I det här inlägget ska vi diskutera utomjordiska förhållanden som kan påverka klimatet.
Solen består till 90% av väte, till 10% av helium och till 0,1% av andra beståndsdelar. Kärnreaktioner i solen ger temperaturer som överskrider atomernas bindningsenergier och vi får en joniserad (elektriskt laddad) gas, ett plasma. Koronan är den yttersta delen av solatmosfären. Den expanderande koronan benämns solvinden och fyller upp hela den interplanetära rymden. Solvinden är mycket dynamisk beroende på solens aktivitet som varierar oregelbundet men kvasicykliskt i elvaårsperioder. Den del av rymden som utfylls av solvinden benämns heliosfären och dess yttre gräns benämns heliopausen.
Eftersom Solen är en magnetisk stjärna består solvinden av ett utsträckt magnetiskt fält med ett flöde av laddade partiklar, elektroner och protoner. Utan detta magnetiska fält skulle de utslungade partiklarna från solen ha rört sig i räta banor radiellt ut från solen. Eftersom vi har ett magnetiskt fält kommer emellertid de laddade partiklarna att påverkas av den elektromagnetiska kraft, Lorentz-kraften, F= q (E + v B) som gör att partiklarna binds till magnetfältet och de kommer att röra sig i spiralbanor längs med de magnetiska fältlinjerna. (i själva verket har vi en ömsesidig påverkan mellan partiklarna och magnetfältet). Där den supersoniska solvinden/koronan når Jordens magnetfält sker en komplex koppling mellan det interplanetära magnetiska fältet, IMF, och jordens magnetfält samtidigt som en del av solvindens partiklar överförs till Jordens magnetosfär. I processen deformeras jordens magnetosfär kraftigt (se illustrationen ovan).
Galaktisk kosmisk strålning består av mycket energirika partiklar med ursprung i den interstellära rymden. De får sin energi genom acceleration i shockfronter från supernovor. Partikelenergierna ligger mellan några MeV och 10^20 eV. Tack vare sin höga energi kan de, efter att ha avböjts i det interplanetära magnetfältet och i magnetosfären, nå Jordens atmosfär och kolliderar där med atmosfärens partiklar och ger upphov till sekundärstrålning. Variationen av den kosmiska strålning som når atmosfären kan tack vare sekundärstrålningen monitoreras på marken genom detektion av bl.a. myoner eller neutroner. Se till exempel: Oulu Universitets Neutron Monitor Database
Utan yttre påverkan skulle jordens magnetosfär, i stort sett, ha varit ett symmetriskt magnetiskt dipolfält. I det deformerade magnetfältet ligger jordens magnetopaus normalt på cirka 10 jordradiers avstånd från jorden på dagsidan (mot solen). På nattsidan utsträcks magnetosfären mycket långt, i en svans, bortom 200 jordradier. Magnetosfärens utsträckning och form är i ständig förändring beroende på solaktivitet. Samma typ av växelverkan mellan fält och partiklar sker i heliopausen där solvinden möter det intergalaktiska magnetfältet och den kosmiska strålningen.
Förståelse för den dynamiska och komplexa växelverkan som ständigt äger rum mellan solvinden och Jordens magnetosfär är en huvudfråga för den svenska rymdforskningen, där nobelpristagaren Hannes Alfvén, KTH har gjort betydande insatser, och den svenska satelliten Viking var en av pionjärerna för in situ mätningar av fält och partiklar. Betydande svenska insatser har också gjorts med de fyr aeuropeiska Cluster-satelliterna.
Den stora frågan
Varför spendera utrymme på detta i en blogg för ”klimatskeptiker”? Jo, vi har försökt förklara grunden för hur det kan komma sig att solvinden, genom sitt magnetfält, kan påverka partikelflödet mot jorden som därmed, i samband med partikelkollisioner i atmosfären genererar kondensationskärnor (aerosoler) vilka skulle kunna påverka molnbildningen. Grunden är alltså att de laddade partiklarna, såväl från solvinden som de galaktiska, påverkas av magnetfält, vilket vi har försökt åskådliggöra ovan. Därigenom modereras partikelinfallet mot Jorden beroende på det interplanetära magnetfältets, IMF, styrka och riktning. Heliosfären skyddar alltså hela den interplanetära rymden från galaktisk kosmisk strålning på samma sätt som jordens magnetfält, magnetosfären skyddar jorden från interplanetär strålning.
Korrelationen mellan den kosmiska strålningens modulation och solvindens variation är experimentellt påvisad, som framgår av Figur 1. Notera även i Figur 1, att vi idag har en mycket hög kosmisk strålning, enligt mätning med neutronmonitor vid geofysiska observatoriet i Sodankylä, Finland. Detta beror sannolikt på att vi är på väg in i ett minimum i solaktivitet (framgår inte av figuren), och därmed har en mycket svag solvind.
Temperaturer för samma tidsperiod, konstruerade från proxy-data, finner vi i Figur 3. Vi kan här tydligt identifiera den medeltida värmeperioden och lilla istiden i alla dataset utom för de resultat som publicerats av Mann och Jones (2003) vilka helt saknar dessa anomalier. Mann och Jones resultat har emellertid kritiserats av många forskare för den bekanta hockeyklubban, [McIntyre och McKitrick, 2003; von Storch et al., 2004; McIntyre and McKitrick, 2005; McIntyre and McKitrick, 2005b; von Storch and Zorita, 2005].
Kosmisk strålning och molnbildning
Den förmodade mekanism som länkar den kosmiska strålningen till klimatet antas vara den kosmiska strålningens bidrag till molnbildningen och därmed påverkan på jordens albedo. Låt oss därför titta på en illustration av korrelationen mellan låga moln och kosmisk strålning i Figur 4. Den goda korrelationen mellan molnbildning och kosmisk strålning, rapporterades redan 1996 [Svensmark and Friis-Christensen, 1997].
Är molnbildning den felande länken?
Av intresse är att kvantifiera vilken infallande effektvariation som skulle behövas för den molnbildningsmekanism som den kosmiska strålningen innebär. För att få en uppfattning av detta har man studerat den komponent av havets uppvärmning som korrelerar med solaktiviteten, manifesterad genom den nivåhöjning som temperaturvariationer ger. Figur 5 visar uppmätta havsnivåer över flera elvaårscykler av varierande solaktivitet.
Som sammanfattning av forskningsläget konstaterar vi att:
- God korrelation föreligger mellan solaktivitet, kosmisk strålning och molnbildning över en lång tid och på många tidsskalor
- En teori för de fysikaliska processer som beskriver hur kosmisk strålning kan påverka molnbildning har presenterats
- Teorin för fysikaliska processerna har i princip bekräftats genom laboratorieexperiment
- Processen är en möjlig kandidat för den förstärkningsmekanism som, energimässigt, krävs för att förklara korrelationen mellan solstrålning och variationer i klimatet
Den föreslagna mekanismen med kosmisk strålning utesluter inte att klimatet också styrs genom växthuseffekten, men man skulle kunna göra reflexionen att klimatet kanske inte bara styrs av en mekanism.
Kosmisk strålning har hittills inte inkluderats i de klimatmodeller som stöds av IPCC.
Referenser
F Clette, L Svalgaard, JM Vaquero et al., Revisiting the sunspot number. A 400-year perspective on the solar cycle, Space Science Reviews, 2014, vol. 186, pp. 35-103
KG McCracken and J Beer, The annual cosmic-radiation intensities 1391-2014; the annual heliospheric magnetic field strengths 1391-1983, and identification of solar cosmic-ray events in the cosmogenic record 1800-1983, Solar Physics, 2015, vol. 290, pp. 3051-3069
Henrik Svensmark 2019, Force Majeure, The Sun’s Role in Climate Change, GWPF Report 33, ISBN 978-0-9931190-9-5
G Myhre, D Shindell, FM Bréton et al., 2013 “Antropogenic and natural radioactive forcing”, in Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, T Stocker, D Quin, GK Plattner et al., (eds). Cambridge University Press 2013.
