Maapallon ilmastoherkkyyden arviointi käyttämällä useita todisteita – AGU (American Geophysical Union)

Maapallon ilmastoherkkyyden arviointi käyttämällä useita todisteita – AGU (American Geophysical Union)

AGU on tänä vuonna 2020 julkaissut erittäin laajan, 184 -sivuisen tutkimuksen ja yhteenvedon Maapallon ilmastoherkkyydestä. Heti alussa tutkimuksen yhteenvedossa on kolme avainkohtaa (Key Points):

  • Arvioimme todisteita, jotka liittyvät maapallon ilmastoherkkyyteen S: palauteprosessin ymmärtäminen sekä historialliset ja paleo-ilmastotiedot. 
  • Kaikkia kolmea todistuslinjaa on vaikea sovittaa yhteen S < 2°K: n kanssa, kun taas paleotodisteet tarjoavat vahvimman S > 4.5°K: ta vastaan. 
  • Bayesin laskelman mukaan 66%: n alue on 2.6°K – 3.9°K, joka pysyy 2.3°K – 4.5°K rajoissa, luotettavissa kestävyystesteissä.

Koska tutkimus on erittäin laaja, sen läpikäyminen on pitkää piimää, joten yritän etsiä sieltä vain muutamia keskeisiä kohtia:

Määritelmät CO2 -säteilypakotteelle ja ilmastopalautteille 

CO2 -säteilypakote sisältää sekä ilmakehän CO2:n kaksinkertaistumisen suoran säteilyvaikutuksen, että epäsuorat säteilyvaikutukset, jotka johtuvat ilmakehän ja pinnan säädöistä, jotka tapahtuvat ilman, että pintalämpötila T on noussut huomattavasti.

Ilmastopalautteissa ilmaistaan ​​kokonaisilmastopalautteen parametri λ, (W/m-2 K-1) TOA -säteilyn herkkyyden tekijöille xi summalla kerrottuna kuinka nämä tekijät xi muuttuvat pinnan lämpenemisen myötä. Tässä periaatteellinen formulointi, mitä en nyt tässä yhteydessä lähde sen tarkemmin läpikäymään:

λ = ∑i λi = ∑i 𝝏N / 𝝏xi x dxi / 𝝏T = λPlanck + λwater vapor + λlapse rate + λsurface + λclouds + λother

missä xi sisältää tavallisesti lämpötilan muutoksen (Planck), vesihöyryn, Lapse Raten (ilman lämpötilan laskunopeus korkeuden kasvaessa), pinta-albedon ja pilvien muutokset. Kukin oikealla puolella olevista termeistä kuvaa kyseisiä takaisinkytkentöjä.

Itse asiassa aasin siltana ja suora loikkaus CO2 -säteilypakotteeseen:

ΔF2 x CO2 ≈ 4.0W/m2

Kiinnittäisin erityisesti huomiota kohtaan:

3.2 Process understanding of CO2 radiative forcing and non-cloud feefbacks

3.2.1 CO2 radiative forcing (sivu 27)

(ks. myös taulukot 1 – 11 ja kuvat 1 – 24)

Tutkimus on siis hyvin laaja, se sisältää myös paleo-tutkimusta, sekä luonnollisesti GCM-mallinnuksia ja siksi koko tutkimuksen läpikäyminen ja sen kääntäminen Suomeksi näissä puitteissa on haastavaa. Virheiden minimoimiseksi  jätän tutkimuksen lukijoiden arvioitavaksi.

Kuitenkin tuo CO2:n säteilypakote ΔF2 x CO2 ≈ 4.0W/m2 antaa ajattelemisen aihetta, joka poikkeaa vain hieman ns. ihanteellisen kasvihuoneilmiön mallista, missä säteilypakotteeksi on arvioitu:

ΔF↑ = Δε (σTa4 – σTs4) = 3.71W/m2

”Pinnan säteily voi olla hieman eri osassa infrapunaspektriä kuin ilmakehän säteily. Malli olettaa, että keskimääräinen emissiivisyys (absorptiokyky) on identtinen kummallekin näistä infrapunasäteilyvirroista, kun ne ovat vuorovaikutuksessa ilmakehän kanssa. Siten pitkäaaltosäteilylle yksi symboli (ε) tarkoittaa sekä ilmakehän emissiivisyyttä että absorptiokykyä mille tahansa infrapunasäteilyn virralle.

Otetaan mukaan Ts:n ja Ta :n arvot, missä ε = 0.78, ΔF↑= -3.71W/m2, missä Δε = 0.019. Siten ε: n muutos 0.78: sta 0.80: aan on sopusoinnussa hiilidioksidin kaksinkertaistumisesta aiheutuvan säteilyn kanssa. Jos e = 0.80:

Ts = 289.5 °K (16.5°C)

Mallit ennustavat globaalin lämpötilan nousseen ΔTs ~1.2°C silloin, kun hiilidioksidi-pitoisuus kaksinkertaistuu.

Ennusteisiin on käytetty GCM (Global Climate Models), missä pintalämpötila on lämmennyt ~3°K. GCM-mallinnus ottaa huomioon positiivisen takaisinkytkennän, erityisesti vesihöyrystä.

Yksinkertainen korvike tämän takaisinkytkentäprosessin sisällyttämiseksi on saada aikaan lisäys Δε = 0.02, yhteensä Δε = 0.04, jotta voidaan arvioida vesihöyryn nousun vaikutusta lämpötilan nousuun. 

Tämä idealisoitu malli ennustaa siten ilmaston lämpenemisen ΔTs = 2.4 °K (2.4°C) hiilidioksidin kaksinkertaistumiselle.”

Ohessa AGU:n julkaisema tutkimus ja yhteenveto.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2019RG000678

HannuSinivirta

Työura: (el. vanh. tut. / 2016) FMI / avaruusteknologia ja havaintopalvelut 1990 - 2016 (26v). Eflab Oy - Labsystems Oy / lääketieteellinen teknologia / tutkimus ja tuotekehitys 1980 - 1990v (10v). Nokia Oy / atomivoimalaitostekniikka ja militaaritekniikka 1975 - 1980 (5v). Planar Ky / tietoliikennetekniikka / tutkimus ja tuotekehitys 1968 - 1975 (7v). Kantavia voimia mm. Albert Einsteinin 10 kenttäyhtälöä. Olen tutkinut ilmastonmuutosta n. 5 vuotta ja päätynyt arvioon, että muutos tapahtuu sekä antropogeenisten eli ihmislajin toiminnan seurauksena (A) että luonnollisten eli planetaaristen (L) vaikutusten muutos-vauhdin suhteessa, missä antropogeeninen dominoi (𝝏A / 𝝏t) / (𝝏L / 𝝏t) = paljon suurempi kuin 1. Tutkimukseni ei perustu perinteisiin julkaisu-periaatteisiin, mutta henkilökohtaiseen kokemukseen, havaintoihin ja puhtaaseen matemaattiseen tulkintaan.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu