Moln är komplicerade, och det finns brister i förståelsen av dem, både fysikaliskt och klimatologiskt. IPCC skriver i AR6 WG1: “At present, cloud feedbacks remain the largest source of uncertainty in climate sensitivity estimates.” Nyligen kunde vi också här på KU läsa om hur den ledande molnforskaren Björn Stevens kritiserar forskarkollegor och IPCC för att överskatta molnens feedback-effekt på uppvärmningen och därmed klimatkänsligheten (ECS).
I en klassisk artikel av Ramanathan konstaterade man att effekten av moln på klimatet är ungefär 4 gånger så stor som klimateffekten av CO2 [1]. Det är därför av stort intresse att förstå hur moln påverkar klimatet på olika sätt, särskilt som det sedan länge pågår långsiktiga förändringar i molnigheten.
Jordens energibalans består förenklat av två delar: dels det infallande kortvågiga solljuset, dels den värme som jorden avger, i form av långvågig, infraröd strålning.
Alla moln har en kylande effekt genom att reflektera bort, och därmed minska mängden solljus som når jordytan. Det känner vi direkt när solen går i moln. Effekten är mycket stor, i storleksordningen -50 W/m2. Denna effekt kallas ofta för albedo och mäts på en skala från 0 till 1, där högre värde betyder att mer ljus reflekteras bort. Alla material har en viss albedo, för Jorden som helhet är det cirka 0,3. För moln varierar albedo mellan 0,3 och 0,8, beroende på molntyp, tjocklek mm.
Klimatet är mycket känsligt för de förändringar i albedo som en ändrad molnighet ger. IPCC säger: ”An albedo decrease of only 1%, bringing the Earth’s albedo from 30% to 29%, would cause an increase in the black-body radiative equilibrium temperature of about 1°C, a highly significant value, roughly equivalent to the direct radiative effect of a doubling of the atmospheric CO2 concentration.” [AR4 WG1]
En minskning av albedo med bara 1 procentenhet skulle alltså ha lika stor effekt som en fördubbling av CO2 i atmosfären! Kan det vara så att det är orsakerna bakom förändrade molnprocesser som styr klimatet, snarare än ökad CO2-halt? En hypotes värd att undersöka.
Alla moln har också en värmande effekt genom att absorbera en del av jordens infraröda strålning så att den inte strålar ut i rymden, en så kallad växthuseffekt. Även detta kan vi tydligt känna själva, exempelvis under kalla vinternätter. När moln glider in under en molnfri vinternatt dämpas kylan. Låga moln är som en varm filt, som skärmar av fönstret ut mot rymdens oändliga värmesänka. Denna effekt är ungefär 30 W/m2.
Totalt sett är kyleffekten större. Den kylande nettoeffekten är stor, globalt är det cirka -20 W/m2, enligt CERES-data (Cloud Radiative Effect, CRE). Den är dock mycket ojämnt fördelad över Jordens yta.
Molnens effekt kan mätas dels vid atmosfärens högsta höjd (TOA), dels vid jordytan. Ovan visas molnens strålningseffekt mätt vid TOA, enligt CERES-data för perioden 2000–2019. Skalan anger CRE i W/m2.
Nedan visas samma sak mätt vid jordytan, enligt CERES-data för perioden 2000–2017:
Vi ser att tropikerna har en mycket negativ molneffekt, det är där vi har stark konvektion (mycket åskväder) och hög molntäckning. Polarområdena har å andra sidan en starkt positiv effekt, där dominerar de höga molnen. Öknar har även de en positiv effekt, för där saknas moln. Landområdenas CRE är –8 W/m2, och havens är –25 W/m2.
Moln är en energibärare av central betydelse för klimatet. De transporterar solenergi från de varma tropikerna till högre latituder via vädersystemen. Den klimatiskt kanske viktigaste molntypen är konvektiv molnighet. Den bildas på dagen och upplöses på kvällen/natten.
Förenklat kan man säga att moln värmer på natten och kyler på dagen. Det finns dock många olika typer av moln, på olika höjd, med olika täthet och olika egenskaper. Vattenrika, låga moln över haven i tropikerna har störst kyleffekt och vattenfattiga ismoln på hög höjd har den starkaste uppvärmningseffekten.
Bakgrundsstrålningen från rymden är cirka 3 W/m2 medan låga moln återstrålar i storleksordningen 10 gånger mer ned mot Jorden. Moln fungerar därmed som en sorts grindvakter mellan Jorden och rymden. De hjälper till att reglera den globala temperaturen genom att både fånga in och släppa ut infraröd (termisk) energi i atmosfären.
Vi kan också jämföra molnens nettokylande effekt på cirka 20 W/m2 med den värmande strålningseffekten (radiative forcing) av växthusgaser. Den är cirka 3 W/m2. Molnens kylande effekt är alltså 6 – 7 gånger större. Vid en fördubbling av CO2 till 560 ppm(v) kommer strålningseffekten att ligga på 3,9 W/m2, dvs. en ökning med enbart 0,9 W/m2 [2]. Storleksmässigt är vi inom felmarginalen för de långsiktiga förändringar som sker på molnsidan, se vidare nästa artikel i denna serie.
Referenser
[1] Cloud-Radiative Forcing and Climate: Results from the Earth Radiation Budget Experiment, RAMANATHAN och 6 medförfattare, Science 1989, https://doi.org/10.1126/science.243.4887.57
[2] Technical Summary. In Climate Change. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2021. IPPC AR6 WG1, sid TS-56. Siffran 3,9 W/m2 avser enbart CO2.
Gabriel Oxenstierna
Mina artiklar här på KU
I en kommande artikel den 6/11 ska vi se hur molnens strålningseffekt ändrats över tiden. Därefter kommer ytterligare artiklar om hur molneffekten förändras med temperaturen, om molnens klimateffekt är positiv eller negativ, och i vad mån ökningen i CO2-halten kan relateras till molnförändringarna, samt hur IPCC:s datamodeller klarar av att hantera moln.
Tack för en mycket intressant artikel Gabriel!
Tack! Ser verkligen fram emot kommande artiklar kring dessa okända storheter, som väl även Happer & Wijngaarden tagit sig an på sistone.
.”.. medan låga moln återstrålar i storleksordningen 10 gånger mer ned mot Jorden.”
Når man beskriver drivhusgassers virkning, skal man huske på, at genudsendelse af ir-fotoner ikke sker i omgivelser med højt atmosfæretryk.
A question to William Happer:
”In other words, the very widely repeated description of GHG molecules absorbing infrared photons and then re-emitting them in random directions is only correct for about one absorbed photon in a billion. True?”
His answer:
”Yes, it is this extreme slowness of radiative decay rates that allows the CO2 molecules in the atmosphere to have nearly the same vibration-rotation temperature of the local air molecules”
Tack Gabriel för denna påminnelse om molnens effekt.
