En svag sol?

pismo-beach-1587289_1920

Jag älskar att ha fel. Den främsta anledingen är den banala – det är bara när man har fel som man lär sig någonting. Så länge allt är som man har trott finns det inget man behöver lära om, men om man upptäcker att något inte var som man trott, då måste man tänka om. Ibland behöver man inte ens ha fel, det räcker med att bli ifrågasatt.

I mitt förra inlägg nämnde jag att att solen blir 6% starkare på 1 miljard år och att den senaste eonen, Fanerozoikum, inleddes för en halv miljard år sedan vilket innebär att solen alltsedan den ”kambriska explosionen” strålat med minst 97% av dagens styrka.

Det var strax efter midnatt kvällen innan inlägget skulle publiceras som jag insåg att om solen inte varit svagare än så under hela den tid då Jorden haft ett rikt liv på land så gav det en anledning att ifrågasätta det argument som brukar dras fram när klimathotsskeptiker nämner att koldioxidhalten tidigare i jordens historia varit 10 gånger högre än idag, nämligen det som kallas ”svaga-solen argumentet”.

Eftersom det som sagt var sent på kvällen skrev jag också att jag inte hann räkna på sambanden. Vår vän och flitige kommentator Thomas P skrev då att han föredrog att lita på dem som faktiskt räknat och Ingemar bad om en referens till någon sådan. Såvitt jag vet så har vi inte sett någon referens.

Men hur som helst, även om Thomas P hellre vill se en referens till en peer reviewad artikel än några beräkningar som han själv kan följa, så antog jag utmaningen. Här kommer alltså några olika beräkningar på samband mellan koldioxidhalt och solstyrka.

Den allra enklaste beräkningen utgår ifrån Stefan-Boltzmans lag och att den energi som strålar in också strålar ut. Från rymden ser jorden ut att ha en temperatur av -19o Celsius, d.v.s. 254o Kelvin. Enligt Stefan-Boltzmans lag är utstrålningen proportionell mot temperaturen upphöjt till 4. Det innebär ju att om temperaturen sjunker en grad så minskar utstrålningen med (1- 1/254)4 = (253/254)4 ~ 250/254 ~ 98,4% av den nuvarande. Om ut- och instrålning ska överensstämma så motsvarar det en 1,6% svagare sol än idag, d.v.s den effekt som solen hade för ungefär 270 miljoner år sedan.

Uppfattningen att det finns ett kraftigt klimathot brukar utgå ifrån antagandet att före industrialiseringen så var jorden i strålningsbalans med den omgivande rymden, att temperaturen var 1o lägre och att koldioxidhalten (enligt IPCC) då var ungefär 280 ppm. Om vi nu antar att klimatkänsligheten vid en fördubbling är 1o så innebär det att för att kompensera för en 1,6% svagare sol, d.v.s. en grad lägre temperatur så ska koldioxidhalten fördubblas till 560 ppm.

Vi kan alltså också notera att med en klimatkänslighet om 1 grad så innebär det att om koldioxidhalten någon gång under de senaste 250 miljonerna år varit 8 gånger högre än nu så skulle temperaturen då ha varit 2 grader högre än idag.

Som synes utgår dagens beräkningar ifrån att det enbart är strålningsbalansen som bestämmer temperaturen och att Jordens albedo kan antas vara konstant.

Vi vet alla att klimatsystemet är komplext och påverkas av ett stort antal faktorer. Det jag gjort i detta inlägg är att variera två faktorer under antagandet att allt annat är oförändrat. Som funktion av två variabler s (solstyrka) och v (växthusgashalt) kan temperaturen ges av en enkel funktion

T(s,v) = TO x φ(s,v) = TO x (1 + s)1/4 + κ x log2(1 + v/V)

där om vi utgår ifrån dagens värden TO = 2870 Kelvin, s är ΔS/S där S är Solarkonstanten, idag 1360 W/m2, ΔS är förändringen av solstyrkan, κ är klimatkänsligheten, log2 står för 2-logaritmen (så att log22 = 1), V är dagens koldioxidhalt och v är förändringen av denna. Det ger att för små värden på s och v så får vi

