Atmosfären

Jordens atmosfär är det gashölje som omsluter jorden och hålls kvar av jordens gravitationskraft. Det består av omkring 78% kväve och 21% syre. Dessa gaser tillsammans med argon står för mer än 99 % av atmosfärens massa, om vattenånga inte har räknats in. Hela denna gasblandning kallas allmänt för luft.

Atmosfären skyddar livet på jorden genom att absorbera skadlig ultraviolett strålning från solen och kosmisk strålning från rymden och även genom att minska temperaturskillnaderna mellan dag och natt samt att höja medeltemperaturen på jorden.

Atmosfären har inget abrupt slut utan tunnar gradvis ut i tomma rymden. Inom rymdfarten definieras rymden som 100 km ovanför havsnivå. Spår av atmosfären finns ända ut till ungefär 1 000 km höjd.

2016-09-20 Koldioxiden inverkan på temperaturen

Koldioxiden ökar i jämn takt. Atmosfärens värme stiger och faller påverkat av en mängd kända och okända faktorer

Denna varma månad i Sverige och övriga Europa är det naturligt att fundera kring klimatförändringarna. Det är uppenbart att koldioxiden har en mycket liten roll. Det räcker att jämföra hur den globala värmen förändrat sig med den ökande mängden koldioxid.

Att koldioxiden direkt har begränsat inflytande på värmen är en väl känd och allmänt accepterad sanning. Det som i början var oklart var hur de indirekta effekterna av ökad mängd koldioxid i atmosfären påverkade temperaturen. Hypotesen var att mer koldioxid höjde värmen något, vilket i sin tur ökade atmosfärens förmåga att hålla vattenånga. Vattenånga är en starkt växthusgas som får temperaturen att stiga.

Mängden vatten varierar periodiskt, men ökar inte sett över längre tid. Möjligen minskar mängden något. Källa: The International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP)

Men nu är det klart att mängden vattenånga i atmosfären inte ökat.

Det har inte gått att få klarhet i molnens inverkan. Viss typ av moln kan påverka temperaturen uppåt, men andra har den motsatta effekten. Någon kunskap om hur mängden moln runt jorden av olika slag har förändrats finns inte.

Ändå är det klart att den globala temperaturen stigit. Hur mycket kan diskuteras. Mätningarna visar olika resultat. En speciell svårighet är att beräkna värmeutbytet mellan atmosfären och haven. När växthuseffekten värmer luften så överförs en del av värmen till haven där den omfördelas av strömmar på olika djup. Kunskap om mängden värme i haven är fortfarande begränsad, men det är klart att jordens enorma vattenmängd utgör en effektiv broms på ökningen av luftens värme.

Men luften är varmare nu än för t.ex. 50 år sedan. Varför?

Värmen omfördelas ständigt av cykliska förändringar med tidsbestämda intervall. De mest kända är Milanković-cyklerna som orsakas av förändringar i jordens rotation runt solen. Andra beror på förändringar i månens rotation runt jorden. Vad som orsakar andra cykler, t.ex. ENSO, är inte känt.

Temperaturen stiger och faller, men trenden är stigande sedan den kallare lilla istiden.

Dessa cyklar påverkar tillsammans bl.a. luftens temperatur. Under vissa perioden leder det till en sjunkande lufttemperatur som under perioderna 1880-1910 och 1945-1965 och under andra perioder till stigande lufttemperatur 1910-1945 och 1975-2000. Sedan ca 20 är temperaturen densamma om man exkluderar ENSO-effekten som inte har någon inverkan på längre sikt.

Vad säger dessa cykler om framtiden? Många menar att vi om 10-30 år har ett betydligt kallare klimat.

Vår period mellan istiderna är kallare än de tidigare. Den har också varat längre än de tre senaste. Källa: Petit, J.R., et al., 2001. Vostok Ice Core Data for 420,000 Years. IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series #2001-076. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA./Climate4you

På längre sikt är alla överens om att klimatet blir fruktansvärt kallt. Vi har lyckan att leva i en interglaciär tidsålder. Det är kort avbrott i istidernas kyla. Hur kort? Erfarenheten från de senaste interglaciära tidsåldrarna säger att längden är omkring 10-15 tusen år.

Vi befinner oss nära slutet på den värmeperiod som skapat vår civilisation. Sedan följer 100.000 år av isande kyla. Nog vore det mer angeläget att fundera över hur mänskligheten ska klara den utmaningen än att utforska tänkbara boplatser på andra planeter.


2016-08-14 Bearbetade data om temperaturen ger fel resultat

Media har rapporterat att 2016 blir rekordvarmt. Några exempel:

Med stor sannolikhet har media helt fel. El Ninos inverkan på temperaturen nådde sin topp i februari med 0,8 grader över snittet under perioden 1981-2010 men har nu fallit till 0,4 grader. Värmeökningen under El Nino brukar följas av EL Nina som minskar temperaturen avsevärt.

Uppgifterna baseras på mätningar sedan 1979 med NOAAs TIROS-N satellit.

En forskargrupp inom NASA, kallad GISS, redovisar helt andra uppgifter. Uppgifterna nedan gäller USA.

Diagrammet redovisar insamlade respektive redovisade uppgifter. De insamlade uppgifterna kommer direkt från amerikanska väderstationer och sammanställs i United States Historical Climatology Network. Märkligt nog upphörde denna sammanställning 2015!

Diagrammet visar att det var varmast på 30-talet. Sedan föll temperaturen fram till 1980 för att sedan stiga igen men har inte satt nya rekord.

Vid bearbetningen har man minskat de äldre uppgifterna och ökat de nyare. Resultatet är att de bearbetade uppgifterna visar stegring på 0,5 grader, men de inrapporterade uppgifterna visar en sänkning med 0,2 grader.

Bearbetning av insamlade uppgifter är helt nödvändig och är i realiteten mycket omfattande. Resultatet visar dock att bearbetningen påverkas av förväntningar på resultatet ”hur det borde vara”.

Utöver viljan att redovisa en värmestigning kan det även medverka att antalet väderstationer har minskat kraftigt. Som mest redovisade 5.500 stationer globalt väderdata. Idag är det endast drygt 2.000. 1)


2016-01-21 Ökar temperaturen långsammare - eller inte alls?

Klimatforskare knutna till IPCC anser att deras modeller inte stämmer. Det klargör de i en artikel i Nature. Bland dessa forskare är den omtalade Michael E. Mann och Benjamin D. Santer. De anser nu det klart att temperaturökningen i luften inte ökar i samma takt som tidigare. De vill använda begreppet slowdown i stället för hiatus eller pause.

Bakgrunden är intressant. Det började med att en forskargrupp (Karl et all) skrev i Science “These results do not support the notion of a ‘slowdown’ in the increase of global surface temperature”. De menade alltså att temperaturen i luften ökar i samma takt som tidigare.

En annan forskargrupp (Lewandowsky et al.) hävdade samma sak i BAMS “there is no evidence that identifies the recent period as unique or particularly unusual”.

Men det är ståndpunkter som inte längre är rimliga skriver forskarna i Nature. Det är helt uppenbart att temperaturen nu ökar långsammare. Det är viktigt att inse att uppmätt temperatur inte stämmer med IPCCs modeller. De noterar också att simuleringarna av temperatur och vind i den tropiska delen av Stilla havet inte stämmer.

Efter 2005 fungerar inte modellerna heller vad gäller solens och vulkaners inverkan på temperaturen. Under 1972-2001 var PDO i en positiv fas vilken gjorde att modellerna inte stämde med verkligheten.

Forskarna i Nature skriver sammanfattningsvis att klimatet helt naturligt varierar kraftigare än vad man räknat med i simuleringarna.

Har temperaturen slutat att öka efter år 2000 eller handlar det om ett temperaturen ökar långsammare än tidigare? Satellitmätningarna visar att temperaturen inte ökat mellan 2003 och slutet på 2015. Markmätningarna har samma resultat från 2003 till 2014.

Nu stiger dock temperaturen brant. Det beror på den osedvanligt kraftiga El Niño, dvs har samma orsak som den lika markanta ökningen som El Niño orsakade 1998. Även denna gång lär temperaturen falla kraftigt när årets El Niño tar slut.

Det viktiga budskapet i Nature-artikeln är erkännandet är det finns betydelsefulla fel i IPCCs simuleringar som kräver åtskilligt omtänkande. Koldioxidens inverkan visar sig vara mindre än vad forskarna trott.

Luftens temperatur mäts löpande. Temperaturens tidigare utveckling beräknas baserat på indirekta källor som t.ex. årsringar tjocklek. Den framtida utvecklingen av temperaturen beräknas genom simuleringar. Temperaturuppgifter beräknas på olika höjder över marken.

IPCC AR5 Climate Change 2013 The Physical Science Basis, sida 1.46

I IPCCs senaste rapport AR5 visas den faktiska och den beräknade utvecklingen av temperaturen från 1950 till 2035 2). Staplarna till höger visar tidigare rapporter från IPCC:
- SAR=Second assessment report 1996
- TAR=Third assessment report 2001
- AR4=Fourth assessment report 2007

Tre olika simuleringar redovisas för AR4, med en global värmeökning mellan +0,7 och 2,2 grader Celcius 2035.

