Lørdag 24.6.2017 - Uke 25

logo

Samarbeidspartnere

Analyse av CO2 og temperatur på Antarktis gjennom 140 000 år svekker CO2-hypotesen, mener Thorstein Seim.


530x422 fig1Figur 1.

Som for så mange andre gjorde Al Gores film «En ubehagelig sannhet» (An Inconvenient Truth) et sterkt inntrykk, spesielt da han presenterte hvordan endring av CO2-konsentrasjonen i atmosfæren og endring av temperatur viste en tydelig sammenheng gjennom mer enn 400 000 års istider og mellomliggende varmetider.

Dette er vist på figur 1.

Data var hentet fra is-borekjerner fra Vostok-feltet på Antarktis (Petit et al. 2001).

Men når sammenhengen ble nærmere analysert, viste det seg at temperaturen økte først, og deretter fulgte økning av CO2-konsentrasjonen.

Dette ble brukt til å kritisere teorien om at CO2-konsentrasjonen er den drivende mekanisme for økning av temperatur.

Men denne kritikken er blitt imøtegått, for eksempel på nettsiden RealClimate som drives av kjente klimaforskerne som Gavin Schmidt (NASA), Michael Mann (han med «hockeykølla») og norske Rasmus Benestad. Deres forklaring er som følger:

Minst tre, nøye utførte is-kjernestudier viser at, ved slutten av en istid, så begynner CO2 å øke ca. 800 år (600 – 1 000 år) etter at temperaturen tar til å øke. Deretter fortsetter temperaturøkningen i ca. 5 000 år før den stabiliserer seg.

Det eneste forsinkelsen i CO2-økning viser, er at CO2 ikke er årsaken til temperaturøkning i de første 800 årene. Men når CO2-økningen er blitt stor nok, fører den til økt temperatur siden CO2 er en drivhusgass som absorberer varmestråling.

Dette fører igjen til økt utslipp av CO2 fra havet som igjen øker temperaturen ytterligere og så videre.

CO2-økning virker derfor som en positiv tilbakekoblings-mekanisme, og resulterer i at ca. 50 prosent av temperaturøkningen etter en istid skyldes økning av CO2-konsentrasjonen (med noe bidrag fra andre drivhusgasser som metan).

Denne detaljerte forklaringen vekket interessen for å se nærmere på Vostok-dataene, spesielt påstanden om at økende CO2-nivå fører til en akselererende temperaturøkning.

Analysen er utført for de siste to is- og varmetider, ut fra antagelsen om at «nyere» data er mest presise. Dessuten er sammenhengen mellom CO2 og temperatur mer oversiktlig her.

Data for forrige varmetid, som startet for ca. 140 000 år siden, er vist på figur 2A - B (under).

530x558 fig2Figur 2. Temperaturvariasjon og CO2-konsentrasjon, målt i is-borekjerner fra Vostokfeltet på Antarktis. Figuren viser slutten på forrige istid og etterfølgende varmetid.

Figur 2A viser variasjon i temperatur, mens 2B viser CO2-konsentrasjonen i ppm (parts per million i luft).

Figur 2B viser at CO2-konsentrasjonen tar til å øke ca. 800 – 1 000 år etter at temperaturen begynner å øke, som er forventet ut fra analysen til klimaforskerne.

Vi ser at ca. 10 000 år senere har både temperatur og CO2 nådd et maksimum og temperaturen har økt ca. elleve grader.

Ifølge klimaforskerne skulle omtrent halvparten av temperaturøkningen (5,5 grader) skyldes CO2.

Men deretter faller temperaturen betydelig, ca. syv grader, i løpet av ca. 10 000 år, mens CO2-konsentrasjonen holder seg tilnærmet konstant. Dette var uventet, ut fra forutsetningen om at det er CO2 konsentrasjonen som primært styrer temperaturen.

Så her må det være en annen mekanisme som er viktigere. Videre ser vi at når temperaturen deretter faller raskere, så starter nedturen for CO2.

Men fallet er slakere enn for stigningen ved start av varmetiden. At CO2-konsentrasjonen bruker betydelig lengre tid på å falle når temperaturen faller enn på å stige tyder på at det er forskjellige mekanismer som styrer her.

Fra Henrys lov vet vi at når temperaturen i havet øker, så frigis CO2.

Men absorpsjonen av CO2 i havet når temperaturen synker er en mer kompleks prosess. Den styres av luft og havstrømmer, av nedbør, vegetasjon, is-mengde/mangel på havis og så videre.

Dette fremgår ikke av Henrys lov som er en likevektslov. En bedre forståelse av disse prosessene ville kunne forbedre grunnlaget for klimamodellene som benyttes i dag.

I tiden etter år -110 000 stiger temperaturen ca. fire grader mens CO2-konsentrasjonen fortsetter å falle. Så her styres heller ikke temperaturen av CO2.

Temperaturøkningen i starten av varmeperioden, og sammenhengen med CO2-konsentrasjonen ble deretter analysert.

I figur 3A (under) er midlere temperatur per 1 000 år plottet i tidsperioden –130 000 til –138 000 år, det vil si i tiden der temperaturen økte, men før den nådde sitt maksimum. Se figur 2A.

530x1160 fig3Figur 3. Sammenhengen mellom midlere temperatur og CO2-konsentrasjon etter slutten av forrige istid. 3A: Midlere temperaturvariasjon ved slutten av forrige istid (røde sirkler). 3B: Midlere CO2-konsentrasjon etter slutten av siste istid (grønne sirkler). Heltrukket kurve er glattede data (polynomer) i begge figurene. 3C: Temperaturendring ΔT (blå sirkler) som funksjon av CO2-konsentrasjon. Røde sirkler: Forventet ΔT hvis temperatur endrer seg proporsjonalt med CO2-mengden. 3D: Temperaturøkning som funksjon av CO2-konsentrasjon ved slutten av siste istid.

Dette gjøres for å unngå å bli påvirket av utflating av temperatur når den nærmer seg sitt maksimum og heller konsentrere analysen til perioden der både temperatur og CO2 øker.

Som vi ser øker midlere temperatur jevnt (røde sirkler) i perioden og kan beskrives med et polynom (heltrukket kurve), men økningen avtar noe for høyere verdier.

I figur 3B vises midlere CO2-konsentrasjon (grønne sirkler) i samme tidsperiode. Her viser økningen en tiltagende tendens for høye verdier, uten at en tilsvarende tendens sees for temperaturen.

Hvis CO2-økningen styrte temperaturøkningen hadde vi forventet at den fulgte økningen i CO2-konsentrasjon.

For å tydeliggjøre sammenhengen mellom CO2- og temperaturøkning ble endring ΔT av temperatur T beregnet for hvert 1 000 års tidsintervall.

For hvert tidsintervall er konsentrasjonen av CO2 kjent (se figur 3B) og ΔT kan beregnes som funksjon av CO2-konsentrasjonen.

Hvis økning av CO2-konsentrasjon fører til akselererende økning av temperaturendring, slik klimaforskerne i analysen ovenfor forutsetter, så bør ΔT øke når CO2-konsentrasjonen øker.

Men figur 3C (blå sirkler) viser det motsatte. Når konsentrasjonen øker, nærmer ΔT seg en konstant verdi for CO2-nivåer over ca. 230 ppm og reduseres når CO2 stiger over 240 ppm.

Ifølge klimaforskerne skulle temperaturendringen ΔT øke som funksjon av økt CO2-konsentrasjon.

La oss, som første tilnærming, anta at deres postulerte temperaturøkning er gitt ved ligningen ΔTCO2 = k * ΔCO2.

I figur 2C (røde sirkler) er k = 0,20 for å gi ΔTCO2 samme stigning som målte ΔT-verdier for lave CO2-verdier.

Felles startpunkt for kurvene er oppnådd ved å trekke 0,2 grader fra ΔTCO2-kurven. For CO2-konsentrasjoner over ca. 220 ppm øker ΔTCO2 mens målte ΔT-verdier flater ut og avtar.

Slutten av siste istid og frem til nåtid

En lignende analyse er utført av sammenhengen mellom temperaturendring ΔT og CO2-konsentrasjonen ved slutten av siste istid.

Ved å bruke glattet temperaturkurve og sammenlignet den med glattet CO2-konsentrasjon er temperaturøkning ΔT i hvert 1 000 års tidsintervall beregnet. Se figur 3D (blå sirkler).

Maksimumsverdi for ΔT er ca. 1,3 oC, det vil si noe lavere enn hva vi fant for slutten av forrige istid. Ellers er utviklingen ganske lik den vist i figur 3C, noe som kan tyde på at begge varmeperioder aktiveres av samme type prosesser. (CO2-målingene er for usikre her til å beregne ΔTCO2 slik det ble gjort i figur 3C).

Figur 1 viser at, i motsetning til figur 2A, så faller ikke temperaturen i varmeperioden vi nå er inne i, men holder seg relativt konstant, med en svakt fallende tendens, mens CO2-konsentrasjonen fortsetter å stige.

I tiden etter den industrielle revolusjonen har vi sett en betydelig økning i CO2-nivået i atmosfæren over Antarktis.

Imidlertid har temperaturen på Antarktis har holdt seg nesten uendret siden satellittmålingene startet i 1979.

Nyere målinger tyder på at temperaturen på Antarktis faller.  

Amundsen-Scott-basen og Vostok-feltet på Sydpolen har temperaturen holdt seg tilnærmet stabil helt siden 1955, selv om global CO2-konsentrasjon har økt fra 310 til 400 ppm.

Økningen (90 ppm) på Antarktis er altså omtrent like stor som ved slutten av forrige istid, vist på figur 2B.

Den samme økningen av CO2 som den gang, ifølge klimaforskerne, førte til en temperaturøkning på ca. 5,5 grader, har ikke ført økning av temperaturen de siste 60 årene på Antarktis.

En periode på mer enn 50 år ansees av klimaforskerne til å være tilstrekkelig for å etablere sammenhengen mellom CO2 og temperatur.

Problemer med CO2-hypotesen

Fra å være klimaforskningens glansnummer og en medvirkende årsak til at den mottok en Nobelpris i 2007, er Antarktis blitt klimaforskningens største hodepine:

  • Ingen akselererende økning av temperatur når CO2-konsentrasjonen øker er funnet i starten av både forrige varmeperiode og den vi nå er inne i. I stedet avtar temperaturøkningen, selv ved moderat nivå-økning av CO2-konsentrasjonen.
  • Klimamodellene, presentert av IPCC, postulerer at økt CO2 skal øke temperaturen, spesielt i polområdene. Dette stemmer ikke for Antarktis.
  • Økningen av CO2-konsentrasjonen på 90 ppm i starten av forrige varmeperiode førte til at temperaturen økte ca. 5,5 grader på Antarktis, ifølge klimaforskerne. Samme økning av CO2-konsentrasjonen etter 1955 har ikke ført til økt temperatur på Antarktis. I stedet ble det satt ny global kulderekord på Vostok-basen i 1983.
  • I stedet for å smelte raskere når CO2 øker, har isen og rundt Antarktis i stedet økt siden satellittmålingene tok til i 1979.

Siden CO2 er en drivhusgass som absorberer varmestråling, så tyder analyseresultatet på at:

a) enten er CO2 sin evne til å varme atmosfæren betydelig overdrevet i klimamodellene,
b) eller så eksisterer det en betydelig negativ tilbakekoblingsmekanisme som nøytraliserer betydningen av økt CO2-nivå (eller begge deler).

Når temperaturen tar til å øke etter en istid så begynner havis å smelte. I tillegg smelter breer og mengde vann i havet øker, noe som øker hav- og vannoverflater.

Derfor er det ikke uventet at CO2 øker mer og mer ettersom mer is smelter og havene varmes opp. Når isen smelter avtar klodens albedo og mer varme fra sola absorberes, og så videre.

Dette alene kan forklare hvorfor CO2-økningen tiltar i løpet av overgang fra istid til varmetid (figur 3B).

Derfor trenger vi ikke å forutsette at CO2 som, via positiv tilbakekobling, leder til økt temperatur. Men noe av oppvarmingen kan skyldes CO2, og vi er tilbake til spørsmålet: hvor mye?


Referanse

Petit, J. R. et al., 2001. Vostok Ice Core Data for 420,000 Years. IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series #2001-076. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

25


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: