Den globala hydrologicykeln

Clausius-Clapeyrons formel säger hur mycket vattenånga atmosfären teoretiskt kan innehålla, beroende på temperaturen. Egentligen berättar den om hur trycket varierar med temperaturen vid en fasövergång, men när det gäller klimat och klimatförändringar är det viktiga just hur halten av vattenånga i atmosfären skulle kunna förändras, på grund av avdunstning och kondensation, när temperaturen förändras.

Nyckelorden här är ”teoretiskt” och ”skulle kunna”. När det gäller klimatförändringar, är det vanligt att anta att detta teoretiska också kommer att vara det som gäller i verkligheten. Därav kommer till exempel påståendet att den specifika luftfuktigheten i atmosfären kommer att öka med 6-7 % per grad som atmosfären värms upp. Klimatmodeller tycks ofta innehålla ett antagande om att Clausius-Clapeyrons formel är det som bestämmer halten av vattenånga, alltså luftfuktigheten.

Att anta att denna formel gäller, är också att anta att den relativa luftfuktigheten förblir konstant när atmosfärens temperatur förändras.

Hur kan någon göra ett sådant antagande? Väderdata visar faktiskt att det inte stämmer! Den relativa luftfuktigheten är oftast högre på vintern än på sommaren. Det har jag själv märkt från mina avläsningar på enkla väderstationer. Tendensen är alltså att den relativa luftfuktigheten minskar när temperaturen ökar och ökar när temperaturen minskar. Jag undrar om den som antar konstant relativ luftfuktighet alls har tittat på några data från verkligheten?

Mycket riktigt visar mätdata från verkligheten, och vetenskapliga studier, att antagandet inte gäller. Ett exempel är en studie av Demetris Koutsoyannis. Han har för övrigt publicerat många studier som motsäger klimathotsreligionens dogmer, så han tillhör uppenbarligen inte den konsensus som de troende hävdar finns. En ”konsensus” som egentligen bara omfattar en liten men högljudd minoritet av klimatforskarna.

Koutsoyannis visar bland annat att den relativa luftfuktigheten har minskat medan världen har blivit varmare och att den specifika luftfuktigheten ökar långsammare än vad Clausius-Clapeyrions formel visar. Vilket är nog så viktigt, eftersom vattenånga är en viktig, förstärkande återkoppling i klimatmodellerna. Data från verkligheten visar då att denna, antagna, återkoppling är mindre än vad som antas i modellerna. Vilket är en viktig delförklaring till att nästan alla klimatmodeller har för snabb uppvärmningstakt och för stor klimatkänslighet från växthusgasutsläpp.

Den specifika luftfuktigheten har förresten inte ökat överallt i atmosfären, att döma av figur 5 i artikeln. På nivån 850 hPa i atmosfären, ungefär 1,5 km ovanför jordytan, har den visserligen ökat något. Men på nivån 300 hPa, nära gränsen mellan troposfär och stratosfär, har den i stället minskat sedan slutet av 40-talet. Det är mellan dessa nivåer som större delen av växthusgasernas effekt borde inträffa. Så om halten av vattenånga inte har ökat där, så finns det ingen förstärkande återkoppling alls från den.

hess 24 3899 2020 f05 high res

Figur 5 från Koutsoyannis’ artikel. Till vänster data från nivån 850 hPa och till höger från 300 hPa.

Koutsoyannis påpekar också att snö snart inte hör det förflutna till, som de klimathotsreligiösa brukar hävda. På årsbasis finns ingen signifikant trend. Under vinterhalvåret har snötäcket ökat, medan det har minskat under sommarhalvåret. Min gissning är att det beror på att det snöar mer när det är kallt, men att snön smälter fortare för att vårarna har blivit varmare.

Appendix B i artikeln tar upp påståendet att nederbörden har blivit mer extrem. Och finner att det inte har stöd i nederbördsstatistiken. Nederbörden var som mest extrem 1960-80 och extremerna har sedan minskat. Alltså ett fall av extremväder som inte har blivit vanligare.

På tal om  extremväder, hittade jag en studie , av Omar Bellprat och Francisco Doblas-Reys, om huruvida klimatmodeller klarar av att spå förekomsten av extremväder. Vilket de inte tycks göra.

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. Ann Löfving-Henriksson

    Lars, intressant! Tack! Såvitt jag förstår gäller det här resonemanget spekulationerna om hot spots.
    De kom in i klimatmodellerna och beräkningarna innan man börjat med mätningarna i atmosfären i slutet av 1970 -t. och utgör grunden till den vidlyftiga så kallade klimatkänsligheten och klimathotet. Spekulationerna har envist hängt med till och med in i den för klimathotet avgörande klimatkonventionen trots att mätningarna inte kan finna dem. Charneyrapportens eviga liv med andra ord.

  2. Magma

    En intressant genomgång av en av de faktorer som IPCC tycks gissa effekten av, med många gissningar styr man resultatet av sina modelleringar och tycks tro sig att även kunna styra det framtida klimatet …
    Till det kommer det nya klimathotet – extremväder, en tillräckligt diffus definition av vad som avses att nästan allt väder som inte råder minst 5 dagar i veckan kan räknas in.
    Allt från värme till kyla, nederbörd, vind och jag vet inte vad … allt ont kopplat till väder står tydligen den lilla syndiga molekylen koldioxid för …
    En alldeles utmärkt definition för att sysselsätta en myriad av klimatpedagoger … eller vad de nu heter … för forskare kan de näppeligen klassas som, även om Greta tycker så.

  3. Lasse

    Tack Lars K
    Om snö smälter på sommaren så kan det vara solen som ligger bakom.
    Om den smälter tidigare på våren-ha ögonen på solen då också 🙂
    I morse lekte jag meteorolog med Windy.
    https://www.windy.com/sv/-Visa-l%C3%A4gg-till-lager/overlays?temp,69.688,-7.559,3,i:pressure,m:fhlafql
    Kollade in det lågtryck som ligger mellan Island och Grönland.
    Orsakar svår storm på Atlanten.
    Vattnet är ca 7 grader men luften lite under noll.
    Snön vräker ner.
    Vilken kyleffekt ger inte detta?
    Snökanon kallas det när vi får in denna typ av väder över land.

    Vi har också lärt oss att haven brukar kylas av när temperaturen når 27-29 grader, då orkaner bildas med enormt avkylande effekt.
    Men även normala ekvatordagar kyls em av med skurar.

  4. Sören G

    I nyhetssändngarna påstås det att klimatet diskuterades i partiledardebatten i TV4. Man diskuterade energi men klimatet diskuterade man inte. Alla stämde in i hallelujakören om klimatnödläge.

  5. Lasse

    Som av en händelse kom denna lektion idag.
    Jim Steele förklarar hur värmeböljor uppkommer.
    De är inte en bra indikator på växthuseffekten eller ökad medeltemperatur.
    Vilket avsaknaden av aktuella rekord visar.
    En lärorik halvtimme:
    https://www.youtube.com/watch?v=eddO6RVZ2CM

  6. Benny

    Men när ska de här klimattomtarna förstå att det är helt omöjligt för jorden att förgås av värme! Avståndet till solen, mängden vatten, geologin och hur mycket energi som vi får från solen begränsar den globala temperaturen. Energin till detta finns helt enkelt inte utan att atmosfären av någon anledning skulle bli mycket, mycket tjockare. Och även om vulkanerna skulle bli aktivare och verkligen skapa en atmosfär fylld av stoft skulle det bli en avkylning i stället! Det är kylan vi ska vara rädda för!

  7. Peter Stilbs

    Tack Lars – det är ju relativt ovanligt att ens komma i närheten av C-C-värdet vid jordytan – som med andra ord är referenspunkten för det alldagligare begreppet ”relativ fuktighet” (där C-C-siffran motsvarar 100%). Mättnadssiffran vid olika temperaturer finns ju tabellerad – men i klimatsammanhang gör man sig märkvärdigare och vilseleder, genom att påstå att relativa fuktigheten följer denna ”lag” – trots att den i stort alltid är lägre, eller avsevärt lägre – inne har jag just nu 40%, och jag tror det är kanske 80% ute.

  8. tty

    Det här med Clausius-Clapeyrons formel går långt tillbaka när det gäller klimatet. I Manabes och Wetheralds artikel om växthuseffekten (den de nyss fick nobelpris för) anger de TVÅ värden, ett för konstant relativ fuktighet (C-C gäller fullt ut) och ett för konstant absolut fuktighet (C-C gäller inte alls). Underförstått är att det verkliga värdet ligger någonstans däremellan. Tyvärr gissade ju Charney på ett högt värde som sedan kommit att bli dogm, trots att alla faktiska mätningar pekar i motsatt riktning.

    Dessutom finns det ju också en negativ vattenångeåterkoppling, eftersom mer vattenånga i atmosfären inte bara förstärker växthuseffekten utan även den konvektiva värmetransporten som faktiskt globalt är betydligt större än den radiativa och samtidigt ökar den konvektiva molnigheten som också har en kylande effekt.

    Sedan finns det en djupare ”filosofisk” förkärlek för Clausius-Clapeyrons formel. Den gäller då det är jämvikt mellan gas och vätska, och ”jämvikt” är ett populärt koncept i många sammanhang inom vetenskapen, och ännu mer inom ”populärvetenskapen”. Hur ofta har ni hört orden ”ekologisk jämvikt”? Åtminstone några tusen gånger skulle jag tro. Och ändå inser man så småningom när man sysslar med ekologi i naturen att ekologisk jämvikt inte existerar någonsin, någonstans (fast centrala Östantarktis kommer nog rätt nära).

    ALLT är förändring på alla tidsskalor, dag och natt växlar, årstiderna växlar, vädret och klimatet förändras ständigt, havsströmmarna varierar, jordar vittrar, skogar växer upp, skogar brinner, sjöar sedimenterar igen, mossar växer upp istället, organismer invandrar, arter utvecklas och dör ut, nya arter uppstår, inlandsisar och glaciärer växer och smälter, landet stiger och sjunker, floder ändrar lopp, vulkaner får utbrott, jordbävningar inträffar, meteorer slår ned, bergskedjor växer upp och eroderas ned, havets och atmosfärens kemi förändras, jordbanan varierar, kontinenter vandrar, slås ihop och bryts isär och dygnet blir längre medan solen hela tiden blir ljusstarkare.

    Det finns ett antal klassiska exempel på hur ”jämviktsideologin” lett helt snett.

    Till exempel då tidiga växtekologer trodde att de lummiga och blommande lövängarna de såg i början av 1900-talet var ett naturligt växtsamhälle, när de i själva verket var ett igenväxningsskede av de slåttrade och efterbetade ängar som ersatts av vallodling en dryg generation tidigare.

    Eller att man länge trodde att mellersta holocen hade det varmaste klimatet eftersom det var då som de värmeälskande ädellövskogarna hade störst utbredning. Men vegetationen är sällan eller aldrig i jämvikt med klimatet. När man började studera trädgränser och mäta isotoper som direkt avspeglar temperaturen visade det sig att det var varmast precis i början av holocen (vilket gäller för alla mellanistider), men då växte det på sin höjd björk och tall, eftersom lövträden som ”övervintrat” nere i Sydeuropa behövde flera tusen år för att vandra upp till Skandinavien.

    Eller att kartor över ”istiden” nästan alltid visar isens maximala utsträckning, som bara gällde något enstaka årtusende och dessutom inträffade långtifrån samtidigt överallt. I verkligheten är det ”normala” klimatet som råder största delen av tiden någonstans mellan detta maximum och ”full” mellanistid, och växlar dessutom mycket kraftigt och abrupt fram och tillbaka på årtionde/århundradeskala.

    De två senare, och i viss mån även det första, är paradigmskiften som jag själv har upplevt, och tyvärr så lever ”jämviktsideologin” fortfarande kvar på många håll, även bland forskare och tjänstemän som borde veta bättre, men kunskaperna om hur naturen förändras över tiden är fortfarande mycket dåliga. Hur många är t ex medvetna om att ingen kustlinje någonstans i världen är mer än några tusen år gammal (för Sverige läs: ”några hundra”)?

    Jag kan sluta med en sann anekdot. Den kommer från en växtekolog som berättade för mig att det i något EU-sammanhang hade diskuterats hur man definierade vad den ”naturliga vegetationen” var på en viss plats. Ett förslag var att det var den sista av människan opåverkade vegetation som funnits på platsen, varpå han svarade att då var den naturliga vegetationen i stora delar av Sverige blåstång. Vilket var en helt korrekt observation.

  9. Håkan Bergman

    Peter Stilbs #7
    Man måste väl också anta att vattnet, i flytande form, är absolut jämt fördelat i gasblandningen för att nå C-C-värdet?
    Eller tänker jag fel där, är sannerligen ingen expert?

  10. Peter Stilbs

    #9 Håkan – C-C-värdet varierar med temperaturen, och därmed också med höjden över havet/Jordytan – och lokalt pga vindmönster etc

  11. Peter Stilbs

    #8 tty: så sant – det är i dessa sammanhang en vitt spridd illusion att om man tar bort en ”störning” på ett ”ekosystem”, så går detta tillbaka till tidigare läge för samma ”ekosystem” – men det gör det inte – det går över till ett annat. Det gäller inte bara växtlighet, utan också djurliv – speciellt tydligt är det vid utfiskning. Jag insåg det första gången när jag tittade en en av Adam Curtis’ tidiga dokumentärserier – https://en.wikipedia.org/wiki/Adam_Curtis – det måste ha varit denna https://en.wikipedia.org/wiki/All_Watched_Over_by_Machines_of_Loving_Grace_(TV_series) – en del går att hitta på ex YouTube

  12. Lasse

    tty
    Din text fick mig att tänka på Ängsö, ön som gjordes till nationalpark i början av 1900talet-ingen fick göra åverkan.
    Den växte igen direkt!
    https://www.sverigesnationalparker.se/park/angso-nationalpark/
    Adam och Eva trivs där när ängsmarken hävdas.

  13. Gunnar Juliusson

    #12 Ett intressant objekt är Pepparholmen, den konstgjorda ö som anlades av enbart grus och sten kort före år 2000 i Öresund för att Öresundsbron från Malmöhållet skulle kunna gå ner i en tunnel sista biten fram till Kastrup/Köpenhamn. Den har efterhand blivit helt gräsbevuxen och numera finns även stora buskar och små trän. Tyvärr är fågellivet dominerat av skarvar som trängs på de stora stenarna mot vattnet.
    Tillträde är förbjudet utom för forskare som studerar öns utveckling (och en och annan servicetekniker), men man har god uppsikt från tåget.

  14. foliehatt

    tty; #8,
    kloka ord.

    Din beskrivning av jämviktsmantrat stämmer mycket väl in på vad kollegor som någonstans i sin akademiska titel har stoppat in ordet ekolog – har hävdat.

    Mest så från de som kallar sig bevarandeekologer.

  15. tty

    #13

    ”Tyvärr är fågellivet dominerat av skarvar som trängs på de stora stenarna mot vattnet.”

    Faktum är att på isolerade öar i havet är havsfåglarna viktiga för växtligheten eftersom de fraktar upp näringämnen (i synnerhet fosfor) från havet och gödslar jordarna.

  16. Anevs

    #13
    Jag har ofta varit på Peberholm och blivit coronakollad för inresa till vårt kære naboland. Massor av trafik där.
    Man lär nu röja havtorn som helt hotar ta över idyllen. Idyll behöver människopåverkan. Likt ängarna.

  17. tty

    #16

    ”Man lär nu röja havtorn som helt hotar ta över idyllen. ”

    Fullständigt onödigt. Havtorn är en extremt utpräglad pionjärväxt på vegetationslösa ytor. Den var vanlig på den istida mammutstäppen, och är i nutiden allmän på landhöjningsstränder vid Bottenhavet.

    I Sverige i övrigt finns den bara som kvarstående i gamla trädgårdar (den odlas för de C-vitaminrika bären) eller tillfälligt frösådd av fåglar på ruderatplatser (troligen är det så den kommit till Pepparholm). Den kommer ofelbart att konkurreras ut av andra buskar/träd så småningom.

  18. Sven Hanssen

    #17

    Besöker man Billudden, som har stor landhöjning, kan man notera att så är fallet, dvs där finns väldigt mycket havtorn.

  19. Gunnar Strandell

    #17
    Havtorn som växer på den landremsa som byggdes 1976 för att hindra återcirkulation av Forsmarksverkens kylvatten ger drygt 10 liter saft per år.

