Av C-G. Ribbing, professor i Fasta tillståndets fysik vid Uppsala universitet
(publicerad 11 januari 2010)
Klimatdiskussionen utgår från IPCCs prognos för temperaturutvecklingen. Denna är i sin tur baserad på att människans fossil-användning är den styrande faktorn genom den s.k. växthuseffekten. Detta hävdas trots att vattenånga är den effektivaste växthusgasen. Koldioxidens direkta bidrag ligger mellan 5 och 30 procent, och vattenångan dominerar återstoden. Svaret på denna invändning är att det mänskliga koldioxid-bidraget till atmosfären ger en viss temperaturökning. Denna ökar avdunstningen, d.v.s. högre halt av vattenånga, vars växthuseffekt höjer temperaturen o.s.v. Förloppet sammanfattas i en förstärkningsfaktor, som ökar den ursprungligen måttliga effekten av koldioxid. En teknisk term för denna mekanism är återkoppling, och den kallas positiv när en temperaturökning leder till en ytterligare ökning. För det fortsatta resonemanget är det viktigt att observera att det är via uppvärmningen av vatten, som återkopplingen sker.
Om förstärkningsfaktorn är positiv medför detta att utstrålningen minskar när havet blir varmare. Om den omvänt är negativ, så ökar utstrålningen. Utan en positiv faktor blir den framräknade temperaturökningen obetydlig. IPCCs utvalda klimatmodeller har positiva förstärkningsfaktorer, som ger fram-tida temperaturökningar på 3-6,5 oC i scenarion med olika fossilförbrukning. Spridningen i prognoserna kan till stor del hänföras till olika värden på just denna förstärkningsfaktor. Vår vardagserfarenhet är att utstrålningen ökar när en kropp blir varmare, men för jordens del förutsätter IPCC-modellerna det motsatta.
Sedan 1970-talet finns möjlighet att bestämma förstärkningsfaktorn med satellit i atmosfärens översta skikt. Genom att mäta utstrålningen, samtidigt som man mäter havsytans temperatur, kan man erhålla ett experimentellt värde på förstärkningsfaktorn. En sådan mätning är oberoende av om det är koldioxid som startat uppvärmningen. Inom ramen för projektet ERBE (”Earth Radiation Budget Experiment”) har sådana mätningar utförts och analyserats. I en nyligen publicerad artikel redovisar MIT-forskarna Lindzen och Chou sina värden på förstärkningsfaktorn*. Lindzen och Chou har sammanställt mätdata från ERBE-programmet med direkta mätningar av havsytans temperatur inom det tropiska området 20oS till 20oN, där havet utgör nära 80 procent av den totala ytan, och där en stor del av den inkommande solstrålningen infaller. Havsytans temperatur varierar av flera skäl och på olika tidsskalor, och man har därför beräknat månadsmedelvärden och eliminerat variationer som är mindre än 0,2o för att minska bruset. Dessa värden har i nästa steg utnyttjats som indata till elva av ett drygt 20-tal modeller. Samtliga modeller utnyttjar en positiv förstärkningsfaktor, som ger minskad utstrålning när jordytan blir varmare.
Variationerna har sedan jämförts med satellitdata för den utgående strålningen – även dessa som avvikelser från ett medelvärde. Resultaten har en viss spridning, men det är ingen tvekan om att utstrålningen ökar när temperaturen ökar i överensstämmelse med vardagserfarenheten. I nedanstående figur har jag samlat modellresultaten i en röd sektor. De svarta punkterna är enstaka ERBE-värden, och den svarta linjen bästa linjära approximation till dessa. Modellernas linjer ligger samtliga inom den röda sektorn i diagrammet. Det är uppenbart att modellberäkningarna inte överensstämmer med mät-ningarna under mätperioden 1986-2000. Samtliga modeller ger en negativ lutning i detta diagram, d.v.s. den ovannämnda förstärkningsfaktorn är positiv. De experimentella resultaten visar tvärtom att förstärkningen är negativ.
Det finns andra faktorer än växthuseffekten, som kan förklara både ERBE-resultaten och temperaturutvecklingen vid jordytan. Solinstrålningen ändras t.ex. på grund av variationer i molnbildningen – det krävs endast någon enstaka procent mer moln, för att kom-pensera uppvärmningen via växthusgaser. Det är naturligt om ökad avdunstning orsakar ökad molnbildning, och IPCC medger att kunskapen om molnbildning är otillräcklig. De olika modellerna har ensidigt utvecklats för att med koldioxidens växthuseffekt förklara temperaturutvecklingen vid jordytan.
*Lindzen R. S., Choi Y.-S. On the determination of climate feedbacks from ERBE data, Geophys. Res. Lett., 36, L16705, (2009), doi:10.1029/2009GL03962. Tillgänglig på:http://www.drroyspencer.com/Lindzen-and-Choi-GRL-2009.pdf
Samband mellan variationer i havsytans temperatur och totalt utgående strålning från tropikerna, under perioden 1985-99. Svarta punkter med samhörig linje är experimentella, den röda sektorn samlar beräkningar med 11 av IPCCs klimatmodeller. (Efter Lindzen *)
