"Godhet utan vishet och utan
gränser är bara en annan
form av ondska."
(John Paterson)

"Det är synd att 99% av
journalisterna skall fördärva
förtroendet för en hel yrkeskår"
(Okänd)

"Ormar äro älskliga varelser,
om man råkar tillhöra samma
giftgrupp"
(Artur Lundkvist)

"När försiktigheten finns överallt,
finns modet ingenstans."
(den belgiske kardinalen Mercier)

"Den som gifter sig med
tidsandan blir snabbt änka."
(Goethe)

"Civiliserade är de kulturer
och individer som respekterar
andra."
(Hört på Axesskanalen)

"Det tragiska med vanligt
sunt förnuft är att det
inte är så vanligt."
(Albert Einstein)

"Halv kristendom tolereras
men föraktas.
Hel kristendom respekteras
men förföljs."
(Okänd)

Senast ändrad: 2024 02 29 13:30

En enkel modell för koldixidens påverkan på klimatet

(Note: at the top of the page you can choose translation of this article to other languages, but don't expect the translation to be perfect — "Välj språk" means "Choose language")

 

Klimatskeptiker brukar ofta framföra följande argument (som verkar ganska rimligt):

Om nu CO2 utgör 0,04 procent av gaserna i atmosfären och människan bara står för 3% av det årliga inflödet av CO2 till atmosfären, verkar det orimligt att människan skulle kunna vara huvudboven i dramat. Utifrån dessa siffror verkar det som att människan står för en mycket liten del av den globala uppvärmningen. Eller kanske inte ens bidrar alls

Låt oss nu undersöka om detta argument håller. För det första bidrar CO2 med 7-26% av den 30-gradiga temperaturhöjningen trots att gasen bara utgör 0,04% av atmosfären. CO2 är som sagt en extremt effektiv växthusgas. Vi betraktar nu följande graf (som också återfinns i del 4):

Den "jämna" grafen visar hur koldioxidhalten i atmosfären förändrats mellan 1960 och 2015. Den oregelbunda grafen visar temperaturavvikelsen från en definierad normaltemperatur under samma period. Temperaturen ökar ca 0.9°C under perioden, vilket blir 0,16°C/decennium (det är svårt att läsa av temperaturen i grafen, varför denna siffra är ungefärlig). Detta stämmer med resultatet av kalkylen nedan och de allmänt accepterade siffrorna för den globala uppvärmningen.
Om vi antar att de industriella koldioxidutsläppen tog fart på allvar runt 1880, så ökade den globala temperaturen med 0,3°C fram till 1960 (när grafen ovan börjar). I kalkylen nedan bortser jag från dessa 0,3°C, dvs jag antar att den naturliga växthuseffekten (ca 30°C) bröts (dvs CO2-halten böjade skena iväg) 1960 i stället för 1880. Men eftersom temperaturökningen mellan 1880 och 1960 bara var 0,3°C så bortser jag från detta i kalkylen för att göra resonemanget så enkelt och tydligt som möjligt.

Enligt föregående artikel (del 4) ökar temperaturen ungefär 0,1-0,2°C per decennium (den enligt min mening troligaste siffran är 0,1°C/decennium, vilket motiveras i del 4). Grafen ovan visar att under perioden 1960-2015 har CO2-halten ökat 68 ppm (405-318), dvs CO2-halten har ökat med en faktor 1,27 (405/318), lika med 27% ökning.

Om vi antar att CO2 står för 7% (den lägsta procentsatsen enligt ovan) av den grundläggande 30-gradiga temperaturhöjningen, står således atmosfärens CO2 för 2,1°C av dessa 30°C (0,07⋅30). Vi avrundar detta till 2°C. Det högsta procenttalet är 26%. Medelvärdet av 7% och 26% blir 16,5%, vilket ger siffran 4,95°C (0,165⋅30), som vi avrundar till 5°C. Dvs utav växthusgasernas grundläggande temperaturhöjande effekt (30°C) står CO2 för minst 2°C men mer troligt är 5°C (vi bortser här från maxvärdet för CO2:s påverkan, dvs 26%, vilket ger en temperaturhöjande effekt av 7,8°C).

Allmänt anses att CO2 står för 3/4 av den globala uppvärmningen (i klimatdebatten hör man bara talas om CO2 och det vore kanske värt att lägga ned lite mer krut än vad man gör på att minska de övriga utsläppen av växthusgaser). I föreliggande kalkyl utgår jag från att det endast är CO2 som bidrar till uppvärmningen. Jag antar också att sambandet mellan CO2-halt och temperatur är något så när linjärt. Egentligen borde jag ha räknat på en period som börjar i slutet av 1800-talet (när den globala uppvärmningen anses ha börjat, vilket illustreras i hockeyklubbgrafen) fram till 2015 (se kommentar i bildtexten ovan). Jag bortser i kalkylen också från att CO2 försvinner från atmosfären på grund av sin residence time, eftersom denna förlust är relativt långsam (residence time ca 5 år). Men eftersom resonemanget är en grov approximation så spelar dessa förenklingar knappast någon roll. Jag resonerar principiellt och tittar på trender och inte exakta resultat.

Om nu mängden CO2 i atmosfären ökat med 27% mellan 1960 och 2015 (enligt grafen ovan) och den mängd CO2 som fanns före 1960 hade höjt jordens medeltemperatur med 2°C (om vi utgår från den lägsta siffran 7%), bör jordens medeltemperatur (utifrån de antaganden som gjorts ovan) öka med 27% av dessa 2°C (mellan 1960 och 2015), vilket blir 0,54°C (0,27⋅2). Om vi istället utgår från medelvärdet för koldioxidens del av den 30-gradiga temperaturhöjningen (16,5%), bör jordens medeltemperatur öka med 27% av 5°C lika med 1,35°C (0,27⋅5,0) under samma period. Dvs från 1960 till 2015 (5,5 decennier) bör jordens medeltemperatur ha ökat med 0,5°C alternativt 1,35°C beroende på vilket av ovanstående två procenttal vi valt (7% eller 16,5%). Temperaturhöjningen blir alltså 0,54°C respektive 1,35°C under 5,5 decennier, vilket blir ca 0,09 (≈0.1)°C/decennium respektive 0,25(≈0,2)°C/decennium (0,54/5,5 respektive 1,35/5,5). Siffrorna ligger nära de uppmätta värdena (0,1-0,2°C/decennium). Ovanstående värden är ytterst ungefärliga (med tanke på de grova antaganden som gjorts) men de visar i alla fall att den observerade ökningen av koldioxidhalten i atmosfären under perioden 1960-2015 i princip kan förklara hela den observerade uppvärmningen under samma period. Men, observera den ökning av koldioxidhalten i atmosfären som observerats mellan 1960 och 2015 är den totala ökningen. Som vi sett ovan står människan för endast 3% av det årliga inflödet av CO2 till atmosfären, dvs människan står utifrån ovanstående kalkyl för endast 3% av temperaturökningen 0,1 eller 0,2°C per decennium, dvs 0,003 alternativt 0,006°C/decennium. Naturen är således, om det ligger någonting i ovanstående kalkyl, den stora boven, inte människan.

Observera att jag i räkningarna ovan bortsett från förändringar av de andra växthusgasernas koncentrationer. Har dessa koncentrationer förändrats i väsentlig grad, blir min kalkyl helt eller delvis felaktig. Ovan ser vi också att osäkerheten när det gäller de olika växthusgasernas effektivitet som växthusgaser är stor. Speciellt när det gäller hur mycket vattenångan påverkar klimatet (det måste ju vara en viss skillnad om vattenångan står för 36% eller för 70% av växthuseffekten). Dessutom kan det visa sig att andra gaser i atmosfären också fungerar som växthusgaser, vilket det finns indikationer på (se texten nedan). Men alla dessa osäkerheter gäller ju i lika hög grad konsensusmodellerna för klimatet. Alla försök att förstå och förutsäga klimatet innehåller med andra ord stora, stora osäkerheter. Detta gäller både klimatalarmisternas och klimatskeptikernas modeller (läsaren förstår säkert vad jag menar med dessa två kategorier — de är inte avsedda att vara nedvärderande).

Om kalkylen ovan stämmer. spelar det inte så stor roll om människan helt slutar släppa ut CO2, eftersom naturen själv står för den absolut dominerande delen av den globala uppvärmningen. Då är det bara för oss att anpassa oss inför det oundvikliga och göra det bästa av situationen.

