Kategori: klimatförändringar

Hur samverkar växthusgaser med Jordens gravitation?

Grafer som visar absorption och transmission (genomsläpplighet) av infraröd elektromagnetisk strålning (utgående värme från Jorden) ser ofta ut som högra halvan av bilden härunder:

Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas

Man ser ett stort antal toppar och dalar åtskilda av enfärgade ytor, tydligast i andra raden som visar atmosfärens absorption vid olika våglängder av inkommande (till vänster om den mittre vågdalen i raden Energy intensity) och utgående strålning.

Dessa ytor är inte helt representativa för hur absorptionen ser ut i detalj. Ytan är, sedd i extrem närbild, uppbyggd av näraliggande toppar och dalar. HITRAN (https://hitran.org) har en omfattande databas för att simulera dessa kurvor. Grafen nedan visar överensstämmelsen mellan simulering av resonanser och faktiska mätningar av en gas.

Här kommer ytterligare en faktor in, gasens densitet (täthet som beror av trycket). Vid ökat tryck sker långt fler interaktioner mellan molekyler vilket stör de enskilda resonanslinjerna så att de breddas, ytan blir mer täckt och påminner om de i översta bilden.

Vad förorsakar då ökad densitet i atmosfären? Här kommer gravitationen in! I den nedre av graferna motsvarar gastrycket 100 millibar, 1/10 av atmosfärstrycket vid havsytan och där framträder de enskilda resonanserna tydligt. Där finns många genomsläpp för motsvarande våglängder/vågtal, de uppåtgående bågarna.

I den övre är gastrycket 1000 millibar, nära atmosfärstrycket vid havsytans nivå. Här finns bara antydningar till uppåtbågarna där genomsläppligheten borde finnas.

Detta kan vara en delförklaring till varför det är varmare på låg höjd än högre upp, allt annat lika.

http://irina.eas.gatech.edu/EAS8803_Fall2009/Lec6.pdf

Hur det går till? Se videon! Den är uthärdligt kort (6:24) men faktaspäckad och kan behöva mer än en flyktig titt.

Spectrum broadening ilectureonline / Michel van Biezen

Endast för nördar: Vill du räkna om vågtal per centimeter till våglängd? Dela 10000 med vågtalet så får du våglängden i mikrometer. Det motsatta fungerar också: Dela 10000 med våglängden så får du vågtalet.

Annons

Hurricane Ian över Florida

Först en bakgrund om faktorer som formar väder.

Sedan mycket lång tid och ständigt pågående ökar Jordens samlade upplagring av termisk energi. 90% av solstrålningen som passerar atmosfären och når jordytan absorberas av haven och en avsevärd andel förblir där i form av stigande temperatur.

Vattens albedo [1] varierar beroende på infallsvinkel. När Solen står högt under dagen kan det vara så lågt som 0,03 – 0,10 för att senare under dagen stiga. Det som absorberas överför sin energi till vattnet, adderar till vattenmolekylernas rörelseenergi och höjer temperaturen [2].

Då Jorden både roterar och tiltar över ett år samt att haven har en helt annan upptagnings- och lagringskapacitet (de står för 90% av upptaget av termisk energi) än de stora landmassorna kommer det att uppstå flöden av termisk energi som utjämnar obalanserna.

Någon kommer naturligtvis att påpeka att Jordens avstånd från Solen varierar under året. Alldeles korrekt, för närvarande är vi som närmast den 4 januari och som längst ifrån halvåret senare, på sommaren.

Energiflöden utjämnar lokala, regionala och globala differenser genom havsströmmar, vindar och nederbörd och formar därmed vädret, framför allt lokalt och regionalt.

Orkaner i Atlanten börjar som virvlar i atmosfären utanför Afrikas kust och färdas i huvudsak västerut. Om ytvattnet under den är 26°C eller varmare avdunstar vatten med förhållandevis hög temperatur (rörelseenergi) och ‘matar’ virveln med vind och massa (vattenånga, moln). [3]

Det är Jordens samlade energiupptag och -avgivning i samverkan med upplagring (och avgivning) av termisk energi i samverkan med asymmetrier i Jordklotets fördelning av land och hav (70% av ytan) samt dess bana runt Solen som i det korta perspektivet (sekunder – dagar/veckor) formar lokalt och regionalt väder.

Under de senaste dagarna har orkanen Ian förorsakat förödelse när den tvärat in från Mexikanska Golfen över Fort Myers i Florida, vidare över Cape Canaveral (uppskjutningsplats för Orion) och vidare ut över Atlanten. Där kommer den åter att förstärkas av energi och massa från ytvattnet. Den vidare banan kommer sannolikt att vända norrut och in över kusten igen i höjd med Sydcarolina.

Om den förödelse orkanen Ian har orsakat https://youtu.be/N7ypl8QJgQQ

https://youtu.be/Oku4bdpLxEg

Vidare över Atlanten https://youtu.be/YnNywoFHj9A

Märk väl att väder på kort sikt inte formar klimat. Däremot är vädret starkt beroende av de förutsättningar som klimatet skapar.

[1] Albedo är den andel av en strålning som återkastas av en belyst yta. Värdet varierar från 1 (allt ljus reflekteras) till 0 (allt absorberas) https://sv.wikipedia.org/wiki/Albedo

[2] Fasta kroppars och vätskors temperatur motsvarar de ingående molekylernas rörelseenergi i medeltal.