Det som bör påpekas är att vi har en tydlig ”avmolning” mätt som timmar med sol.(+20% på 40 år. )
Även Arktis temperatur är intressant i sammanhanget-Forskningen visar att solceller funkar dåligt där uppe.
Hela sommaren, med konstant temperatur , har de ingen sol.
Men under vintern så är himlen ofta klar. Vilket direkt speglas i temperaturen.
Mycket intressanta siffror och resonemang! Lägger man till (o-)kunskapen om havsströmmars troliga påverkan på klimatet, framstår focuset på CO2’s inverkan som ett silande av små mygg, knott.
Det borde intressera fler att försöka sig på att öka kunskapen om molnens och havens inverkan, att fler inte gjort det beror sannolikt på att det är mycket svårare, tar mycket längre till och är mer komplicerat att förklara än de relativt enkla mätbara CO2- värdena. Forskningen har liksom företagsamheten, hamnat i ”kvartals”-utvärdering, snuttifiering, långsiktig systematisk verksamhet har pressats tillbaka….
3 Bjarne
”Når man beskriver drivhusgassers virkning, skal man huske på, at genudsendelse af ir-fotoner ikke sker i omgivelser med højt atmosfæretryk.
A question to William Happer:
”In other words, the very widely repeated description of GHG molecules absorbing infrared photons and then re-emitting them in random directions is only correct for about one absorbed photon in a billion. True?”
Strålningseffekten av vattenånga och andra GHG är väl känd och avgränsad. Happer talar bara om GHG. Men moln är inte detsamma som växthusgaser.
4 Lasse
” ”avmolning” mätt som timmar med sol.(+20% på 40 år. )”
Detta är vad som gäller i Sverige och omgivande länder. Men det måste röra sig om en regional effekt, eftersom vi globalt inte har någon större minskning av molnigheten, det rör sig bara om en nedgång från cirka 69% till 67% i molntäckning.
Jag skriver om detta i artikeln som kommer i övermorgon.
” En minskning av albedo med bara 1 procentenhet skulle alltså ha lika stor effekt som en fördubbling av CO2 i atmosfären! Kan det vara så att det är orsakerna bakom förändrade molnprocesser som styr klimatet, snarare än ökad CO2-halt?”
Logisk kullerbytta. Sista meningen ger vid handen att CO2 inte har någon växthuseffekt, men det innebär ju att inte molnen heller har det enligt första meningen..
Men som väl är finns enkla experiment för att verifiera koldioxidens växthuseffekt så det är ingen tvekan om att mer CO2 leder till uppvärmning.
https://youtu.be/SeYfl45X1wo
Molnens inverkan är intressant att studera. Vi vet dock redan att molnen inte kompenserar helt för koldioxidens uppvärmningseffekt – då hade vi ju inte sett någon uppvärmning senaste 100 åren.
Kent,
Vad man menar är att molnens ökning eller minskning har en betydligt större inverkan än CO2 har.
En fördubbling av CO2 från 300 till 600 har en 1/7 så stor inverkan som molnens kylande/värmande effekt.
Detta innebär att CO2s inverkan är mer eller mindre obetydlig och om molnen ökar eller minskar så spelar CO2s ökning en mycket lite roll.
Om du inte förstår artikelförfattarens budskap eller kanske inte ens vill förstå så kan vi hjälpa dig och förklara.
Det verkar rimligare att albedot har orsakat temperaturökningen (1 grad) än att koldioxiden orsakat den. Fast koldioxiden har nog ett litet bidrag.
Hur ser klimatpolitiken ut som ska återställa eller öka albedot? 🙂
#8 Kent
Kan du ge en referens till ditt påstående ”Vi vet dock redan att molnen inte kompenserar helt för koldioxidens uppvärmningseffekt”?
Tillbakastrålningen från växthusgaser till jordytan uppgår till 314 W/m2, inte runt 3 W/m2 som författaren påstår. Författaren har blandat ihop olika begrepp som är viktiga att hålla isär.
https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Chapter07.pdf
Siffran 3,9 W/m2 är den ökning av växthuseffekten (från de 314 alltså) som kommer av en fördubbling av CO2, inte totalen.
Slutklämmen i texten bör ändras..
” Vi kan också jämföra molnens nettokylande effekt på cirka 20 W/m2 med den värmande strålningseffekten av växthusgaser. Den är cirka 3 W/m2. Molnens kylande effekt är alltså 6 – 7 gånger större. Vid en fördubbling av CO2 till 560 ppm(v) kommer strålningseffekten att ligga på 3,9 W/m2, dvs. en ökning med enbart 0,9 W/m2 [2]. Storleksmässigt är vi inom felmarginalen för de långsiktiga förändringar som sker på molnsidan, se vidare nästa artikel i denna serie.”
#3
”Når man beskriver drivhusgassers virkning, skal man huske på, at genudsendelse af ir-fotoner ikke sker i omgivelser med højt atmosfæretryk.”
Detta är en vanlig missuppfattning som jag tagit upp åtskilliga gånger tidigare.
Det är sant att det är ytterst sällan som en foton återutsänds av samma molekyl som absorberat den. Detta beroende på att det exciterade tillstånd som molekylen försatts i genom absorptionen är relativt stabilt. Innan molekylen hunnit de-excitera har den hunnit kollidera många gånger med andra molekyler varvid en utjämning av energin mellan molekylerna sker. Energin omsätts i molekylrörelse, alltså värme. Detta kallas termalisering och är den process som omsätter växthuseffekten i värme (en exciterad molekyl år inte ”varmare” än en icke exciterad).
Molekylkollisioner kan emellertid även ha motsatt effekt, alltså att excitera en molekyl så att den kan avge en foton. Växthuseffekten fungerar genom att gasen värms upp tills lika mycket energi absorberas som avges genom strålning.
Det är alltså riktigt att bara en molekyl på miljarden hinner avge en foton innan den termaliseras. Men samtidigt kommer vid termisk jämvikt en annan molekyl på miljarden att avge en foton utan att först ha absorberat någon.
#10
”Hur ser klimatpolitiken ut som ska återställa eller öka albedot?”
Hugg ner skogen och gör flis av den för att köra i ”gröna” kraftverk. Öppen mark har mycket högre albedo än skog. Görs redan av Storbritannien genom att hugga urskog i Kanada.
https://www.nasa.gov/images/content/105626main_global_spectral_albedo_med.jpg
Albedot är utan tvekan mycket viktigt för klimatet. Växlingen mellan istider och mellanistider beror i huvudsak på albedoåterkoppling av Milankovicheffekten på snö/isarealerna på Norra Halvklotet (i söder varierar isarealerna mycket mindre).
#6
”Men moln är inte detsamma som växthusgaser.”
Förvisso, snarare tvärtom. Moln består av små vattendroppar och/eller iskristaller och är alltså (nästan) svartkroppsstrålare.
8 Kent
Ingen förnekar att CO2 är en så kallad växthusgas som har en värmande effekt. Men artikeln handlar inte om det, utan om molnen direkta inverkna på strålningen, med både SW-avskärmning och LW-återstrålning och ett stort negativt netto.
Ett av syftena med att jämföra molneffekter med effekter av växthusgaser är att se på storleksordningen. Enligt AGGI har GHG en forcing på lite över 3 W/m2 idag, och ökar till 3,9 W/m2 vid en fördubbling av CO2 (om vi bara ser till effekten av just CO2). Det är små siffror i relation till molnens påverkan på LW och SW, med nettoeffekt på -20 W/m2.
https://gml.noaa.gov/aggi/aggi.html
Om vi t ex har en sekulär trend i förändring av någon molnparameter (albedo, molnutbredning, molns strålningseffekt (CRE), molns opacitet), då rör det sig om potentiellt stor klimatpåverkan, Vi har exempelvis en negativ trend för molnutbredningen. Vi har också vågrörelser med rätt stor amplitud. Skriver om de sakerna i nästa artikel.
Eftersom klimatvetenskapen inte har någon full bild av molnens inverkan, kan vi inte a priori bortse från molnens roll.
”Även Arktis temperatur är intressant i sammanhanget-Forskningen visar att solceller funkar dåligt där uppe.
Hela sommaren, med konstant temperatur , har de ingen sol.”
Det sista gäller bara ute över hav/havsis där temperaturen hålls just över noll genom isavsmältningen och det mycket ofta uppstår låga moln eller dimma. Inne över land är sommarvädret ofta betydligt bättre. Det är t ex påfallande hur mycket varmare somrarna och hur mycket rikare vegetationen är inne i fjordbottnarna på Svalbard och Grönland jämfört med fjordmynningarna.
På Island är det likadant. Sommarvädret är betydligt bättre på nordkusten som ligger i regnskugga bakom bergen och jöklarna medan sydkusten har svala och blöta somrar. Det är ingen slump att Islands botaniska trädgård ligger i Akureyri, inte i Reykjavik.
https://www.google.se/maps/@65.6755981,-18.0930824,3a,75y,90.66h,91.06t/data=!3m8!1e1!3m6!1sAF1QipO8y2TRd6npYdn2M9GiiUVjMfp3gtPcT7C2_qbZ!2e10!3e11!6shttps:%2F%2Flh5.googleusercontent.com%2Fp%2FAF1QipO8y2TRd6npYdn2M9GiiUVjMfp3gtPcT7C2_qbZ%3Dw203-h100-k-no-pi-0-ya94.8224-ro-0-fo100!7i6912!8i3456
12 Kent
”Tillbakastrålningen från växthusgaser till jordytan uppgår till 314 W/m2, inte runt 3 W/m2 som författaren påstår. Författaren har blandat ihop olika begrepp som är viktiga att hålla isär.
Siffran 3,9 W/m2 är den ökning av växthuseffekten (från de 314 alltså) som kommer av en fördubbling av CO2, inte totalen. ”
Du blandar ihop den så kallade växthuseffekten med radiative forcing (på svenska översätts den ibland med ’strålningsdrivning’). Så här definierar AGGI det:
”The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) defines climate forcing as “An externally imposed perturbation in the radiative energy budget of the Earth climate system, e.g. through changes in solar radiation, changes in the Earth albedo, or changes in atmospheric gases and aerosol particles.” Thus, climate forcing is a “change” in the status quo, forcing changes in the climate.”
Det jag avser med 3 W/m2 är just forcing, inte den totala växthuseffekten. Jag la till ett förtydligande inom parantes i sista stycket.
#12 Kent
Direkt från din länk
”The ERF of greenhouse gases is composed of 2.16 [1.90 to 2.41] W m–2 from carbon dioxide”
tty [13]; Jag citerar: ”Energin omsätts i molekylrörelse, alltså värme”. Du tar upp någonting som det faktiskt finns ett frågetecken kring. Det som definierar värme är väl strålningen och inte själva molekylrörelsen. En molekyl har ett bestämt vibrationsmönster och därav våglängdsbestämmande för den avgivna fotonen. Den absorberade fotonen är av samma våglängd som den avgivna för exempelvis H2O. Som jag uppfattar det så är det inte själva materien som är varm, utan den vibrerar som konsekvens av tillförd värmestrålning, där vibrationen är proportionell mot tillförd värmeenergi, alltså den absorberade rörelseenergin i den elektromagnetiska strålningen, vilken kan både vara IR eller UV etc. Utan tillförsel av värme, alltså strålning, svalnar materien, eller materialet ifråga. Jag hävdar här att det således inte är materien i sig som värmer, utan dess strålning som den avger mot omgivningen. Tillämpat på atmosfären eller luften som omger oss, så är det i min betraktelse inte själva vibrationen av molekylerna som ger en känsla av värme, utan den IR-strålning som molekylernas vibrationer ger upphov till. Detta är egentligen bara en spekulativ betraktelse, men som sagt, ingenting är självklart.
#19:
Nej det är du som blandar äpplen och päron här. Du jämför molnens totala nettoeffekt på klimatet mot växthusgasernas förändring i effekt sedan 200 år sedan. Du borde jämföra förändring i molnens nettoeffekt mot förändring i växthusgasernas effekt för att det ska vara någon poäng.
Molnens totala nettoeffekt på -20 W/m2 bör jämföras med växthusgasernas totala effekt på +314 W/m2.
Men det är förändringarna som är relevanta. Om du försöker hävda att förändringar i molntäcke driver jordens uppvärmning så behöver vi se siffror från mätningar eller åtminstone modeller som anger att det sker en förändring i molnens effekt. Fast vi vet ju redan via andra mätningar och teori att ökande co2 leder till uppvärmning så då behöver du förklara bort all den teorin också.
Det är också svårt att hävda att molntäcket skulle ensamt orsaka uppvärmning när du själv anger att det netto skapar nedkylning. Utan atmosfär och moln skulle planetens temperatur vara -18 grader. Med molneffekten enbart blir det ännu kallare. Det är svårt att bara ignorera växthusgaserna som redan lyfter temperaturen till +15 grader och dessutom hävda att ytterligare ökning av de gaserna inte skulle addera någon ytterligare uppvärmning.
Ja, molnen kan också spela in i uppvärmning/avkylning, men det förminskar inte koldioxidens roll i det ändå.
#20:
Ja?
Kent
14:57, 2022-11-04
Av ngn outgrundlig anledning hänger du helt plötsligt här hela dagarna. Har du inget jobb att sköta eller är detta ditt nuvarande jobb?
Alltid intressant att veta.
#13
”Molekylkollisioner kan emellertid även ha motsatt effekt, alltså att excitera en molekyl så att den kan avge en foton. Växthuseffekten fungerar genom att gasen värms upp tills lika mycket energi absorberas som avges genom strålning”
Ja sandt nok – det er sådan mekanismen højt oppe i atmosfæren er, der hvor energien udstråles til verdensrummet, men nederst i atmosfæren, hvor trykket er højt (mange kollisioner), sker det ikke. Drivhusgasmolekyler nede har en opvarmende virkning, hvorimod de højt oppe har en afkølende virkning på atmosfæren
#21
Det finns tre sätt för värmeöverföring, ledning, konvektion och strålning.
”En molekyl har ett bestämt vibrationsmönster och därav våglängdsbestämmande för den avgivna fotonen.”
Gäller bara för gaser (och plasma). För materia i fast eller flytande form finns i praktiken ett oändligt antal möjliga energinivåer. Därav den kontinuerliga svartkroppsstrålningen vars spektrum bestäms av materialets temperatur, alltså hur många atomer/molekyler som befinner sig på olika energinivåer.
Observera också att en fotons våglängd inte direkt definierar temperaturen på materialet som utsänder den och att en foton kan absorberas av material som både är varmare och kallare än det som fotonen kom ifrån.
Och värme kan som sagt överföras utan strålning genom ledning, alltså att kinetisk energi överförs direkt mellan molekyler/atomer.
#25
”Ja sandt nok – det er sådan mekanismen højt oppe i atmosfæren er, der hvor energien udstråles til verdensrummet, men nederst i atmosfæren, hvor trykket er højt (mange kollisioner), sker det ikke. Drivhusgasmolekyler nede har en opvarmende virkning, hvorimod de højt oppe har en afkølende virkning på atmosfæren”
Återigen fel. Processen sker oberoende av trycket. Ja inte riktigt, emissionsbanden blir litet bredare vid högre tryck p g a att emissionen oftare påverkas av närliggande molekyler (tryckbreddning).
På högre höjd där trycket är lägre blir sannolikheten för att en avgiven foton försvinner ut i universum utan att absorberas större, men samtidigt blir sannolikheten för att en foton skall avges lägre eftersom temperaturen också är lägre.
Att ökande växthusgashalt har en kylande effekt på hög höjd beror på att temperaturen ovanför tropopausen stiger med höjden. Därför ökar både sannolikheten att en foton skall avges och att den ska gå ut i världsrymden med höjden. Därmed ökas utstrålningen och temperaturen sjunker.
Och att temperaturen i stratosfären ökar med höjden beror på absorptionen av UV-strålningen i ozonlagret i mesosfären, där temperaturen därigenom bli relativt hög. Där är trycket så lågt att värmeöverföring genom strålning dominerar helt och man får därigenom en värmegradient med stigande temperatur mellan tropopausen och ozonskiktet.
Tropopausen med sitt temperaturminimum är helt enkelt den nivå där värmeöverföring huvudsakligen via konvektion (=troposfären) övergår till värmeöverföring huvudsakligen via strålning (=stratosfären)
#16
Ja, du påstår att moln är svartkroppsstrålare.
En svartkroppstrålare absorberar all infallande strålning.
En vattendroppe kan inte absorbera all infallande strålning, eftersom absorptionen beror på infallsvinkel och våglängd. Vid vissa vinklar kommer en vattendroppe att reflektera istället för att absorbera.
Eftersom du påstått detta så många gånger skulle jag gärna få en förklaring på vinkelberoendet vid absorption. Om du anser att en vattendroppe alltid absorberar- oberoende av infallsvinkel – så vore det intressant att förstå vilka fysikaliska lagar som ger det resultatet.
Jag känner till Fresnels ekvationer, men om jag förstår dig rätt så gäller de inte för vattendroppar?
Ser gärna en förklaring till din åsikt om att vattendroppar är svartkroppar. Det stämmer inte alls med min bild.
Enligt diagram som publicerats om mätningar av jordens energibalans vid atmosfärens högsta höjd (TOA) finns tydliga variationer över tid. Det kan svänga +- 1,5 W/m2 mellan närliggande mätperioder (antar att det är månadsvärden). Det tyder på att jorden har perioder då den avkyls likväl som den värms upp. Variationerna kan knappast bero på koldioxid. Uppgifterna indikerar att det måste handla om fler faktorer och att stigande koldioxidhalt inte har något linjärt samband med hur jordens energiutbyte är med rymden. Kan det vara hur jordens molntäcke är över tid, som är en delförklaring?
#13
En vanlig missuppfattning??
När man beräknar strålningstransporten genom atmosfären (radiative transfer) så kommer begreppet termalisering inte in överhuvudtaget.
I Schwartzschilds ekvationer finns inte ”teramlisering”.
Om jag förstår dig rätt så påverkar ”termalisering” (d.v.s. att absorberad strålning kan omvandlas till kinetisk energi hos icke-strålande molekyler) hur utstrålningen sker. Hur kopplar du detta till de ekvationer som t.ex. Happer använder (d.v.s. Schwartzschilds) ?
De har inte med termalisering som någon påverkande faktor.
#8 Kent
”Men som väl är finns enkla experiment för att verifiera koldioxidens växthuseffekt så det är ingen tvekan om att mer CO2 leder till uppvärmning.
https://youtu.be/SeYfl45X1wo”
Vänligen gör nu motsvarande experiment med vattenånga och solljus!
#28
”Ja, du påstår att moln är svartkroppsstrålare.
En svartkroppstrålare absorberar all infallande strålning.”
Jag skrev avsiktligt ”(nästan) svartkroppsstrålare” eftersom vatten och is inte har emissivitet 1,0 inom IR-området utan 0,93-0,99 beroende på våglängden. Skillnaden är dock inte stor.
Om du vill se hur stora avvikelserna är rekommenderar jag att du använder MODTRAN för att ”titta” på några olika molntyper ovanifrån och underifrån:
http://climatemodels.uchicago.edu/modtran/
Kolla gärna på litet olika ”avstånd” från molnlagret så du ser effekten av absorptionen mellan ”dig” och molnen.
Och nej, vattendroppar och iskristaller absorberar långtifrån all inkommande strålning. De har ett albedo av 0,6-0,8. Men deras emissionsspektrum är ändå en mycket bra approximation till svartkroppsstrålning.
Någon helt perfekt svartkroppsstrålare finns inte, men den kosmiska bakgrundsstrålningen kommer mycket nära. Svarta hål kommer troligen ännu närmare, men det vet vi inte säkert.