ΔT = T(s,v) – TO TOs/4 + κv/Vlog2

medan om vi låter v vara 7V så att 1+v/V = 8 och log2(1 + v/V) = 3 och samtidigt väljer

s = !/100 d.v.s. solens styrka för 170 miljoner år sedan och antar att κ verkligen är 3o som IPCC anger som mest troligt värde så får vi att T = TO + 9 – 0.6 > TO + 8 .

Jag förstår att det finns andra sätt att räkna men det hindrar inte att efter att jag räknat själv så är jag inte längre lika imponerad av standardargumentet om den svaga solen. Avslutningsvis vill jag påminna om den första meningen i detta inlägg — jag älskar att ha fel.

Magnus Cederlöf påpekade att om det finns en förstärkning så gäller den ”all forcing” så att en bättre formel är

ΔT = T(s,v) – TO κ(TOs/4 + v/Vlog2(1 + v/V))

vilket för 170 miljoner år sedan ger att T = TO + κ(3 – 0,6)  TO + 2,4κ så att om κ = 3

blir det 7 grader varmare än idag.

 

Dela detta inlägg

24 reaktion på “En svag sol?

  1. 1
    Bim

    Sten Kaijser.
    Imponerande matematik, men Sten, varför inte kolla i facit. Vi vet ju CO2 halten, vi vet ju solinstrålningen, vi vet ju resultatet= jordens medeltemperatur.
    Dessutom vet vi ju ganska väl att extremvädersituationen är som den brukar, havsnivån stiger som den brukar. För mig räcker det för att dra slutsatsen att CAGW är politik, propaganda och lurendrejeri.
    Det kan inte Thomas P göra ett skvatt åt. Om facit ändras så ändrar jag ståndpunkt utan hjälp av någon Klimatpropagandist.
    Men tack Sten och ni övriga på KU för allt jobb ni lägger ner. Jag börjar morgonen med att läsa era funderingar.

  2. 2
    Kristian Fredriksson

    När jag visualiserar begreppet strålningsbalans så ser jag ingen balans alls framför min syn utan ett kaotiskt system som varierar kraftigt över dygnet, året och platsen. Vi vet att vid polerna så är utstrålningen betydligt större än instrålningen samtidigt som värme hela tiden transporteras dit. Vi vet även att luftfuktigheten, molntäcket och albedon varierar betydligt, samtidigt som det finns ett otal andra feedbacks som sätter in beroende på vad som sker. Jag tror att om man kunde använda de där cellerna som klimatmodellerna delar in jorden i och på något sätt mäta varje cells nettoinstrålning eller utstrålning över tid så skulle vi få se intressanta saker. Variationen borde vara stor och den borde skilja sig mycket mellan olika celler vid samma tidpunkt och likna ett långsamt varierande kvantumfält. Utstrålningen och instrålningen över Sahara och Australien vore speciellt intressant att studera, samt polerna. Det mest stabila borde vara i Tropikerna över haven. Jag tror att den statiska (eller nästan statiska) modell som vi brukar se lurar oss mer än vad den lär oss. Visst kan det vara intressant som ett tankeexperiment men det är en dålig modell som jag ser det då komplexiteten försvinner i resonemanget. Även den bild som ni ser här är ju missvisande då det inte på något sätt är en ögonblicksbild utan en sammanfattning av ett år skulle jag tro.

    http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7j.html

  3. 3
    Magnus Cederlöf

    Bra Sten. Man ska försöka räkna själv för att se om olika påståenden är rimliga.

    Eftersom koldioxidens effekt i det här exemplet förstärks med en faktor 3, borde även solens effekt förstärkas med samma faktor. Förstärkningen kan inte se skillnad på varifrån värmen kommer antar jag. Eller har jag missuppfattat ditt räkneexempel?