[3] Rörelseenergin E (kinetisk energi) i ett system med massan m och hastigheten v är E = mv^2/2. https://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy

Var det varmt förr?

Denna tabell över rekordtemperaturer dyker upp flera gånger i mitt facebookflöde. Jag vet inte ursprunget men utgår från att den inte är avsiktligt manipulerad.

Tabellen har 42 temperaturer, den äldsta från 1887 och den senaste från 2019, 132 år.

#1 De 12 gulmarkerade åren är från 1887 till 1951, 64 år. det blir strax under 1.9 ‘rekord’ per vart och ett av dessa 6.4 årtionden.

#2 Under de 9 åren från 2010 till 2019 finns 7 vilket, räknat på samma sätt, blir strax över 7,8 per ett helt årtionde.

#3 Under 2000 till 2019 finns 18, i genomsnitt 9,5 högstatemperaturer per ingående årtionden.

Vart och ett av dessa värden beror på lokalt och i förlängningen även regionalt väder. Ur klimatsynvinkel är det intressant att frekvensen av högstatemperaturer är större under senare årtionden jämfört med tidigare.

Syre, kväve, koldioxid och metan

Syre och kväve utgör nästan 99% av atmosfärens gaser, koldioxid nära 420 ppm och metan över 1800 ppb. Trots att de två växthusgaserna är en ringa del av atmosfären så utgör de avsevärda hinder för infraröd strålning, värme.

Experimentet i den länkade videon visar hur växthusgaserna hindrar värmestrålningen, i fallet metan är det närmast en total blockering.

https://youtu.be/AaY36yxFb1o

Värmeböljor förväntas öka i antal

Ny forskning från Göteborgs universitet visar att Sydasien kommer att få fem extra värmeböljor per år – om utsläppen fortsätter som idag. – Resultatet kan bli matbrist, dödsfall och flyktingströmmar. Även Sverige påverkas.

https://svt.se/nyheter/vetenskap/ny-forskning-visar-fem-extra-varmeboljor-per-ar

Kombinationen av hög temperatur och hög luftfuktighet är livshotande redan på kort sikt. https://urminsynvinkel.com/2019/07/17/27-satt-att-do-av-varme/

Trots att Sverige spås få ett högre antal värmeböljor, är det i länder i Sydasien – som redan i dag är svårt drabbade av torka och tätt befolkade – som forskarna ser stora konsekvenser. Bland annat i Indien och Pakistan där värmeböljor med temperaturer över 40 grader i skuggan är direkt livshotande.

Välkommen till utdöendets tidevarv

Heat. Flood. Fire. Drought. War. Inflation. Welcome to the Age of Extinction.
Our Planet is Changing in Profound, Terrifying, and Visible Ways Now. But We’re Still in Denial About What It Means.

https://eand.co/the-summer-extinction-became-real-d7f7ac23dee9

Norden inklusive Sverige är väldigt gynnat när Solen värmer Jorden i en takt som den har svårt kvitta sig. Svenskar på asociala medier som förnekar den pågående uppvärmningen kan fortfarande lätt övertyga sig själva och andra likasinnade att inget särskilt händer med vädret.

Allt är som det alltid varit, kanske lite torrare eller regnigare, ombytligt eller kvävande varmt. Men, som sagt, det har ju hänt förr och Midsommarafton kommer att bli kall och regnig, precis som den alltid varit. Utom när vi var barn, då var vädret så mycket bättre.

Så finns de som bor där uppvärmningen märks riktigt tydligt, några av dess följder redovisas i artikeln som du når via länken under citatet.

Om du är en renrasig ‘klimatförnekare’ [1] och vill förbli det kanske du inte ska läsa artikeln.

[1] Man kan inte ‘förneka klimatet’ tänker du kanske. Stämmer, men det är ganska vedertaget och en nyans artigare än min favorit ‘klimatstruts’.

Anomalier i marknära temperaturer 1951 – 2020

En anomali är en avvikelse. Bilden nedan visar 7 tioårsintervall, för jämförelsens skull överlagrade i samma graf. Högsta punkten på varje kurva anger den vanligaste avvikelsen från basperioden, 1951 – 1960.

Bildkälla: https://svs.gsfc.nasa.gov/4891

För varje årtionde avviker topparna mot höger, det blir gradvis varmare. Den nyfikne kan skriva ut bilden och rita in en kurva [1] som går genom topparna och fortsätter neråt, något eller några årtionden in i framtiden. Nu ser du en sannolik utveckling [2] av medeltemperaturer över landmassor, en faktor som ingår i klimatförändringen [3] som pågår.

Kurvornas form illustrerar att det finns avsevärda variationer [4] inom varje decennium, det vi kallar väder. För tydlighetens skull används färger för att förtydliga graden av anomali och hur ofta den förekommer. Blått visar svalare/kallare anomalier och de minskande ytorna att sådant väder blir mindre vanligt.

Animation av utvecklingen från 1951 – 2020: https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a004800/a004891/GISTempDist_1080p30.mp4

[1] I detta fall har kurvan en mjuk böj, var noga att följa den när du extrapolerar kurvan in i framtiden.

[2] Detta under förutsättning att mänskligheten inte tar avgörande steg för att motverka den hittillsvarande utvecklingen.

[3] Klimat sammanfattar väder under längre tid, vanligen 30 år eller mer.

[4] Jordens landmassor är ojämnt fördelade vilket ger regionala skillnader i både avkylning och uppvärmning. Inlandsklimat kännetecknas av stor variation mellan kalla vintrar och varma somrar.