Tirsdag 17.10.2017 - Uke 42

logo

Samarbeidspartnere

Enkle forsøk med små kasser gir ikke ny innsikt i klimaforskningen, skriver Arne Raaen som et svar til Solheim, Eriksen og Engebretsens innlegg på geoforskning.no.


530x356 letingFoto: John Clemens (distributed via imaggeo.egu.eu)

Solheim, Eriksen og Engebretsen er «På leting etter drivhuseffekten» på Geoforskning.no, 3. mai 2017.

Når man skal lete etter noe, er det en fordel å vite så presist som mulig hva man leter etter.

Leter man etter drivhuseffekten er det derfor nyttig å vite at den har fint lite med drivhus å gjøre.  Professor R T Pierrehumbert sier det slik i Principles of Planetary Climate [1], side 5:

“… is called the ‘greenhouse effect’. The term … in some ways is misleading, since real greenhouses do not work by blocking infrared emission. However, the glass or plastic enclosure of a real greenhouse does warm the interior by reducing heat loss to the environment while allowing solar heating, and in that sense – viewed as a broader metaphor for the implications of energy balance – the analogy is apt”.

«Drivhuseffekten» er altså en abstraksjon – man finner den ikke i små eller store drivhus.

Hva er så drivhuseffekten? En måte å si det på er at den er et navn på den betydning infrarødt-aktive gasser har for jordklodens energibalanse.

Argumentasjonen er enkel:

  • Nesten all energiutveksling mellom jorda og omgivelsene skjer med elektromagnetisk stråling.
  • Sola gir oss energi, og jorda stråler ut energi i form av infrarød stråling.
  • Gjennomsnittlig solintensitet ved jordbanen er kjent med god presisjon, og man har gode estimat for jordas albedo. Det betyr at man vet hvor mye energi som kommer inn.
  • Energibevaring og veletablert strålingsfysikk – Stefan-Boltzmanns lov – krever da at jorda stiller seg inn på en temperatur som balanserer solenergien.
  • Forenkler man litt, og antar at jorda kan beskrives med én temperatur, finner man at den er i nærheten av -15 °C.

Altså må utstrålingen fra jorda i gjennomsnitt komme fra langt oppe i atmosfæren – hvor det er kaldt, og trykket lavt. Man kan umiddelbart konkludere at det må finnes infrarød-aktive komponenter i atmosfæren!

Infrarød stråling fra overflaten blir i stor grad absorbert i atmosfæren, og det er først ved tilstrekkelig lavt trykk høyt oppe i atmosfæren at strålingen unnslipper til verdensrommet.

Når denne forståelsen er på plass er det vel klart at Solheim og medforfattere ikke vil finne drivhuseffekten i sine små drivhus. Én forskjell blant mange er at luftrykket er omtrent ti ganger for stort i forhold til det som er relevant for drivhuseffekten.

Man kan naturligvis gjøre målinger i laboratorier som er relevant for drivhuseffekten, for eksempel presist måle gassers infrarøde egenskaper ved ulike temperaturer og trykk. Det er gjort, naturligvis.

Via avansert spektroskopi kjenner man rotasjons-vibrasjonsspektrene til CO2, H2O og så videre i stor detalj, og de er godt dokumentert i databaser som er tilgjengelige på nett.

(Man kan også – i prinsipp i alle fall – tenke seg enkle demonstrasjonseksperimenter hvor man observerer ekstra oppvarming på grunn av CO2 i et lite drivhus. Det krever en kilde som øker strålingsnivået ved de rette frekvensene betydelig over bakgrunnsnivået, samt at man i tilstrekkelig grad eliminerer andre bidrag til oppvarming.)

Det amerikanske forsvaret hadde allerede på 40-og 50-tallet prosjekter for å forstå atmosfærens infrarøde egenskaper i forbindelse med varmesøkende våpen, og matematiske modeller ble utviklet.

Hva angår beskrivelsen av selve drivhuseffekten, kom en epokegjørende artikkel for 50 år siden.

Pierrehumbert sier det slik [2]:

"... a fully correct formulation of planetary energy balance did not come together until the work of Syukuro Manabe and Richard Wetherald in 1967. With that development, the theory was brought to its modern state of understanding. It has withstood all subsequent challenges and without question is one of the great triumphs of 20th century physics".

Med andre ord: Drivhuseffekten er etablert vitenskap – og har vært det i 50 år. Enkle forsøk med små kasser – under antagelse om at drivhuseffekten direkte har noe med drivhus å gjøre – kan ikke gi ny innsikt.

Dette betyr ikke det samme som at «klimavitenskapen er avklart».

Det er uklarheter om hvor stor følsomheten for CO2-økning er, hvordan klimaendringene vil fordele seg regionalt, hvor stor havnivåøkningen blir, hva konsekvensen blir for mennesker, dyr og planter i ulike deler av verden og så videre.

Det kan være mange aspekter av det som framlegges om klima som det kan og bør stilles spørsmål til, men å så tvil om selve prinsippet for drivhuseffekten basert på enkle eksperimenter er det ikke grunnlag for.


Referanser

[1] Pierrehumbert, R T, 2010, Principles of Planetary Climate, Cambridge University Press
[2] Pierrehumbert, R T, 2011, Infrared radiation and planetary temperature, Physics Today, January, 33–38.


Arne Raaen er Dr. Ing. innen fysikk ved NTH og har jobbet i Statoil og Sintef (1984 - 2016).

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

41


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: