Den långsiktiga trenden mot isfri sommar i Arktis

Det finns olika mått på havsisen på Arktiska oceanen (även runt Antarktis). Ett av dem är utbredning (mätt som kvadratkilometer) samt massa (kubikkilometer eller gigaton). Båda är relevanta men med olika fokus, kombinerat ännu bättre.

Bor du där sjöar fryser så vet du att åtminstone de små kan få ett tunt istäcke över ett dygn och med en gnutta snö uppepå så ser det rejält ut. Men det krävs inte mycket för att allt smälter bort. Från 0% till 100% istäckt till 0% inom ett dygn eller två. Att mäta isyta är därför inte ett högkvalitativt mått, tjockleken har avgörande betydelse.

Since satellites first began monitoring the Arctic in 1979, the average area covered by sea ice has shrunk by at least 40%. The average thickness of the ice has fallen by more than half over the same time period.

Havsis är betydligt lurigare än insjöis beroende på vattnets salthalt. Vid typiska salthalter i Arktiska oceanen bildas saltbemängd is först vid -1.8°C. Saltet samlas över tid i isen i ett otal små vattenfyllda ‘bubblor’ med ännu högre salthalt vilket gör nyis jämförelsevis bräcklig. Stark vind och vågor från omgivande fria vattenytor bryter förhållandevis lätt upp ettårsisen. Med tiden ‘svettas’ isen ut saltvattensbubblorna från ytan och nedåt och blir starkare. Den is som överlever sommarens smältning blir då en del i den tjockare och betydligt hållbarare flerårsisen.

Med dagens satelliter kan vi övervaka både tillfrysning och avsmältning samt hur isen rör sig under flera år.

This year’s sea-ice low fits into a picture of recent rapid change. The past 13 years have seen the 13 lowest [1] summer sea ice minimums on record.

With less sea ice surviving from one year to the next, the average age of the ice has also decreased. In the 1980s, the majority of sea ice found in the Arctic was “multi-year ice” [2] – ice that has survived at least one melt season. However, over the past decade, the ice pack has shifted to be majority “first-year ice” [3], which is typically thinner and more prone to melting in the summer.


https://interactive.carbonbrief.org/when-will-the-arctic-see-its-first-ice-free-summer


Mot slutet av den länkade sidan finns en animerad grafik över lång tid.


[1] https://www.carbonbrief.org/arctic-sea-ice-minimum-in-2019-is-joint-second-lowest-on-record

[2] https://nsidc.org/cryosphere/glossary/term/multiyear-ice

[3] https://nsidc.org/cryosphere/sotc/sea_ice.html

https://urminsynvinkel.wordpress.com/2020/01/06/flerarsis-pa-arktiska-oceanen/

https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/12/23/ny-och-flerarsis-pa-oceaner/

https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/11/26/antarktis-is-forandring-av-yta-och-massa/

https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/11/25/arktisk-havsis-animerat-fran-1984-till-nu/

https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/10/16/havsisen-i-arktiska-oceanen-var-som-minst-20190918/

Berings hav påverkas av Atlanten

Unlike the Atlantic and Pacific, the upper waters of the Eurasian Arctic Ocean get warmer as they get deeper. The top of the ocean is typically covered by sea ice. Below this is a layer of cool freshwater, followed by a deeper layer of warmer, saltier water delivered to the Arctic from the Atlantic by ocean currents.

The layers are held in place as a result of differences in water salinity. The cool freshwater is less salty than the warmer Atlantic water and so is more buoyant. Therefore, warmer, saltier water sinks below the fresher top layer. In between, a steep salinity gradient forms. This is known as a “halocline”.[1]

Källa: https://www.carbonbrief.org/explainer-how-atlantification-is-making-the-arctic-ocean-saltier-and-warmer

This, in turn, causes the ocean to mix together, drawing more Atlantic heat up towards the surface. This “Atlantification” can, in turn, cause more ice to melt from below, says Tsamados:

“By removing the ice, you are essentially taking off the blanket from on top of the Arctic Ocean and causing it to wake up. This turns the ocean from very calm to something more dynamic.”

I oceanerna finns gott om ‘Argos-dykare‘ som driver med havsströmmar och mäter olika parametrar som varierar med väder och förskjuts av klimatförändringar. Här finns mer om dem: https://urminsynvinkel.wordpress.com/2020/01/19/argo-dykare-i-oceanerna/

Argos måste kunna nå ytan för att kontakta satelliter, rapportera position och ladda upp mätdata. Under havsis används därför en annan taktik, bojar som är förankrade på isytan, färdas upp och ner längs linor och följer isens rörelser. Dessa kallas ‘Ice-Tethered Profiler’ (ITP) och beskrivs här: https://www.whoi.edu/website/itp/overview

Det finns ytterligare tecken på att Berings hav ‘Atlantifieras’ utöver forskarnas mätvärden:

A study published in 2018 found that black-legged kittiwakes – a seabird which feeds in the Barents Sea and Svalbard archipelago – have shifted their diets to incorporate more Atlantic fish species over the last decade. The study authors wrote that the seabirds could be seen as “messengers of Atlantification”.


[1] In oceanography, a halocline (from Greek hals, halos ‘salt’ and klinein ‘to slope’) is a subtype of chemocline caused by a strong, vertical salinity gradient within a body of water. Because salinity (in concert with temperature) affects the density of seawater, it can play a role in its vertical stratification. https://en.wikipedia.org/wiki/Halocline

Krävs IPCC och datormodeller för att debattera om koldioxid?

Jag brukar undvika att referera till IPCC [1], inte för att den är oviktig utan för att den tycks fungera som ett rött skynke, hårt bundet runt ögonen på de som ifrågasätter antropogen klimatpåverkan [2].

Här får tre grundläggande frågor svar utan att vare sig IPCC eller datormodeller kommer till användning.

https://youtu.be/OJ6Z04VJDco


[1] Intergovernmental Panel on Climate Change, ett samarbete mellan länder om klimatförändringar. ”Created by the United Nations Environment Programme (UN Environment) and the World Meteorological Organization (WMO) in 1988, the IPCC has 195 Member countries.” https://www.ipcc.ch

[2] Antropo syftar på människor, gen på orsak, alltså något som orsakas av människor. Finns säkert bättre analyser av ordet, hjälp till.

Bränderna i Australien

Du kan ha en stabil åsikt om dess orsaker och omfattning men se ändå denna YouTubevideo av potholer54 [1], en brittisk journalist som bor i Australien.

Han borrar i vandringssägner och obestyrkt hitte-på, i detta fall de som gäller Australiens förödande bränder [2]. Metoden är lite ‘gammeldags’ och tidsödande, han söker efter källor som ligger bakom.


[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Hadfield_(journalist)

[2] https://www.news.com.au/technology/online/social/conspiracists-say-lasers-and-exploding-smart-meters-used-to-start-bushfires-to-make-way-for-a-new-train-network

Argo, ”dykare” i oceanerna

Argo is an international project to collect information on the temperature and salinity of the upper part of the world’s oceans. Argo uses robotic floats that spend most of their life drifting below the ocean surface.  They make temperature and salinity measurements when they come up to the surface and after transmitting their data to satellites, they return to depth to drift for 10 days.  Currently, there are roughly 3000 floats producing 100,000 temperature/salinity profiles per year.  The floats go as deep as 2000m. To learn more, visit the ”About Argo” page. Källa: http://www.argo.ucsd.edu/FAQ.html

Du kan ta hem data från Argo och analysera själv. Där finns en Nybörjarhandledning: A beginner’s guide to accessing Argo data http://www.argo.ucsd.edu/Argo_date_guide.html

Om du utvecklar verktyg för att analysera data så uppmuntrar Argo delning: ”Users are encouraged to share the tools they develop with the rest of the Argo Community.”

De som ifrågasätter klimatmodeller har här fantastiska möjligheter att bidra med sina insikter i ämnet.

På 55 år har haven samlat 24*1022 Joule [1] kinetisk energi (värme) i de övre 2000 metrarna. (Se bilden)


[1] 24*1022 Joule = 240 000 000 000 000 000 000 000 Ws ≈ 66 700 000 000 000 000 000 kWh. Låt säga att Jordens befolkning varit i medeltal 6 miljarder under den tiden. Haven har under dessa 55 år absorberat drygt 11 100 000 kWh per person, 200 000 kWh årligen.

Jämförelsemåttstock: ”Bensin har ett nettoenergiinnehåll på cirka 43 MJ/kg (megajoule/kilogram), med vissa variationer – 1 liter bensin anses motsvara ca 9,1 kWh.” Wikipedia.

‘Fossilfordon’ har en förbränningsverkningsgrad om 30-35-40%, resten blir omgående värme. Avgasernas vattenånga, koldioxid och dikväveoxid hjälper till att hålla den kvar under ‘atmosfärstäcket’.

https://en.wikipedia.org/wiki/Argo_(oceanography)

http://www.argo.net/TXTdata.html

https://youtu.be/aIayxdrX17g Långt föredrag av en oceanograf från Scripps

http://www.argo.ucsd.edu

https://www.youtube.com/watch?v=1-49PztoSf0 Gå till ungefär 13.30 där Dean Roemmich tar vid. ( https://droemmich.scrippsprofiles.ucsd.edu )

Något om Jordens bana runt Solen

Jordens och Solens banor runt den gemensamma tyngdpunkten är intressant [1]. Solen bryr sig inte mycket, under ett år gungar den bara lite fram och tillbaka men för Jorden blir det rejäla skillnader.

Om banan är en perfekt cirkel, allt annat lika, skulle vi ständigt vara 1 AU = 149 597 871 km från Solen. Nu är det inte så, den är en ellips [2] där kortaste avståndet, perihelium, är 0.9832899 AU och det längsta, aphelium är 1.0157103 AU.

Illustrationer av Jordbanan brukar ha enormt överdrivna proportioner, här ett korrektare alternativ. Jordbanan i gult, cirkeln i grått.
Illustrationer av Jordbanan brukar ha enormt överdrivna proportioner, här ett korrektare alternativ. Jordbanan i gult, cirkeln i grått.

Differensen är 4 850 023 kilometer, vi är alltså det närmare Solen den 4 Januari jämfört med den 4 Juli.

  • Solstrålningen som når Jorden är ungefär 6,9% högre i Januari än i Juli, den svänger då cirka 94 W/kvadratmeter, hälften över och hälften under medelvärdet 1361 W/m2
  • Jordens fart i sin bana är högre i Januari än i Juli.
  • Att det är kallt hos oss runt årsskiftet trots att Jorden är som närmast Solen beror på att Jordaxeln lutar ‘ifrån’ Solen.

Så finns Milankovic-cykler [3], återkommande förändringar i Jordbanan över långa tider. Länkarna har en grafik som visar åtta cykler under de närmast föregående 800 000 åren. De består i sin tur av flera delar med periodiciteter mellan 26 000 och 405 000 år. https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/10/20/ar-klimat-uteslutande-beroende-av-solen/ och https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/09/21/milankovic-cykler-och-klimat/

Översiktlig summering: https://youtu.be/ZgDgCjgHs5I
Ytterligare läsning: NASA om Milankovic-cykler


[1] Alla planeter samt solen utövar attraktion på varandra men den minskar med kvadraten på avståndet. Av det skälet koncentrerar vi oss här på Sol och Jord.

[2] Ellipsen är ett av de klassiska kägelsnitten i geometrin. Det är en generell kontinuerlig kurva med två brännpunkter. Cirkeln är ett specialfall där brännpunkterna sammanfaller.

[3] 1) Jordbanans excentricitet varierar mellan en nästan perfekt cirkel och en ellips med excentriciteten lite mer än 0.06, för närvarande är den 0.017. Variationen är i sin tur uppbyggd av tre delar med perioder om 95000 år (95 kyr), 124 kyr och 405 kyr.

2) Jordaxelns lutning mot jordbanan varierar mellan 22.1 och 24.5 grader, för närvarande är den cirka 23.4 grader. Cykeltiden är 41 kyr.

3) Jordaxelns precession, den rör sig som en leksakssnurra som är på väg att tappa balansen. Cykeltiden är 26 kyr. Jordaxelns lutning samspelar med excentriciteten och påverkar årstidernas längd och ”intensitet”.

4) Jordbanans precession med en cykeltid om 112 kyr beror på att Jordens elliptiska bana sakta driver runt solen.

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

Oceaner tar upp 9/10 av energin ur antropogen uppvärmning

Vanligen anges Jordens medeltemperatur i den marknära atmosfären. Tyvärr innebär det felkällor när mätstationer påverkas av förändringar i miljön, till exempel att bebyggelse tränger sig på. ‘Processad’ mark i form av avskogning, vägar och bebyggelse ökar värmeupptaget jämfört med tidigare och gör att mätserier behöver kompenseras fär detta. Detta inser naturligtvis klimatforskare men lekmän tolkar det ibland som förfalskning.

För lekmän är skillnaden mellan väder och klimat förvirrande, särskilt då vädret envisas med att variera kraftigt. Då 90% av energin beroende på människoförorsakad global temperaturhöjning tas upp av oceaner [2] är det logiskt att följa havens energilagring. [3]

Numera finns en fantastisk resurs, Argo, [4] bojar som driver fritt med havsströmmar och med jämna mellanrum gör djupdykningar för att då och då gå upp till ytan för att leverera mätdata inklusive position till satelliter. Då de hela tiden flyttar sig finns inte risken för systematiskt felaktiga mätserier på samma sätt som för landbaserad mätning.

https://www.theguardian.com/environment/2020/jan/13/ocean-temperatures-hit-record-high-as-rate-of-heating-accelerates


[1] Väder är multidimensionella derivator av klimatets funktioner i form av ackumulerade förändringar över lång tid.

[2] Vatten täcker drygt 7/10 av Jordens yta, helt dominerat av oceaner.

[3] https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/10/05/hur-mycket-varmeenergi-lagras-i-haven/

[4] https://urminsynvinkel.wordpress.com/2020/01/19/argo-dykare-i-oceanerna/

Ryskt forskningsfuskande

Det är inte bara inom idrotten som det fuskas i Ryssland. Även inom forskarsamhället tycks fusk vara mer eller mindre vanligt förekommande. Det visar en färsk rapport som redan har resulterat i att ryska tidskrifter nu återkallar fler än 800 vetenskapliga artiklar. Källa: https://www.nyteknik.se/innovation/omfattande-ryskt-forskningsfusk-avslojat-6983961

Att Internet flödar över av stolligheter är förståeligt om än oförsvarbart. Riktigt illa blir det när det drabbar ‘Vetenskapen’ som publiceras.

Som en följd av denna granskning uppmanade RAN i somras 541 tidskrifter att återkalla totalt 2 528 vetenskapliga artiklar. 390 av tidskrifterna har svarat, av vilka 263 nu har lovat att dra tillbaka artiklarna. Åtta av tidskrifterna har dock uttryckligen vägrat, varför fem av dessa nu riskerar att tas bort från det ryska citerings-index som finns i form av en databas.

Tokamak och laser, två olika fusionsmetoder som testas

Tokamak försöker hetta upp ett plasma [1] till mer än 100 miljoner grader för att öka sannolikheten för fusion. Plasmat avgränsas (isoleras) av ett kraftigt magnetfält, då minsta kontakt med det omgivande kärlet ögonblickligen kyler plasmat.

Lasermetoden bygger på att ett litet pellet i storlek som ett knapphålshuvud bestrålas med enorm mängd laserenergi från alla håll samtidigt. Pelleten innehåller 2H (deuterium) och 3H (tritium). När den träffas av laserpulserna förångas ytterskalet av pelleten så häftigt att de utåtgående gaserna trycker inåt så att de centrala delarna når extremt högt tryck och hetta. Tillsammans taget fungerar det som en liten vätebomb, se bilden nedan.

Atomkärnor är ofattbart små, det som ger atomer storlek, kemiska och optiska egenskaper är de omgivande elektronerna, organiserade i orbitaler. Atomkärnor har positiv laddning och under ‘lugnare’ förhållanden kommer de aldrig nog nära varandra för att ‘göra gemensam sak’ (fusionera). [2]

Om man ökar atomkärnornas hastighet med ovanstående eller andra metoder kommer kärnorna betydligt närmare varandra, då träder stark växelverkan in. Den verkar bara på mycket korta avstånd och inuti en atomkärna ‘limmar’ den beståndsdelarna tillsammans.

Den blir också orsak till radioaktivt sönderfall då det kan räcka med att en ”långsam” neutron når in i kärnan och späder ut de sammanhållande krafterna (‘limmet’) något så att kärnan delar sig [3] i två. Det är grundprincipen för en fissionsbomb.

Solen fungerar något liknande lasermetoden. Det höga trycket och lagom mycket deuterium och tritium i kombination med några miljoner grader (långt ifrån den som krävs i en Tokamak) ger en avmätt fusionstakt. Värmeproduktionen i Solens fusionszon är, kubikmeter för kubikmeter, ungefär som den i en välfungerande kompost!


[1] Ett plasma består av atomer eller molekyler som ‘strippats’ på en eller flera elektroner. I Universum är plasma det överlägset vanligaste tillståndet.

[2] Om det sker skulle det kanske kallas kall fusion men begreppet devalverades till noll värde i och med Fleischmann och Pons.

[3] Stark växelverkan har mycket kort räckvidd och när atomkärnans form inte längre är optimal för att vara stabil tar de repellerande krafterna mellan positivt laddade protoner över och kärnan brister i två. Vid noggrann mätning visar det sig att den sammanlagda massan av de två är något mindre än ursprungsatomens. Massförändringen manifesterar sig i både termisk och kinetisk energi.