Naturgas, en källa till växthuseffekt

Artikeln i länken är tung läsning för de som uppfattar naturgas som en ren energikälla eller är övertygade om att begreppet växthuseffekten antingen är till fördel eller till och med saknar betydelse.

Naturgas består till största delen av metan, en molekyl där en kolatom omges av fyra väteatomer. När den oxideras (bränns) bildas koldioxid och vatten. Så långt kan man argumentera att metan är en juste fossil energikälla, ”Koldioxid blir det ju alltid och vatten måste vi ha”.

Only about 3% of gas needs to escape on its journey from wellhead to power plant to make it worse for the planet than coal. If a well is producing next to nothing, even a small leak can put it over that threshold.

Källa: https://www.bloomberg.com/features/diversified-energy-natural-gas-wells-methane-leaks-2021

Metanmolekylen har mycket stor förmåga att absorbera och sända vidare IR-strålning (värme). Växthusgaser består av molekyler med tre eller fler atomer och kan ta upp kinetisk [1) energi genom att flexa inbördes, rotera och knuffas när de träffas av värmestrålning, egenskaper som metan har i stort mått.

Metanläckage från en till synes frisk ventil. Se den avslöjande videon i länken: https://www.bloomberg.com/features/diversified-energy-natural-gas-wells-methane-leaks-2021
https://www.bloomberg.com/features/diversified-energy-natural-gas-wells-methane-leaks-2021

Townsend-Small found emissions of 38, 50, and 91 grams an hour at the wells she measured. If those rates continued over the course of a year, the three wells would cause the warming equivalent of 134 tons of carbon dioxide.

De tre läckagen under ett år blir 1570 kg vilket alltså, enligt artikeln, motsvarar växthuseffekten av 134 000 kg koldioxid!

Den svarta röken är metanläckage, taget med en IR-kamera som registrerar värmestrålning. Metan är en värmeabsorberande växthusgas vilket innebär att den avbildas mörk i denna bild.

[1) Kinetisk energi är energi beroende på rörelse.

En spricka i Arktis ispansar

Under andra halvan av Maj 2020 bör istjockleken vara nära sitt maximum, ändå skedde detta.

A new study documents the formation of a 3,000-square-kilometer rift in the oldest and thickest Arctic ice. The area of open water, called a polynya, is the first to be identified in an area north of Ellesmere Island, Canada’s northernmost island, and is another sign of the rapid changes taking place in the Arctic, according to researchers.

Källa Phys.org – 14/10 -21
Enligt studien var istjockleken i området 3,5 meter eller mer.

Händelsen berodde på kraftiga vindar runt ett intensivt högtryck (1). De lyckades driva isär den tjocka isen under ett par veckor.

Mer information: G. W. K. Moore et al, First Observations of a Transient Polynya in the Last Ice Area North of Ellesmere Island, Geophysical Research Letters (2021). DOI: 10.1029/2021GL095099


[1] En orkan är när atmosfären rör sig moturs (norra halvklotet!) runt ett intensivt lågtryck. Vid ett högtryck (anti-cyclone) går vindarna medurs. https://en.wikipedia.org/wiki/Anticyclone

Förskjutningar i Jordens energiförråd

Jordens kortsiktiga väder och långsiktiga klimat beror av in- och utgående energiflöden, omfördelning mellan kortsiktiga energilager samt långsiktiga förråd.

Solen står för inkommande energi. Den domineras av UV och synligt ljus. När det synliga ljuset når mark och vatten (flytande men även vattengas, moln samt snö och is) kommer delar att reflekteras ganska opåverkat (därför kan vi se fotografier av Jorden tagna från rymden).

Resten absorberas varvid strålningens frekvens sjunker avsevärt till IR-området (värme). Denna kan användas, lagras eller stråla vidare ut via atmosfären till rymden.

Värmeenergi kan omfördelas via strålning, ledning och konvektion. I praktiken sker det bland annat via vattenströmmar i hav, avdunstning av vatten till atmosfär och moln som med vindar kan färdas avsevärda sträckor och bilda nederbörd, ibland på betydligt högre belägna platser.

Snö och is representerar värme med låg temperatur. När vatten kristalliserar (fryser) kommer avsevärda mängder värmeenergi att avlägsnas. När nollgradig is smälter åtgår lika mycket energi som för att värma samma massa (‘vikt’) nollgradiga vatten till +80°! Snö och is utgör därför stora förråd av koncentrerad ‘lågtemperaturenergi’ som aktivt påverkar både väder och klimatet.

Review article: Earth’s ice imbalance Thomas Slater et al.

Abstract

We combine satellite observations and numerical models to show that Earth lost 28 trillion tonnes of ice between 1994 and 2017.