G Delaygue and E Bard, 2011 “An Antartic view of Beryllium-10 and solar activity for the past millennium”, Climate Dynamics, 2011, vol. 36, pp. 2201-2218.
J Beer, ST Baumgartner, B Dittrich-Hannen et al., 1994 “Solar variability traced by cosmogenic isotopes”, International Astronomical Union Colloquium, 1994, vol. 143, pp. 291-300
A Moberg, DM Sonechkin, K Holmgren et al., 2005, ”Highly variable northern hemisphere temperatures reconstructed from low- and high-resolution proxy data”, Nature, 2005, vol. 433
ME Mann and PD Jones, 2003 “Global surface temperatures over the past two millennia”, Geophysical Research Letters, 2003, vol. 30
SP Huang, HN Pollack and PY Shen, 2008, “A late quarternary climate reconstruction based on borehole heat flux, borehole temperature data, and the instrumental record”, Geophysical Research Letters, 2008, vol.35
CP Morice, JJ Kennedy, NA Rayner et al., 2011 ”Quantifying uncertainities in global and regional temperature change using an ensemble of observational estimates: The HadCRUT4 data set”, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2011, vol.117
H Svensmark, 2007, “Cosmoclimatology: a new theory emerges”, Astronomy and Geophysics, 2007, vol.48, pp. 010000-1
H Svensmark and E Friis-Christensen, 1997, “Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage – a missing link in solar-climate relationships”, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 1997, vol. 59, pp. 1225-1232
H Svensmark, JOP Pedersen, ND Marsh et al., 2007, ”Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions”, Royal Society of London Proceedings Series A, 2007, vol. 463, pp. 385-396
J Kirby et al., 2011, “Role of sulphuric acid, ammonia and galactic cosmic rays in atmospheric aerosol nucleation” Nature, 2011, vol. 476, pp. 429-433
NJ Shaviv, 2008, “Using the oceans as a calorimeter to quantify the solar radioaktive forcing”, Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113.
S McIntyre and R McPatrick, 2003, “Corrections to the Mann et al. (1998) proxy data base and Northern Hemispheric average temperature series”, Energy and Environment, 2003, vol. 14, pp. 751-771
H vonStorch, E Zorita, JM Jones et al., 2004, “Reconstructing past climate data from noisy data” Science, 2004, vol. 306, pp. 679-682
McIntyre and R McKitrich, 2005, “Hockey sticks, principal components, and spurious significance” Geophysical Research LETTERS, 2005, VOL.32
S McIntyre and R McKitrick, 2005b, “The m&m critique of the mbh98 northern hemisphere climate index: update and implications”, Energy and Environment, 2005, vol.16, pp. 69-100
H von Storch and E Zorita, 2005 “Comment on hockey sticks, principal components, and spurious significance by S McIntyre and RMcKitrick”, Geophysical Research Letters, 2005, vol. 32
H Svensmark, MB Enghoff, NJ Shaviv and J Svensmark, 2017, “Increased ionosation supports growth of aerosols into Cloud Condensation Nuclei”, Nature Communications, 8, article number 2199, 2017
Det tragikomiska är att när aktivister med DN i spetsen tar till gatorna och skanderar ”Lyssna på vetenskapen” – så har svaret hela tiden legat framför dem … om de bara lyssnat på vetenskapen.
Bugar och tackar!
Ni förklarar det så bra och intressant.
Kan rekommendera en daglig uppdatering via Youtube som delvis behandlar detta ämne:
https://www.youtube.com/channel/UCTiL1q9YbrVam5nP2xzFTWQ
Det finns även en lärobok i ämnet:
”Weathermans guide to the sun”
Det vore kul om ni tog steget vidare och drog in SO2 i bilden.
Vi vet att vulkaner kyler via aerosoler av främst SO2.
Vi vet att vi sedan länge renar utsläppen från SO2 (för att undvika surt regn).
Vi vet att det blivit varmare.
Vi vet att solen skiner klarare, över västra globen i alla fall.
”Solar dimming” har ändrats till ”solar brightening”.
Sambandet verkar inte vara så svårt att förstå!
Suveränt inlägg, stort tack.
Vill dock förtydliga det som står ovan om Partikelenergier 1020 eV. Detta genom att hänvisa till detekteringen av den så kallade Oh-my-god partikeln. Mer om den saken kommer i länken.
Alltså, en proton och en foton tävlar i ”kapplöpning” i 215.000 år, fotonen vinner… men med en ynka centimeter.
https://en.wikipedia.org/wiki/Oh-My-God_particle
#2 Lasse,
Finns det några uppgifter hur klart solen skiner på den östra sidan – de senaste 50 åren?
Eminente Jasper Kirkby på CERN och CLOUD-experimentet nämndes ovan. Då vill jag rekommendera följande mycket trevliga artikel där Jasper i försiktiga ordalag hyllar den vetenskap som bedrivs vid CERN (världsledande partikelfysik) medan han menar att klimatvetenskapen håller en mycket lägre vetenskaplig nivå. (rörig, godtycklig, politiserad -min tolkning)
https://cerncourier.com/a/lofty-thinking/
Mer och Jasper Kirkby, CLOUD och CERN.
Här kommer en av de allra bästa populärvetenskapliga filmerna någonsin inom klimatvetenskapen.
https://www.youtube.com/watch?v=sDo7saKaEys
#4
Brukar visa denna:
https://ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/usys/iac/iac-dam/documents/people-iac/wild/WildBAMS_2012.pdf
Från 2012.
Indien och Kina lever ofta i en dimma . Fig 2
#3
Tryckfelsnisse har förstås varit framme i ”faktarutan om kosmisk strålning”. 1020 eV ska vara 10^20 eV. (Tio upphöjt till tjugo)
Oj! Ända sedan jag läste om Bert Bolins avfärdande av Svensmark&Friis-Christensens forskning med orden ”jag finder dette pars skrift videnskapligt sett yderst naivt og oansvarigt” (1997), har min magkänsla sagt att de var något väsentligt på spåren. Tyvärr har min egen tankefigur i det sammanhanget, trots försök att skapa viss ordning i oredan, mest kunnat liknas vid en ihålig schweitzerost.
Men, här serveras den, den helande redogörelsen.
Stort, stort Tack.
Otrolig artikel! Kommer ta mig ett bra tag att försöka förstå och smälta all denna information. Mkt stort tack för denna gedigna sammanställning.
Tack för detta eminenta gästinlägg!
Jag erinrar mig boken ”Sun, Weather and Climate”, som publicerades redan 1978 av personer verksamma vid NASA https://www.amazon.com/Sun-Weather-Climate-John-Herman/dp/1410221997
Sedan har ju skygglapparna och mörkandet där blivit omfattande via James Hansen och senare Gavin Schmidt – som framstått som talespersoner utåt om klimatfrågor på NASA.
Märkligt nog på bas av Jordyte-termometerdata…
Dock hittar man en hel del under 2000-talet, om man Googlar på Sun NASA Climate
Tack för en intressant artikel.
IPCCs uppdrag är väl bara att visa att koldioxiden som vi släpper ut styr klimatet. Inga tankar utanför boxen kommer att gillas eftersom de klimathotstroende redan vet orsaken till uppvärmning, stigande havsnivåer, glaciäravsmältning mm.
#8
Fixat
Här kommer en kommentar med en STOR varningsskylt, detta handlar om en ”djärv” röst i klimatdebatten som man absolut ska ta med en rejäl nypa salt.
Icke desto mindre kan man avnjuta filmen som en form av modern underhållning, som så mycket annat på internet. Han har nog ändå en del korn av sannig….
Enjoy!
https://www.youtube.com/watch?v=je55QO-r0kU&t=1320s
Och denne gamle man har gjort en lång serie filmer!
Istillväxten i Arktis ligger nu i nivå med 2017 och 2019. 2018 hade isen större utbredning motsvarande tid medan den var betydligt lägre 2016. Storleken på isen är drygt 10 miljoner kvadratkilometer, mer än 20 gånger Sveriges storlek. Allt detta enligt Polarportal.dk
Jag laddade ner, troligen 2011, ett OH-paket med CLOUD-experimentet från CERN. Man lovade en fortsättning men någon sådan kom inte vad jag vet. Jag tolkade det då, och gör det fortfarande, att vetenskapen stoppas när den hotar ovetenskapen.
Gratulerar till en bra sammanställning av yttre påverkan fritt från CO2. Maunder minimum och stora landistider har hänt, därför borde meteorologerna lite ödmjukt inse att solen är den faktor som bestämmer vädrens utveckling i närtid och på lång sikt. Kan tilläggas, vilket är en viktig faktor i sammanhanget, att den UV som inte når jordytan, filtreras av stratosfären. En proxy för den variationen kan följas i nedanstående länk, vilken är en radiovåg om 2.8 GHz (solar flux 10.7 cm), vars vågutbredning tros uppstå i solens korona. Man kan ju följa bakåt och se hur UV har nästan legat på samma nivå under solens minimum, men som nu när solcykel 25 har börjat, ökar. Detta innebär en ökning av ozonproduktionen och därmed en ökad temperatur i stratosfären. I förlängningen kommer denna värmeökning i stratosfären att bli betydligt lägre än jämfört med solens grand solar maximum under 1900-talet. Att totalt negligera denna UV-variation, är ett katastrofalt missgrepp av klimatforskarna.
http://www.solen.info/solar/
#15 Lasse Fors
Har du läst länken under #6?
Det är nog inget problem med denna forskning i sig, problemet är väl att det nog kan har utvecklats en så stor byråkratisk tröghet (och motståndskraft mot allt som är politiskt oönskat) att det kan vara svårt att dessa forskningsrön ska få genomslag.
Det som är glädjande är dock att vi kan ha gott hopp om att kommande solcykler bli svaga, vilket i så fall skulle leda till en bekräftelse på Valentina Zharkovas (med kollegor) och andras förutsägelser.
Det skulle i sin tur innebära att vi svart på vitt kan få se hur mycket det kan ligga i denna Cosmic Ray-teorin. Men det kan ta några år innan vi ser det och det är nog svårt att avgöra hur stor effekten skulle bli relativt andra faktorer.
Björn #16,
Självklart är det ett enormt missgrepp av IPCC att ignorera solens bidrag. Skulden för denna vetenskapliga fadäs bör läggas där den hör hemma; nämligen på den förste ordföranden för IPCC Bert Bolin. Han kanske inte begrep de politiska implikationerna av sin föraktfulla ton, men skulden till IPCCs ovetenskapliga approach till solens inverkan på jordens klimat kan inte underskattas.
IPCC behandlar denna fråga d.v.s. solens inverkan på aerosoler och moln i AR 5 kap 7.4.6
Efter en diskussion om forskningsläget är slutsatsen:
”Correlations between cosmic ray flux and observed aerosol or cloud
properties are weak and local at best, and do not prove to be robust
on the regional or global scale. Although there is some evidence that
ionization from cosmic rays may enhance aerosol nucleation in the
free troposphere, there is medium evidence and high agreement that
the cosmic ray-ionization mechanism is too weak to influence global
concentrations of CCN or droplets or their change over the last century
or during a solar cycle in any climatically significant way.”
Tur att IPCC finns. Dom har ju hittills haft rätt i alla sina scenarier.
Bra, men TSI räcker såklart inte. Det har artikeln konstaterat. Molnbildningen tycker jag själv att Svensmark et al tydligt förklarat. Något som inte tillräckligt tydligt tagits upp är alla effekter av varierande elektromagnetisk strålning från solen. Solens växling av magnetiska poler följer inte alls slaviskt en 11-års cykel. Analys visar att solcykler med stor mängd solfläckar tenderar att ha kortare cykellängd och vice versa. När temperaturvariationer på den norra hemisfären ’plottas mot’ längden på solcyklerna från 1860 till år 2000 finns en så stor samvariation att jag själv drar följande slutsats: variationerna i temperatur har som basorsak elektromagnetiska effekter som följer tidslängden på solcyklerna, mängden CO2 i atmosfären är irrelevant. Friis Christensen & Lassen 1991 visade en sådan tydlig överensstämmelse 1991. Omkring 1890 var solcykeln 11,9 år med en tempanomali om -0,4°. Omkring 1942 var solcykeln 9,8 år med en tempanomali om +0,2°C. Omkring 1960 var solcykeln 10,5 år med ca 0 °C i tempanomali. Omkring 1991 var solcykeln 9,4 år med en tempanomali om +0,3 °C. COm vi följer utvecklingen därefter var exvis tidslängden på solcykel 24 ökande, omkring 11,5 år plus och tempvar minskar återigen. Temp stegringen mellan 1983 och år 2000 sammanhänger också med en 6% minskad molninghet, vars albedoeffekt i snitt beräknats utgöra ca 4 W/m^2. Detta skulle kunna logiskt sägas samvariera med solfläcksintensitet och förstärkt styrka i heliosfären.
I tillägg måste framföras att det finns tre/fyra klimatzoner på jorden , en tropisk begränsad av passadvindar, en extratropisk samt en/två polära dito. Den tropiska samvarierar med ENZO. De extratropiska har inget samband med CO2-forcing, vilket Douglass & Christy visade 2008.
L-E B #20,
Jo, vi känner ju till IPCCs avfärdande av solens inverkan. Och den säger ungefär detsamma som Bolin. De följer troget sin utstakade anti-sollinje. Detta trots alla de empiriska bevis på en tydlig historisk korrelation som samlats under senare år. Att stirra sig blind på enstaka solcykler duger inte när det gäller moln eftersom skillnaderna på några enstaka procent för en enskild solcykel inte är tillräcklig. Istället måste du titta på solaktiviteten som helhet under lång tid och deras påverkan på havstemperaturen – särskilt i de tropiska områdena.
Blir det fler låga moln över tropikerna så blir det obönhörligt en lägre influx som i längden innebär en lägre uppvärmning eller t.o.m. sänkta temperaturer globalt. Detta måste inkorporeras i modellerna och inte bara avfärdas. Särskilt då vi vet att CO2 har nått en mättnadsgrad som innebär att denna faktor inte kan värma mycket mer.
#18 – #23 mfl. Bolin blir med varje ny utgåva litet mer avlägsen. Är det någon som vet vad AR6 kommer att säga om detta?
Göran Åkesson [22]; Det som ytterligare är utmärkande för solcykler, är att de som pågår längre i tiden, även har låg amplitud. Antalet solfläckar är korrelerat med TSI (Total Solar Irradiance). Det är ofrånkomligt att cykler med lägre amplitud innehåller lägre total energi än de med större. Därför är det inte konstigt om en cykel med utdraget minimum tillsammans med lägre total energi över cykeln, kan temperaturmässigt märkas någonstans regionalt. Solcykel 24 är en sådan cykel med låg amplitud jämfört med de stora under 1930-talet och framåt. Cykel 25 antas inte bli högre än 24, snarare något lägre. Först under 2025 kan vi få svaret på hur hög amplituden blir. Det intressanta är nu att mättekniken är så utvecklad att man kan få en betydligt bättre överblick av energins integral över kommande cykel 25, då man nu kan mäta hela solens spektrala utstrålning, s.k SSI (Solar Spectral Irradiance).
Björn #25
För tydlighets skull: de tempvariationer som jag anger relaterade till cykellängd avser den norra hemisfärens landyta.
Det tragikomiska är att ge denna hypotes vetenskaplig status som något att luta sig mot.
IPCCs konstaterande “Correlations between …. properties are weak and local at best, ….” är tyvärr i allmänhet tillämpligt på de försök till alternativ förklaring som presenteras.
Hej LBt,
ibland tycker jag faktiskt synd om dig och jag konstaterar att du inte är intresserad av det du läser på den här bloggen. Eftersom du uppenbarligen anser att allt som står i IPCCs rapporter (förmodligen både det du läst och ddet du inte läst) är absolut sanning, så har du ju faktiskt ingen anledning att läsa något annat om klimatet och eventuella klimatförändringar.
Sten K,
du borde rikta din omtanke mot dem som kan drabbas av +1,5 grader runt 2035 och +2 runt 2060 dvs Greta och de generationer som följer henne.