Klimat-knep o knåp

Kanske drog jag lite väl långtgående slutsatser i mitt förra inlägg. Därför tänker jag inte dra några som helst slutsatser i det här inlägget. Istället lämnar jag uppgiften att dra slutsatser helt och hållet till alla de kunniga personer som skriver kommentarer på denna blogg.

Nedan kan ni se kartor och figurer för hur temperaturen, molnigheten och ”lapse rate:n” ser ut i genomsnitt i månaderna januari och juli. Temperaturen kommer från ECMWF (ERA-interim) på 1000hPa-nivån, dvs temperaturen är inte beroende av markens topografi. Molnigheten kommer från CERES och lapse raten kommer från ECMWF som en skillnad mellan temperatur/höjd av 900hPa-nivån och 500hPa-nivån. För er som inte är bekant med begreppet lapse rate är det ett mått på hur mycket temperaturen sjunker med höjden. Generellt så sjunker temperaturen mer för torr luft än fuktig luft med höjden.

Vad kan vi dra för slutsatser av det vi ser? Varför ändras temperaturen, molnigheten o lapse-raten på det sätt de gör mellan ekvatorn och polerna?

Temperaturen på 1000hPa-nivån
ecmwf_1000_jan ecmwf_1000_july ecmwf_1000_lat

Molnigheten
ceres_map_jan ceres_map_july ceres_lat

Lapse rate
ecmwf_lapse_rate_jan ecmwf_lapse_rate_july lapse_rate_lat

Dela detta inlägg

32 reaktion på “Klimat-knep o knåp

  1. 1
    Olav Gjelten

    Om vi tänker oss att en fientlig makt långsiktigt hade velat försvaga hela västvärldens possition, vad i så fall skulle varit effektivare än att stöda den miljöextremism som redan från början fanns i många av våra länder? Vi borde med rätta fundera mycket mer än hittills över varför Greenpeace och andra miljöjättar är så enormt rika. Bara ett enda exempel: vilka andra företag i världen skulle ha råd att köpa upp brunkolsindustrin i Tyskland bara för att lägga ner den?
    Extremistorganisationer är tveklöst ett långt stötte hot mot vår frihet än både IS och Nordkorea, som annars brukar betraktas som vår tids värstingar. Också denna mycket vanliga felaktiga hotbild hos oss är teklöst västvärldens fiender, mycket glada över. Då ligger vår fokus långt borta från verkligheten och fientliga länder, organisationer och stenrika privatpersoner kan fortsätta att pumpa in miljarder till Greenpeace och andra extremistorganisationer.

  2. 2
    Olle R

    Här ska vi dock betänka att för Olav är det ”miljöextremism” att ta bort blyet ur bensinen och sätta katalysatorer på bilar… Det gjorde dom inte i gamla Sovjet och se hur bra det gick…

  3. 3
    Guy

    Olle R #2

    Oooo, vad intressant. Jag visste inte att det var Greenpeace som fick bort blyet från bensinen :-o

    Jag har trott att det var en ekonomisk fråga i och med att servicen blev billigare och motorerna höll längre plus bieffekten att det minskade spridning av bly i naturen, vilket var en god reklamgrej.

  4. 4
    Ingemar Nordin

    Magnus, fram med det nu! Vilka slutsatser drar du av det här????

  5. 5
    Magnus Cederlöf Inläggsförfattare

    Jag hade hoppats på en allmän diskussion om jordens klimatsystem. Man kan iallafall se att när temperaturen ökar över land ökar också lapse raten. När temperaturen ökar över hav minskar lapse raten. Det sägs att vattenånga ska vara en växthusgas, men det förefaller som att den snarare minskar växthuseffekten genom att minska temperaturskillnaderna. Varför anses vattenånga vara en växthusgas?

  6. 6
    Sten Kaijser

    Hej Magnus,
    man talar väl om torr eller fuktig adiabatisk utvidgning(?) varvid fuktig innebär ett långsammare avtagande av temperaturen. Jag har svårt att tolka dina kartor men det du skriver känns ju riktigt. Över hav blir ju luften fuktigare och därmed sjunker temperaturen långsammare, medan varm luft över land kan bli allt torrare vilket ger att temperaturen sjunker långsammare. Det är väl som det ska vara? Eller?

  7. 7
    Magnus Cederlöf Inläggsförfattare

    Sten #6:
    Precis! Var ökar temperaturen som mest när solinstrålningen ökar med årstiderna. Jo där det är som torrast. Där blir lapse raten hög och det är lite moln. Klimatmodellerna säger att vid högre temperatur så ska det bli fuktigare på jorden. Detta måste väl hålla tillbaka temperaturförändringen och inte förstärka den?

  8. 8
    tty

    Det här med lapse raten är mycket centralt i klimatsystemet. I princip så är lapse raten proportionell mot fuktigheten i luften. Fuktig luft har högre specifik värme och den energi som åtgår för att ett luftpaket skall stiga en given sträcka motsvaras därför av en mindre temperaturminskning. När havsytan blir varmare avdunstar mera vatten, luften blir fuktigare och lapse-raten sjunker. Samtidigt transporteras mera värme bort från tropikerna genom Hadleycirkulationen genom att det transporterade luften blir fuktigare och den totala regnmängden på Jorden ökar också.
    Över land är tendensen (ofta) den motsatta, högre temperaturer torkar ut marken och lapse raten ökar (i synnerhet över öknar).
    Detta gäller dock inte överallt. Över regnskogsområden som är fuktiga året runt och det i stor utsträckning är samma vatten som avdunstar på förmiddagarna och regnar ned igen på kvällarna är lapse raten tämligen låg och konstant.
    Lägg också märket till den drastiska skillnaden över Himalaja i Juli. Då pågår sommarmonsunen som bäst. Extremt fuktig luft sugs in från Indiska Oceanen och pressas upp över Himalajas sydsluttningar med extremt hög fuktighet, intensivt regn och låg lapse rate som följd. Bakom Himalajas kam råder däremot extrem regnskugga, mycket torr luft och hög lapse rate.
    Att lapse raten blir så låg vintertid på riktigt höga breddgrader beror på att det helt enkelt inte sker någon nämnvärd konvektion i brist på solljus (=ingen uppvärmning av marken/havsytan). I centrala Östantarktis brukar man t o m säga att det egentligen inte finns någon troposfär eller tropopaus vintertid.
    Det här har egentligen inte så mycket med vattenångans växthuseffekt att göra. Den ökar naturligtvis med högre luftfuktighet, men samtidigt ökar den konvektiva värmetransporten genom att luften blir fuktigare, och mera latent värme transporteras upp till hög höjd, där vattnet kondenseras och den latenta värmen strålar ut. Kom också ihåg att den konvektiva värmetransporten uppåt från marknivå är mycket större än den radiativa med IR-strålning.
    Just det här med den konvektiva värme- och vattentransporten är f ö inte precis klimatmodellernas starka sida vilket bl a framgår av hur dåliga de är på att modellera regns geografiska och temporala variation

  9. 10
    Magnus Cederlöf Inläggsförfattare

    Tty:
    Intressant. Det måste ju vara väldigt viktigt för klimatvetenskapen att redo ut om nettoeffekten av vattenångan är positiv eller negativ. Vet du vad det har gjorts för försök att kvantifiera vattenångans effekt?

  10. 11
    Lasse

    Intresserad av denna typ av diskussion.

    http://hockeyschtick.blogspot.se/
    Hade en artikel om atmosfärens lapsrate med olika sammansättning av luften.

    Willis E har i en serie studerar ekvatorns termostat i Watts Up.
    I morse kunde man studera en vacker dimma över havet.
    I den kalla luften låg det sjörök som flyttades med vinden. Diset måste i detta fall verka värmande eftersom det avskärmade det varmare vattnet från utstrålning.

  11. 12
    Ingemar Nordin

    Det är kanske inte helt relevant för denna tråd, men här är en intressant bild av diskrepansen mellan modellernas prognoser sedan 1990, framförd av modellmakarna i IPCC med “substantial confidence” å ena sidan och vad satellitmätningarna har gett.

    https://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2015/10/clip_image0062.jpg

    Figure 2. Near-term projections of warming at a rate equivalent to 2.8 [1.9, 4.2] K/century, made with “substantial confidence” in IPCC (1990), for the 307 months January 1990 to July 2015 (orange region and red trend line), vs. observed anomalies (dark blue) and trend (bright blue) at just 1 K/century equivalent, taken as the mean of the RSS and UAH v.6 satellite monthly mean lower-troposphere temperature anomalies.