Arctic sea ice (7.6 trillion tonnes), Antarctic ice shelves (6.5 trillion tonnes), mountain glaciers (6.1 trillion tonnes), the Greenland ice sheet (3.8 trillion tonnes), the Antarctic ice sheet (2.5 trillion tonnes), and Southern Ocean sea ice (0.9 trillion tonnes) have all decreased in mass.

Just over half (58 %) of the ice loss was from the Northern Hemisphere, and the remainder (42 %) was from the Southern Hemisphere. The rate of ice loss has risen by 57 % since the 1990s – from 0.8 to 1.2 trillion tonnes per year – owing to increased losses from mountain glaciers, Antarctica, Greenland and from Antarctic ice shelves.

During the same period, the loss of grounded ice from the Antarctic and Greenland ice sheets and mountain glaciers raised the global sea level by 34.6 ± 3.1 mm. The majority of all ice losses were driven by atmospheric melting (68 % from Arctic sea ice, mountain glaciers ice shelf calving and ice sheet surface mass balance), with the remaining losses (32 % from ice sheet discharge and ice shelf thinning) being driven by oceanic melting.

Altogether, these elements of the cryosphere have taken up 3.2 % of the global energy imbalance.

Citat ur fulltexten som finns här: https://tc.copernicus.org/articles/15/233/2021/

För att underlätta läsning av det faktaspäckade citatet har jag glesat ut den till kortare stycken. Tonnes är samma som 1000 kg.

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.

Årets Nobelpris i fysik

Såvitt jag vet har aldrig ett Nobelpris i fysik delats ut till någon/några för en upptäckt som sedan befunnits vara i grunden felaktig. Vanligen går det tiotals år sedan upptäckten gjordes och i mellantiden inkorporeras och används den i vetenskapen utan att falsifieras [1].

Det bör inte ha undgått så många att årets fysikpris till hälften delas mellan två forskare som visat att det pågår klimatförändringar och att människan står bakom den.

All complex systems consist of many different inter-acting parts. They have been studied by physicists for a couple of centuries, and can be difficult to describe mathematically – they may have an enormous number of components or be governed by chance. They could also be chaotic, like the weather, where small deviations in initial values result in huge differences at a later stage. This year’s Laureates have all contributed to us gaining greater knowledge of such systems and their long-term development.

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/popular-information/

Vill du ha djupgående information så finns den här: https://www.nobelprize.org/uploads/2021/10/sciback_fy_en_21.pdf


[1] I vetenskapliga sammanhang är absolut ”sanning” svårt, vanligtvis omöjligt, att nå. En enda korrekt formulerad invändning räcker för att förkasta en i övrigt elegant idékonstruktion. Detta kallas falsifiering och är den metod som används för att skilja bort felaktigheter. En förutsättning för att kallas en vetenskaplig teori är att den är möjlig att falsifiera.

Metan, en riktigt potent växthusgas

Metanmolekylen byggs av 4 väteatomer bundna till en central kolatom. Varje enskild molekyl kan därför ta upp värmeenergi i form av komplicerade vibrationer [1], rörelseenergi som den omgående pytsar ut i alla riktningar till omgivningen. Detta ger upphov till växthuseffekten.

Metanmolekyl med en central kolatom och fyra väteatomer. Bindningarna är flexibla och molekylen kan därför vibrera i komplicerade mönster.

Methane in the Earth’s atmosphere is a strong greenhouse gas with a global warming potential (GWP) 84 times greater than CO2 in a 20-year time frame; methane is not as persistent a gas as CO2 (assuming no change in carbon sequestration rates) and tails off to about GWP of 28 for a 100-year time frame.[18][19][page needed][20] This means that a methane emission is projected to have 28 times the impact on temperature of a carbon dioxide emission of the same mass over the following 100 years assuming no change in the rates of carbon sequestration. Methane has a large effect but for a relatively brief period, having an estimated mean half-life of 9.1 years in the atmosphere,[19] whereas carbon dioxide is currently given an estimated mean lifetime of over 100 years.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_methaneMethane as a greenhouse gas

När metan oxideras [1] bildas vatten och koldioxid vilket sker spontant i atmosfären. Metanet har en halveringstid [2] om 9.1 år i atmosfären. Under första 20-årsperioden har ett metanutsläpp 84 gånger större klimatpåverkan (GWP [3]) och för 100 år är den 28 gånger större än motsvarande mängd koldioxid.

Det innebär att ‘färskutsläppt’ metan är långt potentare än koldioxid. Jag har inga siffror för första året eller liknande, men med tanke på halveringstiden så måste den vara oerhört hög.