Kommentar: Ovanstående kalkyl innebär som sagt en mycket stor förenkling. Ibland fungerar sådana förenklingar, ibland inte. Hade kalkylen kommit fram till en temperaturhöjning av 1000°C/decennium, eller 100°C/decennium eller 10°C/decennium, hade den uppenbarligen byggt på felaktiga premisser och hade direkt kunnat avfärdas. Nu gav den ett resultat som faktiskt stämmer bra med den uppmätta temperaturhöjningen och kan således inte utan vidare avfärdas. Givetvis kan en felaktig kalkyl ibland ge rätt resultat på grund av en ren slump, t ex att kalkylen innehåller flera felaktiga antaganden eller flera räknefel, vilka tar ut varandra. Sådant har hänt, men är ovanligt (osannolikt). Resultatet ovan visar att hela den globala uppvärmingen kan kopplas till ökningen av koldioxidhalten i atmosfären. Däremot visar den ingenting om människans del i den globala uppvärmningen. Om nu antropogen koldioxid endast utgör 3% av det årliga inflödet i atmosfären är det svårt att förklara hur människans 3-procentiga bidrag till atmosfärens koldioxid skulle kunna åstadkomma 100% (eller nästan 100%) av den globala uppvärmningen. Om man inte tar till maffiaadvokatknep genom att hävda att det är just människans utsläpp som är boven i dramat. Människans utsläpp av CO2 är således öronmärkt för global uppvärmning och därmed "ont" medan de andra koldioxidkällorna (97% av det årliga inflödet) bara bidrar med "god" CO2. Observera att det enligt kalkylen är det totala årliga inflödet av CO2 till atmosfären, varav människan bara står för ca 3%, som åstadkommer den globala uppvärmningen på ca 0,1-0,2°C/decennium!
Som jag redan påpekat i huvudartikeln så skulle det kunna vara så, att även om människans bidrag av CO2 till atmosfären är litet, så kan det ändå vara det som får vågen att tippa över. Å andra sidan kan man då invända att om vi tittar på hur den globala medeltemperaturen varierat under jordens historia, så ser vi mycket större temperaturvariationer än vad vi ser idag. Visserligen verkar variationen ske snabbare idag, men å andra sidan har mätningar långt tillbaka i tiden inte tillräcklig upplösning för att man skall kunna se snabba temperaturvariationer som bara pågår några hundra år.
Man kan göra betydligt mer realistiska och komplexa kalkyler där man fördjupar resonemanget och där resultatet blir differentialekvationer, som kan lösas. Vid en djupare analys använder man inte bara begreppet residence time utan också adjustment time (kallas också respons time och är den tid det tar för att etablera en ny jämvikt när flödet i systemet ändras). I modellen tittar man på flödet ut och in i "boxar/lådor" (en box kan vara de övre skikten i havet, en annan djuphavet och en tredje atmosfären och en fjärde berggrunden). Ungefär som i figuren i avsnittet "Geologiska faktorer" i huvudartikeln (se länk i slutet av föreliggande artikel). Den läsare som vill tränga djupare in i detta med atmosfäriska modeller rekommenderar jag att klicka på denna länk. Där hittar man en mycket pedagogisk genomgång av en relativt enkel modell (jag gissar att den som har läst N-matte på gymnasiet bör kunna förstå det mesta). Som för övrigt kommer fram till en del intressanta resultat, bl a att den globala uppvärmningen är naturlig och inte antropogen, precis som i min kalkyl ovan (samt att residence time inte är konstant utan i hög grad temperaturberoende). Men oavsett om modellen kommer fram till "fel resultat" är artikeln intressant eftersom själva kalkylen är vetenskapligt sund rent formellt och korrekt gjord och framställningen föredömligt pedagogisk (det är därför jag länkar till den — inte för själva resultatet)

Sammanfattning: Trots att CO2 endast utgör 0,04% av atmosfärens gaser kan det inte uteslutas att denna gas ligger bakom hela den globala uppvärmning som vi kan observera just nu. Även om CO2 utgör en liten procent av atmosfärens gaser så stannar den kvar i atmosfären under lång tid (den har long residence time) varför tillförd CO2 har långvariga effekter på klimatet. Även små mängder CO2 kan därför påverka klimatet. Å andra sidan bidrar människan med endast 3% av det årliga CO2-inflödet i atmosfären och det återstår att visa att antropogen (människoorsakad) CO2 orsakar 100% (eller nära 100%) av uppvärmningen. Detta anser jag inte vara bevisat (jag har i varje fall aldrig sett något sådant bevis). Ovanstående utgör en mycket enkel modell och jag inser givetvis att det hela kanske är mer komplicerat än det verkar vid ett första påseende. Det skulle därför vara intressant att ta del av de kalkyler som ligger till grund för siffran 100% (eller däromkring) när det gäller människans påverkan på den pågående globala uppvärmningen. Som bekant kan man med statistik bevisa i stort sett vad som helst. Därför är det viktigt att alla sådana här beräkningar och resonemang redovisas detaljerat och tydligt, så att de kan granskas (ungefär som jag gjort ovan). Och att man också ger sammanfattningar, där en normalintelligent, allmänbildad lekman (som inte har tid och ork att läsa avhandlingar på 3 000 sidor) har möjlighet att övergripande förstå hur man grundläggande resonerar. Att håna och häckla sina meningsmotståndare eller de som uttrycker minsta tvivel på den påstått kommande klimatkatastrofen (och kalla dem för troll, foliehattar, nazister och jag vet inte allt) och hänvisa till den egna moraliska överlägsenheten (vilken befläckas av tendensen att håna och förakta alla som har "fel" åsikter) är inte speciellt effektivt om man verkligen vill påverka. Den effektivaste metoden är att så pedagogiskt som möjligt presentera kalla fakta (vilket givetvis förutsätter att man står på sanningens sida — annars fungerar det inte)! Fakta har nämligen den unika förmågan att stå på egna ben och behöver inte använda hån eller hot eller manipulation eller skrämsel eller vredes- eller till och med raseriutbrott för att övertyga skeptiker!

Tillbaka till artikeln "Klimatmodeller och nyanseringar."

© Krister Renard