Är troposfärisk uppvärmning och stratosfärisk nedkylning ett mänskligt fingeravtryck?

Det har framförts åsikter i kommentarer här på bloggen att det faktum att troposfären värms upp och stratosfären kyls ned är ett tecken på koldioxidökningens effekt. Jag har här gjort en liten analys av förhållandet mellan troposfärens och stratosfärens temperatur. Om du inte är bekant med luftens olika lager, har SMHI en bra sammanfattning: Luftens olika lager

Höjden på stratosfären varierar med årstiderna och denna höjd är som lägst vid polerna och högst vid ekvatorn. För att göra den här analysen enklare har jag därför koncentrerat mig på det tropiska bältet (mellan vändkretsarna) närmast ekvatorn.  Där varierar höjden på stratosfären som minst.

Variationer i troposfärens temperatur i det tropiska bältet är starkt kopplat till olika väderfenomen och havsströmmar i de olika havsbankerna (Stilla havet, Indiska oceanen, Atlanten). Nedan har jag plottat den nedre troposfärens temperatur och den nedre stratosfärens temperatur (data från UAH) för de 3 havsbankerna. Notera att stratosfärens temperatur är vänd upp och ned:

tropics lon 60 0 tlt tls

tropics lon 60 120 tlt tls

tropics lon 150 90 tlt tls

Från ovanstående figurer ser man tydligt att troposfärens och stratosfärens temperatur har ett starkt beroende. Det finns naturligtvis andra variationer också, men i allmänhet är stratosfären varm när troposfären är kall och vice versa. Det här händer även för kortsiktiga förändringar.

När koldioxidhalten ändras sker det långsamt. Men förändringarna vi ser ovan är snabba, och ändå följer stratosfären och troposfären varandra. Alltså måste andra orsaker än koldioxidhalten göra att stratosfären kyls när troposfären värms. Därför kan inte stratosfärens avkylning och troposfärens uppvärmning ses som ett mänskligt fingeravtryck. Förmodligen ger alla förändringar av troposfären motsvarande förändring av stratosfären, helt enkelt därför att höjden på tropopausen och stratosfären ändras.

För att försäkra mig om att jag inte tänker fel kontaktade jag John Christy, som tillsammans med Roy Spencer, ansvarar för UAHs temperaturserie. John Christy kunde bekräfta mina slutsatser. Även han är av åsikten att alla förändringar av troposfären kommer att leda till motsvarande förändring av stratosfären.

Slutsatsen är alltså att stratosfärens avkylning helt enkelt bara beror på troposfärens uppvärmning. Och denna uppvärmning har pågått ända sedan lilla istidens slut vid mitten på 1800-talet, långt innan vi började släppa ut växthusgaser av betydelse.

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. JonasW

    Tack för en intressant analys av UAH data. Verkar som att det finns någon mekanism (som inte är koldioxid) som gör nedre stratosfären kallare när nedra troposfären blir varmare.

    Vet du om det finns någon teori om vad det är för mekanism ?

  2. Ann+Löfving-Henriksson

    Tack Magnus! Roligt att Du nu har ”rött på blått” på att kunna avfärda en av alla anklagelser, som drabbat vår lilla intressanta koldioxidmolekyl. Dessutom trevligt att Du fått stöd av John Christy.
    Nog är CO2 betydelsefull, men inte riktigt på det sätt som the Carbon Cult fått för sig.

  3. Lennart Bengtsson

    Tack Magnus för detta. Detta är mycket värdefullt och inte tidigare klart för mig.
    Nu är det ju faktiskt så att det är växthusgaserna, inklusive vattenånga, som påverkar temperaturen i troposfären där absorption av långvågig strålning äger rum. Detta påverkas kortsiktigt av interna processer i klimatsystemet, vilka främst beror på ENSO men inte långsiktigt som kan ses från dina grafer.

    Detsamma skulle kunna hända om jordytans albedo skulle minska. Detta skulle höja jordytans temperatur och ge upphov till en förstärkt värmestrålning och tillhörande förhöjd troposfärisk värmeabsorption. Detta stöds dock inte av satellitobservationer.

    Jag är säker på att en uppvärmning av jordytan ( vad det ändå vara) skulle ge ett liknande resultat som Manade och Happer fått, eftersom det också är styrkan i värmestrålningen från jordytan som bestämmer styrkan i absorptionen av värmestrålningen.

