”Superväxthus” längs ekvatorn?

I detta inlägg skall jag behandla ett specialfall av växthuseffektens återkoppling via vattenånga. Det handlar alltså om förstärkning av koldioxidens växthuseffekt via mer vattenånga, som AGW-anhängarna åberopar. Det är denna återkoppling som gör klimatkänsligheten stor nog att skrämma beslutsfattare med.

Specifikt handlar det om ett WUWT-inlägg av Willis Eschenbach 18/2 (länk), som i sin tur kommenterar en artikel av den kände AGW-anhängaren Ram Ramanthan på Scripps Inst. (länk) Det specialfall som diskuteras är ett bälte kring ekvatorn där både temperatur och luftfuktighet är höga och årstidsvariationerna obetydliga. Utan att styrka med mätdata eller andra observationer skriver Ram Ramanthan att detta konvektionsområde bildar en vertikal zon med extrema egenskaper. Temperatur och avdunstning är så höga att en superväxthuseffekt uppträder. Värmen hålls kvar nära jordytan i så hög utsträckning att utstrålningen mot världsrymden minskar när det blir varmare vid havsytan. Med Ramanthans formulering: “..the surface and the surface-troposphere column lose the ability to radiate the excess energy to space”. Denna effekt, är ett extremfall av den mer generella bilden att vattenångan nära jordytan reducerar utstrålningen mot världsrymden. Vi vet att värme också transporteras mot högre latituder från ekvatorszonen – den är en värmekälla för resten av jorden. Detta berör inte diskussionen mellan Ramanthan och Eschenbach.

Eschenbachs invändningar mot denna beskrivning baserar sig på direkta mätningar, men inledningsvis också mot beskrivningen av ekvatorszonen som konstant fuktig. Han har tidigare skrivit om den dygnsrytm som är typisk för tropikerna: Klara morgnar med ökande luftfuktighet, men därefter stark molnbildning och nära nog dagliga regnskurar på eftermiddagarna. Paradoxalt nog innebär detta att luftfuktigheten minskas.

Denna personliga beskrivning bestyrker Eschenbach med mätdata. Längs en stor del av ekvatorn finns förankrade s k TAO-bojar, som mäter temperaturen under vattenytan, och i luften ovanför havsytan mäts både temperaturen och luftfuktigheten – allt med en tidsupplösning på två minuter. I den första figuren återges vattentemperaturen från 8 st TAO-bojar i Stilla havet längs ekvatorn under två dygn.

Fig 1, SSTKurvorna är indicerade med longituden för respektive boj. Alla kurvorna visar en karaktäristisk dygnsrytm med starkt ökande temperatur efter soluppgången till ett maximum ca kl 15 på eftermiddagen, varefter den sjunker under den senare delen av eftermiddagen och natten. Det är intressant att notera att det är varmare i den östligare delen, norr om Australien, än i västliga området nära Syd- och Central­amerika. Däremot är temperatursvängningarna större i detta västliga område.

I nästa diagram finns kurvorna för lufttemperaturerna vid samma TAO-bojar. Också i detta fall är öst varmare än väst.

Fig 3

För oss Skandinaviska badare är det exotiskt att lufttemperaturerna genomgående är något lägre än vattentemperaturen. Dygnsrytmen finns även i detta fall, men uppträdandet är något mer komplext.

Man kan se att brantheten i temperaturuppgången på förmiddagarna bryts till ett lägre värde mitt på dagen. Detta beror på molnbildningen, vilket är en kärnpunkt i Eschenbachs framställning. Effekten syns bättre om man – som vanligt inom klimatvetenskapen – väljer att återge temperaturen som en avvikelse från sitt medelvärde.