  4. 5
    Lennart Bengtsson

    ”Klimatkänslighet” i den enkla form som ursprungligen föreslogs av Jim Hansen, dvs kvoten mellan strålningseffekt och temperaturrespons, är dessvärre såväl förledande som missledande. ”Klimatkänsligheten” i dagens klimat skiljer sig markant från den klimatkänslighet som fann under istiderna eftersom exempelvis albedo då var annorlunda liksom vädersystemens banor som i sin tur bestämmer ex molnfördelning. Ännu större skillnader rådde under tidige värmeperioder. Idag har vi tillförlitliga observationer i en grad som är ojämförbar med tidigare epoker och som i rel hög grad utgörs av implicita hypoteser eller rena gissningar om tidigare klimat.

    Vad vi vet från klimatet under de senaste 50 eller 100 åren är att observationerna indikerar en transient klimatkänslighet ( som är den enda verifierbara) på ca 1.5°C± 0.3°C vid CO2 -ekv. fördubbling) räknat med en observerad forcingändring på 3W/m2 och en temperaturökning på ca 1°C.

    Senare observationer kommer att verifiera detta. Detta kan göras ungefär 2035 då CO2 förväntas ha uppnått en fördubbling. Mer än så kan man inte säga . De länder som får mest problem med en förväntad uppvärmning som USA, Kina och Indien bör i eget intresse göra något åt saken. De har mer kunniga experter än Sverige och är fullt kapabla till detta. Sverige bör inte alltid vara det land som skall lösa världens problem, då det faktiskt är ett litet land med begränsade resurser på några tusendelar. Det bästa sättet att bidra är att fortsätta utveckla förnuftiga och ekonomiska energisystem som kan tillämpas även utanför det egna landet. Dit hör ex värmepumpar och god energihushållning och liknande.

  5. 6
    Lasse

    Sten
    Har du räknat ut att vid en 8 ggr högre CO2 halt och en 1,6 % svagare sol så var temperaturen T ca 8 grader högre än idag?

    Jorden har många termostater som kan kompensera för solens inverkan.
    Svårigheten att få haven stabila över 27 graders yttemperatur är en (Orkaner)
    Isläggning och utstrålning är en annan.
    Haven och strömmarna är en tredje.

  6. 7
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Hej Magnus,
    du har alldeles rätt,

    har vi en förstärkningsfaktor så ska den finnas på båda.

    Jag ska göra ett försök att uppgradera

  7. 8
    pt

    #5 Lennart Bengtsson
    Läser med intresse dina inlägg, då du tycks vara den på denna blogg som har mest kunskap i frågan om klimatet. Du tycks dock vara mer övertygad än de flesta på bloggen att de mänskliga utsläppen av koldioxid faktiskt påverkar klimatet, men att det går långsamt och att vi kan ta det relativt lugnt då de relativt låga temperaturökningarna inte är någon större fara. Är det så man skall tolka dig?

  8. 9
    Svempa

    Om CO2 har en viss påverkan eller blir en brusparameter relativt andra faktorer, därom vet egentligen ingen eftersom ”Klimatekvationen” är okänd. Det mesta pekar dock på det senare pga av dålig korrelation.

    Det verkar som om USA kommer minska subventionerna till vinddkraft, vilket får Vestas att rasa på börsen. Så mycket för att vindenergi är marknadsmässgt konkurrenskraftigt;

    https://www.di.se/nyheter/usa-oro-far-vestas-att-rasa-pa-borsen/

  9. 10
    jensen

    Från Sydsvenskan idag framkommer att Miljöpartiet tydligen tycker att flygskatten inte räcker för att rädda klimatet. Nu vill man införa trängselskatt för tågen.
    Min reflexion: Kan det vara lämpligt att straffbeskatta dem som åker 0600-0800 och 1600-1800 t.ex.
    eller är alltsammans ett skämt? Jag vet inte vilket.

  10. 11
    tty

    #4

    Herregud sån smörja. Och de nämner inte ens de två verkliga hot som faktiskt finns, och som bevisligen har inträffat, nämligen ett riktigt stort vulkanutbrott eller ett stort komet/asteroidnedslag.

    Det mesta av det andra kan enklast avvisas genom att påpeka att större temperaturhöjningar inträffat i det förflutna men att inget förskräckligt hände, snarare tvärtom.
    En hel del är ju också ren lögn som t ex att malaria skulle vara en tropisk sjukdom.

  11. 12
    Lennart Bengtsson

    8 pt

    Det är en helt korrekt tolkning av min uppfattning

    Lennart Bengtsson

  12. 13
    Karl Eider

    #11 tty

    Ett tredje hot är en ”coronal mass ejection (CME)” från solen. En solstorm lik den som skedde 1859 (Carrington Event), skulle kunna slå ut många satelliter. Men ännu värre är att den skulle kunna slå ut stora delar av världens elnät. Där det kan ta upp till flera år att återställa näten. Här finns stor risk för en total samhällskollaps, med anarki som följd.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_1859

    ”Flera tidningar runtom i USA och Europa rapporterade om det starka norrskenet och skrev att ljuset var starkare än fullmånen om natten. Norrskenet syntes så långt söder ut som i Karibien och Rom”

  13. 14
    tty

    Jordens albedo har förvisso förändrats åtskilligt under tidernas lopp. Även om vi bortser från förändringar av moln och is/snö, så har andra storskaliga förändringar skett.

    Så har t ex andelen land successivt ökat allt eftersom ny kontinental jordskorpa bildar. Detta höjer albedot (land är mycket ljusare än vatten)

    Landvegatationen börjar utvecklas under Silur, och fram mot Perm täcker den troligen allt land utom öknar och polartrakter. Detta sänker albedot eftersom växternas själva affärsidé är att absorbera solljus.

    Kontinenterna förflyttningar. När det mesta landet finns nära ekvatorn där solinstrålningen är kraftigast blir albedot högre (denna effekt motverkas dock av att land nära polerna kommer att vara snötäckta i större utsträckning).

    Apropå snö och is så ser det nästan ut som om det skulle kunna bli favorit i repris när det gäller grönlandsisen:

    https://www.dmi.dk/uploads/tx_dmidatastore/webservice/b/m/s/d/e/accumulatedsmb.png

  14. 15
    Lars Kamél

    Klimataktivister försöker ständigt förvirra och kalla alla som inte delar deras tro för ”förnekare”. Men faktum är ju att även i stort sett alla klimathotsskeptiker är ense med de troende om att koldioxidutsläpp påverkar klimatet. Det som skiljer är uppfattningen om hur stor klimatkänsligheten är. Vilket är detsamma som en skillnad i uppfattning om huruvida förstärkande eller dämpande återkopplingar är störst.
    Det är typiskt för de troende att vilja förklara alla klimatförändringar med förändringar i halterna av växthusgaser. Men det kan knappast förklara hela paradoxen med att solstrålningen var svagare för mycket länge sedan.

  15. 17
    sibbe

    Världen går under – och vad gör Trump: stoppar subventioner till det viktigaste i världen för våra klimaträddare: vindkraftverk och elbilar — från Tesla.
    Jävla skitstövel…

  16. 18
    Robert N.