    Vad jag specifikt har fört fram är att uppvärmningen av troposfären inte kan bero på ökad solemission eftersom en sådan också måste höja temperaturen i stratosfären genom ozonabsorptionen.

    Tropopausens höjd varierar mellan 9-16 km från polartrakterna till tropikerna och dessutom till följd av vädret.Den är högre på vintern på sommaren. Det finns observationer där tropopausen tillfälligt sänkts till 5 km i kraftiga cyklogeneser under vintern. Över Antarktis vintertid försvinner praktiskt taget tropopausen. TLT och TLS är grova mått( breda viktfunktioner) som inte kan fånga detta.

  4. Magnus Cederlof

    #1 JonasW:
    Jag skulle tro att det som händer är att tropopausen, som är den kallaste delen mellan troposfären och stratosfären, höjs och det för upp kallare luft högre upp. Därigenom sänks stratosfärens temperatur.

  5. Magnus Cederlof

    #2 Lennart Bengtsson:
    Visst kan man säga att all temperaturändring i troposfären beror på atmosfärens växthuseffekt. Vi har sett både långsiktiga och kortsiktiga ändringar av troposfärens temperatur, och därigenom växthuseffekten, som inte har någonting med utsläpp av koldioxid att göra.

  6. Lennart Bengtsson

    5

    Detta ha man inte sagt. Däremot har man på goda grunder hävdat att ökande växthusgaser långsiktigt bidrar till en ökad temperatur. Kortfristigt, kortare än några decennier, dominerar tydligt naturliga processer i klimatet. Att temperaturen i troposfären och stratosfären är anti-korrelerade även på korta tidsskalor är intressant och kräver ett djupare studium. Min uppfattning är också att dynamiska processer bidrar. Har Du studerat skillnaden mellan sommar och vinter?

  7. JonasW

    #4 Magnus

    Intressant tanke.

    Om jag hängde med så tolkar jag det som att troposfären expanderar när den värms upp (låter intuitivt troligt), vilket skjuter tropopausen uppåt, vilket i sin tur “tolkas” som att stratosfären blivit kallare.

    Jag antar att UAH definierar nedre stratosfären som ett bestämt (konstant) höjdområde, d.v.s. om tropopausen rör sig lite upp och ned så kommer man tolka det som temperaturvariationer i stratosfären.

    Var det så du menade ?

  8. Bim

    Magnus Cederlof # 5
    Där hängde jag med, det är logik i det tänket.

    Vad är det som gäller egentligen?
    CO2 kan inte ha den dominerande effekt som påstås.
    Vattenångan måste vara den gas som styr klimatet.
    Att CO2 värmer Jorden och därmed styr mängden vattenånga i atmosfären, är inte logiskt eller ens möjligt.
    Detta kan ju observeras dels i öknar och dels i tropiska öar. Öknar med heta dagar och iskalla nätter, tropiska öar med jämn temperatur natt och dag.

  9. Lasse

    Tack Magnus
    Alltid kul med grafer som verkar visa på samband.
    Svårt att ta in men ändå en fråga.
    Finns det en tidstrend?
    Går det att framställa en graf med en klar linje? X/Y plot.
    Kan också rekommendera WUWT som har mer om havens roll
    Ocean Surface Temperature Limit

    Alltid kul att vara förvirrad på en högre nivå 😉

  10. foliehatt

    Otroligt väl överensstämmande antivarians.

    Men, vad hände 1984 över Indiska oceanen och vidare 1985 över Atlanten respektive Stilla havet? Kurvorna går då isär.

  11. Anders

    #7 JonasW. Funderar också kring detta med höjden för mätning från satellit kopplat till tropopausens “gungningar”. Vid samma höjd kan man ena dagen vara i troposfären och andra i stratosfären. Eller vad säger experterna?

  12. Lennart Svanberg

    10 Celcius, svinkallt med regn och blåst i Stockholm den 26 maj. Var är uppvärmningen?

  13. Magnus Cederlof

    #6 Lennart Bengtsson:
    De här goda grunderna att ökade växthusgaser måste ge ökad temperatur har jag inte sett. Om växthusgaserna ökar på höga höjder kommer det att ske en avkylning. För övrigt finns det historiskt ingen koppling mellan koldioxidhalt och temperatur så vitt jag vet.
    Jag skulle vilja veta hur du kan förklara att havsnivån inte visar tillstymmelse till korrelation med koldioxidutsläppen.

  14. Lennart Bengtsson

    Magnus

    Det är inte korrelation med mängden koldioxid utan korrelation mellan global temperatur och strålningseffekten av samtliga långlivade växthusgaser. Jag hänvisar till : Determination of a lower bound on Earth’s climate sensitivity, Tellus 2013 Bengtsson and Schwartz ( se speciellt figur 2)

  15. Lasse

  16. Adepten

    Tycker inte att det bevisar något annat än att den globala temperaturen har stigit under den perioden och att tropopausens negativa temperaturtrend följer den ökade växthuseffekten. Helt enligt grundläggande teorier. Men om det är ett mänskligt fingeravtryck kan jag inte avgöra. Ser med intresse fram emot att tty kan skingra dimmorna så att jag kan segla vidare.

  17. Magnus Cederlof

    #14 Lennart Bengtsson
    Figur 2 hänvisar till HadCRUT som använder sig av GHCN-databasen som är av så dålig kvalitet att det inte går att dra några slutsatser av det. Figuren har därför inget vetenskapligt värde.

  18. Lennart Bengtsson

    17

    Nu tycker jag att Du lämnar det vetenskapliga samtalet. Av vilket grund kan Du fullständigt avfärda HadCRUT. Vänligen i stället ange vad Du anser vara den korrekta temperaturkurvan.

  19. tty

    För att besvara den här frågan behöver man ha klart för sig skillnaden mellan troposfären och stratosfären.

    Troposfärens temperatur bestäms helt övervägande genom värme som transporteras upp från jordytan, genom långvågsstrålning, men framförallt genom konvektion. Den befinner sig (i stort sett) i konvektiv jämvikt vilket innebär att temperaturen sjunker med höjden. Källan till större delen av värmen är solljus som absorberats av havet och marken och som överförs till troposfären genom strålning och avdunstning.

    Stratosfärens temperatur bestäms helt övervägande genom värme som produceras genom absorption av UV-strålning i ozonskiktet på 40-50 km höjd. Denna sprider sig p g a den låga tätheten nästan helt genom långvågsstrålning uppåt och nedåt. I den nedre stratosfären stiger därför temperaturen med höjden.

    Tropopausen är helt enkelt den zon där dessa processer väger upp varandra och där temperaturen därmed är som lägst.

    Den berömda tropiska ”hot-spoten” beror på att en högre temperatur vid ytan där kommer att öka avdunstningen och därmed vattenmängden i atmosfären. Detta både ökar den konvektiva aktiviteten och minskar lapse-raten vilket gör att temperaturökningen blir större i den övre troposfären än vid ytan (det bör också höja tropopausen en del, den är alltid högst över den intertropiska konvergensen).

    Detta är INTE något ”mänskligt fingeravtryck”, höjd temperatur över de tropiska haven bör få denna effekt, helt oberoende av orsaken.

    Lägre temperatur i den nedre stratosfären kan i stort sett ha två orsaker. Ökad utstrålning mot rymden genom högre CO2-halt och mindre värmeproduktion i ozonlagret p g a minskad UV-absorption. I dagens läge med stigande CO2-halt och låg solaktivitet är båda processerna troligen aktuella.

    Sedan kompliceras det hela genom att troposfären och stratosfären faktiskt har ett visst utbyte även om det är rätt litet. Tropiska åskväder kan t ex ibland “slå igenom” tropopausen upp i den lägre stratosfären.

  20. Magnus Cederlof

    #17 Lennart Bengtsson:
    HadCRUT grundar sig på GHCN-databasen och om den har jag skrivit flera gånger här på bloggen. Du kan hitta hela analysen här: https://mcederlof.se/ghcn-analysis

    På grund av GHCNs otroligt låga kvalitet anser jag att man inte kan dra några som helst slutsatser från temperaturserier som använder GHCN som grund.

    Jag anser att den bästa proxyn vi har för den globala temperaturen är havsnivån mätt med vattenståndsmätare.

  21. Lennart Bengtsson

    20

    Det är inget dåligt mått. Du måste dock separera smältvatten från vattenexpansionen. Därtill är det inte särskilt enkelt eftersom Du måste hålla reda på tektoniska och andra effekter. Det är tyvärr ännu svårare än att korrigera äldre temperaturdata. Hur som helst efter 1979 kan vi använda ERA5 från ECMWF. Dessa kan inte bara jag gå i god för.

  22. Björn

    Det som glöms i sammanhanget är det våglängdsband inom UV som filtreras ut av stratosfären och därutöver, högre lager. Mer UV höjer temperaturen i dessa lager och tvärtom, mindre sänker den. Bildandet av ozonet i stratosfären är den värmande faktorn, men som nu då UV-strålningen har varit betydligt lägre under ca 15 år, svalnar stratosfären sakta. Denna temperaturvariation påverkar massförflyttningen i stratosfären mellan ekvatorområdet och polerna. En koppling mellan stratosfären och troposfären finns, men hur den fungerar är inte klarlagt, men man kan konstatera som nu, att om temperaturen i stratosfären har blivit lägre, då sker ju samtidigt något med troposfären, vars koppling har i dagens inlägg förts på tal.

  23. Magnus Cederlof

    #21 Lennart Bengtsson:
    Att kompensera äldre temperaturdata är inte ens möjligt att göra när hunden har ätit upp all väsentlig information, vilket är fallet med GHCN.
    De tektoniska effekterna borde kunna anses vara konstanta för de relativt sett kort tidsperioderna vi pratar om.
    Vi har satellitmätningar från 1979. Tyvärr är detta lite för kort tid för att man ska kunna dra några riktiga slutsatser från det.

  24. Magnus Cederlof

    #22 Björn:
    Bra sammanfattat. Ja det finns mycket kvar att forska om när det gäller stratosfärens roll.

  25. Jag har noterat att det är många (inte bara jag) som “påstår” att det mesta av uppvärmningen sker

    där det är kallt (höga latituder, höga höjder)

    och

    när det är kallt (vintrar och nätter)

    kan man hitta referenser på något sådant?

  26. Robert Norling

    #25 Sten K
    Är benägen att helt hålla med dig och det jag också har noterat efter att ha studerat verkligheten i många år.
    Nordligaste Roslagen just nu vind 22 m/s vilket är den kraftigaste i landet +8 grader och kraftigt regn. Men man får väl vara glad för att det inte snöar…

  27. Lennart Svanberg

    #26 och i mitt inlägg från 09:48 så får jag nu korrigera temperaturen nedåt till 9 Celcius så om vi nu skall leka hobbyklimatologer har vi då nedåtgående kurvor för temperaturen.

    När Rädda Barnen körde kampanj i höstas så brinner jordgloben strax efter att Greta skrämt upp dem (1 minut in) https://youtu.be/KvXjQnha4wk – borde inte organisationen döpas om till Skrämma Barnen för det är exakt vad dem gör!

  28. pa

    #17
    Tycker Magnus har en vetenskapligt viktig synpunkt där. Skit in skit ut, sluta upp med sånt inom klimatvetenskapen så blir det bättre.

  29. Munin

    # Magnus Cederlof
    Mycket belysande sammanställning av data från verkligheten i atmosfären. Jorden tappas kontinuerligt på värme till rymden och det sker i upp- och nedgångar, som är vida mycket större än det lilla brus, som koldioxiden (eventuellt?) står för.

    Nu behövs också uppgifter om jordens strålningsbalans. Verkligheten finns också i hur utstrålningen vid toppen av atmosfären är över tid.

    Nasa påstår att de mäter detta i det s.k. CERES-projektet. Nu bör finnas data från heltäckande mätningar av utstrålningen över tid vid toppen av atmosfären.

    John Christy och Roy Spencer bör ha kunskaper om vad Nasa kan prestera i form av tillförlitliga mätresultat om utstrålningen vid toppen av atmosfären.

    Jorden har kylts ned under senare tid och det är osannolikt att värmen gömmer sig någonstans i klimatsystemet. Troligare är att jorden tappats på värme till rymden.

  30. Ivar Andersson

    #27 Lennart S
    Är det Greta och Rockström som skrämt de rädda barnen? I så fall är det dags för de klimathotstroende att be om förlåtelse och göra avbön.

  31. Lennart Svanberg

    ‘Jordens klimat har redan blivit varmare, och den förändringen kommer att fortsätta. Hur stor uppvärmningen blir beror på utsläppen av växthusgaser världen över, och hur snabbt utsläppen kan minskas. Det är viktigt att arbeta både med utsläppsminskning och samtidigt med att anpassa samhället till ett förändrat klimat. ‘ ifrån https://www.klimatanpassning.se/klimatanpassa/inspiration/varfor-klimatanpassa-1.7783

    Självkl är det en bild på ett barn som tittar ut över ett dränkt område.

    Det vore kul/intressant/tragiskt att få reda på hur många miljarders, miljarder kronor som bara lilla Sverige slängt i sjön på all denna meningslöshet?