Fig 4Särskilt de röda kurvorna, för de varmare östliga bojarna, visar ett förlopp på förmiddagarna med ett litet lokalt maximum. Det beror på att när morgontemperaturen stigit tillräckligt, så startar molnbildningen. Det gäller kraftiga cumulus och cumulunimbus-moln, som ofta bildar sammanhängande täcke även om de enskilda molen är ganska begränsade. När de typiska åskvädren uppstår koncentreras emellertid den uppåtgående fuktiga luften till dessa. Mellan åskvädren bildas istället vertikala volymer med nedåtgående torr luft. Effekten av detta syns i TAO-bojarnas mätningar av den relativa luftfuktigheten i nästa diagram.

Eschenbach, fig 8

Ytvattnet blir varmare, men uppenbarligen så sjunker den relativa luftfuktigheten mellan kl 06 och 17. Ca -1% RH, samtidigt med att SST stiger ca 1 oC. De torra tvärsnittsytorna mellan de fuktiga åskplymerna dominerar tydligen.

Detta är ett grundskott mot Ramanthans ovanstående beskriving av superväxthuseffekten, dvs att den höga temperaturen och fuktigheten skulle minska värmeutstrålningen. Vi får inte glömma att dessa resultat gäller för den tropiska zonen mellan -10 oS och +10 oN – det är onekligen en speciell region – men av stor betydelse för jordens energibalans. Eschenbach har tidigare skrivit att just i det tropiska området är användningen av ett konstant medelvärdesbildat klimat särskilt riskabelt. Dagsrytmen är stark och de typiska åskvädren har en rumsutbredning som är långt mindre än klimatmodellernas rumsupplösning.

Det är också tankeväckande att påståendet om en konstant relativ luftfuktighet vid stigande temperatur är ett standardantagande för klimatmodellerna. Detta trots att även Ramanthan erkänner att man inte har någon bra motivering för denna tumregel. För de mer generella AGW-påståendena spelar detta antagande en stor roll. Det motiverar den positiva återkopplingen mellan CO2 och vattenånga, som är en grundpelare i scenarierna för dramatisk ökning av jordens medeltemperatur. Till yttermera visso har inte heller fuktighetsmätningar i atmosfären bekräftat att RH är konstant när T ökat (länk ).

Dela detta inlägg

41 reaktion på “”Superväxthus” längs ekvatorn?

  1. 1
    Michael

    För mig som har bott 30 mil från ekvatorn i Brasilien stämmer ovanstående svängningar väl med intuitionen. Lakan hänger man ut på tork under eftermiddagen, innan det dagliga regnet kommer. Detta regnande är för övrigt så pass regelbundet att man anpassar sin dygnsrytm efter det: ”vi ses i morgon efter regnet”.

  2. 2
    Lasse

    Tack C-G Ribbing och en applåd till Willis E. Han är en verklig sökare som delar med sig av sina fynd. Hans artikel innehåller även figurer där man ser hur molnen och luften cirkulerar. Han går även på djupet-ytvattentemperaturen. Hans artikel finns på WUWT.
    Alltid roligt att skumma igenom alla de kommentarer som blir efter en sådan artikel.
    Vad detta innebär för klimatmodellerna kan man bara gissa! För de stämmer dåligt!

  3. 3
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    ##1&2
    Ja, jag tycker det är en förtjänst hos Willis E. att han både har en personlig skildring av hur ett väderdygn vid ekvatorn förlöper, och sedan går in på TAO-bojarnas mätdat.
    /C-G

  4. 4
    ceebee

    Mycket intressant, dessutom med stöd av faktiska data.
    OT kanske. På morgonekot meddelades att jorden hade blivit grönare på grund av den ökade koldioxidhalten speciellt hade ökenutbredningen minskat i södra Sahara. skall bli spännande och se om denna nyhet finns kvar under resten av dagen.

  5. 5
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    #4
    Ja, jag gladde mig också åt att det nämndes att jorden blivit grönare och t o m att det
    delvis beror på koldioxiden.
    /C-G

  6. 6
    Sten Kaijser

    Nyheten om att det blir grönare finns faktiskt till och med på vetenskapsradions hemsida (naturligtvis med bikommentaren att det blivit torrare i västra Förenta Staterna).

