningen av medeltemperaturen är resultat av alla lokala avvikelser som var för sig kan vara högst betydande. Den mäts på eller nära Jordens yta vilket är långt mer problematiskt än det förefaller.

Den viktigaste fördelaren och lagraren av termisk energi, det vi kallar värme, är vatten. Det är ett ämne med underbara egenskaper och avgörande för liv som vi känner det. I temperaturintervall vi lever i kan det existera som is, vatten och gas, ibland åtskilda med mindre än en millimeter.

Något som skiljer minst sagt dramatiskt är energiinnehållet [1] i de olika aggregationstillstånden.

• För att smälta 1 gram nollgradig is till nollgradigt vatten krävs 334 Joule. (80 kalorier [2])
• För varje grad du värmer smältvattnet går det åt 4,2 Joule. (1 kalori)
• När 1 gram vatten övergår till gas (ex. kokar) krävs 2257 Joule. (539 kalorier)

En konsekvens som lekmän förbiser är att den energi som krävs för att smälta is räcker för att höja smältvattnet till 80 grader!

Men det är väl inte vanligt att koka vatten [3] för att göra den gas som bildar moln? Nu krävs det inte för att det ska avdunsta till vattengas även om det går fortare så.

18 gram vatten [4] innehåller 6.02 * 10²³ molekyler och de delar den genomsnittliga rörelseenergi vi mäter som temperatur. Fördelningen av rörelseenergi mellan vattenmolekylerna är inte demokratisk, den varierar molekyler emellan.. Särskilt stor är skillnaden vid vattenytan där enskilda vattenmolekyler inte begränsas ”uppåt” på samma sätt som längre ner. De kan ibland röra sig så snabbt att de gör små eller stora hopp. Om luften ovanför är fuktig (innehåller vattenmolekyler) så är chansen stor att de knuffas tillbaka men blåser det kan de få tillräcklig energi och svepas iväg. Du har säkert sett att vindar på våren ger snabbare avsmältning av snö och is.

Varje gram som lämnar vatten eller is direkt har förvärvat 2257 Joule mer energi i form av rörelse- plus lägesenergi. Ett täcke av moln representerar avsevärd lägesenergi hos vattendroppar som kan omvandlas till elektricitet i vattenkraftverk. Knappt hälften av Sveriges elproduktion kommer från värme- och vinddriven vattenavdunstning! Och det är en bråkdel av den energi som finns i molnen.

Att räkna med energiflöden och -lagring ger en mycket tydligare bild av förändringar på Jorden jämfört med dess medeltemperatur.

Får räcka för denna gång.

[1] Jag väljer att approximera vattnets energiinnehåll till de värden jag anger inom de temperaturintervall vi lever. Som vanligt är verkligheten mer komplex än så.

[2] Här betyder 1 kalori just precis 1 kalori. I matsammanhang slarvar man grovt använder 1 kalori synonymt med 1000 kalorier = 1 kcal.

[3] Jo, faktiskt bidrar vi med mer vatten till atmosfären genom kokning än du antagligen tror. Från mitten av 1800-talet och fram till 1950 användes ånglok merparten av det vatten som användes kokade bort och hamnade i atmosfären tillsammans med ungefär lika många molekyler koldioxid. Sak samma med fordon som drivs med fossila bränslen (vattenångan finns ständigt men syns på vintern). Du ser även kondensstrimmorna efter flygplan på hög höjd, även där är vattnet blandat med ungefär samma antal koldioxidmolekyler.

[4] Siffran 18 är inte vald på måfå, det är 1 Mol av vatten och den innehåller alltid just 6.02 * 10²³ molekyler/atomer/fotoner eller vadhelst stort antal du vill räkna.