    Det är en anmärkningsvärd diskrepans mellan vad 97% av klimatforskarna tror och verkligheten :-)

  12. 14
    Lennart Bengtsson

    Det är ett i högsta grad förtjänstfullt initiativ av Magnus Cederlöf att presentera lite verklig meteorologi på denna blogg vilket visar de olika läsarna att vi har göra med en komplex verklighet som man bäst sätter sig in i genom att börja studera ämnet seriöst. Här fins det mycket att inhämta från traditionella läroböcker vilket inte borde innebära några svårigheter hos klimatbloggens välutbildade och naturvetenskapligt skolade läsare. För att korrekt besvara de olika frågorna skulle jag här behöva skriva en lärobok.

    Vad de olika bilderna visar är inget annat än atmosfärens respons till fundamentala fysiska fakta som instrålning och atmosfärisk sammansättning och hur detta modifieras på en roterande planet med den fördelning av hav och land och orografiska egenheter som vår jord råkar ha. I dagens allmänna klimatmodeller simuleras detta med förvånansvärd noggrannhet i 4 dimensioner på ett sätt som idag även för en erfaren fackman gör det närmast omöjligt att separera en matematisk simulering från aktuella observationer. De olikheter som föreligger har er att göra med sampling då man givetvis inte kan jämföra kaotiska system ( verkligheten och modellen) annat än statistiskt. Emellertid, systematiska skillnader finns vilka faktiskt påverkar hur klimatet kan komma att ändras om vi ändrar atmosfärens sammansättning. Detta är främst kopplat till processer som konvektion och molnbildning samt en detaljerad beskrivning av kustzoner och bergskedjor. Framstegen här har varit kolossala under de senaste 50 åren men mycket återstår
    För dagens klimatpolitik har detta dock ingen större betydelse. Det finns ingen möjlighet att beräkna ett framtida klimat med någon detaljrikedom utan endast bedöma vilka eventuella risker som kan inträffa.
    Det är i princip och på en tidsskala av 100 år + två allvarliga problem dels geografiska ändringar i vädersystemen och havsvattenståndet. Dessa är sannolikt oundvikliga och får lösas genom en långsiktig anpassning. För svenskt vidkommande är de harmlösa och sannolikt positiva men andra delar av jorden kan drabbas allvarligt främst genom brist på nederbörd.

  13. 15
    Magnus Cederlöf Inläggsförfattare

    Tack Lennart! Ja det är tydligt att klimatsystemet är väldigt komplext. Men det skulle vara intressant att veta vad litteraturen säger om vattenångans nettoeffekt. Om någon här på bloggen har koll på detta.

  14. 16
    tty

    #14
    Tyvärr kan jag inte riktigt hålla med i Lennart Bengtssons optimistiska inställning till modellering (som i och för sig är helt begriplig för en person som ägnat en stor del av ett framgångsrikt yrkesliv just åt bättre prognosmodeller).
    Min skepticism bygger främst på mitt intresse för paleoklimat och mera specifikt istidsforskning. Jag tror att jag nog har studerat de flest seriösa försök som gjorts att modellera istider och istäcken, och det som slagit mig är just hur dåligt de hanterar topografi. Ett genomgående fel är t ex att de simulerar stora iskalotter i Alaska och nordöstra Sibirien, där vi vet att sådana aldrig existerat, tydligen beroende på att effekten av kustbergen i Alaska inte kan simuleras rätt. Troligen ligger problemet i den grova cellstorleken. En smal men hög bergskedja som mer eller mindre ”suddas ut” i en modell med 100-kilometersceller kan ha en enorm inverkan på klimatet över miljontals kvadratkilometer. Jag kan tillägga att jag är fullt medveten om att simuleringar över mycket långa tidsperioder (som en istidscykel) kräver ytterligare förenklingar som gör dem otillförlitligare än ”vanliga” klimatmodelleringar.
    Det finns för övrigt många andra viktiga klimatfaktorer utöver topografin som är alldeles för ”finskurna” för de nuvarande modellerna och måste ”grovparametriseras”, t ex konvektionsceller/åskväder, vegetation, finstruktur i havsströmmar och havsis. För att få verkligt realistiska modeller måste troligen cellstorleken ned på kilometernivå eller lägre, vilket kräver typ en miljard gånger större datorkapacitet och mycket bättre startdata än som finns tillgänglig idag.
    #15
    Den ”officiella” linjen är ju att ökad vattenånga innebär en stark positiv återkoppling, det är just det som leder till IPCC:s ”3-grader per fördubbling” för klimatkänsligheten. Empiriska mätningar tyder ju däremot ganska entydigt på att återkopplingen är nära noll eller bara svagt positiv (återkoppling = 0 motsvarar ungefär 1,3 grader per fördubbling).