  7. 7
    Mats Jangdal

    Ekvatorn är väl alltid latitud 0? Angivelser i öst och väst brukar vara longitud.
    Min minnesregel är begreppet ”lata latituder”. ;)

  8. 9
    Lennart Bengtsson

    Hej

    Intressant att Du tagit upp Ramanathans och Collins artikel som superväxthuseffekten som publicerades redan 1991. Som Raymond Pierrehumbert påpekade 1995 att detta var helt fel då den potentiella ”run-away” effekt i ekvatorialområdet inte kan betraktas isolerat utan man måste ta med atmosfärdynamiken. Han införde begreppet ”termostateffekt”. Naturen löser detta effektivt genom att transportera överskottsenergin till högre breddgrader där det snabbt och geschwint försvinner ut i universum i den effektiva utstrålningen kring vändkretsarna. Över Sahara och den arabiska öknen har vi faktiskt en total strålningsförlust genom att nettoutstrålningen där är större än nettoinstrålningen. Det är därför den atmosfäriska cirkulationen som ser till att vi inte får en köldöken i Sahara. På samma sätt hamnar vårt överskottsvärme i polarområdena under vinterhalvåret för att där strålas ut i rymden. Vintertid förlorar polarområdet i norr (60-90°N) ca 180 W/m2. Då har man inte mycket glädje av växthusgaserna.

    Hälsar

    Lennart

  9. 10
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Lennart B. 09:37
    Tack för klarläggande detaljer. Jag nämnde endast att diskussionen mellan Eschenbach och Ramathan inte inkluderande värmetransporten till högre latituder. Mot bakgrund av Pierrehumberts artikel är det anmärkningsvärt att Ramathan har kvar sitt sitt inlägg om ”superväxthus” på hemsidan. Var f ö Pierrehumbert först med benämningen ”termostat” i klimatsammanhang?
    /C-G

  10. 11
    tty

    Fenomenet med att ett åskväder ”drar ned” torr, kall luft omkring sig har nog alla upplevt. När ett sommarsåskväder närmar sig börjar nästan alltid en kall vind blåsa i riktning från åskvädret en liten stund innan regnet börjar. Det här innebär udda nog att det blåser utåt i alla riktningar från ett åskväder. Detta är ett ökänt fenomen i flygsammanhang och är känt som vindskjuvning ”wind shear”. Ett flygplan som flyger igenom eller nära förbi en åskcell möter en tilltagande motvind som sedan abrupt byter till en lika kraftig medvind när man passerar åskcellen. Detta innebär att lufthastigheten abrupt sjunker och vingarna förlorar lyftkraft eller i värsta fall t o m stallar, något som ledde till ett flertal svåra olyckor innan man uppmärksammade fenomenet.
    Och att avdunstningen/konvektionen kyler tropiska havsområden är ju uppenbart från paleoklimatiska data. De tropiska haven var bara obetydligt varmare än idag t o m under perioder med extremt varmt klimat som för 50 miljoner år sedan då det var badbart sommartid vid Nordpolen, fanns krokodiler och halvapor på norra Grönland och växte palmer i Skandinavien. Tropikerna har uppenbarligen en mycket effektiv termostat.

  11. 13
    Sören G

    Apropå vetenskapsradions rapportering om det har blivit grönare på jorden:
    Narrativet är att CO2 är skadligt och måste till varje pris bekämpas. Att det är livsviktigt för växterna är tydligen något man försöker att tala tyst om. Att CO2 hade någon betydelse för att det blivit grönare var bara ”eventuellt kanske”. Mer regnande var huvudorsaken som det framstod. Och sen poängterade man att det blivit torrare på andra platser bl.a. i USA. – Den senare har väl inte med det förra att göra, utan är en lokal vädersituation som händer i bland.

