Om temperatur och salthalt

Jag skrev för många år sedan ett inlägg på KU med rubriken ”De Onda, de Goda, de Rättfärdiga” och när jag några år senare hade ont om tid för att skriva ett inlägg så återanvände jag (i princip) samma inlägg. Anledningen till att jag kom att tänka på detta gamla inlägg är att det inte tycks förlora sin aktualitet. Det stora bekymret är alla dessa skrivande människor, journalister och andra, som har ett behov av att manifestera sin godhet.

Efter att andra ämnen förlorat sin status som godhetsmarkörer har klimatet blivit en trygg nödhamn. Vad kan vara godare än att kräva uppoffringar för att rädda hela planeten! (Att det kommer att ske på de fattigas bekostnad behöver man ju inte skriva rakt ut : ) Att man inte förstår något om hur klimatet fungerar eller hur det har ändrats under årmiljoner, eller bara decennier, spelar ingen roll. Det viktiga är att ta klimathotet på allvar.

Det kan för all del vara värt att påpeka att vi alla, eller åtminstone de av oss som tar in omvärlden via nätet, lever i våra egna små filterbubblor, där vi ständigt matas med sådana fakta som stämmer med våra egna (miss?) uppfattningar. De flesta filterbubblor är också tillräckligt stora för att vi ska kunna inbilla oss att ”alla tänker så”. Det enda besvärliga med de riktigt goda är att de dels dominerar de stora medierna, dels inte inser att de också lever i en filterbubbla. Den är dessutom, precis som alla andra bubblor, mycket mindre än vad de själva anar.

Jag tror inte att de som skriver om klimathot, klimatåtgärder eller ens om klimatångest, är på något sätt köpta, de vill bara vara på den rätta sidan. Själv reagerar jag, som jag tror att många andra utanför den inre kretsen av goda också gör, jag blir bara trött på alla som säger att vi ska få det varmare och skönare men utmålar det som ett hot.

Det är något liknande med klimatpolitiken, läs energipolitiken, vi vet att intermittent elproduktion bara kan existera om den subventioneras och vi läser om det ena stolliga beslutet efter det andra. Vi ser också att det finns vettiga människor. Förr ansåg jag att en socialdemokratisk regering borde vara det naturliga, detta därför att den ekonomiska makten och den politiska borde balansera varandra. Nu är det inte längre så. Den politiska makten har i stort sett slagit ut den ekonomiska.

När det gäller energipolitik, d.v.s. främst elproduktion så har politikerna tagit makten totalt. För politiker är nästa val viktigare än Sveriges framtid om 20 år. Politikerna tror att medierna representerar Sveriges folk och gör som medierna skriver.

Jag orkar inte riktigt delta i en debatt om klimat- och energifrågor utan föredrar att följa små sidospår som ändå är av viss relevans för klimatet och dess förändringar.

Häromveckan råkade jag läsa en artikel på WUWT som handlade om snabba uppvärmningar av Arktis – vi hade ju en sådan under 1930-talet. Det som intresserade mig var påståendet att det under det kalla vattnet i Arktis kan samlas stora mängder (ganska) varmt vatten. Under vissa omständigheter kommer sedan det varma vattnet upp och ger då en snabb uppvärmning. Vi vet ju att en kubikmeter vatten har samma värmekapacitet som 800 kubikmeter luft så att vatten som är några grader varmare kan göra stor skillnad.

Jag insåg att anledningen till att detta varma vatten kan hamna under det kallare är att det är saltare, och för länge sedan fick jag lära mig att medan atmosfärens rörelser främst drivs av skillnader i lufttryck, så drivs havens av skillnader i täthet. Jag blev nyfiken. Jag vet att vid jordbävningar under havet så kan havet blandas med slam som kan göra det betydligt tyngre och även åstadkomma vattenskred ned från kontinentalsocklar.

Oorganiskt slam är alltså ”det tyngsta” men hur förhåller det sig mellan värme och salthalt? Vi vet att varmare vatten är lättare än kallare och många av oss, även vi som inte badat i Döda Havet, har också upptäckt att man flyter lättare i havet än i insjöar. Men vad spelar störst roll, salthalt eller temperatur?

Jag hittade några siffror. Enligt mina källor ger 1% högre salthalt en ökning av tätheten med drygt 0,5 % medan en minskning av temperaturen ger en ökning av tätheten med 0,02%. Det skulle i så fall innebära att för att ”motverka en ökning av salthalten med 1% skulle temperaturen behöva höjas 25 grader.

Kort sagt, om salthalten i det varma vatten som kommer med Golfströmmen är 0,5% saltare så kan det mycket väl hamna under det kalla vattnet vid ytan och en bit ner.

Det finns en, såvitt jag förstår etablerad teori (gå gärna vidare till den engelskspråkiga sidan) om en global undervattensströmning där kallt vatten sjunker i Södra ishavet och i Nordatlanten och sedan går genom alla oceanerna, innan det sså småningom kommer upp till ytan igen. Det hävdas att det som driver strömmen är skillnader i täthet. Även om kartan är vacker och ”ser bra ut” så är jag inte helt övertygad om att man verkligen vet att det är enligt den kartan strömmarna flyter.

Hastigheten påstås vara några meter per dygn vilket skulle bli någon kilometer per år eller 100 mil på 1000 år. Samtidigt påstås det att det vatten som sjunker ner tar ungefär 1000 år på sig innan det kommer upp till ytan igen och då har det ofta färdats tusentals snarare än hundratals mil. Jag skulle vara tacksam om någon kunde ge en riktigt trovärdig beskrivning av planetens djuphavsströmmar.

Innan jag avslutar detta inlägg så tänkte jag göra en liten parallell mellan hav och atmosfär. I atmosfären drivs de horisontella rörelserna av skillnader i lufttryck, medan de vertikala drivs av skillnader i täthet. Segelflygare som använder termik utnyttjar att varm luft stiger. Men även i luften finns det förutom temperaturskillnader också en ”kontaminering” som kan påverka tätheten och det är vattenångan.

I luften är det visserigen tvärtom så att fuktig luft är lättare än torr (medan i haven saltet ger större täthet) men återigen finns det en fråga om vilket som spelar störst roll, temperatur eller fuktighet?

En intressant skillnad mellan vatten och luft är att i luften tar alla molekyler lika stor (eller liten) plats så att vid en luftfuktighet om 1% så är det 1% av molekylerna som är vattenmolekyler. Om vi förenklar genom att påstå att en ”normal luftmolekyl” har molekylvikten 29 ( N2 är 28, O2 32 och det är 4/5 kväve), medan vattenmolekylen har atomvikten 18 så är den procenten en tredjedel lättare.

Det innebär att luft med 1% luftfuktighet är 0,3 % lättare än lika varm torr luft. Å andra sidan utvidgas uppvärmd luft i proportion till den absoluta temperaturen mätt i Kelvin så vid en temperatur om 300 K, eller 27 grader Celsius så innebär en grads uppvärmning en utvidgning med 1/300-del vilket också är ungefär 0,3%.

Om jag tänkt och räknat rätt är det alltså så att salthalt inte kan kompenseras med temperaturförändringar. Dessutom är värmekapaciteten hos vatten så stor att det enda sättet att snabbt ändra temperatur är genom att det strömmar in varmt (eller kallt) vatten.

I atmosfären vet vi att vattenångan har en oerhört stor betydelse men åtminstone över land är det kanske lättare att ändra temperaturen 1 grad än att ändra luftfuktigheten 1%.

Avslutningsvis vill jag försvara mitt intresse för haven med att när det gäller att förutsäga väder en vecka eller fjorton dar framåt så tror jag inte att man behöver ta så stor hänsyn till haven, men så fort det handlar om månader, år eller decennier så tror jag att oceanografer vore mer lämpliga att förutsäga vad som ska hända än meterologer.

Och allra sist, vad kan man inte råka ut för när man skriver ett inlägg, just när man är färdig hittar man något mycket viktigare än det man nyss skrivit. Jag tittade på klimarealisternas blogg och hittade en artikel om ”den påstådda artutrotningen”. Den baserades i sin tur på en annan artikel skriven av Gregory Wrightstone, ett namn som jag inte tidigare kände till. Eftersom ämnet intresserar mig hoppas jag återkomma till ämnet i ett senare inlägg.

Dela detta inlägg

25 reaktion på “Om temperatur och salthalt

  1. 2
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Tack för länken Kristian,

    jag noterade att artikeln var ifrån 2012 och det minns vi ju att det blev ett år med ganska lite is i Arktis.

    Men i vilket fall som helst känns det ”för mig” bra att ha siffror på betydelsen av salthalt jämfört med temperatur. De exakta siffrorna spelar kanske inte så stor roll, men det är bra att veta att salthalten spelar mycket större roll än temperaturen i haven.

  2. 3
    Guy

    Intressant frågeställning om vatten kontra luft. Fortsätt gärna med dina delanalyser av klimatets komplicerade sammansättning.

    För två dagar sedan fanns en rubrik i kvällspressen om att meteorologerna var häpna över den värmeperiod vi hade i veckan. Det intressanta i storyn, enligt mej, var att meteorogen berättade att endast en datmaskin hade rätt. Hos mej föddes omedelbart tanken att borde det inte vara meteorologen som gör förutsägelserna på basen av data han får? Kanske det är just så dom gör, men texten gav ett annat intryck.

    I långa tider misstänkte jag att meteorologerna var helt i händerna på prognostiserande maskiner. Orsaken var senaste två årens väder. Lågrtyckenas färdriktning var förändrad och väderlektjänstens spådomar stämde illa. Nyligen tog meteorologen jetströmmarna med i tv:ns väderförutsägelser, som en förklaring.
    Vore intressant att veta om det är först nu (med Corbyn) som dom fått upp ögonen för jetströmmarna?

  3. 4
    Daniel Wiklund

    OT Gick förbi ett tidningsställ nyss, läste att Magdalena A kommer att höja bensinskatten ännu mer. Hon kanske inte ger sig förrän den är 110%. Medveten om att mannaminnet är kort, mellan första och andra höststormen enligt Hjalmar S, så har jag ett minne av att hon tidigare sagt att bensinpriser är nog högt, att det inte ska höjas. Men politiker har ju en egen värdegrund.

  4. 6
    Christer Löfström

    # Sten Kaijser, du skriver:

    ”Att det kommer att ske på de fattigas bekostnad behöver man ju inte skriva rakt ut ”

    ”När det gäller energipolitik, d.v.s. främst elproduktion så har politikerna tagit makten totalt. För politiker är nästa val viktigare än Sveriges framtid om 20 år. Politikerna tror att medierna representerar Sveriges folk och gör som medierna skriver”

    Jag håller med dig i det första, men inte det andra. Du glömmer den ekonomiska makten, t.ex. Wallenberg.

    Jag har deltagit i Investors Årsstämma 2018 o 2019. 18 ställde jag fråga. 19 ställde jag förslag.

    Hela texten i mitt förslag (el till de fattiga) och protokoll finns på Investors hemsida. På svenska och på engelska”
    ”””””””””
    § 19
    The shareholder Christer Löfström presented his proposal that the Annual General Meeting shall instruct Investor’s CEO to present a report at the Annual General Meeting 2020 on Investor’s future engagement in Sub-Saharan Africa. (Appendix 14)
    Anders Oscarsson, representing AMF and AMF Funds, presented the view of AMF to vote against the proposal of Christer Löfström.
    Johan Forssell briefly commented on the proposal.
    Thereafter, the Annual General Meeting rejected the proposals from shareholder Christer Löfström.
    ”””””””

    Ge upp finns inte!
    http://www.klimatupplysningen.se/2013/04/22/fokusera-pa-elektricitet-och-rent-vatten-for-de-fattigaste/

  5. 7
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Hej Christer,

    vad jag har i tankarna är elproduktion i Sverige, där politikerna med sina subventioner till den intermittenta
    elen helt förstört en sund marknad. Det är ett förstört landskap att orientera i. På global nivå har exempel världsbanken gjort sitt yttersta för att försvåra för fattiga länder att få en bra elproduktion.

  6. 8
    jensen

    I analogi med huvudsakliga tonvikten på grön i uttrycket gulgrön, är då inte tonvikten i Thermohaline Circulation på haline, dvs i enlighet med Sten Kaisers reflexioner?
    Eller skall man döpa om företeelsen tll Halinothermal Circulation ?

  7. 10
    Ivar Andersson

    ”Det som intresserade mig var påståendet att det under det kalla vattnet i Arktis kan samlas stora mängder (ganska) varmt vatten.” Aha det är här som värmen gömmer sig som förklarar att lufttemperaturen inte stiger enligt IPCCs klimatmodeller :-)

  8. 11
    Lars-Eric Bjerke

    Sten,

    Långfärdsskridskoåkare på västkusten känner till att för att få omvänd skiktning d.v.s. att kallt vatten flyter ovanpå varmare vatten måste salthalten vara lägre än 2,47 %. Vid den salthalten fryser vattnet vid -1,3 C.
    Detta händer i fjordarna nästan varje vinter eftersom det oftast finns någon flod eller bäck som ger kallt sötvatten som lägger sig på ytan. Sötvatten vid 0 C är ju också lättare än sötvatten med temperaturen 4 C. Om den baltiska strömmen, som går från Östersjön längs den svenska västkusten, är stabil vid lugnt och riktigt kallt väder, kan enstaka år hela Kattegatt och delar av Skagerrak frysa trots att salthalten normalt i ytvattnet ligger mellan 2,5 och 3,0 %.

  9. 12
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Lars-Eric,

    tack för kommentaren. Jag känner mig ibland som en upptäcktsresande från Europa i en främmande världsdel. Det som är självklart för infödingar är nytt och främmande för en besökare. Det innebär att det bara är den som kommer utifrån som kan berätta förnågon som aldrig varit där.

    Jag fuskar i den ena frågan efter den andra och det finns alltid kunnigt folk på bloggen som inte lär sig någonting nytt av vad jag skriver. Å andra sidan tror jag att många, kanske de flesta som följer KU är ungefär lika kunniga, eller okunniga, som jag. Det innebär att en del av de frågor jag ställer kan ge något nytt till andra.

    Din kommentar är riktigt, riktigt välkomman och jag tackar. Du har förresten ofta en förmåga att ge intressanta kommentarer till mina inlägg.

  10. 13
    Lars W

    Lars-Eric och Sten #11 #12

    Och så har vi det roliga fenomenet med pannkaksis ibland kallat tallriksis som uppträder när sötvatten lägger sig ovanpå saltvatten med minusgrader. Som ung ville jag bli Oceanograf och läste om detta i en bok av Hans Petterson som beskrev fenomenet från Stora Bornö i Gullmarn. Oceanografiens Mecka.

  11. 14
    Lars Cornell

    Tack Sten, det var en intressant tråd med några a-ha upplevelser.
    Att vattenånga är lättare än luft är ju inte intuitivt givet, vatten är ju tungt, men självklart är det så om man ser till fysiken. Att salthalten är viktigare än temperaturen har jag inte riktigt tänkt på tidigare. Men Golfströmmen är nog aningen saltare än övrigt vatten i Npol-basängen. Så Golfströmmen är räddad åtminstone i teorin. Den dyker på grund av sin salthalt och inte lika mycket på grund av temperaturen (?).