Termaliseringen påverkar inte den direkta radiativa delen av värmeöverföringen till rymden. Men den förklarar hur större delen av IR-utstrålningen från markytan övergår i värme nära markytan. Värme som sedan via konvektion förs upp på högre höjd där den åter övergår till strålning som strålar ut i rymden. Detta flöde är faktiskt betydligt större än det direkta radiativa flödet i ”fönstret”.
#31
”Vänligen gör nu motsvarande experiment med vattenånga och solljus!”
Svårare att göra eftersom vattenånga har så pass lågt partialtryck vid rumstemperatur. Temperaturen i mätröret måste 100 C vid atmosfärstryck. Och du kommer inte att få mycket resultat med solljus eftersom vattenånga praktiskt taget inte alls absorberar inom det synliga spektrat (men däremot inom UV, IR och mikrovågområdet:
https://www.sliderbase.com/images/referats/724b/(15).PNG
#32
vad är det du säger? Att moln inte är svartkroppar?
Om jag inte läst alldeles fel så har du kategoriskt påstått att moln är svartkroppar. Eller är det numera ”nästan” svartkroppar, och att jag missförstått alltihopa.
Det jag frågar dig om är vinkelberoendet i absorptionen i en vattendroppe. Du verkar säga att emissiviteten kan svara på detta. Jag säger att emissivitet är ett förenklat begrepp som kan användas i vissa sammanhang om man förstår begränsningarna.
Svara på hur absorptionen i en vattendroppe beror av infallsvinkeln. Det är den intressanta frågan när det gäller molnens absorption.
Gärna ett svar på frågan.
#33
Och du är naturligtvis medveten om att en stor del av inkommande solljus faktiskt ligger i det kortvågiga infraröda området?
Om jag förstår dig rätt så påverkas det inte av vattenånga? Eftersom man inte kommer få mycket av resultat …
Skulle faktiskt vilja veta vilken bakgrund du har inom fysik. Jag vet att det är fel att fråga detta, men ibland tycker jag att mycket av det du skriver inte hänger ihop. Ställer frågan, men frågar inte efter svar, har du en bakgrund inom fysik?
Kent
14:57, 2022-11-04
Vi tar det igen , vilken är din arbetsgivare. Vi är alla härinne intresserade .
Tittade på Rapport. Inslag om att med satellit undersöka vågor från jorden som flyter genom atmosfären. Finns där trots allt en oscillation som är med och för bort energi från jorden och ut i rymden?
Skärpning Paul 36,
Det är bara bra med lite debatt förstås .Att sedan tty krossar stackars Kent gör inget.
Jag är på denna blogg för att hänga med vad gäller klimat eftersom media är så sorglig. Att det blir lite debatt är bara positivt.
#27 tak for forklaringer.
Ulf
20:35, 2022-11-04
Skärpning ,va? Förstår du inte krafterna som ligger bakom all denna desinformation som vi nu ser försöker attackera bloggen. Tror du på allvar att personerna bakom denna pseudonym inte är utsända av narrativet då de ser sin försörjning hotad. Detta genomskådade jag omedelbart.
#35
Ställer frågan, men frågar inte efter svar, har du en bakgrund inom fysik?
Ja. Har du?
#41
Ja, det har jag. Har ägnat många år inom fysik. Teknisk fysik och Teoretisk fysik.Framförallt inom kvantmekanisk termodynamik.
Nu kan du väl svara om din bakgrund inom fysik. Jag reagerer på ditt prat om fotoner hit och dit. I mina ögon blir det kvasivetenskap.
Nu har jag svarat.Berätta gärna om din bakgrund inom fysik.
Berätta!
#34
Det finns inga perfekta svartkroppsstrålare, men moln kommer rätt nära. Jag rekommenderar dig åter att titta på MODTRAN för att se hur liten avvikelsen från perfekt svartkroppsstrålare faktiskt är.
Jag är fullt medveten om att molnens absorption av fotoner är komplicerad och påverkas av både storlek och form på dropparna/iskristallerna och av infallsriktning och våglängd på inkommande strålning, för att inte tala om molnens optiska tjocklek, men det påverkar inte det faktum att de emitterar fotoner med ett spektrum som ligger mycket nära en svartkropp.
Jag har tryckt på detta flera gånger eftersom många tydligen inte har klart för sig den fundamentala skillnaden mellan vattenånga som är en gas och absorberar och emitterar endast i ett antal smala frekvensband och vatten i fast eller flytande form i ett moln som emitterar ett kontinuum som ligger nära en svartkropp med motsvarande temperatur som molnet.
#41
Absorptionens beroende infallsvinkeln? Väntar på ett svar. Du har med kraft hävdat att moln absorberar all inkommande strålning.
Jag väntar på ett svar, Hur absorberar en vattendroppe inkommande strålning som funktion av infallsvinkeln? Gäller Fresnels ekvationer eller har du en egen lösning.
Eftersom du kategoriskt påstått fullständig absorption så tycker jag att det är rimligt att du svarar. En annan möjlighet är att säga ingenting, och i nästa blogg fortsätta upprepa att moln är svartkroppar.
#43
Kommer du inte ihåg att du hävdat att moln är svartkroppar?
Har lite svårt för att man först säger något tvärsäkert, sen påstår att man aldrig sagt det. Vad har du sagt?
Förklara gärna i detalj.
Igen – vad är din bakgrund inom fysik. Jag såg inget svar. Det måste du väl kunna svara på.
Du talar ju om för alla vad som är rätt och vad som är fel. Då måste vi väl kunna få ett besked om din bakgrund? Eller vill du inte berätta.. ?
#Tty
Vilken bakgund har du i fysik? jag tror att alla människor som du utdömt som fel kan undra. Vore mycket välkommet om du kan beskriva dina akademiska meriter,
Jag väntar på ditt svar, Vilket område har du arbetat inom ? Ditt huvudområde är ..?
För den som är intresserad att veta mer om molns radiativa egenskaper inom IR.området rekommenderar jag denna:
https://www.montana.edu/jshaw/documents/Physics_IRCloudImaging_EJP2013.pdf
Jonas W 44-46,
Det ärt lite tjatigt att ställa samma fråga gång på gång. Det blir ingen fruktbar diskussion. Förklara istället hur du ser på molnens emmisionsförmåga.
Svar 40,
Det enda jag ser är någon som har fel hela tiden och blir rättad hela tiden. Varför någon skulle känna sig hotad av en blogg som aldrig någon i media skulle våga referera till är inte begripligt. Dessutom hur gagnar det detta s k intresse att signaturen Kent blir avspisad här med fakta? Det kan i så fall bara vara tvärtom.
Om man har fakta på sin sida behöver man aldrig vara rädd för en debatt.
Problemet är det motsatta för folk som kan visa att det inte är någon klimatkris. Den andra sidan vill inte debattera eftersom de inte har fakta på sin sida. Det är ju hela anledningen till att ord som klimatförnekare ens existerar en gigantisk brist på sakargument.
Trist med onödig mätning av ego i en annars intressant tråd. Ni har troligtvis alla tillgång till den moderna tidens mest avancerade räknemaskin. Ta er dator förbered en vetenskaplig sandlåda och gör den nödvändiga beräkningen av miljarder vattendroppar som bestrålas av en emitter inom valfritt spektrum och få svar på svartkroppsfrågan.
tty
43, tack, just så är det
Jag kan också rekommendera siten The Science of Doom, där de har en rad artiklar om moln vs. vattenånga, med genomgång och referenser till litteraturen av en fysiker. För den som vill gå på djupet.
https://scienceofdoom.com/roadmap/clouds-and-water-vapor/
”Detta innebär att CO2s inverkan är mer eller mindre obetydlig och om molnen ökar eller minskar så spelar CO2s ökning en mycket lite roll.”
Det er derfor der arbejdes så meget på at binde moln sammen med CO2.
Indenfor klimaforskning skal alt helst afhænge af CO2 og således at det bliver forstærkning af CO2’s virkning.
” I en klassisk artikel av Ramanathan konstaterade man att effekten av moln på klimatet är ungefär 4 gånger så stor som klimateffekten av CO2 [1].”
Detta är alltså direkt fel och författaren borde ändra texten. Effekten av växthusgaser är 314 W/m2 varav koldioxiden bedöms utgöra 20-25%, dvs 60-75W/m2. Molnens nettoeffekt är ca -20 W/m2 eller 1/3 – 1/4 av koldioxidens.
Men jag håller med om att det är intressant att förstå hur båda dessa effekter förändras. Vi har bra förståelse för förändringen av CO2 och vad det ger.
Anslaget i texten kunde vara att försöka förstå hur molntäcket förändras med en ökande global temperatur. Kommer molntäcket att ytterligare förstärka uppvärmningen (molntäcket minskar) eller ger det en viss lindring av uppvärmningen (molntäcket ökar)?
Observationer av reflekterad strålning till rymden pekar på att molntäcket minskar med ökande global temperatur
https://www.researchgate.net/figure/Satellite-record-of-tropical-mean-20S-to-20N-latitude-anomalies-in-broadband-thermal_fig1_216815170
Det är bekymmersamt då förändringen av molntäcke förstärker uppvärmningen ytterligare. Det diskuteras även i denna:
https://e360.yale.edu/features/why-clouds-are-the-key-to-new-troubling-projections-on-warming
Om detta är sant är klimatkänsligheten på 3 grader kraftigt underskattad.
# 53 Kent. Uppvärmningen förstärks hela tiden. Det blir bara värre och värre. En passande dag att be vädergudarna om hjälp. Annars lär vi alla hamna sex fot under jord innan vi hinner blinka. Halleluja!
Molnen tillhör den stora okända faktorn i klimatvetenskapen. Vi har för dåliga data (har någon sett en 50-årig databas för molnigheten på jorden?) Vi har inga modeller som kan modellera dem.
Moln på natten och på vintern ger mindre avsvalning. Färre moln ger ökad direktinstrålning vilket ger ger ökad värme. Fler låga moln över tropikerna ger större albedo, vilket ger mindre uppvärmning. Ökad värme ger ökad avdunstning vilket ger mera moln vilket ger mindre värme. Inaktiv sol ger mer moln över tropikerna och således lägre uppvärmning. OSV, det finns en hel del luckor att fylla i och det går faktiskt inte att säga om vi går mot varmare tider eller hur stor koldioxideffekten kommer att bli.
Ja den som äter palsternackor, han går inte av för hackor…annat var det för Trotskij ⛏️⛏️😁
53 Kent
Nu har du upprepat samma missuppfattning tre gånger.
Jag svarade redan i #19. Det handlar om definitionen av radiative forcing som en förändring i förhållande till en viss nivå. Se länken:
https://gml.noaa.gov/aggi/aggi.html
”The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) defines climate forcing as
“An externally imposed perturbation in the radiative energy budget of the Earth climate system, e.g. through changes in solar radiation, changes in the Earth albedo, or changes in atmospheric gases and aerosol particles.”
Thus, climate forcing is a “change” in the status quo, forcing changes in the climate.”
Jordytan får i genomsnitt 236 W/m2 solstrålning. Jordens medeltemperatur har uppskattats till ungefär 15 centigrader, alltså 288 K. För att upprätthålla den temperaturen, behövs 390 W/m2. Skillnaden 390-236=154 W/m2 är vad atmosfären står för, bland annat genom växthusgaserna.
En beräkning som hävdar att växthusgaserna står för 341 W/m2 är alltså fel.
Data från verkligheten, bland annat CERES-satelliterna, visar att återkopplingen från moln är negativ, och alltså dämpar uppvärmningen.
En fråga från en novis:
Hur påverkar rymdskrot solinstrålningen?
Det är ju ändå en avsevärd mängd därute.
”While there are about 2,000 active satellites orbiting Earth at the moment, there are also 3,000 dead ones littering space. What’s more, there are around 34,000 pieces of space junk bigger than 10 centimetres in size and millions of smaller pieces.”
Går att se i realtid:
http://astria.tacc.utexas.edu/AstriaGraph/
#59-60 Star Debris Trek: http://www.bilddump.se/bilder/20221105210702-78.79.230.254.png
#61
Ja jag länkade till den i realtid, men det är klart, ”objects are smaller than they appear “ förstås. 🤷🏼♂️
#59
”Hur påverkar rymdskrot solinstrålningen?”
I praktiken nte alls. 34 000 objekt mer än tio cm i diameter kan låta mycket, men även om vi klipper till och räknar med att de är 1 kvadratmeter var, alltså 100 gånger större, blir deras samlade yta bara 0,034 kvadratkilometer.
Lägg till detta att det bara är de partiklar som i ett givet ögonblick befinner sig mellan Jorden och Solen som minskar instrålningen, medan alla de övriga (utom de i jordens skugga) istället kommer att reflektera solljus mot Jorden.
Rymdskrotet är ett problem för nya satelliter som kan bli träffade och skadas. I övrigt är det harmlöst.
#63 tty. Då har Du sakligen lugnat oss igen! Tack!
#58 Lars:
Var tar du dina siffror och beräkning ifrån?
Beräkningen 341 W/m2 för växthuseffekten är korrekt, detta är lite mer komplicerat än du tänker här.
[…] är den andra delen i en serie artiklar om moln och deras effekt på klimatet. I den första delen såg vi att molnens strålningseffekt (CRE) är kraftigt […]
kommentaren borttagen
Kent #65
Lars Kamels skattning är helt korrekt. 341 W/m2 (eller 314) är alltså helt fel.
Vidare är växthuseffekten en kombination av ffa H2O (inkl moln och iskristaller) samt CO2, men ganska ojämt fördelad över klotet, samt även klimatsystemets övriga funktion (främst havstemperaturer och -cirkulationer).
H2O har en tydligt starkare växthuseffekt, och är dessutom ca 10 ggr mer förekommande. IPCC säger att CO2 står för knappt 2% av totala växthuseffekten.
Det är inga konstigheter med detta …
Solarkonstanten är ca 1367 W/m2. Den ska divideras med 4, eftersom solljuset träffar halva hemisfären på vad som i stort sett är ett sfäriskt klot, inte en cirkulär skiva. Den ska multipliceras med 1-albedot, där albedot är 0,31, enligt mätningar.
Att globala medeltemperaturen är ungefär 15 C har jag sett någonstans, men minns inte var.
Mina övriga siffror får jag från beräkningar som använder Stefan-Boltzmanns ekvation.
Om växthuseffekten stod för 341 W/m2, skulle jordytan vara mycket varmare än vad den är.
Lars K
Intressant är att dessa siffror bygger på ett albedo som är ca 30%. Nu säger du att det kan ligga kring 31% och jag hittade siffror på 28-29% i någon (äldre?) IPCC-rapport nyligen.
Poängen är att variationer på 0.5% skillnad i albedet motsvarar knappt 7W/m2, dvs variationer som är bra mycket större än vad man vill tillskriva CO2 över (lite olika) tidsperioder.
Mao små variationer i albedo (över decennierna) kan resultera i nog så stora ’klimatförändringar’ över samma tidsperspektiv, ngt man har ganska dåliga precisa mätningar om …
#68 Jonas
#69 Lars:
Jordens energibalans är mer komplicerad än så men enkel att söka fram på nätet. NASA ger en bra beskrivning.
Inkommande solstrålning blir som Lars anger ca 340 W/m2 (ToA), och av detta reflekteras 100 W/m2 tillbaka ut till rymden från moln och albedo. 77 W/m2 absorberas direkt av atmosfären, kvar blir 163 W/m2 av solstrålningen som absorberas av jordytan.
Temperaturen +15 C ger som en värmestrålning från jordytan som är ca 398 W/m2. Avdunstning av vatten till ånga ger en energitransport till atmosfären på motsvarande 87 W/m2, termisk uppvärmning av luften från jordytan ger 18 W/m2 till atmosfären.
Så 398-163+18+87 = 340 W/m2 återstrålad växthuseffekt.
https://earthobservatory.nasa.gov/features/EnergyBalance/page6.php
Fast du kan inte göra så. Dvs hävda att vissa komponenter av växthuseffekten skall räknas in i densamma (om de transporterar värme åt ena hållet) samtidigt som du inte räknar med energitransport pga av densamma som sker åt andra hållet.
Och du gör det värre ändå: Du vill tex räkna bort 77 W/m2 som tas upp av troposfären och som då finns kvar i densamma. Och du vill lägga till både avdunstning och och uppvärmning av luften (pga densamma) och få lägga till den en extra gång.
Det är ett gravt bokföringsfel.
Räknat ovanför trospsfären, dvs under TOA är IR-strålning den enda relevanta energitransporten, och Lars (och min) beräkning jämför där storleksordningar på det enda neutrala sätt som går att ställa upp.
Poängen du (och dom?) försöker göra är att under TOA är situationen mer komplicerad än bara svartkorppstrålning. Det stämmer. Men det betyder inte att man godtyckligt kan räkna flöden som + eller – beroende på hur de passar ens agenda, när sådana alltid förekommer samtidigt.
Lite förenklat: Fysiken, och ffa energis oförstärbarhet gör att skillnaden mellan -18° och +15° motsvarar just 150 W/m2. Hävdar du ngt annat behöver du hänvisa till Vodoo-fysik eller ngt liknande …
#70 Jonas:
Albedoeffekten anges till 100/340 = 0,294. En förändring i albedo på 0,5%-enheter ger en strålningsförändring på 1,7 W/m2, mycket i sammanhanget. Hur kommer du fram till 7 W/m2?
Den var lätt:
Albedot är ca 30% (av 1340 W/m2)
30.5% är 0.5% mer, dvs ca 7 W/m2.
Den mer relevanta poängen är att osäkerheten och/eller variationer i albedot (över tiden) då hamnar i storleksordningen 7 till 14 till 20 W/m2 beroende på hur seriöst man accepterar osäkerheter och variationer i just albedots värde …
Enkelt %-räkning min käre Watson ,,,
#72 Jonas:
Det är inget bokföringsfel. Se länken jag gav. Jag vill förtydliga att i återstrålat 340 W/m2 ingår reflektionen från molnen med ca 30 W/m2.
Energibalansen måste gå ihop oavsett vilket skikt man betraktar
#74 Jonas:
Jo men du kan inte räkna så. Du måste ta hänsyn till hur stor yta av jorden som exponeras för solstrålningen på 1340 W/m2. Den siffran gäller ju en väsentligen platt cirkelyta med jorden diameter. Lars förklarade ju ovan att man dividerar den siffran med 4 för att representera hela jordytan.
Din länk försökte inte ens addera ihop olika (hypotetiserade) flöden i nedre troposfären på det sättet du försökte …
Temperaturen vid TOA är jst ca -18° vilket faktiskt är definitionen av TOA.
Nedanför är det varmare pga västhuseffekten. 33° vid jordytan tex …
Du har en poäng (och jag hade fel)!
Det är 0.5% av 340 W/m2, dvs 1.7 W/m2. Dvs beorende på hur säker man är på albedot kan det skilja sig mellan 1.7 till 3.5 till 5 W/m2, vilket är långt större än de 0.5 W/m2 man (numera) vill tillskriva obalansen pga CO2.
#78 Jonas
Ja, och då blir den naturliga följdfrågan: har albedo en trend och hur stor är den i så fall? Samverkar den eller motverkar den effekten av koldioxiden? Vi ser ju bara den sammanlagda effekten av alla processer när vi mäter temperaturen.
#53 Kent
Kan du vara snäll och räkna ut klimatkänsligheten för TCR gällande temperaturperioden år 1991 – 2020 om temperaturökningen under den tiden var 0,58 °C och CO2 halten ökat med 60,23 ppm från 354,91 ppm år 1991? 🤔
Antar att IPCC anger klimatkänsligheten(TCR) inom intervallet 1.5 – 4.5 °C per fördubbling av CO2.
Den naturliga följdfrågan blir snarare:
Är albedot en (universell) konstant (inom några promille), eller är det ngt som (likt klimatet) verkar variera en hel del över årtusendena utan uppenbara yttre pådrivande faktorer …
Och hur stora är dessa/sådana variationer?