  12. 14
    Ann lh

    #13 Sören mfl, är inte torkan i Sv USA till stor del av antropogent ursprung?

  13. 16
    Sören G

    #14 Ann lh
    Överuttag av vatten. Man odlar mandlar som är mycket lönsammare, men som också kräver mycket mer bevattning.

  14. 17
    Sten Kaijser

    Till tty

    För många år sedan så hade Willis Eschenbach en bild av jorden sedd från solen. Om man har nordpolen uppåt så ser man då hur över tropikerna så är den vänstra halvan klar och molnfri, men den högra som ger eftermiddagarna är helt molntäckt.
    Willis har ju också lanserat idén om de tropiska åskvädren som ”jordens svettkörtlar” (även om just den benämningen är mitt eget påfund). Poängen är att vattenångan mitt inne i åskvädren kan stiga upp långt över tropopausen, och därmed stråla rätt ut i atmosfären.

  15. 18
    Thomas P

    Ribbing #10 ” Mot bakgrund av Pierrehumberts artikel är det anmärkningsvärt att Ramathan har kvar sitt sitt inlägg om ”superväxthus” på hemsidan. ”

    Varför skulle det vara konstigt att ha med en publicerad artikel på sin hemsida? Studien gjorde approximationer typ att ignorera moln och slutresultatet kanske inte var korrekt, men det var likafullt en intressant och provokativ artikel som ledde till utveckling på området. Sådana kan vara väl så viktiga.

    Däremot finner jag det lite lustigt att du i ditt inlägg inte nämner något om hur gammal ursprungsartikeln är och hur den bemötts i facklitteraturen. Visserligen fungerar inte din länk till WUWT så jag har ingen aning om vad Eschenbach skriver men på dig får man intryck av att han bemöter något nytt.

    Lennart #9 ”Över Sahara och den arabiska öknen har vi faktiskt en total strålningsförlust genom att nettoutstrålningen där är större än nettoinstrålningen. Det är därför den atmosfäriska cirkulationen som ser till att vi inte får en köldöken i Sahara. ”

    Det där kan väl inte stämma? Det är den atmosfäriska cirkulationen som gör att det är så extremt torrt i Sahara att vi får en total strålningsförlust. Ta bort denna och du får visserligen inte samma nettotransport av värme, men å andra sidan får du fuktigare klimat och starkare växthuseffekt.

  16. 20
    Mats G

    9
    Lennart Bengtsson

    ”Vintertid förlorar polarområdet i norr (60-90°N) ca 180 W/m2. Då har man inte mycket glädje av växthusgaserna.”

    Det här finner jag intressant. Inget är starkare än dess svagaste länk som bekant. Det här borde innebära att det finns ett typ av tak hur varmt det kan bli. Också dessa ventilationer öknar som förlorar så mycket energi. Mer öknar mer energiförlust. Här kan man tydligt se en balans eller jämviktsstruktur(igen). Mer värme = mer öknar = mer energiförlust = mindre värme = mindre öknar osv.

    Fö så har vi nog redan min och max värden p den globala medeltemperaturen om vi tittar på 400 t serien. Nu är förändringarna relativt långsamma så vi kan bara anpassa oss. Det behövs inga förberedelser. Det blir ett naturligt urval. De som kan anpassa sig är vinnare.

  17. 22
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Thomas P 11:07
    Jag beklagar om du inte lyckades med länkan till WUWT, andra tycks dock ha klarat av det.
    Jag har inte sagt något om tidpunkten för Ramathans publicering,men gav länken till hans blogg
    Kanske OK att Ramathan har kvar den där bloggartikeln, men han borde åtminstone lagt till en hänvisning till
    Peirrehumberts kommentar.
    /C-G

  18. 23
    Håkan Bergman

    Om torkan i Californien.
    “And it never failed that during the dry years the people forgot about the rich years, and during the wet years they lost all memory of the dry years. It was always that way.” – John Steinbeck, East of Eden

  19. 24
    tty

    ”Det där kan väl inte stämma? Det är den atmosfäriska cirkulationen som gör att det är så extremt torrt i Sahara att vi får en total strålningsförlust.”

