Saknar människans utsläpp av växthusgaser betydelse för klimatet?

Den dominerande och officiella uppfattningen är att människans utsläpp av växthusgaser är den viktigaste orsaken till att den globala medeltemperaturen stigit sedan 1950. Dessutom anses det medföra en rad problem, och riskera att leda till en katastrof.

Tvärtemot vad som påstås råder ingen vetenskaplig konsensus i klimatfrågan. Inte minst är det osäkert och oklart hur mycket människans utsläpp påverkar klimatet.

Men faktum är att redan den grundläggande kunskap vi har om växthusgasernas fysik innebär att människans utsläpp helt saknar betydelse – om alla argumenten nedan håller.

1. Absorptionsspektrum

De gaser som kallas ”växthusgaser” har egenskapen att de absorberar och återutstrålar infraröd strålning, dvs värme. Solens ljus består av strålning i alla våglängder som värmer jordytan, som i sin tur avger värme, dvs infraröd strålning, till atmosfären. Växthusgaserna absorberar denna värme i olika, väl definierade, våglängder, och strålar ut den igen i alla riktningar, även tillbaka mot jordytan.

Växthusgaserna hindrar med andra ord en del av värmen från jordytan att stråla ut i rymden.

Den här grafen visar hur mycket och i vilka delar av spektrum, alltså vilka våglängder, olika växthusgaser absorberar infraröd strålning:

absorption

Lägg först och främst märke till att det är vattenånga som har den absolut dominerande växthuseffekten (90-95%), eftersom det finns så stora mängder i atmosfären. Övriga växthusgaser absorberar jämförelsevis mycket smala delar av spektrum, särskilt ozon, kväveoxid och metan, och effekten är dessutom ganska liten. Framför allt absorberar dessa gaser nästan bara inom våglängdsområden där vattenånga redan absorberar all infraröd strålning, och gör därför ingen skillnad. Det gäller exempelvis metan. (Eftersom många är särskilt oroade för metan förtjänar det också att nämnas, att halterna aldrig kan bli särskilt höga i en atmosfär med 20% syre. Metan oxideras snabbt till koldioxid och vatten). Den enda växthusgasen, förutom vattenånga, som gör någon nämnvärd skillnad är koldioxid, och det är därför naturligt att fokusera på den.

2. Växthusgasernas logaritmiska effekt

Alla växthusgaser, inklusive vattenånga, har gemensamt att deras värmande effekt avtar logaritmiskt med ökande halt:

Logaritmiska effekten av olika växthusgaser för sig självaDet innebär att det krävs en allt större ökning av halten för att åstadkomma samma effekt, exempelvis ifråga om koldioxid en dubblering för att höja temperaturen med 1,1°C, men olika för olika växthusgaser.

Om man dessutom tar hänsyn till de olika gasernas överlappande absorptionsspektra förändras bilden. Den potentiella effekten av exempelvis metan vid 600 ppm (idag 1,85 ppm) blir 1,5°C istället för 2,5°C:

Logaritmiska effekten av olika växthusgaser för sig själva2Sambandet mellan stigande halter av växthusgaser och global medeltemperatur är alltså inte linjärt, utan snarare motsatsen till exponentiellt.

Ökande halter av växthusgaser kan därför inte på långt när förklara den ökning av den globala medeltemperaturen som FN:s klimatpanel, baserat på NOAA och NASA, hävdar har skett under 1900-talet, även om man gärna framställer det så:


temp & co2Utöver den väletablerade direkta effekten från koldioxid måste man anta den betydligt mer osäkra och kontroversiella hypotesen att en liten värmeökning från koldioxid får kraftfulla sekundära effekter, som förstärker uppvärmningen, framför allt att mängden vattenånga i atmosfären ökar till följd av ökad avdunstning när luften över haven blir varmare.

Men även om FN:s klimatpanel räknar med att den tredubblas, så är det i själva verket bara ett genomsnitt av 1,5 och 4,5, och de vetenskapliga bedömningarna varierar starkt:


climate sensitivityDet finns nämligen inte bara förstärkande sekundära effekter, utan även försvagande.

Det kan till och med vara så att den direkta effekten från koldioxid totalt sett försvagas av alla de olika sekundära effekterna sammantagna. I den här frågan, som rör hur känsligt klimatet är för förändringar av koldioxidhalten, råder det allt annat än konsensus bland klimatforskarna. Men det spelar egentligen ingen roll.

3. Havstemperaturen reglerar koldioxidhalten i atmosfären

Att en del av den ökning av koldioxidhalten som skett under 1900-talet beror på människans utsläpp råder det ingen tvekan om. Det är bevisat med hjälp av isotopanalys. Men frågan är om människans utsläpp har någon betydelse för den totala mängden koldioxid i atmosfären. Och svaret är, enligt grundläggande fysik, nej. Det är havens temperatur som reglerar mängden koldioxid i atmosfären, oberoende av om den kommer från människan eller naturliga källor.

Haven innehåller 50 gånger mer koldioxid än atmosfären. Kallt vatten kan absorbera mer koldioxid än varmt, så när haven värms gasas koldioxid ut till atmosfären. Vattnet i haven och luften i atmosfären eftersträvar ett jämviktstillstånd, ekvilibrium, som beror på vattnets temperatur och är helt oberoende av om koldioxiden i atmosfären kommer från människor, vulkanutbrott eller termiter.

Att en del av koldioxiden i atmosfären kan bevisas komma från mänsklig aktivitet har med andra ord ingen betydelse. Den totala mängden och därmed koldioxidhalten i atmosfären påverkas inte av människans utsläpp utan är enbart beroende på havens temperatur. Ökningen av koldioxidhalten i atmosfären de senaste 150 åren beror med andra ord på att haven blivit varmare, inte på att människan släppt ut mer växthusgaser.

[Källa Piers Corbyn, som hänvisar till Henry’s lag. Stämmer detta? Borde inte utsläpp och exempelvis avskogning bidra åtminstone något till ökningen av koldioxidhalten i atmosfären? Maila gärna synpunkter till klimathotet@outlook.com]

4. Haven värms inte av växthuseffekten

Men växthuseffekten värmer väl haven och påverkar koldioxidhalten på det sättet i alla fall?

Nej – återigen enbart med hänvisning till grundläggande fysik.

Haven absorberar hela 90% av den strålningsenergi som ackumuleras på jorden, medan atmosfären bara absorberar 1%. Det är ett grundläggande faktum, som följaktligen även FN:s klimatpanel konstaterar.

Det betyder att haven spelar den ojämförligt största rollen både för väder och klimat. Värmen lagras och avges cykliskt, främst säsongsvis, men även exempelvis i det fenomen som kallas El Nino, som med 5-10 års mellanrum ger kraftiga men temporära väderförändringar med värme och häftiga stormar över hela jordklotet. Havens energiomsättning är delvis mycket långsam, och spänner över cykler som omfattar decennier, sekler och till och med millennier.

Havens temperatur har den helt avgörande betydelsen för luftens temperatur och därmed för klimatet. Men vad är orsaken till att haven blivit varmare?

För 50 år sedan verkar det ha varit en självklarhet bland fysiker att det bara är det direkta solljuset som har energi nog att tränga ner i vattnet och värma haven. Den lågintensiva infraröda värmestrålningen – som växthusgaserna avger – kan bara värma det allra översta, mikrometertunna Knudsen-skiktet (avdunstningsskiktet), som består av både vatten- och luftmolekyler. Det leder till ökad avdunstning, som KYLER haven.

När jag tittar närmare på argumenten för att växthuseffekten KAN värma haven så märker jag att man bortser från, eller inte förstår, hur avdunstningen fungerar. Man blandar exempelvis ihop Knudsen-skiktet med det millimetertunna ytskiktet, och hävdar den absurda idén att avkylningen av havens ytskikt stänger inne värmen i haven, så att den ackumuleras där. Denna hypotes testar man sedan med hjälp av datormodeller, som bygger på samma missförstånd och fel.

Haven värms i princip enbart av det inkommande, synliga solljuset (bortsett från lokala, och i det stora hela marginella, effekter från exempelvis industrier eller vulkanism på havsbottnen). Den infraröda strålning som koldioxid och andra växthusgaser absorberar och sedan avger i alla riktningar har alldeles för lite energi för att värma haven. På sin höjd kan sådan strålning värma det yttersta, mikroskopiska skiktet i gränslandet mellan luft och vatten, vilket leder till avdunstning och avkylning av vattenskikten under.

Men om växthuseffekten värmer atmosfären så kanske haven i sin tur värms av den allt varmare luften? Nej, det är samma sak där, eftersom det även här handlar om infraröd strålning.

Den globala uppvärmningen kan följaktligen inte i någon nämnvärd utsträckning förklaras med människans utsläpp av växthusgaser, utan måste till allra största del bero på att jorden absorberat mer direkt solljus, vilket sannolikt har med faktorer som solintensiteten och molnbildningen att göra.