Albedot mäts också av CERES satelliter som skillnaden mellan totala SW in och totala SW ut. Det ligger som sagt på ca 100 W/m2.
Här finns en källa med ordentlig förklaring av olika mätmetoder för albedo.
”6.4.1.6 CERES albedo
The CERES sensors, which are designed for
radiation flux observation by the CERES (Clouds
and the Earth’s Radiant Energy System) project,
operate on board TRMM, EOS-terra, EOS-aqua,
and S-NPP satellites. Based on CERES observations,
the developed Energy Balanced and Filled
(EBAF) dataset includes upwarding and downwarding
longwave and shortwave radiation
flux in spatial resolution of 1, and temporal resolution
of monthly average, from 2000 to date
(Wielicki et al., 1998). The CERES albedo is
derived as the ratio of EBAF upwarding and
downwarding shortwave flux.”
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128158265000064
(kan laddas ned med sci-hub dot se)
Ja, albedo har enligt CERES data en markerat negativ och stadig trend.
SW netto går från 100 år 2000 till bara 98,5 nu, alltså en ganska stor minskning.
Eftersom solinstrålningen är nästan helt konstant, blir albedot minskande mätt som SW_net/sol_in.
Det går från 29,4% till 28,9% nu, alltså en minskning med en halv procentenhet.
Enligt citatet i början av artikeln från AR4 skulle albedominskningen då ENSAM förklara nästan hela den globala uppvärmningen de senaste 21 åren.
#83 Gabriel
Nej, när molntäcket minskar så ökar direktutstrålningen LW från jordytan och reflekterad LW från moln tillbaka till jordytan minskar. Det måste räknas in i balansen.
Som Jonas N har påpekat, så bidrar de 77 W/m2 som absorberas av atmosfären naturligtvis till att värma jordytan.
Den energi som förs till atmosfären genom avdunstning av vatten strålar inte direkt ut i rymden, utan en del bidrar till uppvärmning av atmosfär och jordyta.
84 Kent
Jag pratade bara om albedo, dvs. SW-sidan, och inte om hela energibalansen.
Självklart bra om man direkt ser hela den enormt komplicerade helheten.
Men annars finns det ett bra begrepp som heter ceteris paribus, betyder ung. ’allt annat oförändrat’.
Dvs. man kan prata om en sak utan att nödvändigtvis ta upp allt annat också.
Om albedo minskar kommer mer SW solenergi in till Jorden och den värms upp.
Ja, självfallet påverkas då också LW-sidan. Men du kan inte bara isolera molnutbredningen som orsak till dessa förändringar.
Jonas N, #81
Jordens albedo var väsentligen högre 1976.
https://www.youtube.com/watch?v=ygcBT87K6BY
#84 Gabriel:
Detaljer har betydelse och förenklingen i det här fallet leder till fel slutsats.
” Enligt citatet i början av artikeln från AR4 skulle albedominskningen då ENSAM förklara nästan hela den globala uppvärmningen de senaste 21 åren.”
88
ja, fel av IPCC i så fall, eftersom det var ett citat som jag utgick ifrån (i början av artikeln):
”An albedo decrease of only 1%, bringing the Earth’s albedo from 30% to 29%, would cause an increase in the black-body radiative equilibrium temperature of about 1°C, a highly significant value, roughly equivalent to the direct radiative effect of a doubling of the atmospheric CO2 concentration.” [AR4 WG1]
#17 Gabriel Oxenstierna
”Ett av syftena med att jämföra molneffekter med effekter av växthusgaser är att se på storleksordningen. Enligt AGGI har GHG en forcing på lite över 3 W/m2 idag, och ökar till 3,9 W/m2 vid en fördubbling av CO2 (om vi bara ser till effekten av just CO2).” Detta är fel. En fördubbling av CO2 skulle öka forcingen med ungefär 3W/m2 till ungefär 6W/m2. AGGI skulle då öka från 1,49 till ungefär 2,7
”Det är små siffror i relation till molnens påverkan på LW och SW, med nettoeffekt på -20” Enligt #66 är storleksordningen jämförbar med förändringen i CRE. Från 2001 till 2021 har CRE gått från ungefär -20,6 till -20,8 alltså avkylning med 0,2 W/m2 medan växthusgasforcing gått från 2,45 till 3,2 W/m2. Gaserna ger alltså en uppvärmning med 0,75 W/m2. Om man gissar att trenden i CRE är förorsakad av en något högre temperatur och därmed följande högre absolut luftfuktighet blir återkopplingen från molnen svagt negativ medan återkopplingen från vattenånga är positiv, oklart hur mycket, men maximalt en faktor 1,57 enligt Wijngaarden och Happer.
Vad man skall dra för slutsatser av detta vet jag inte, många andra faktorer påverkar klimatkänsligheten ECS.
#44 JonasW
”Absorptionens beroende infallsvinkeln?”
Moln är nästan svartkroppsstrålare. Dom lyder alltså Plancks strålningslag multiplicerat med en emissivitet som inte är exakt 1,0 utan en aning mindre. En viss andel av strålningen reflekteras och den andelen är frekvensoberoende. Molnen är alltså inte ideala svartkroppar utan gråkroppar. Emissivitet i storleksordningen 0,995
När infallsvinkeln för ljus mot vattendroppe eller iskristall är noll grader, alltså vinkelrät mot ytan ± 60 grader är absorptionen mycket hög inom hela IR-området. Se t.ex. figur 4 här: https://www.researchgate.net/publication/283516473_Detection_and_Delineation_of_Localized_Flooding_from_WorldView-2_Multispectral_Data/figures?lo=1 Beroende på polarisation ökar eller minskar absorptionen när man går från 0 till 60 grader. Exakta siffror går nog att hitta, men jag har inte letat så noga. Emissivitet mycket nära 1,0 medelvärdesbildat över alla polarisationer och vinklar i området 0 till 60 graders infallsvinkel. Se typisk kurva för beroendet av vinkel och polarisation, figur 4B här: http://www1.udel.edu/chem/sneal/sln_tchng/CHEM620/CHEM620/Chi_4._Light_at_Interfaces.html
Vid strykande infall, några få graders vinkel mot ytan är reflektionen betydande, mycket ljus reflekteras – men eftersom infallsvinkel=reflektionsvinkel kommer ljuset att fortsätta nedåt i molnet och träffa andra droppar eller ispartiklar. Därför spelar det ingen roll att emissiviteten avtar när infallande strålning råkar träffa sidan på en vattendroppe där den med stor sannolikhet reflekteras. Det skulle krävas många reflektioner innan strålningen letat sig ut ur molnet så det sker inte. Kanske en något slafsig förklaring, men jag hoppas du nu förstår varför polarisation och vinkelberoende inte spelar någon roll alls.