    Jodå, det stämmer, den totala mängden vattenånga i atmosfären över Sahara är inte speciellt låg, bara den relativa fuktigheten nära ytan:
    https://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2014/03/distribution-of-water-vapor-watts-shown-by-clear-sky-absorption.jpg

    Men Sahara har ett rejält värmeunderskott:

    https://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2013/12/net-amount-of-energy-exported-poleward-or-imported.jpg

  20. 26
    Thomas P

    Ribbing #22 ”Jag beklagar om du inte lyckades med länkan till WUWT, andra tycks dock ha klarat av det.”

    Det tvivlar jag på eftersom länken är fel, däremot kan andra varit så intresserad att de sökt fram inlägget ändå.

    ”Jag har inte sagt något om tidpunkten för Ramathans publicering,men gav länken till hans blogg
    Kanske OK att Ramathan har kvar den där bloggartikeln, ”

    Det är ingen bloggartikel utan ett abstract som finns med i listan över hans publikationer:
    http://scrippsscholars.ucsd.edu/vramanathan/publications

  21. 27
    Bengt Abelsson

    Lite OT men intressant från WUWT:

    ”Scientists have observed an increase in carbon dioxide’s greenhouse effect at the Earth’s surface for the first time.” Publicerat i Nature advance online

    0,2 W/m2, 10 år observerad inverkan av ökande CO2-halt

    Min räknedosa ger till resultat 0,36 grader på etthundra år. Game over?

  22. 29
    Bengt Abelsson

    #28

    i ”abstract” skriver de mätningar, det kostar 32 USD att köpa artikeln, lustigt nog.
    Någon fler får gärna räkna också, men 0,2 W i förhållande till 396 W kan rimligen inte göra mycket på temperaturen, dessutom på 10 år.
    Felmarginal uppges till +/- 0,06 respektive 0,07 för de två mätstationerna.

  23. 30
    ChristerL

    I dagens eko 12.30 rapporterades som sagts att jorden blir allt grönare med rubriken ”en glad nyhet”.

    Reportern verkade dock ha väldigt svårt att ta in denna glada nyhet och försökte provocera intervjuobjektet att ta fram något negativt. Speciellt att mer CO2 skulle kunna vara en positiv faktor verkade han inte vilja ta in.

    En fråga till er som följer klimatfrågan så noga: Är inte påståendet att ”öknarna breder ut, som en följd av CO2-utsläppen”, ett mycket vanligt påstående bland de som anser att klimatutvecklingen är ett stort hot. Har inte såväl Mp som Naturvårdsverket, SMHI, Rockström och Naturskyddsföreningen regelmässigt dragit det kortet?

    Om jag har rätt borde ni se till att de får äta upp det.
    O.s.a.

  24. 31
    Bengt Abelsson

    # 28
    Symptomatiskt att SR inte själva vill (kan?) reda ut vad 0,2 W/m2, 10 år innebär i verkligheten.

    ”Here we present observationally based evidence of clear-sky CO2 surface radiative forcing that is directly attributable to the increase, between 2000 and 2010, of 22 parts per million atmospheric CO2. ”

    ”The time series both show statistically significant trends of 0.2 W m−2 per decade (with respective uncertainties of ±0.06 W m−2 per decade and ±0.07 W m−2 per decade) and have seasonal ranges of 0.1–0.2 W m−2. ”

  25. 32
    Lasse

    #29 Bengt A Artikeln i WUWT har fått över 300 kommentarer på 19 timmar.
    0,36 C förekommer i kommentarerna som 100 års ökning.

