Kategori: atmosfärstemperatur över land

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

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.

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.

Extremväder lamslår stora delar av USA

Det rör sig inte bara om hetta, ibland i kombination med hög luftfuktighet, hagel ‘stora som ägg’, bränder, översvämningar och tromber.

Aftonbladet – 17 juni 2022

Värmeböljan i USA har inneburit rekordhetta på många platser och i förrgår uppmanades 120 miljoner amerikaner i olika delstater att om möjligt hålla sig inomhus på grund av höga temperaturer i kombination med hög luftfuktighet.

Aftonbladet – 17 juni 2022

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

Förleda med fakta

Rena lögner och falsarier kräver inte mycket kunskap för att avfärda. Något svårare är när korrekta fakta presenteras på ett sätt som är medvetet arrangerat för att uppfattas ‘fel’ av läsaren, följande är ett glasklart exempel.

Den första, ogenomfunderade, tanken är att Jordens medeltemperatur [1] ökar långsammare än atmosfärens koldioxid. Det är alldeles säkert så avsändaren av grafen vill att läsaren ska uppfatta den.

Alternativt begriper man inte själv att det är två olika (men samvarierande) parametrar med temperaturanomalin i skalan till vänster och koldioxiden till höger.

Om du ”trycker ihop” koldioxidskalan lite lagom alternativt ”drar isär” temperaturanomalin lika lagom så överensstämmer de fantastiskt bra.

Den taggiga temperaturkurvan matchar vädret i det korta perspektivet medan den heldragna svarta är medelvärden över 37 månader. Vill du studera klimatet får du själv uppskatta trenden över 30 år (360 månader) eller mer.

[1] Jordens medeltemperatur beror av den lägre och trögare över oceaner och hav (7/10 av Jordens yta) och den tydligt högre och mer varierande över land.

Temperaturökning över land vs. Jorden som helhet

”På min tid” i skolan fick vi lära oss att inlandsklimat innebar låg vintertemperatur och hög sommartemperatur. Verkligheten är naturligtvis mer komplicerad än så, men i IPCC:s Summary for Policymakers finns följande grafik.

IPCC AR6 – Summary for Policymakers, sidan 13

Idag hör jag på nyheterna att vårt innanhav drabbats av en marin värmebölja som går ut över dess fiskar. Varmare vatten löser mindre syre (och koldioxid). Situationen för fiskar beskrevs som att ”bestiga berg med feber”.