IPCC markerar en större osäkerhet vad gäller klimatkänsligheten i den senaste rapporten. I AR4 (2007) skrev IPCC ”The equilibrium climate sensitivity. . . is likely to be in the range 2oC to 4.5oC with a best estimate of about 3oC and is very unlikely to be less than 1.5oC. ” I AR5 (2013) skrev man i stället ”Equilibrium climate sensitivity is likely in the range 1.5°C to 4.5°C (high confidence)” 3)

Några ytterligare citat från AR5 som visar IPCC bedömning av bristen på kunskap om klimatet:

  • “However, the implied rates of warming over the period from 1986–2005 to 2016–2035 are lower as a result of the hiatus: 0.10°C–0.23°C per decade, suggesting the AR4 assessment was near the upper end of current expectations for this specific time interval.” (AR5 Chapter 11)
  • “The likely ranges for 2046−2065 do not take into account the possible influence of factors that lead to the assessed range for near term (2016−2035) global mean surface temperature change that is lower than the 5−95% model range, because the influence of these factors on longer term projections has not been quantified due to insufficient scientific understanding.” (AR5 SPM)
  • “. . .the hiatus is attributable, in roughly equal measure, to a decline in the rate of increase in effective radiative forcing (ERF) and a cooling contribution from internal variability (expert judgment, medium confidence). The decline in the rate of increase in ERF is primarilyattributed to natural (solar and volcanic) forcing but there is low confidence in quantifying the role of forcing trend in causing the hiatus, because of uncertainty in the magnitude of the volcanic forcing trend and low confidence in the aerosol forcing trend.” (AR5 Chapter 11)
  • ”Most sites exhibit poor current siting as assessed against official WMO siting guidance, and may be expected to suffer potentially large siting-induced absolute biases (WG1AR5_Chapter02_FINAL.pdf, sid 187).”

En annan förändring i IPCCs bedömning gäller klimatkänsligheten. I AR5 SPM skriver IPCC: ”Equilibrium climate sensitivity is likely in the range 1.5°C to 4.5°C (high confidence),extremely unlikely less than 1°C (high confidence), and very unlikely greater than 6°C (medium confidence)”. I AR4 bedömde IPCC klimatkänsligheten till 2-4.5°C. I AR4 gjorde ett ”Best estimate” på 3°C, men någon sådan kom man inte fram till i AR5.

Källor:

Genomsnittlig global temperature i den lägre troposfären sedan 1979 enligt University of Alabama, USA. Grafen bygger på uppgifter från National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) UAH Global Temperature Update for October 2016: +0.41 deg. C, dr Roy Spencer (2016-11-01)]

Sedan 1979 har NOAA satelliter haft instrument som mäter mikrovågor orsakade av syret i jordens atmosfär. Styrkan i signalerna är direkt proportionell till temperaturen i olika skikt av atmosfären. Varje månad uppdaterar professor John Christy och dr Roy Spencer listan med mätningsresultat från 14 olika satelliter. 4)

Satelliterna mäter inte temperaturen direkt. I stället härleder man temperaturen från strålning med olika våglängder och med olika instrument i olika satelliter. Resultatet beror på de beräkningsmetoder som man använder. I början gav beräkningarna gjorda av olika forskargrupper olika resultat men numera är resultaten mer samstämmiga. Satelliterna täcker 97-98% av jordens yta inom 85 nordliga och sydliga breddgraden. 5)

Diagrammet visar avvikelsen från den genomsnittliga temperaturen under perioden 1981-2010.


Global monthly average surface air temperature since 1979 according to Hadley CRUT, a cooperative effort between the Hadley Centre for Climate Prediction and Research and the University of East Anglia's Climatic Research Unit (CRU), UK. Base period: 1961-1990. Last month shown: August 2015. Last diagram update: 3 October 2015. http://www.climate4you.com/GlobalTemperatures.htm#Quality class 2: HadCRUT surface record of recent global air temperature change

Met Office Hadley samlar in data från ca 2000 landstationer. Uppgifter kontrolleras såväl med dator som manuellt. Uppgifter om havsytans temperatur kommer från 1.200 bojar och 4.000 fartyg. Tillsammans insamlas ca 1,5 miljoner uppgifter var månad.6) Väderstationerna är starkt koncentrerade till UK, Australien, USA och västra europa. I stora områden som Kina, Ryssland, Kanada, Sydamerika, Afrika finns bara ett fåtal stationer.7) Climate4you visar dessa data från 1979.

HadCRUT is the dataset of monthly instrumental temperature records formed by combining the sea surface temperature records compiled by the Hadley Centre of the UK Met Office and the land surface air temperature records compiled by the Climatic Research Unit (CRU) of the University of East Anglia.

The data is provided on a grid of boxes covering the globe, with values provided for only those boxes containing temperature observations in a particular month and year. Interpolation is not applied to infill missing values. The first version of HadCRUT initially spanned the period 1881–1993, and this was later extended to begin in 1850 and to be regularly updated to the current year/month in near real-time. 8)


Månatlig nettoändringar sedan januari 1880 gjorda mellan maj 2008 och september 2015

En förklaring till att mätningarna på marken av temperaturen skiljer sig så markant från satellitmätningarna är att historiskt uppmätta värden har justerats ned. Mätresultat som är äldre än 125 år ändras vilket inte kan bero på försenad rapportering. 9)


Global monthly average surface air temperature since 1979 according to the National Climatic Data Center (NCDC), USA. This time series is calculated using land surface data from the Global Historical Climatology Network (Version 2) and sea surface temperature anomalies from the United Kingdom MOHSST data set and the NCEP Optimum Interpolated SSTs. http://www.climate4you.com/GlobalTemperatures.htm#Quality class 3: NCDC and GISS surface records of recent global air temperature change

NOAA's National Centers for Environmental Information (NCEI) is responsible for preserving, monitoring, assessing, and providing public access to the Nation's treasure of climate and historical weather data and information. 10)

NDCD gör (liksom GISS) stora ändringar i historiska data. Det sker i än högre grad än HadCRUT.

Ett exempel är den uppmätta temperaturen för januari 2000 ändrades från 0,27 i maj 2008 till 0,35 grader oktober 2915.

Ett annat exempel är att den uppmätta temperaturen för januari 1915 i maj 2008 var -0,125 men sedan under 2014 ändrats till -0,19 grader för att i oktober 2015 ändrats till 0,13 grader.

Tillsammans visar dessa exempel att ändringarna ökat temperaturstegningen med 0,48 grader. 11)


Sedan 1850 har temperaturen höjts under två perioder 1910-1940 och 1980-2000. I den senare från 1970 har koldioxiden haft en roll, men den tidigare perioden 1910-1945 var nivån koldioxid i stort sätt konstant.


I ett annat tidsspann framgår det att temperaturen stigit men också att den under vissa perioder sjunkit. Sedan 1900-talets början har medeltemperaturen ökat med ca 0,9 grader.12)


Berkeley Earth13) är en fristående projekt med uppgiften att samla i och publicera data om landtemperaturen. Projektet startades 2010 under namnet BEST - Berkeley Earth Surface Temperature. Diagrammet14) visar landtemperaturen med 1 och 10 års löpande genomsnitt. De skuggade områdena visar statiskt och spatialt fel. (20131212)

Berkerly Earth har sammanställt fyra etablerade mätserier av temperaturen över land och hav från 1980-2013.15) Tyvärr har inte Berkerly Earth tagit med några serier mätta med satelliter.

Diagrammet visar uppvärmningspausen sedan drygt 15 år. Längden på pausen beror på hur mätresultaten utjämnats.


Regional Climate Change: Sweden, http://berkeleyearth.lbl.gov/regions/sweden

Berkeley Earth samlar även in 114 historiska och 188 aktuella data från 188 väderstationer i Sverige. Rapporten visar också ändring av temperaturen under några decennier:

Decennium Temp.ändringOsäkerhet
17600,44+/-0,32
18100,65+/-0,21
18600,98+/-0,11
19100,95+/-0,09
19602,95+/-0,27
19901,42+/-0,27

Berkely Earth redovisar också insamlade uppgifter varför det går att jämföra temperature för decenniets första januari och sista december.

DecenniumJan--------Dec--------Ändring--------
1950-1,755-1.4503,205
1960-1,045-2,870-1,825
1970-2,845-0,2822,563
1980-2,274-0,6391,635
1990-2,744-1,367-4,111
20003,748-1,179-4,927


Projektet Berkeley Earth startades för att professorn i fysik Richard A. Muller blev upprörd över att forskare i USA och England avsiktligen publicerades falska uppgifter om den globala temperaturen.