  15. 17
    Björn

    Det som inte nämns här är att gränsen mellan stratosfär och troposfär har olika höjd vid ekvatorn jämfört med polerna. Gränsen är högre vid ekvatorn, vilket därför kan liknas vid ett sluttande plan mot polerna. Hur påverkar dessa förhållanden lapse-raten?

  16. 18
    Jonas N

    Björn #17

    Det är tvärtom: Det är lapse-rate:n som orsakar troposfärens minskande tjocklek. Ju närmare polerna man är, desto lägre temperaturskillnad mellan jordytan och tropopausen, dvs vid en given lapse rate infinner sig villkoren för den vid allt lägre altitud ..

  17. 19
    Thomas P

    Jonas #18 Det är nog snarare så att det är det ökade energiinflödet vid ekvatorn som gör troposfären tjockare där. Tropopausen uppstår på den höjd där atmosfären blivit tillräcklig genomskinlig för att kunna släppa ut strålning mot rymden, och med mer energi in ökar kraven på genomskinlighet. Den lägre temperaturskillnad mellan yta och tropopaus närmare polerna är snarare ett symptom än en orsak.

  18. 21
    Jonas N

    TP #19

    Nu vet jag inte riktigt vad du vill invända mot. Att är varmare i tropikerna pga energiinstrålningen där är större!? Det är nämligen vad jag syftar på.

    Så här säger Wikipedia om saken:

    Since the tropopause responds to the average temperature of the entire layer that lies underneath it, it is at its peak levels over the Equator, and reaches minimum heights over the poles

    Lite förenklat men i stora drag förklaras skillnaden i tjocklek (om ca 8 km) av att marktemperaturen skiljer sig ca 50 C vid regionerna emellan, vilket stämmer hyfsat väl med en (genomsnittl lapse rate om 6.5C/km).

  19. 22
    Jonas N

    Björn,

    Nej, inte proportionell! Men absolut fuktighet påverkar lapse rate:n. och tropopausen är som tunnast där det är torrt och kallt. (Antarktis, Sibirien tex)

    Kvastår dock: det är lapse-raten styr hur högt tropopausen blir givet vad marktemperaturen är där (i genomsnitt), med smärre modifieringar …

  20. 23
    tty

    ThomasP #19

    ”Tropopausen uppstår på den höjd där atmosfären blivit tillräcklig genomskinlig för att kunna släppa ut strålning mot rymden, och med mer energi in ökar kraven på genomskinlighet.”

    Nja, inte riktigt. Tropopausen är den höjd där temperaturen är som lägst, beroende på att det huvudsakligen konvektiva värmeflödet underifrån (i sista hand från marken) och det i huvudsak radiativa flödet uppifrån stratosfären balanserar. Den medelhöjd varifrån IR-utstrålningen mot rymden i huvudsak sker är normalt bara drygt hälften av höjden till tropopausen. ”Standardvärdet” för tropopausens höjd är 11 km eller 36 000 ft (FL 360), men det varierar som sagt och påverkas både av markens temperatur, lapse-raten oich förhållandena i stratosfären.

  21. 24
    Thomas P

    tty #23 Jag förenklade för att fokusera på vad jag tror vara anledningen till att tropopausen ligger högre vid ekvatorn, något som du inte tog upp. Anser du min förklaring vara någorlunda korrekt, tror du mer på Jonas N:s eller har du en egen?

  22. 25
    Magnus Cederlöf Inläggsförfattare

    Tty #16:
    Jag tycker att det är orimligt att vattenångan skulle ge en positiv återkoppling totalt sett. Tittar man på jordens temperatur är (de fuktiga) haven generellt sett kallare än land. På sommaren värms också jordens torrare områden mer än de fuktiga.

    Angående tropopausens höjd:
    Om tropopausen höjs vid högre temperatur måste väl det ge en negativ återkoppling? Det blir då en större del av atmosfären som är troposfär och en mindre del stratosfär som kan stråla ner och värma troposfären. Tänker jag rätt?

  23. 26
    Björn

    Magnus Cederlöf [25]; Varför skulle stratosfärslagret bli tunnare över ekvatorn? En utbuktning av troposfären över ekvatorn bör väl bara innebära en motsvarande höjning av stratosfärslagret.

  24. 27
    Thomas P

    Magnus #25 För konsekvenserna av en tjockare troposfär, ta dig en titt på denna figur från Venus som varit uppe förut:
    http://nova.stanford.edu/projects/mgs/images/t3213.gif
    Tropopausen flyttar uppåt med mer växthusgaser samtidigt som dess temperatur förblir ungefär konstant eftersom det är samma mängd energi som skall stråla ut. Temperaturgradienten i troposfären förblir också i stort konstant. Tillsammans ger det en varmare yta.

  25. 28
    tty

    #16
    Tropopausens höjd beror av flera faktorer som jag kort nämnde i #23. Större värmeflöde från ytan driver konvektionen kraftigare och höjer tropopausen (notera att kraftiga tropiska åskväder och stora explosiva vulkanutbrott faktiskt kan bryta igenom tropopausen). Högre fuktighet i luften flackar ut värmeprofilen och får liknande effekt. Ökat IR-strålningsflöde från stratosfären sänker den. IR-strålningen uppifrån beror till större delen på ozonets absorption av UV-strålningen i stratosfären. Lustigt nog så innebär ökad halt av växthusgaser i stratosfären att temperaturen där sjunker varför IR-strålningen minskar.
    #25
    Det är inte på något sätt självklart vad nettoeffekten blir av ökad vattenhalt i atmosfären. Det hela är extremt komplicerat tack vare att vattnet kan vara både i gasform, vätskeform och fast form i atmosfären (med kraftigt olika termodynamiska egenskaper), att effekten av olika typer av moln skiljer sig åt och att effekten delvis blir motsatt dag och natt. Jag har någonstans sett meteorologi beskrivet som ”läran om vattens fasförändringar runt en ensidigt belyst roterande sfär” och det är faktiskt ingen dålig karaktäristik. De mätningar som finns pekar snarast på en svagt positiv återkoppling, men ingen eller t o m svagt negativ återkoppling kan inte helt uteslutas. Och det finns för övrigt absolut inget som tyder på att ”klimatkänsligheten” skulle vara en konstant som de flesta ”klimatforskare” tycks utgå från.
    Vad man med säkerhet kan säga baserat på paleoklimatiska data är att tropikerna uppenbarligen har en extremt effektiv termostat i vattnets avdunstning. Inte ens då det växte palmer och levde krokodiler på norra Grönland var tropikerna och de tropiska haven nämnvärt varmare än nu. Värmen transporteras istället till högre breddgrader i form av vattenånga. Övergången till det nuvarande ”ishusklimatet” för 35 miljoner år sedan sammanfaller med att Södra Ishavet öppnade sig och värmetransporten till Antarktis därmed kraftigt minskade.
    #26
    Inte på något sätt självklart. Stratosfären är den zon där temperaturen stiger med ökande höjd. Den upphör vid stratopausen på 50-55 km höjd där temperaturen är maximal (typ femton minusgrader). Den höjden bestäms framför allt av var absorptionen av UV-strålning sker, vilket i sin tur nästen helt beror på tätheten, alltså höjden över havet. Exakt vad som händer i övre delen av stratosfären och den ovanför liggande mesosfären är dock mycket dåligt känt. De ligger för högt för ballonger men för lågt för satelliter och är därför dåligt förstådda.

  26. 29
    tty

    #27

    Det hade kanske varit lämpligare att visa en bild på temperaturprofilen i Jordens atmosfär. Den profilen ser rejält annorlunda ut, tropopausens temperatur varierar och dessutom kan även atmosfärens specifika värme variera kraftigt och temperaturgradienten är därför inte konstant i motsats till Venus. Dessutom är den lägre troposfären här en gas, inte en superkritisk vätska som på Venus och det finns därför (som bekant) stora lokala variationer (typ 150 K) i yttemperatur.

    http://www.goes-r.gov/users/comet/tropical/textbook_2nd_edition/navmenu.php_tab_2_page_5.0.0.htm

  27. 30
    Jonas N

    TP ,

    Du är en ngt märklig figur (aktivist). I #27 säger du precis samma sak som jag redan påpekat:

    Tropopausen ….. dess temperatur förblir ungefär konstant …. temperaturgradienten i troposfären förblir också i stort konstant.

    Vilket förstås får till följd att den blir tunnare ju lägre temperaturen är vid jordytan.

Kommentarer inaktiverade.