  20. Argus

    Jajamän. Havtorn, Hippophae Rhamnoides (med dubbelprick ovanför iet).

    En annan karaktärsväxt är Kvanne, Arcangelica Arcangelica. Emellertid finns den också i fjällterräng, gärna näringsrik sådan. Men, det verkar ändå som att det inte är Riktigt samma: fjällvarianten har blomställningen i form av en (nästan) boll, då strandvarianten är något flockartad. BTW, familjen heter ju numera apiacae – inte umbelliferae som det hette när jag fick en GRATIS flora i skolan.

    Ibland, och inte bara ibland utan rätt så ofta (definitionsfråga) byter många växter det latinska namnet. Trivialnamnet har måhända längre halveringstid än de latinska.

    Kategori: onödigt vetande.

  21. Bubo

    ”När det gäller klimatförändringar, är det vanligt att anta att detta teoretiska också kommer att vara det som gäller i verkligheten.”……

    ”Klimatmodeller tycks ofta innehålla ett antagande om att Clausius-Clapeyrons formel är det som bestämmer halten av vattenånga, alltså luftfuktigheten.”

    Att man fick göra grova förenklingar i de mycket tidiga modellerna och ta extremfallen samma absoluta och samma relativa fuktighet för att visa på ett spann, kan jag förstå.

    Men förekommer det antagandet idag?”…tycks ofta”…är ju litet vagt, det borde man ju kunna kolla upp, någon som vet? Annars blir det ju litet halmgubbe.

  22. tty

    #20

    Ja, kust- och fjällformerna av kvanne är tydligt skilda åt. Nu förekommer ju kvannen också som trädgårdsväxt, och då är det tydligen alltid fjällkvanne, så det händer faktiskt någon gång att man hittar förvildad fjällkvanne även i Sydsverige.
    Kvannen kan ätas, och nordborna tog den med sig till Grönland där den fortfarande äts, och kallas för guanneq, ett av ganska få fornnordiska lånord i grönländskan.

    Att de vetenskapliga namnen på många växter (och djur) ändrats på senare tid beror på den moderna DNA-baserade systematiken, som visat att många arter har andra släktskapsförhållanden än man tidigare trott, så är t ex skvattram en rhododendron och näckrosor är numera vare sig enhjärtbladiga eller tvåhjärtbladiga, eftersom de grenade av redan innan blomväxterna delade upp sig i de två huvudgrupperna.

  23. tty

    #21

    ”Men förekommer det antagandet idag?”…tycks ofta”…är ju litet vagt, det borde man ju kunna kolla upp, någon som vet? Annars blir det ju litet halmgubbe.”

    Jodå, det gör det faktiskt. Här har Koutsoyannis samlat ett antal IPCC-citat i just detta ärende, efter att också ha råkat ut för ”halmgubbe”-argumentet:

    https://hess.copernicus.org/preprints/hess-2020-120/hess-2020-120-AC2-supplement.pdf

  24. Bubo

    #23
    Tack!

  25. Bubo

    #23
    Skummade igenom snabbt men fick tyvärr inte svaret på frågan i det materialet. Det var bara skrivningar om att mätdata överensstämmer bra med C-C (s 4-5) och att C-C sätter en övre gräns, men sägs inte att man förutsätter att det ska vara de nivåerna som ges av C-C (sid 10-11). Att C-C nämns av IPCC förvånar inte, men antas det i modellerna att fuktigheten i luften följer den? frågan verkar kvarstå men av materialet verkar det inte vara så.

    Verkar mest vara att man använder C-C som en slags referens att jämföra resultat man fått med, ungefär samma som man skulle jämföra en verklig värmepump med en carnot-värmepump, men det är ju inte samma som att anta att den är det.

  26. Gabriel Oxenstierna

    Tack Lars för en viktig och (för mig) klargörande artikel!
    Samt kompletterande påpekanden från tty.

    Frågan om atmosfärens hydrologi är intimt förknippad med frågan om molnens inverkan på klimatet och hela denna frågeställning är en achilleshäl för klimatmodellerna, av ett flertal olika skäl.

  27. Gabriel Oxenstierna

    Kan också rekommendera följande artikel på wuwt:
    Global Water Cycle

    Observationer om bl.a variationer under året:

    1 January has the highest ocean insolation of 398W/m2
    2 January has the lowest land insolation of 258W/m2
    3 May is the only month where land insolation is higher than ocean insolation
    4 Net flux over oceans is positive for every month
    5 Net flux over land is negative for every month
    6 If all heat loss from land was balanced by latent heat transfer then 63,643Gt of water would be transferred from ocean to land and returned as river runoff – equivalent to net land precipitation or 381mm or net ocean evaporation of 186mm.
    7 The mass of atmospheric water was cycled from ocean to atmosphere to land 5.67 times during the year.
    8 The minimum ice free ocean surface temperature of 19.64C occurred in January when net heat input was at its peak of 48.7W/m2
    9 The maximum ice free ocean surface temperature of 20.18C occurred in August, which was just after the July minimum net heat input 1.1W/m2

    Insolation over the oceans peaked for the current precession cycle in 1585, being the last year that perihelion occurred before the austral summer solstice. Over the last 400 years, perihelion has been occurring later than the austral summer solstice and now occurs in early January. The watery end of Earth still points toward the sun when Earth is closest to the sun but the peak solar input and peak net energy uptake in the oceans has now moved into January and is slightly less than 400 years ago when it peaked for the current precession cycle.

    The water cycle is in gradual decline due to reducing difference between ocean and land insolation. The oceans are retaining more heat due to a reduction in net ocean evaporation; synonymous with the declining water cycle.

    https://wattsupwiththat.com/2021/11/14/global-water-cycle/

  28. JonasW

    Tack för en intressant artikel,

    som jag förstår så mäter man atmosfärens luftfuktighet från satelliter (Ceres systemet) utan att se någon ökning av specifika luftfuktigheten. Snarare tvärsom.

    Alarmismens ”vetenskap” påminner alltmer om ett korthus. Har de egentligen rätt om någonting förutom att temperaturen ökat något de senaste 50 åren ?

  29. Adepten

    #8 tty
    Du nämner djupsinnigt om ”ekologisk jämvikt” och ”ALLT är förändring på alla tidsskalor”– Kanske vill jag tro på det något uttjatade uttrycket att allting går i cykler och styrs med en tydlig orsak. James Lovelock lanserade sin gaiateori som går ut på att naturen skulle vara självreglerande, att den har en egen intelligens och vilja som mänskligheten inte kan rå på.

    Det du nämner om ”jämviktsideologin” för mig till inslaget i Rapport om ”Tvärtom skogsbruk” som jag upplever är ett sätt att kringgå EU:s riktlinjer för skogsbruk. Det är som att ordets betydelse blir tvärt om när man ska bevara naturvärden eller höja den biologiska mångfalden. https://www.svt.se/nyheter/lokalt/vasternorrland/tvartom-skogsbruk-for-naturen-och-friluftslivet
    Du kan säkert utveckla detta om jag har fel?

  30. tty

    #28

    ”som jag förstår så mäter man atmosfärens luftfuktighet från satelliter (Ceres systemet) utan att se någon ökning av specifika luftfuktigheten. Snarare tvärsom.”

    Vare sig direkta mätningar eller reanalysdata pekar på någon ökande trend:

    https://hess.copernicus.org/articles/24/3899/2020/

    Se speciellt Fig 5.

  31. tty

    #29

    Det går mycket väl att driva rationellt skogsbruk utan kalhyggen. Jag känner en större skogsägare i norra Östergötland som gjort det i årtionden. Men det kräver omsorgsfull planering och ett bra skogsvägnät.

  32. Svend+Ferdinandsen

    #9
    Man måste väl också anta att vattnet, i flytande form, är absolut jämt fördelat i gasblandningen för att nå C-C-värdet?
    Eller tänker jag fel där, är sannerligen ingen expert?

    De 7% mere vand i luften/grad gælder også ved f.eks 50% relativ fugt.

    Man kan så undre hvor det mere vand bliver af, da fugten forsvinder med højden og den lavere temperatur i højden.
    Et godt gæt er skyer og regn. Globalt er nedbøren stigende og det burde skyldes flere skyer, men albedo (skyer) er aftaget, så hvad sker der?