Koldioxiden i atmosfären ökar enligt mätningarna vid Manua Loa. Detta diagram tydliggör att det också finns andra faktorer som som påverkar temperaturen. Dessa faktorer gjorde att temperaturen sjönk mellan 1958 och 1977 liksom från ca 2000. Temperaturökningen däremellan från 1977 till ca 2000 så samverkade koldioxiden med andra faktorer till en förhöjning av temperaturen. Det är fn oklart vilka dessa faktorer är.

Se även koldioxid.


Tyvärr är det inte möjligt att hämta äldre temperaturdata från SMHI 16). Data från Vänersborg finns dock sedan 1961. Av diagrammet syns ingen temperaturökning under perioden. (Temperaturer under -30 grader betyder att uppgift saknas)

Atmosfärens temperatur har inte ökat under mer än 10 år. Enligt IPCCs scenarior skulle temperaturen har ökat betydligt. Många hypoteser har presenterats som kan förklara den uteblivna temperaturstegringen.

Orsaken är enligt en rapport17) att de mätserier som utgör basen för IPCCs rapporter endast omfattar 85% av jordens marktemperatur. Mätvärden saknas från polarregionerna och Afrika. I rapporten hävdar man att temperaturen i Arktis har ökat åtta gånger så snabbt som runt planeten i övrigt.

Enligt den etablerade mätserien HadCrut4 har temperaturen inte ökat sedan 1997. I rapporten anser författarna att det beror på att Hadcrut4 endast täcker 5/6-delar av planeten.

Rapporten är författarens första om klimatet.

Hur mäts marktemperaturen? GISS är den enhet inom NASA som mäter jordklotets marktemperatur. Hur går det till?

Det finns ett stort antal mätstationer som rapporterar temperaturen till GISS. Det är intressanta att veta att antalet stationer som mest var 5000 stycken. Sedan dess 1960-1980 har antalet stationer minskat till idag 2.500.

Dessa stationer säger man täcker 80 % av jordens yta, men det gäller dock endast om varje termometer får representera ett område inom 1.200 km från mätstationen. Där är som om att ett mätvärde i Stockholm också skulle vara representativt för Köpenhamn, Helsingfors, Oslo och Sundsvall. http://data.giss.nasa.gov/gistemp/station_data/

Hur har temperaturen varierat i Stockholm? Efter en radikal höjning 1930 så har temperaturen sjunkit. http://data.giss.nasa.gov/cgi-bin/gistemp/show_station.cgi?id=645024640000&amp%3Bdt=1&amp%3Bds=14

Det stämmer inte det minsta med SMHIs temperaturserie från Stockholm18).

Till det kan läggas att det är stor skillnad mellan satellitmätningar och GISS insamling av data. Satellitmätningar, som också utförs av NASA, visar att temperaturen är densamma sedan 1979. GISS visar en stadigt ökande temperatur under samma period. http://www.climate4you.com/GlobalTemperatures.htm

Vilket värde har egentligen uppgifterna från GISS?

GISS Surface Temperature Analysis

GISS har nyligen presenterat en världskarta med de väderstationer de använder. Antalet stationer är nu nere i 1.466 och de är koncentrerade till USA. Stora delar av Afrika har inte en enda medverkande station. Fyra svenska stationer rapporterar till GISS.19).

Enligt Dagens Nyheter20) och andra media så var april 2016 den varmaste månaden någonsin:

”April 2016 var med stor marginal den varmaste april-månaden som någonsin uppmätts globalt, visar siffror från den amerikanska rymdflygstyrelsen Nasa. I sju månader i rad har det nu slagits värmerekord, april-siffran visar dessutom på den största ökningen någonsin jämfört med april året före, rapporterar The Guardian21). Även värmerekorden i februari och mars visade på en rekordstor marginal.”

Men det stämmer inte. Värmen under april avvek mindre från jämförelseperioden 1951-1980 än både februari och mars i år. Den är en kraftig temperatursänkning från 1,3 i mars till 1,1 i april.

NASA jämför aprils temperatur med snittet från 1951-1800. Det intressanta är att jämföra med utveckling sedan 1998 då temperaturen slutade att stiga.

Notera att det saknas mätvärden från väldigt stora områden.

Men visst var april varm. Orsaken var dock inte klimatet utan El nino. Under El nino 1998 steg den globala temperaturen med 1 grad för att sedan sjunka med lika mycket. Det samma hände vid El nijo 2010.

Mönstret lär upprepas även denna gång. Den pågående El nino har pressat upp temperaturen med ca 0,7 grader. Den sjunkande temperaturen under april visar att El nino nu är på återgång. Vid årets slut kan avvikelsen åter vara kring 0 grader. Den stabila temperaturen sedan 1998 fortsätter.

Kom gärna med synpunkter på Klimatfakta