En klimamodell utviklet av en dansk professor varsler et kaldere klima for de neste tiårene. Årsaken er mer kosmisk stråling.
MELKEVEIEN: Påvirker kosmisk stråling Jordas klima? Foto: Wikimedia Commons
Professor Henrik Svensmark har etter mange år med eksperimentelle forsøk utviklet en omfattende modell for hvordan klimaet på jorda styres av sola og kosmisk stråling.
Svensmark er ansatt ved Danmarks Tekniske Universitet i København. Han har fått flere vitenskapelige priser for fremragende forskning. Modellen er svært omfattende og til dels komplisert, så i denne artikkelen gjengis en enklere versjon.
Skyer og kosmisk stråling
Svensmark mener at skyene spiller en vesentlig rolle for klimaet. De virker både som en drivhusgass i det de reflekterer varmestråler fra Jorda.
Samtidig reflekterer de sollyset direkte tilbake til verdensrommet. Det er derfor vi ser disse skyene som hvite «puter» når vi flyr over dem.
Den siste egenskapen er sterkere enn den første, så totalt virker skyene avkjølende på klimaet.
Professor Henrik Svensmark. Foto: Arvid Oen
Svensmark har studert hvordan disse skyene dannes. Dråper oppstår i atmosfæren når fuktigheten er høy nok, men i tillegg må vannmolekylene ha noe å kondensere på. Støv, sandkorn, salt, aske eller såkalte aerosoler er typiske partikler som dråpene kan kondensere på.
Men dette utgjør bare omtrent halvparten av kondensasjonskjernene i atmosfæren. I tillegg dannes ioner av kosmisk stråling fra universet.
Denne strålingen består hovedsakelig av protoner med meget høy energi, langt høyere enn tilsvarende stråling fra sola. For eksempel blir svovelatomer i atmosfæren ionisert, og disse ionene bygger seg videre opp til større molekyler.
Når de har blitt store nok, kan vannmolekyler kondenseres på dem og dermed danne dråper.
Svensmark og hans team har testet dette i sitt eget laboratorium, men de har også fått bekreftet disse prosessene ved European Organization for Nuclear Research (CERN). Variasjoner i den kosmiske strålingen påvirker derfor skydannelsen på jorda, og dermed også klimaet.
Diagrammet viser endringer i sjøtemperatur (svart) og kosmisk stråling (rød, invertert) de siste 500 millioner år. Illustrasjon: Wikipedia
Melkeveien og sola
Men hva er det som styrer mengden kosmiske strålingen som Jorda mottar?
Jorda og sola er en del av vår galakse. Melkeveien er en spiralgalakse, og vårt solsystem vandrer i en bane rundt galaksens sentrum.
Dette tar millioner av år. For tiden er vi inne i en forholdsvis liten «arm» av galaksen. Dermed mottar Jorda mer kosmisk stråling enn om Jorda hadde befunnet seg mellom armene.
Mer kosmisk stråling betyr mer skydannelse og dermed et kjøligere klima. Men dette er bare bakgrunnsfaktoren.
Solflekkperioder og temperatur
Jorda er knyttet til sola, og strålingen fra sola er helt avgjørende for livet her. Solas stråling er imidlertid ikke konstant, den varierer over tid.
På kort sikt varierer strålingen over en elleveårsperiode (22 år), men intensiteten på disse periodene varierer også, i lengre sykluser.
Solflekkperioden på ca. elleve år styres trolig av planetene. For tiden er vi inne i solflekkperiode nummer 24, og akkurat nå er den på sitt maksimale, men dette maksimumet et det minste på over 100 år.
I siste halvdel av 1900-tallet var solflekkene større enn på flere hundre år, og de har fått betegnelsen Moderne Maximum.
Når sola er inne i et solflekkmaksimum sender den ut mye stråling og magnetfeltet er sterkt. Dette blokkerer mye av den innkommende kosmiske strålingen til Jorda. Dermed blir det færre skyer og et varmere klima.
I en periode på 1600-tallet var det nesten ingen solflekker. Perioden kalles Maunder Minimum, og denne stemmer meget godt overens med den laveste globale temperaturen under Den lille istid.
På begynnelsen av 1800-tallet var det også lav solaktivitet (Dalton Minimum), og da var den globale temperaturen også lav.
Går vi videre ca. 190 år frem i tid for å finne den neste syklusen med solflekkminimum, kommer vi til begynnelsen av 2000-tallet.
Solflekkperioden nummer 24 som startet i 2008 og som har maksimum nå, er som nevnt den minste på over 100 år.
Solforskere er enige om at de neste elleveårssykluser vil bli mindre enn normalt. Vi går trolig mot et Moderne Minimum.
Ut fra Svensmarks modell vil vi derfor i løpet av de neste tiårene motta mer kosmisk stråling som danner flere skyer, og dermed vil vi oppleve et kjøligere klima.
Jordas temperatur i et geologisk perspektiv
Jordas geologiske historie inneholder flere kuldeperioder og varmeperioder, såkalt ”snøballjord og drivhusjord”.
Det er flere hypoteser om årsakene til disse. Svensmarks klimamodell forklarer også dette.
Når Jorda passerer inn i galaksens hovedarmer, vil den kosmiske strålingen øke og det dannes flere skyer her på jorda. Dette fører til et kjøligere klima.
Når sola er mellom armer dannes det færre skyer og klimaet blir varmere (sola vil selvsagt også påvirke den kosmiske strålingen i et kortere perspektiv).
Jordas passering gjennom galaksens armer og mellom armer passer forbøffende godt med Jordas kulde- og varmeperioder.
Men for å forklare ”snøballjord” og ”drivhusjord” må det trolig flere faktorer til, som milankovitchsyklusene og platetektonikk.
Fremover
Svensmarks klimamodell står i kontrast til mange andre klimamodeller, spesielt om klimaet i dag.
Det skyldes at han ikke vurderer endringer i konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren som en viktig bidragsyter til klimaet.
Når det er sagt, må det også sies at ikke alt omkring skydannelse i modellen hans er verifisert i CERN.
Det er likevel en spennende modell som inkorporerer mange fagfelt, ikke minst geofag.