  32. Daniel Wiklund

    Här i Norrbotten är det klondikestämning. På nordnytt var det flera inslag om byggande av nya bostäder. Där dom som ska jobba i dom nya gröna industrierna ska bo. Det som ska göra samhället fossilfritt. Regeringens samordnare sa att det kommer att behövas en inflyttning på 100000 till Norrbotten och Västerbotten. För att det ska vara möjligt att genomföra den sk gröna omställningen. Allt detta pga den meningslösa jakten på koldioxiden.

  33. Lars Kamél

    Den som tittar på stratosfärtemperaturer sedan 50-talet, ser att det verkar som temperaturen sjunker i samband med stora vulkanutbrott. Just när vulkanutbrottet sker, ökar visserligen stratosfärtemperatur, men sedan ligger den på en lägre nivå än före utbrottet. Mellan vulkanutbrotten händer inte så mycket. Hur skulle det kunna bero på mänskliga växthusgasutsläpp?
    Och beror stratosfärtemperaturernas nedgång på mänskliga aktiviteter, behöver det inte alls vara koldioxidutsläpp som ligger bakom. Freoner förstör antagligen delar av ozonskiktet. Med mindre ozon i stratosfären, borde temperaturerna där minska.

  34. GoranA

    Far och son Connolly har presenterat liknande resultat angående temperatur inversen troposfär-stratosfär och de visar att den korrelerar med fasändringstemperaturen i tropopausen
    https://youtu.be/XfRBr7PEawY?t=3181

  35. Lennart Svanberg

    #30 Ivar – Jo min dotter berättar om hur många barn som har klimatångest så det är rent ut sagt för j@vligt att släppa lös Greto’r och Rockströmmare i skolorna för dem sprider skräck och kan i värsta fall leda till självmordstankar då vi människor tydligen är jordens största problem.

  36. Sören G

    Enligt Vetenskapsradion i P1 kan den globala medeltemperaturen redan om 5 år överstiga 1,5 grader från förindustriell tid och därmed det mål som Parisavtalet har satt upp. Då kommer orkaner och värmeböljor att bli vanligare påstås det.

  37. Ulf

    Man kan konstatera att analyserna och diskussionerna är så pass avancerade på denna blogg att de aldrig kunnat tränga igenom i media. Journalisterna hade suttit som tomma fågelholkar om de sett denna diskussion.
    Mycket lättare med gårdagens skräckregn som samtliga medborgare tycks ha överlevt.
    Till skillnad mot europamästerskapen i skjutningar där Sverige tagit guld.

  38. Lasse

    Lite från den utmärkte pedagogen Willis E
    https://wattsupwiththat.com/2021/05/26/modeling-unreality/

    Han är en mästare på att visa molnens betydelse och annat.
    Men i slutet av texten gör han en observation värd en egen text: Varför betraktas alla modeller som vettiga och redovisas som en av alla för att ge en bild av utvecklingen.
    Det finns de modeller som inte borde vara med.

  39. Lennart Bengtsson

    Magnus
    Din kommentar 20

    https://en.wikipedia.org/wiki/Instrumental_temperature_record

    Här kommer en sammanställning av alla tillgängliga databaser. Den visar tydligt att det inte finns någon substansiell skillnad. så om Du spolar GHCN så lär Du få spola samtliga. Då lär Du se till att Du kan belägga detta !

  40. Magnus Cederlöf

    #39 Lennart Bengtsson:
    Jag har redan gjort en rapport på min hemsida. Och ja, det verkar som att alla använder detta usla material. Hur alla dessa temperaturserier kan acceptera detta skräp är för mig en gåta.
    Med dina kontakter borde du ju kunna ta reda på detta.

  41. Mats Rosengren

    #40 Magnus Cederlöf :
    Ja Magnus, detta är allt skräp (“lögn och förbannad dikt”). Så lurar man meterologi-professorer och andra som förses med falska data och därigenom blir totalt vilseförda!
    Den analogi som jag slås av, det fåtal nyhetsbyråer som (avsiktligt!) förser MSM med falska nyheter! Därför hör och läsar man överallt precis samma felaktigheter/lögner!

    Jag rekommenderar Tony Heller’s sista inlägg

    A New Fraud Algorithm From NOAA
    https://www.youtube.com/watch?v=vnmzOeG_N64

    Där anger han också FTP-adressen där original-mätdata kan hämtas!

    Det är dessa data som både Tony och jag använder!