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/

Har du förslag på faktorer som påverkar Jordens klimategenskaper?

Vi kan inte -veta- vad som förorsakar ett visst väder.” är en vanlig kommentar från väl insatta i ämnen som väder och klimat. De är väldigt noga med att användningen av ordet veta för med sig ett stort ansvar.

Klimatstrutsar, å andra sidan, lider inte av sådana kunskapsberoende begränsningar. ”Vädret har alltid varierat och människan har -inget- inflytande.

  • Solen är vår yttre energikälla vars flöde (TSI) i genomsnitt är anmärkningsvärt likformigt. [1] [2]
  • Jorden är en ”mottagare” vars egenskaper varierar, både i korta och långa perspektiv.
  • Rotationen ger dygnsvariationer och exponerar olika delar av ytan för energflöde, både in och ut.
  • Moln och snö reflekterar solljus [3] medan mark och hav absorberar.
  • Jordaxeln lutar cirka 23.5° mot banplanet vilket är huvudorsaken till årstidsväxlingarna.
  • Jordens bana är något elliptisk vilket gör att avståndet till Solen varierar, det är som minst i början av Januari vilket bidrar till ett förhållandevis milt vinterklimat norr om ekvatorn. Södra halvklotet upplever vinter ett halvår senare när Jorden är som längst från Solen.

Dessa och många fler faktorer bidrar till en ojämn uppvärmning av jordytan, något som utjämnas av havsströmmar, vindar, atmosfärens fuktighet och annat.

Kombinera alternativ från rutan och följ hur vädret ser ut just nu. Vrid och vänd på klotet, zooma in och peka på en plats för att se detaljer. Länk här under.

https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/overlay=temp/orthographic=-355.76,61.16,305

Ju mer energi Jorden sparar på sig dess häftigare blir energiflöden i form av väder, lägg gärna några minuter av din dag på denna artikel:

Climate simulations may not accurately capture what really happens during extreme heat waves. “Climate science has been a bit complacent” about simulating heat waves, assuming that heat wave temperatures would increase linearly along with rising global temperatures, Otto said. But now, Earth’s climate system may have entered a new state in which other climatic factors, such as drier soils or changes to jet stream circulation, are exacerbating the heat in more difficult-to-predict, less linear ways.

https://www.sciencenews.org/article/human-driven-climate-change-pacific-northwest-heat-wave-temperatures

[1] I genomsnitt cirka 1361 W/m² med en variation på någon W upp och ner beroende på Solens magnetfält som resulterar i antal solfläckar.

[2] Solfläckar bildas när och där magnetflödet bryter igenom ytan. Där hindras lokalt värmeflödet och temperaturen sjunker bortåt 2000°, ytan mörknar avsevärt. Energiproduktionen inne i Solen förändras inte nämnvärt under solfläckscykler (cirka 11 år) men strålningen ändrar karaktär. Runt de mörka fläckarna bryter istället intensiv UV-strålning igenom och kompenserar för det minskade värmeflödet.

[3] Reflektionen kallas albedo och anger hur stor andel av inkommande strålning som reflekteras. Albedo för moln och snö närmar sig 1.

Klimatförändringar ökar sannolikheten för väder med extrema temperaturer

Väder är det korta perspektivet, från minuter/timmar till några dagar. Det kan variera enormt både i tid och trakt och är därför i sina detaljer oerhört svårt att förutsäga.

Årstider är cykliskt återkommande vädermönster. De ändrar sig inte mycket år från år även om de enskilda dagarnas väder under samma tid varierar kraftigt.

Klimat innebär ett betydligt längre perspektiv, 30 år eller mer är ett vanligt val. Medellivslängden i Sverige är ungefär 4 x 80 årstider i rad, knappa tre klimatcykler. Det krävs inga stora kumulativa och samverkande årstidsskillnader för att summera en avsevärd skillnad i klimat.

Study: Climate change made Pacific Northwest heat wave 150 times more likely

https://www.dw.com/en/heatwave-climate-us-pacific-northwest/a-58191437

Bara väder eller ändrat klimat?

Källa: https://www.theguardian.com/us-news/2021/jun/18/us-heatwave-west-climate-crisis-drought

Jag utgår från att det finns de som viftar bort detta och menar att ”…det är bara väder…” och Jorden har klarat större påfrestningar. Det vi upplever i närtid (timmar, dagar och upp till några år) beror på väder. Men vädret beror på klimatet.

The heatwave gripping the US west is simultaneously breaking hundreds of temperature records, exacerbating a historic drought and priming the landscape for a summer and fall of extreme wildfire.

Intensiv värme och torka är vad som krävs för att amerikaner ska koppla till klimatförändringar.

Still, public opinion data shows that there’s a disconnect, where even though about 72% of people in the US say global warming is happening, only 40% say that they think that it will affect them directly. But we actually did a recent study, looking at climate and weather extremes – and we found that really hot, dry conditions are the only thing that most people in the US directly connect to climate change. So right now is a really important time for scientists to communicate with the public that climate change is here, and climate action matters.

Källa i länken: Katharine Hayhoe

Jag undrar just över nästa uppkast från de som ifrågasätter klimatförändringar och mänsklighetens ansvar. Då få eller inga av dessa klarar att tolka faktiska data kommer det antagligen att bli misstänkliggöranden av klimat- och närstående forskares motiv.