[1] Enkelt uttryckt: När molekylen nås av värme börjar den knuffas runt samt vibrera.

[2] Detta sker omedelbart när naturgas bränns.

[3] Vi hör oftast om halveringstid för radioaktiva ämnen, den tid det tar för att hälften av en viss spontan fission skall klinga av.

[4] GWP, Global Warming Potential: https://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming_potential

Ett spektrum av väder- och klimatintresserade

För att nå fram med väder– och klimatinformation krävs vitt skilda angreppssätt beroende på mottagaren. De som har hyfsat goda förkunskaper och gärna tänker logiskt kan ta till sig stora delar av vetenskapens resonemang. I andra änden av spektrumet bör man undvika ord med tre eller flera stavelser.

The Alarmed are convinced global warming is happening, human-caused, an urgent threat, and they strongly support climate policies. Most, however, do not know what they or others can do to solve the problem. The Concerned think human-caused global warming is happening, is a serious threat, and support climate policies. However, they tend to believe that climate impacts are still distant in time and space, thus climate change remains a lower priority issue. The Cautious haven’t not yet made up their minds: Is global warming happening? Is it human-caused? Is it serious? The Disengaged know little about global warming. They rarely or never hear about it in the media. The Doubtful do not think global warming is happening or they believe it is just a natural cycle. They do not think much about the issue or consider it a serious risk. The Dismissive believe global warming is not happening, human-caused, or a threat, and most endorse conspiracy theories (e.g., “global warming is a hoax”).

https://climatecommunication.yale.edu/about/projects/global-warmings-six-americas/

Trenden i bilden ovan är att intervjuade i gruppen Alarmed ökar rejält med 9/17 ≈ 53%, förmodlingen är det Concerned och i någon mån Cautious som släpper till.

I slutet av studieperioden utgör de nåbara (Cautious och Doubtful) 31%, nästan 1/3 av alla intervjuade. Ju fler som kan och börjar kommunicera med dem dess bättre för världens framtid.

One of the first rules of effective communication is to “know thy audience.” Climate change public engagement efforts must start with the fundamental recognition that people are different and have different psychological, cultural, and political reasons for acting – or not acting – to reduce greenhouse gas emissions.

Gruppen Dismissive, (‘klimatförnekare’ eller liknande) är redan från början en minoritet och har under den undersökta femårsperioden tappat 1/5. Vart de tar vägen i det kortare perspektivet är osäkert, med tiden är ‘etta med lock’ en logisk ändpunkt.

Gruppen Disengaged (‘Bortkopplade’) påverkas inte annat än marginellt.


7 core principles for climate change communication: https://climatevisuals.org/evidence/

Temperaturen sjunker med höjden

Man kan lära sig mer när man försöker. Igen och igen. Gång på gång har jag läst att temperaturen sjunker 6° per 1000 höjdmeter. Tvivel på att det gäller generellt från marken och upp har hela tiden funnits, men först nu finner jag en som motiverar utförligare.

För hela videon: https://youtu.be/r7SRzg8JjNc
  • Under molnbasen (där vattenångan börjar kondensera till vattendroppar) sjunker temperaturen 9,8° per 1000 höjdmeter.
  • Inne i molnen sjunker temperaturen 6° per 1000 höjdmeter.

Fuktig luft som blåser upp längs en bergssida lämnar därför ifrån sig regn och snö om berget är tillräckligt högt. På läsidan är luften torr och när den sjunker ner igen gäller det omvända.

  • När luften är torr, som på läsidan av berg, stiger temperaturen med 9,8° per 1000 meter höjdförlust. vilket gör att temperaturen på låg höjd överstiger den inkommande.

I USA är detta bekant från Death Valley [1] öster om bergskedjan Sierra Nevada, i Europa har vi Alpernas föhnvindar. [2]


[1] Temperaturen höjs ytterligare då området ligger mer än 80 meter under havsnivån. https://en.wikipedia.org/wiki/Death_Valley

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Foehn_wind

Grafik som klimatstrutsar nog tvekar att adressera

IPCC lanserar Working Group Interactive Atlas där du kan studera mängder av olika parametrars påverkan. Här har jag valt temperaturanomalin [1] för december – februari. Klicka på de geometriska figurerna för att se närmare data för regionen.

CMIP6 – Mean temperature (T) Change deg C – Warming 2°C SSP5 8.5 (rel. to 1850-1900) – December to February (34 models)
HadCRUT5 – Mean temperature (T) Trend deg C per decade – 1961-2015 Observations – December to February

Länk till ovanstående: https://interactive-atlas.ipcc.ch/regional-information#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


[1] En anomali är avvikelse från det normala.