    USA-rapport: Människan bakom klimatförändring

    USA. Bevisen för att människan ligger bakom den globala uppvärmningen växer sig allt starkare. Det är slutsatsen i en amerikansk klimatrapport som går stick i stäv med den linje som ledande företrädare för Trumpregeringen driver.
    I den 477 sidor tjocka regeringsrapporten sägs att det är ”extremt troligt”, det vill säga med 95 till 100 procents sannolikhet, att den globala uppvärmningen orsakats av människor, främst på grund av koldioxidutsläpp genom förbränning av kol, olja och naturgas.
    Det finns inga övertygande alternativa förklaringar, heter det i rapporten sammanställd av ett 50-tal experter från bland andra miljöskyddsmyndigheten EPA och vädermyndigheten NOAA.
    USA:s energiminister Rick Perry och EPA:s chef Scott Pruitt har båda uttryckt tvivel på att utsläpp av växthusgaser är den främsta orsaken till temperaturstegringen i världen. President Donald Trump själv har flera gånger kallat klimatförändringarna bluff och i juni meddelade han att USA tänker dra sig ur Parisavtalet om klimatet, eftersom det blir för kostsamt för landet.
    Sedan 1900 har temperaturen på jorden, enligt rapporten, stigit med 1 grad Celsius och havsnivåerna ökat med 20 centimeter. Värmeböljor, skyfall och skogsbränder har därmed blivit vanligare.
    En amerikansk klimatrapport ska lämnas till kongressen vart fjärde år.
    TT-AP-Reuters

  17. 19
    Allan Forsling

    # 18

    Ja det blir intressant att se vad det blir för reaktioner på denna rapport. Att just dessa myndigheter skulle säga annat än de gör här, var väl inte att vänta. De har ju sagt just detta i åratal. Men då oemotsagt. Kanske de kommer andra röster nu?

  18. 20
    Lars Kamél

    #18 Det där med att det inte finns alternativa förklaringar är som fyllot som bara letar nycklarna under gatlyktan. Den som inte vill se några alternativa förklaringar och inte försöker leta efter dem, kommer naturligtvis inte att hitta några heller.

  19. 21
    Svempa

    För Tesla-intresserade. Utdrag från en aktuell artikel i WSJ:

    Tesla ended the third quarter with $3.5 billion in cash. But that money is bound to go quickly. Tesla burned $1.4 billion in cash in the third quarter, meaning nearly all the proceeds of August’s $1.8 billion bond issue have already been spent. Tesla expects $1 billion in capital spending for the fourth quarter and given the continued production problems, operating cash flow is likely to be negative, so the cash burn could look similar to the third quarter. Chief Executive Elon Musk said on Wednesday’s earnings conference call that next year’s capital needs will be similar to this year’s total of $3.6 billion.
    Issuing more bonds doesn’t seem practical. The company now has more than $9.5 billion in long term bonds. Investors who bought the bonds sold in August are already sitting on losses—the debt trades  at less than 95 cents on the dollar just three months after it was issued. Those are large losses for bond investors, especially in a strong credit market.
    Stock would be easier to sell. Investors who bought shares in the last stock sale in March still have healthy gains. Even now, there doesn’t appear to be a shortage of investors who want to own a piece of the electric car maker. Tesla announced in March that Chinese internet company Tencent had bought nearly $2 billion of stock on the open market.
    The more cash Tesla can raise now, the more breathing room it can buy itself to sort out the production issues. The longer it takes to solve the problems, the lower the share price will be and the more skeptical investors will grow. There’s always some comfort in having cash in the bank. Tesla should top up its account.

  20. 22
    Johan M

    #5 Lennart Bengtsson

    ”..observationerna indikerar en transient klimatkänslighet ( som är den enda verifierbara).. ”

    Hur verifierar du det? Eller menar du ”ännu ej verifierbara”

    ”Senare observationer kommer att verifiera detta. Detta kan göras ungefär 2035 då CO2 förväntas ha uppnått en fördubbling”

    Om det blir kallare om tjugo år kommer de troende att säga att det skulle vara ännu kallare om inte koldioxiden fördubblats.

    Att försöka verifiera en signal i ett system som man inte har den blekaste om hur det fungerar är futilt.

  21. 24
    Ivar Andersson

    #18 Robert N. ”USA-rapport: Människan bakom klimatförändring” borde väl vara att det är ryssarna som ligger bakom eller är det EPA och deras kompisar som korrigerar tidigare uppmätta temperaturer för att passa de klimathotstroende?

Kommentarer inaktiverade.