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.

Annons

Klimatkänslighet; halten av koldioxid vs. temperatur.

One of the most important numbers in climate science is 3°C. This isn’t about a projection of future warming or the impacts that come with it, though. It’s about how much warming you get if you double the amount of greenhouse gases in the atmosphere. That value can be made more general as a metric known as “climate sensitivity,” which describes how much warming you get for a given amount of emissions. If the number is small, we can burn a lot of fossil fuels with minimal consequences. If the number is extremely high, emissions are extraordinarily dangerous.

Källa: https://arstechnica.com/science/2020/07/huge-climate-sensitivity-study-shrinks-uncertainty-on-critical-number/
Kunskap och förståelse är inte allas mål. En minoritet nöjer sig med att sprida osäkerhet och förvirring.

Växthusgaser består av tre eller flera atomer. De kan ”studsa runt” olika frekvenser av värmestrålning (där temperaturen bestämmer frekvensen) med varierande förmåga. De viktigaste växthusgaserna i troposfären [1] är koldioxid (CO2), metan (CH3) och kväveoxid (lustgas, N2O). När de i samverkan höjer temperaturen ökar atmosfärens förmåga att ta upp vattenånga vilken i sin tur beter sig som en växthusgas.

This number (3°, min anmärkning) is commonly defined against a doubling of the concentration of CO2 in the air, in part because CO2’s effect is logarithmic and each doubling is roughly equivalent.

Det blir problem när man väljer koldioxiden som enda representant för växthuseffekten. Metan [2,3] och kväveoxid [4] är långt mer potenta men samtidigt relativt sparsamt förekommande i atmosfären. I helheten utgör metanets bidrag ungefär 20% av växthuseffekten. När metan med tiden oxideras bildas koldioxid och vatten. Kväveoxid tär också på det UV-skyddande ozon-lagret.

Det finns flera faktorer som påverkar uppvärmning och avkylning av Jorden och alla är inte välbeforskade. Av det skälet valde IPCC i sin rapport från 2007 att ange klimatkänsligheten till 1,5 – 4,5°. Målet för forskarna är att minska osäkerheten och den senaste rapporten, AR6, gör det. De anger klimatkänsligheten till 3° och sannolikt (likely) ligger den i intervallet 2° – 4°.


[1] Troposfären varierar i höjd från 9 km vid polerna till 17 km vid ekvatorn. I genomsnitt räknar man med 11 km.

[2] ”The Earth’s atmospheric methane concentration has increased by about 150% since 1750, and it accounts for 20% of the total radiative forcing from all of the long-lived and globally mixed greenhouse gases.[10]” Wikipedia

[3] ”Methane is an important greenhouse gas with a global warming potential of 34 compared to CO2(potential of 1) over a 100-year period, and 72 over a 20-year period.[47][48]

[4] Kväveoxid är upp till 265 gånger så potent som koldioxid med en livstid i atmosfären om 120 år. https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide

Väder och klimat korrelerar på sikt

De jag kallar klimatstrutsar fokuserar gärna på ett fåtal källor [1] och kortsiktiga variationer.

IPCC visar i sin senaste rapport (AR6) hur vädrets till synes slumpartade temperaturvariationer gradvis blir säkrare över längre tid och övergår i klimat.

IPCC AR6 – Kapitel 3 – Den gröna stapeln till höger om respektive diagram visar felmarginalen.

[1] Lägg märke till hur man klipper och klistrar ur ett begränsat antal webbsidor och bloggar. Direkta hänvisningar till peer-reviewade studier som publicerats i ansedda sammanhang förekommer sällan eller aldrig. Om det sker är sannolikheten hög att deras slutsatser är tagna ur sitt sammanhang.

Koldioxid, marknära och högre upp.

Givet att andra faktorer är att lika är det varmare vid markytan än högre upp inom troposfären. En tumregel [3] säger att temperaturen sjunker 6° per 1 000 höjdmeter. Har du funderat över varför det är så? Om inte, ägna tanken någon minut innan du läser vidare.

Atmosfären består av 78% kväve (N2), 21% syre (O2), 0,9% argon (Ar) samt cirka 0,042% koldioxid (CO2).

Inblandningen av koldioxid i atmosfären sker inte ögonblickligen, med högkänsliga sensorer mäter man små differenser som följer vindar från utsläppen. I denna ögonblicksbild anger mörkrött höga och mörkblått lägre koncentrationer.
  • I medeltal når övre delen av troposfären 11 km höjd.
  • Då temperaturen påverkar luftens densitet (kyla gör den tätare) når den cirka 9 km vid polerna och upp till 17 km vid ekvatorn trots att lufttrycket på havsnivå är samma. Detta varierar ytterligare beroende på årstid (Jordaxeln ”lutar”) och i någon mån även väder.
  • I troposfären sjunker lufttrycket närapå linjärt med ökande höjd.
  • Ungefär 80% av atmosfärens massa finns i troposfären.
  • Hälften av atmosfärens massa finns under 5.6 km höjd där lufttrycket följaktligen är halverat.
  • Nästan allt vatten i atmosfären finns i troposfären.
  • Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth

Alla växthusgaser består av molekyler med tre eller flera atomer till skillnad från kväve, syre och argon som utgör 99,9% av atmosfären. Växthusgaser har förmåga att ”studsa runt” värmestrålning [1] i alla riktningar, effektivare ju fler de är. Till det kommer vattenånga, också den bestående av tre atomer per molekyl. Då vatten dessutom lagrar och transporterar värme och kinetisk energi genom vindar och havsströmmar har det avgörande betydelse för vädret.

Vatten [2] deltar i atmosfärens isolering men dess massa och egenskaper varierar stort beroende på temperaturen. När vattenånga kondenserar till droppar övergår det från att fungera likt en växthusgas till att vara en svartkroppsstrålare. Om den kyls ytterligare kan den bli is och snö, goda reflektor.

Troposfärens gaser blandas väl genom vindar och konvektion och antalet molekyler av växthusgaser kommer därför att bero på lufttrycket. Kyla på hög höjd och värme på låg inom troposfären beror av antalet molekyler av växthusgaser samt även vattenmolekyler. De utgör tillsammans värmeisolering som i samverkan med rotationen räddar oss från temperatursvängningar som annars skulle drabba Jorden.

Medeltemperaturer vid Nordpolen och ekvatorn på Jorden i skydd av atmosfären och på den ‘nakna’ Månens skugg- och solsida.

Högre upp, lägre lufttryck leder till färre isolerande växthusgasmolekyler och följaktligen blir det kallare.

För att få så enhetliga mätningar som möjligt mäter man därför temperaturen om möjligt på en öppen plan plats där marken är täckt med kort gräs och på en höjd av 1,5-2 m över marken.

Många fler krav finns, läs på SMHI: https://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/hur-mats-lufttemperatur-1.3839

Fler parametrar tillkommer. T.ex. förändras inflytandet av en växthusgas inte linjärt med antalet molekyler, de ‘första’ betyder mer än de tillkommande. I samverkan ‘pluggar’ olika växthusgaser energiutsläpp vid fler strålningsfrekvenser och adderar därmed till uppvärmningen.


[1] Temperatur beror av atomers och molekylers kinetiska energi, kort sagt hur de vibrerar och rör sig.

[2] ”Water vapor accounts for roughly 0.25% of the atmosphere by mass. The concentration of water vapor (a greenhouse gas) varies significantly from around 10 ppm by volume in the coldest portions of the atmosphere to as much as 5% by volume in hot, humid air masses, and concentrations of other atmospheric gases are typically quoted in terms of dry air (without water vapor).” Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth

[3] När luften är ‘torr’, alltså ingen dimma eller under eventuell molnbas sjunker temperaturen med 9.8° per 1000 meter höjdvinst. I dimma eller inne i moln sjunker temperaturen 6°/1000 meter. Läs mer här: https://urminsynvinkel.com/2021/08/11/temperaturen-sjunker-med-hojden/

Arktis som Norra halvklotets AC under sommaren.

Avsmältningen av Arktis ismassa beskrivs vanligen och korrekt i termer av hur mycket värmeenergi som krävs. Jag funderar på hur den fungerar som luftkonditionering under sommaren i våra trakter. Läs eller skumma igenom citatet nedan så blir det lättare att följa mitt resonemang.