    Men hjälp mig. Jag har sökt samband spec.vikt som funktion av salthalt och temperatur samt vattenånga och luftens spec vilkt men hittar inget som är bra. Wikipedia är där värdelös. Moln är ju inte vattenånga, hur mycket väger de? Ett diagram med temp på ena axeln, salthalt på andra och isovikt som kurvor vore givande.
    ”Vi vet ju att en kubikmeter vatten har samma värmekapacitet som 800 kubikmeter luft så att vatten som är några grader varmare kan göra stor skillnad.” Jag vet inte det, visa mig.

    #1 K.F. Detsamma borde gälla även på mindre än 200 m djup.

  12. 15
    Lars-Eric Bjerke

    Sten,
    En ytterligare effekt, som har betydelse konvektionsrörelser i Arktis vatten, är att vattnet som fryser till, släpper huvuddelen av sitt saltinnehåll till omgivningen. (Vattnets kristallstruktur gillar ju inte föroreningar som stör.) Detta gör att salthalten i vattnet under isen och därmed densiteten ökar. Den kalla atmosfären över vattnet kan också kyla det fria vattnet och vattnet under isen ner till under -1,5 C, som är fryspunkten vid 3,5 % salthalt. Nedkylningen ökar ju också densiteten och densitetsrörelser.

  13. 16
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Lars C #14

    Jag frågade duckduckgo om ”density of salt water” och fick några länkar, vilken jag använde minns jag inte. Jag tror att det var tätheten/densiteten på vatten med ungefär 3% salthalt. Det som för mig inte är självklart är hur stor volym saltet upptar. I en vätska vet jag inte hur nära molekylerna finns. Det som är klart är att en natriumjon med atomvikten 22 och klorjon med atomvikten 35 båda är tyngre än en vattenmolekyl, men jag vet inte hur stor volym de upptar, så jag var tvungen att lita på de uppgifter jag fick.

    När det värmekapaciteten hos luft jämfört med vatten så väger en kubikmeter luft 1,3 kg (vid normalt tryck på havsnivå) så att det går 800 kubikmeter på 1 ton och eftersom du frågar så inser jag att jag borde ha tänkt på att värmekapaciteten hos luft är en tredjedel så att egentligen svarar en kubikmeter snarare mot ungefär 2300 kubikmeter luft. En annan siffra är att om vi tar en kvadratmeter hav så har de översta 3 meterna samma kapacitet som luften ovanför.

    Det för mig intressanta är att i haven spelar salthalten större roll än temperaturen när det gäller täthet, men i atmosfären tror jag att temperaturen möjligen är ”något viktigare” än luftfuktigheten. Men med tanke på att vattenångan också innehåller ”latent värme” så kanske luftfuktigheten i alla fall är viktigare.

    Lars-Eric B #15
    ja, jag har undrat över detta att när isen fryser så blir vattnet under saltare, samtidigt som den nybildade isen avger värme. Förmodligen finns det en temperaturgradient genom isen som gör att värmen huvudsakligen hamnar i isen ovanför.

    Om det har frusit till en tjocklek av 3 meter, eller 3,3 meter så har på varje kvadratmeter 3 kubikmeter vatten frusit och om vi antar att salthalten då sjunker från 3 till 0,5 % så har det tillförts 75 kg salt vilket räcker för att öka saltalten hos 7,5 kubikmeter med 1%. Vilken effekt detta har på strömningen vet jag inte, men det känns bra att ha en egen beräkning i bakhuvudet när man läser vad andra skriver.

  14. 17
    Kristian Fredriksson

    #14 Lars Cornell

    Vad jag menade var att det inte kan vara 200 meter djupt på grundare vatten. Att det fryser vet vi ju. Det var nog en korkad anmärkning som kunde missförstås.

    Vid djup större än 200 meter krävs det att det är – 2 C hela vägen ner till 200 meter för att isbildning skall uppstå borde jag givetvis skrivit.

  15. 20
    Sten Kaijser Inläggsförfattare

    Kristian och Lasse,

    tack för intressanta länkar. När det kommer ”ny information” om ATT något händer så vill jag gärna ha en aning om storleksordningar. Är detta något att bry sig om eller inte?

    När det gäller det allra tyngsta vattnet så är förmodligen de viktigaste frågorna dels hur mycket sådant vatten det finns, dels om den totala mängden ökar. Frågan är också i vilken utsträckning detta vatten alls kommer tillbaka upp mot ytan — någonstans.

  16. 21
    Lasse

    #20 Sten K
    Det finns det som kommer upp från botten och dyker upp vid ytan:
    https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190605100335.htm
    En mekanism som nyttjar utflöde från jordens inre och göder(Fe) plankton som tar hand om havets CO2 .

    OT Brukar granska isvolym och area i Arktis via denna sida:
    http://polarportal.dk/havis-og-isbjerge/havisens-tykkelse-og-volumen/
    Nu är volymen avtagande och även arean. Kurvorna för olika år ligger rätt nära varandra med 14 dagarsvariation vad gäller volym (samma volym infaller inom 14 dar år efter år) men med 45 dagars variation vad gäller area.
    Det kanske kan förklaras?

  17. 22
    Lars-Eric Bjerke

    #16 Sten,
    ” Förmodligen finns det en temperaturgradient genom isen som gör att värmen huvudsakligen hamnar i isen ovanför.”
    Vid frysningen bortförs ingen värme neråt på grund av brist på temperaturgradient. Is har en hyfsat värmeledningsförmåga d.v.s. 2,1 W/mK och ofta är ju lufttemperaturen i Arktis låg, så temperaturgradienten uppåt genom isen finns där. Även med en mycket liten temperaturgradient kan is tillväxa genom att isen på ytan avdunstar vid låg relativ luftfuktighet och därmed kyler isytan. Sublimeringsvärmet (2 800 kJ/kr) på ovansidan är ju 8 gånger större än frysningsvärmet på undersidan (330 kJ/kg).

  18. 23
    tty

    #14

    ”Men Golfströmmen är nog aningen saltare än övrigt vatten i Npol-basängen. Så Golfströmmen är räddad åtminstone i teorin. Den dyker på grund av sin salthalt och inte lika mycket på grund av temperaturen (?).”

    Golfströmmen och mellersta Atlanten är mycket saltare än Stilla Havet av en ganska oväntad orsak: Panamanäset. Vindarna på de aktuella breddgraderna är övervägande östliga, och vatten som avdunstat från Atlanten och Karibiska havet regnar ned i Stilla havet och sötar ut det, men kommer sedan inte tillbaka till Atlanten:

    https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/78000/78250/salinity_aqu_2012154_lrg.png

    Därför fanns inte Golfströmmen och produktionen av kallt djupvatten i Nordatlanten i nuvarande form innan Panamanäset bildades.
    Kallvattenproduktionen runt Antarktis har däremot pågått ända sedan kontinenten isolerades och isades ned för ca 35 miljoner år sedan. Det antarktiska bottenvattnet är ännu kallare men inte riktigt lika salt som det nordatlantiska djupvattnet. Båda är väl syrsatta (genom stormar och sjögång på höga breddgrader) vilket gör det möjligt för ett tämligen rikt djurliv att leva i djuphavet. I ett ”växthusklimat” är djuphavet syrefattigt eller tidvis t o m syrefritt och helt dött.

  19. 24
    tty

    #22

    Det finns ytterligare en mekanism som påverkar tjockleken av havsisen. Under Fram-expeditionen 1893-96 upptäckte man att isen faktiskt var tjockast på försommaren. Smältvatten som sipprade ned frös när det kom i kontakt med havsvattnet. Denna mekanism fungerar naturligtvis bara om havsvattnet är signifikant kallare än noll grader. Fenomenet har också observerats under shelfisar i Antarktis.

  20. 25
    Lars W

    tty # 22

    Vad säger du om följande? Isen i Norra Ishavet är beroende av tillförsel av sötvatten. Då borde väl rimligen istjockleken också variera med nederbörden?

Kommentera

E-postadressen publiceras inte.