  26. 34
    Jonas N

    Rider, det var sju stycken (utöver Soon) på denna shit-list dom försöker jävlas med. Judith Curry är en av dem, och har en bra post om detta.

    Men det handlar inte ens om vare sig ‘fossilpengar’ eller ngt sådant, utan om att skrämma alla andra forskare som ev har tvivel och är tveksamma till (C)AGW-berättelsen., klimathotet eller menar att ‘klimatforskningen’ inte håller så hög nivå etc, att ens fundera på att yttra ngt sådant.

  27. 36
    LBt

    Tack Lennart B för information om från vilken tid inlägget hämtar sitt innehåll. Det är naturligtvis viktigt att veta om det handlar om nutid eller förgången tid för alla oss som försöker värdera det.

  28. 37
    Slabadang

    CG Ribbing!

    Tty hävdar ” De tropiska haven var bara obetydligt varmare än idag t o m under perioder med extremt varmt klimat som för 50 miljoner år sedan då det var badbart sommartid vid Nordpolen, fanns krokodiler och halvapor på norra Grönland och växte palmer i Skandinavien. Tropikerna har uppenbarligen en mycket effektiv termostat. ”

    Tittar vi på max yttemperatur runt ekvatorn så ser vi många observationer på upp till 30 C för att därefter vara näst intill obefintliga redan vid 31 C. Det här histogrammet utgjorde det avgörande skälet till varför jag har dragit slutsatsen att planeten har en naturlig alltid fungerande termostat som skyddar oss från överhettning.

    https://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2012/02/histogram_of_argo_temperatures.jpg

    Jag ser tydligt var och när termostaten verkar.

  29. 38
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Slabadang 19:29
    Jag har hört påståendet att hav i praktiken inte kan bli varmare än 28-29 oC, ty då avkyls de kraftigt av sin egen avdunstning.
    Jag går inte i god för sanningshalten!
    /C-G

  30. 39
    Thomas P

    Ribbing #38 Så vitt jag förstår finns det ett starkt samband mellan den effekt Ramanthan beskrev, att man får orkaner vad ca 27 graders havstemperatur och den naturliga termostaten i tropikerna, dvs när atmosfären börjar innehålla så mycket vattenånga att strålning får allt svårare att tränga ut får konvektion och latent värme allt större utrymme med ibland dramatiska konsekvenser. Orkaner är ett väldigt effektivt sätt att transportera värme till höjd där den kan stråla ut och närmare ekvatorn där korioliskraften är för svag för sådana får man istället djupkonvektion med kraftiga åskväder.

    Slabadant #37 Tycker du inte det känns lite konstigt att citera ett inlägg om badbart klimat vid Nordpolen och sen börja tala om jordens inbyggda termostat? Eller du kanske tycker den klimatförändring som tty beskriver är så liten att den inte är något att orda om?

  31. 40
    car-axel

    När man studerar de globala temperaturserierna ( Flytande 5års medelvärden) för land och hav sedan 1980 framgår det att temperaturen i genomsnitt ökat med ca 0,9 grader C över land och 0,4 grader C över hav. Detta trots att landtemperaturerna är korrigerade för UHI vilket annars skulle kunna förklara denna skillnad.

    Vad är det som får den fantastiska gasen CO2 att värma upp atmosfören över land snabbare än över vatten?

    Att den absoluta temperaturen skiljer är enkelt att förstå men att deltat baserad på CO2 förändring är så väsenskild beroende på underlag innebär att det finns andra källor som styr detltat betydligt mer än CO2 förändringen.

    MVH

    Carl-Axel

  32. 41
    Thomas P

    car-axel #40 Hav kan lagra mycket mer värme och tar därför mycket längre tid att värma upp så det är inget konstigt att uppvärmningen går snabbare över land. Du ser samma sak under årstidsväxlingar med kontinentala klimat med kraftiga växlingar mellan sommar och vinter och maritimt klimat med mindre variation.

Kommentarer inaktiverade.