It takes energy to melt sea ice. How much energy? The energy required to melt the 16,400 Km3 of ice that are lost every year (1979-2010 average) from April to September as part of the natural annual cycle is about 5 x 1021 Joules. For comparison, the U.S. Energy consumption for 2009 (www.eia.gov/totalenergy) was about 1 x 1020 J. So it takes about the 50 times the annual U.S. energy consumption to melt this much ice every year. This energy comes from the change in the distribution of solar radiation as the earth rotates around the sun.

To melt the additional 280 km3 of sea ice, the amount we have have been losing on an annual basis based on PIOMAS calculations, it takes roughly 8.6 x 1019 J or 86% of U.S. energy consumption.

http://psc.apl.uw.edu/research/projects/arctic-sea-ice-volume-anomaly/
Under perioden 1980 – 2020 (40 år) sjönk isvolymen från 25.000 km3 till 13.000 km3. I citatet ovan utgår man från 280 km3 per år.

Isen i Arktis omsätts säsongmässigt, 16,400 km3 smälter och nästan allt återfryser varje år. ‘Nästan’ är ett försiktigt ord, i siffror blir underskottet i genomsnitt 280 km3 per år. Det motsvarar värmeenergin 8.6 x 1019 J [1] eller 86% of USA:s årliga energiförbrukning.

Runt Jorden på cirka 10 km höjd rör sig jetströmmar i hög hastighet. De fungerar ungefär som de luftslussar varuhusen tidigare använde i entréerna när det var kallt. Jetströmmen skiljer polarkyla från värme närmare ekvatorn. En del av temperaturskillnaden utgör också dess drivkraft, Corioliseffekten [2] gör att jetströmmen rör sig i huvudsak tvärs mot tryckdifferensen.

Skärmbilden är tagen 210731 strax efter 14.00. Länken visar hur det ser ut när du klickar på den. Grafiken gäller på den höjd där lufttrycket är ungefär 1/4 av det vid havsytan, cirka 10-11 km upp. https://earth.nullschool.net/#2021/07/31/0300Z/wind/isobaric/250hPa/orthographic=4.15,87.44,393/loc=7.543,51.565

När temperaturskillnaden minskar gör drivet det också. Det blir lite som att cykla långsamt, man vinglar medan jetströmmen bildar vågor, meandrar. Ibland kommer jetströmmen i resonans med sig själv runt Jorden och vågorna ‘fastnar’. Vädret kan då bli väldigt stabilt under lång tid, likt den hetta och torka som hemsökt den amerikanska västkusten de senaste veckorna.

Då ‘sommaruttagen‘ överstiger ‘vinterinsättningarna‘ minskar på sikt den Arktiska köldreserven, polarjetströmmen påverkas negativt. Det ökar sannolikheten för låsningar i vädersystemen och vi (Jorden) upplever oftare extremare väder i form av hetta, torka, köld, vindar och regn. Lite som vädret varit sedan årsskiftet.


[1] 1 Joule (J) motsvarar 1 Ws (1Watt under 1 sekund). För den som är van vid kalorier (egentligen kcal, alltså 1000 cal) i samband med mat så motsvarar de 4184 J

[2] ”Luften inuti högtryckssystem roterar i en sådan riktning att corioliskraften riktas radiellt inåt och nästan balanseras av den utåt radiellt riktade tryckgradienten. Som ett resultat, färdas luften medurs runt högtryck på norra halvklotet och moturs på södra halvklotet. Luft inuti lågtryckssystem roterar i motsatt riktning, så att corioliskraften är riktad radiellt utåt och nästan balanserar en inåt radiellt riktad tryckgradient.” https://sv.wikipedia.org/wiki/Corioliseffekten

Vattenomsättningen blir allt snabbare

Varm luft kan [1] innehålla mer vatten som vattenånga och moln samtidigt som avdunstning från vatten, mark och växter ökar av värme.

Water cycle of the Earth’s surface, showing the individual components of transpiration and evaporation that make up evapotranspiration. Other closely related processes shown are runoff and groundwater recharge.

The rate at which plants and the land surface release moisture into the air has increased on a global scale between 2003 and 2019. These processes are collectively known as evapotranspiration, and a new NASA study [1] has calculated its increase by using observations from gravity satellites.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/satellites-show-how-earth-s-water-cycle-is-ramping-up-as-climate-warms

Via satellitdata som samlats in under 17 år har forskare från NASA konstaterat att evapotranspirationen (omsättning av vatten via avdunstning från ytor och växter) är upp emot dubbelt större än tidigare uppskattningar.

“Our study found that evapotranspiration has increased by about 10% since 2003, which is more than previously estimated, and is mostly due to warming temperatures,” said Madeleine Pascolini-Campbell, a postdoctoral researcher at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, who led the study. “We hope that this information about the water cycle will help to better inform the development and validation of climate models.”

Med ökande temperaturer och avdunstning från mark, vatten och växter kommer allt mer vatten att finnas i atmosfären och dess rörelseenergi stiger avsevärt när det blåser. Där det redan finns ett underskott av vatten kommer torka att förvärras. Vattenånga i atmosfären reflekterar delar av Jordens utgående värmestrålning som i sin tur höjer temperaturen.

To get a global estimate of how evapotranspiration is changing, researchers found a new way to leverage data collected by the pair of Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) [3] satellites that operated from 2002 to 2017, and the successor pair, GRACE Follow-On, that launched in 2018. The GRACE mission was launched by NASA and the German Aerospace Center (DLR), and GRACE-FO is a partnership between NASA and German Research Centre for Geosciences (GFZ).

Because water has mass and therefore contributes to the Earth’s gravity signal, these spacecraft are exquisitely sensitive to the movement of water around the world, from tracking changes in ice sheets to water stored on land to variations in ocean mass. Seeing an opportunity, the researchers studied the 17-year dataset from GRACE and GRACE-FO to see if it was possible to tease out the gravitational signal associated with the movement of water by evapotranspiration.

“With the combined record of GRACE and GRACE-FO, we now have a long-enough observational record to be able to monitor these critical signs of global change,” said JT Reager, a JPL scientist and an investigator on the study. “When the gravity signal decreases, it means the land is losing water. Some of that loss is through rivers flowing back into the oceans, but the rest of it goes up into the atmosphere as evapotranspiration.”

Med data från dessa ytterst känsliga satelliter fann man att evapotranspirationen ökade från 405 mm/år 2003 till 444 mm/år 2019, en ökning med 2.30±0.5 mm/år.

“For years, we’ve been looking for a way to measure gross changes in the global water cycle, and finally we’ve found it,” said Reager. “The magnitude of the evapotranspiration increases really surprised us: This is a sizable signal indicating our planet’s water cycle is changing.”


[1] Att värme ökar luftens kapacitet att innehålla vattenånga innebär inte att den gör det.

[2] The study, titled: “A 10% increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019,” was published May 26 in Nature. In addition to JPL, NASA’s Goddard Space Flight Center, in Greenbelt, Maryland, contributed to this research.

[3] Tidigare om GRACE: https://urminsynvinkel.com/2019/05/31/hur-mater-man-jordens-gravitation-med-satelliter/

Risker för översvämningar i Sverige

Minst 150 personer har omkommit i extrema skyfall i Europa under de senaste dagarna. I Sverige pågår ett idogt arbete med att förbereda sig för möjliga så kallade 100-årsregn, då flera städer beräknas vara i riskzonen. Göteborg, Jönköping och Örebro är några av de orter som hotas.

https://www.nyteknik.se/samhalle/har-ar-riskerna-for-oversvamning-storst-7018173

Det är vanligen fråga om statistiska hundraårsrisker för extrema regnväder, alltså knappt en gång under en livstid. Dock finns många platser där snabb vårflod ger lokala och återkommande problem.

Riskområden vid skyfall, Kristianstad. https://www.kristianstad.se/sv/omsorg-och-hjalp/trygg-och-saker/skydd-mot-oversvamningar/skyfallskarta/

Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) har identifierat 25 områden med betydande översvämningsrisk:

Alingsås, Borås, Falsterbo/Höllviken, Falun, Göteborg, Halmstad, Haparanda, Helsingborg, Jönköping, Kalmar, Karlshamn, Karlskrona, Karlstad, Kristianstad/Åhus, Kungsbacka, Landskrona, Malmö, Norrköping, Stenungsund, Stockholm, Trelleborg, Uddevalla, Uppsala, Ystad, Örebro

Om förutsättningarna ändras, t.ex. genom klimatförändringar, kan konsekvensernas omfattning eller hundraårsrisken påverkas.

För de större städerna, Stockholm, Göteborg och Malmö, består riskerna i en förhöjning av havsvattennivån, alternativt skyfall som riskerar att orsaka främst materiella skador.

– De häftiga regn vi ser i Europa nu drabbar ofta städer eftersom vi hårdgjort våra ytor med till exempel asfalt. Då koncentreras vattnet där och kan ställa till med skador på hus, vägar och gator, säger Lars Nyberg.


Stora delar av Kristianstads kommun är lågt belägna med vattnet nära samhället i form av hav, åar, sjöar och våtmarker. Det ständigt närvarande översvämningshotet har gjort att kommunen kontinuerligt arbetar med att anpassa sig till kommande klimatförändringar.

https://www.kristianstad.se/en/bygga-bo-och-miljo/samhallsutveckling-och-hallbarhet/klimat-och-miljo/klimatanpassning/

Översvämningarna i Tyskland

Over the past several weeks, Germany has experienced a roller coaster ride of high temperatures and dryness followed by episodes of heavy precipitation.

On Wednesday and Thursday, that phenomenon was punctuated by catastrophic flooding in multiple regions across western Germany and neighboring countries. Experts say such extreme weather used to happen once in a generation but may happen more frequently in the future — and with more intensity — a sign that climate change is impacting our lives.

https://www.dw.com/en/is-climate-change-fueling-floods-in-germany/a-58282637
Bilden från den länkade artikeln

Väder händer lokalt/regionalt och i det korta tidsperspektivet timmar – dagar/veckor. Allt väder beror av energiflöden i atmosfär och vatten, särskilt tydligt märkbart vid katastrofer likt de som drabbat Tyskland de senaste dagarna. Ju mer energi i form av värme som ska skyfflas runt i Jordens atmosfär och hav innan det slutligen lagras, dess intensivare väder.

Väder beror av långsiktigt klimat. Numera anses 30 år eller mer nödvändigt för att bedöma om klimatet förändras. Märk väl att det gäller i båda riktningar, både uppvärmning och avkylning.

”This is the new normal,” said Johannes Quaas, a meteorologist at Leipzig University in eastern Germany. ”Climate change is also changing the definition of normal weather. We are slowly approaching a new normal that includes different rainfall patterns.”

När atmosfärens temperatur stiger 1° ökar dess kapacitet att innehålla vatten med 7%. 2° innebär 14,5% och 3° 22,5% mer. Detta förutsätter att det finns hav, sjöar, vattendrag, växtlighet eller annat som kan bidra. Moln är vatten, just på gränsen av atmosfärens förmåga på den höjden. Regnar eller snöar det har den överskridits.

Two weeks before the flood, research done by a group of scientists in the United Kingdom found that global warming will increase the likelihood of intense rainstorms across Europe. The study suggests that, due to reduced temperature differential between the poles and tropics, storms move slower than they did in past summers. That could lead to heavy rainfall in one particular area, and also raise the risk of flash floods.

Min markering

Påverkar extremväder inställningen till klimatförändringar?

Nearly half of Americans say climate change has become a bigger threat

Extreme weather is behind the shift, and about a third of poll respondents say the change influences their decision where to live.

https://www.nationalgeographic.com/environment/arti

32% anser att väderhändelser -inte alls- påverkar var man bor, lika många svävar på målet (-not really-), 21% resp. 14% är något eller definitivt påverkade.

48% av alla tillfrågade anser att extremväder utgör ett större hot nu än tidigare. 51% av 18-34 år och 52% av 65+ anser att extrema förhållandena har fått dem att tänka efter.

A majority of the youngest and the oldest groups of Americans polled (51 percent of those 18-34 years old and 52 percent of those 65 or over) say the extreme conditions have made them think climate change has become a bigger threat. Overall, 48 percent of Americans agree, and 32 percent say it is the same level it has always been.