Einstein och koldioxid

Postad 25/3 23

Ett återkommande påstående bland ”Klimatvetenskapskritiker” är att Albert Einstein skulle ha visat att koldioxid inte är en ‘växthusgas’ alltså inte IR-aktiv.

https://eu.usatoday.com/story/news/factcheck/2021/12/03/fact-check-laws-thermodynamics-support-climate-change-theory/8796217002/

Den seriöst intresserade läser hela artikeln ovan, den innehåller många relevanta kommentarer och referenser. Jag har bara saxat och kommenterat några få.

”However, a claim has been circulating online that CO₂ can’t contribute to climate change because of the laws of thermodynamics.”

https://eu.usatoday.com/story/news/factcheck/2021/12/03/fact-check-laws-thermodynamics-support-climate-change-theory/8796217002/

Jag känner inte ursprunget men electroverse är en superspridare, se bilden nedan. Där finns slutet av en mening + två till att kommentera.

#1) ”- it won’t store the energy.” Så sant, koldioxiden lagrar inte energi, den förmedlar värme i IR-frekvensintervallet mellan 14 och 16 mikrometer.

#2) ”The air is in thermodynamic equilibrium.” Det är så felaktigt det kan bli. Temperaturen ändras ständigt, det blåser, avdunstar, regnar/snöar. Varm luft nära marken stiger och tar värme med sig upp genom troposfären till dess ‘drivet’ tar slut, senast när den når tropopausen. Atmosfären är verkligen inte i termodynamisk jämnvikt. Allt väder vi upplever beror på omfördelningar av termisk energi dels beroende på skiftande balanser mellan in- och utstrålning, dels med ursprung i havens ‘energisaldo’.

#3) Dagens klimatmodeller ignorerar med all rätt den galna tolkning som electroverse och efterkommande papegojor gör.

Om du känner för att läsa och analysera Einsteins originaltext finns den här, backa till sidan -47-: https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol6-doc/425

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.

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.

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

Har svenskar låga klimatutsläpp?

Sextio procent av svenskars klimatpåverkande utsläpp redovisas ej! Källa: Helsidesartikel i Västerbottens-Kuriren 23/2 -22

Enligt den länkade tabellen var utsläppen i Sverige cirka 46 miljoner ton koldioxidekvivalenter år 2020. Sett med optimistens ögon har utsläppen minskat 35% sedan 1990 med ett tvärsprång nedåt på dryga 8% från 2019. Källa: https://www.naturvardsverket.se/data-och-statistik/klimat/vaxthusgaser-territoriella-utslapp-och-upptag

Sverige har påtagliga utsläppsfördelar av vatten– och kärnkraftsel samt skogsbruk. Om vind- och solkraft ersätter kärnkraftverk som läggs ner får framtiden utvisa. Ska vi räkna in utlandsresor samt en minst sagt omfattande import har vi svenskar inte mycket att yvas över i klimatsammanhang. De faktiska utsläppen förorsakade av svenskar är dryga 76 miljoner ton per år.

Mark Twain lär ha komparerat lögn: ”Lögn, förbannad lögn och statistik.” (Andra varianter kan finnas.)

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.

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.

Gör något vettigt av koldioxiden

När kol fullständigt oxideras (bränns) bildas värme och koldioxid. Koldioxid är en mycket stabil förening och vill vi återvinna dess kol och syre går det åt lika mycket energi (+ lite till) som förbränningen gav.

Nu har Japanska forskare lyckats binda koldioxidmolekylen till en porös struktur vid rumstemperatur och lågt tryck. Efter ett sådant oväntat genombrott är det sannolikt att andra följer upp med ytterligare produkter.

Se artikeln: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08227

Researchers in Japan have found an energy-efficient way to convert the chief greenhouse gas carbon dioxide (CO₂) into useful chemicals. Using the method, CO₂ is transformed into structures called metal-organic frameworks (MOFs), suggesting a new and simpler route to dispose of the greenhouse gas to help tackle global warming.
”Taking the CO₂ released from fossil fuel combustion and converting the gas into valuable chemicals and materials is a promising approach to protect the environment. But because CO₂ is a very inert and stable molecule, it is difficult to get it to react using conventional conversion processes,” says Satoshi Horike, a chemist at iCeMS who led the study. ”Our work demonstrates an easier approach that can be run at a much lower temperature and pressure. This should make reactions that use CO₂ easier to produce and more popular.”
Phys Org 5/10 -21

Övervikt och fetma ökar snabbare än kaloriintaget, varför?

Evolutionen har anpassat allt levande till förutsättningarna inom den normala livsmiljön. En avvikare är människan, vi har förmåga att kompensera brister i fysiska förutsättningar bland annat genom kläder, hus och annat. För ungefär 10 000 år sedan började man, av olika skäl, odla spannmål. Arkeologer konstaterar att kroppslängden minskade och hälsan försämrades när och där man övergav jakt och samlande.

Kalorier är en av flera aspekter på vad vi konsumerar. Viktigare ändå är dess beståndsdelar vilket ger utslag i kurva 2 och sannolikt beror på ett överskott av fettbildande mat.

Energin i vår mat är alltid förknippat med dess innehåll av kolatomer, när mat och kroppsvävnader utnyttjas som energiråvara bildas koldioxid (CO₂).

När man äter och dricker sådant som är kolhydratrikt i överskott kommer kroppen att spara för framtiden. För att få plats strippar kroppen bort överflödiga syreatomer [1] från kolhydraternas beståndsdelar [2].

Det syrefattigaste och därmed energitätaste i våra kroppar är fettsyror. När tre valfria kopplas med glycerol bildas fett. Om det inte utnyttjas i närtid, innan man äter mer, blir det permanentat som fettväv med en egen infrastruktur i form av blodkärl för att kunna transportera (in?) mer energi.

Allt överskottsätande hamnar i fettväv men det lömskaste är just kolhydrater. Dess beståndsdelar, monosackariderna [2], skadar blodkärlen och måste elimineras snarast möjligt vilket hormonet insulin ombesörjer. En logisk följd av detta är övervikt och fetma.

Med stigande ålder ökar risken för att kroppens celler inte längre reagerar korrekt på insulinets signaler eller att bukspottkörtelns betaceller blir utmattade med insulinbrist som följd. Var för sig och i samverkan kan de resultera i diabetes typ 2.

Som vanligt är verkligheten mer komplicerad än en kort beskrivning. Vill du veta mer, googla på Matfrisk och diabetes (min andra blogg). Besök även facebookgruppen Smarta Diabetiker där det finns utomordentligt stor kunskap om hur man motverkar och behandlar diabetes av alla nyanser med anpassad mat.

[1] Syre kan och kommer vi att återföra genom att vi andas.

[2] Alla kolhydrater består av enkla sockerarter, glukos, fruktos och galaktos. De har lite olika uppbyggnad men summaformeln är C₆H₁₂O₆.