Mikä olisi hyvä pitää mielessä, jos aikoo haastaa IPCC:n ja kasvihuoneilmiön suuruuden ja sen muutoksen?

Mahdollisimman yksinkertaisesti ja kansantajuisesti

Tähän otsikossa olevaan teemaan oli aivan välttämätöntä vielä kerran palata, kun niitä numeroarvoja on peräänkuulutettu ja koska aihe on niin kutkuttava. Ja toisaalta siksi, koska ratkaisu on niin tavattoman yksinkertainen. 

Kysymys siis kuuluu: Mikä on maapallon kasvihuoneilmiön suuruus, kun se maapallon pintaan teho-neliötä kohti lasketaan. Tätä hyvin yksinkertaista laskentamallia on käytetty jo kymmeniä vuosia ja uskoisin, että tullaan käyttämään myös jatkossa. 

Nimittäin satelliittien tekemien havaintojen perusteella, auringosta maapallon ilmakehään kohdistuu säteilytehoa n. 340Wm^-2. Tästä tehosta heijastuu (albedo) takaisin avaruuteen n. 100Wm^-2, jolloin maapallon pintaan kohdistuu näiden tehojen erotus eli n. 240Wm^-2.

Stefan-Boltzmann lakia soveltaen, tuosta 240Wm^-2 saadaan laskettua maapallon pintalämpötila (T_e):

T_e = ⁴√ 240Wm^-2 / σ = 255K ≈ -18°C

Koska tuo -18°C ei ole todellinen, vaan maapallon pintalämpötila on paljon korkeampi, eli keskimäärin n. 15°C tai 33°C lämpimämpi. Tämä lämpötilan nousu johtuu pääasiassa maapallon ilmakehän kasvihuonekaasuista. 

Kasvihuonekaasuja on kaiketi turhaa lähteä enää tässä vaiheessa erittelemään, sillä se tieto on jo kaikkien ulottuvilla.

Kun maapallon keskimääräinen pintalämpötila on tuo n. 15°C, ja kun hyödynnetään S-B -lakia saadaan:

Wm^-2 = σ x 288K⁴ ≈ 390Wm^-2

Tämä tehollinen lukuarvo 390Wm^-2 siis vastaa lämpötilaa n. 15°C (288K), joka on maapallon keskimääräinen pintalämpötila. Tästä saadaankin hyvin helposti laskettua, että mikä on maapallon kasvihuoneilmiön suuruus:

390Wm^-2 – 240Wm^-2 = 150Wm^-2

Maapallon kasvihuoneilmiön suuruus on siis luokkaa n. 150Wm^-2. 

Voiko tätä enää yksinkertaisemmin esittää:

Näitä lukuarvoja voi toki ryhtyä myös saivartelevaan, eli kuinka tarkkoja ne ovat. Mutta itse asiassa absoluutti-tarkkuuksilla on turhaa lähteä spekuloimaan, sillä sellaisiin lukemiin ei varmasti koskaan tulla pääsemään. Näkemykseni on, että suhteelliset muutokset ovat informatiivisempia.     

Mutta se, miten, miksi ja kuinka nopeasti kasvihuoneilmiön suuruus muuttuu ja mikä vaikutus sillä on maapallon keskimääräiseen pintalämpötilaan, se on WMO:n alaisuudessa toimivan IPCC:n tehtävä, eli ratkaisu ei synny vain yhden tutkimuksen pohjalta, vaan se on tuhansien tutkimusten ja erilaisten menetelmien avulla muodostunut yhtenevä kokonaisuus.

Jotta aihe pysyisi mahdollisimman yksinkertaisena ja ns. kansantajuisena, tässä vaiheessa on täysin turhaa lähteä enää uudelleen määrittelemään maapallon energiatasetta, joka on spesifisempi ja seikkaperäisempi tapa käydä läpi sitä energiavirtaa, mikä auringosta maapallolle tulee ja mikä maapallolta avaruuteen poistuu ja miten tämä energia jakautuu. Tämän on IPCC jo määritellyt tuhansien tutkimusten yhteenvetona. Se on myös luonnollista, että tutkimuksen edetessä, lopulliseen ja absoluuttiseen arvioon on tuskin olemassa mitään ratkaisua. Muutos on ainoa pysyvä.     

Mutta sen verran voidaan kuitenkin todeta, että maapallo saa lähes 100% energiastaan auringosta ts. kaikki luonnollinen lämpötilamuutos ja vaihtelu maapallolla johtuu tästä tähdestä. 

Toinen tekijä joka vaikuttaa maapallon pintalämpötilaan on luonnollinen kasvihuoneilmiö. 

Ja vain parilla termillä ilmaistuna voidaan kuvailla näiden kahden tekijän yhteisvaikutusta, eli maapallon nousevan pintalämpötilan summan muutosta suhteessa ajan muutokseen:

(ΔT_A + ΔT_G) / Δt > 1

ΔT_A = auringon tuottama nouseva lämpötilamuutos

ΔT_G = luonnollisen kasvihuoneilmiön tuottama nouseva lämpötilamuutos

Δt = ajan muutos

Ja toisaalta paljonko maapallon pintalämpötila loivenee, joka luonnollisesti riippuu auringon tuottaman lämpötilan laskusta, sillä luonnollisen kasvihuoneilmiön tuottama lämpeneminen on edelleen nousussa:

(-ΔT_A + ΔT_G) / Δt ≤ 1

-ΔT_A = auringon tuottama laskeva lämpötilamuutos

ΔT_G = yhä positiivinen luonnollisen kasvihuoneilmiön tuottama lämpötilamuutos

Δt = ajan muutos  

Koska auringon tuottama lämpötilamuutos on luonnollista vaihtelua ja valtameret pyrkivät hidastamaan maapallon lämpenemistä, myös pilvien nettovaikutuksen tulisi olla luonnollista lämpenemistä hidastava.

Havainnot kuitenkin osoittavat, että luonnolliseen lämpötilavaihteluun on summautuneena nouseva lämpötilatrendi ja se ei selitä luonnollista lämpötilan nousua.

Lähteet:

WMO (World Meteorological Organization)

https://public.wmo.int/en/media/press-release/2021-one-of-seven-warmest-years-record-wmo-consolidated-data-shows