Vi räknar på en simbassäng

Dagens inlägg har ingenting med klimatet att göra …. eller har det det? Vi skall räkna lite på hur stor en pool är och vad som händer när vi fyller på med mer vatten.  För de som inte tycker det är så spännande så har jag kryddat inlägget med en del klassiska poolscener; frågan är naturligtvis var bilderna kommer ifrån! Vi börjar med en busenkel innan vi kastar oss över räkneleken.

pool1
Denna skall ni kunna.

Låt oss anta att vi har två pooler, A och B,  båda 4 m djupa som är separerad av en vägg. I väggen finns två rör längst ner så att de två poolerna står i förbindelse med varandra. Rören har små magiska cirkulationspumpar så att vattnet bara kan strömma i den ena eller den andra riktningen. Vidare är flödet proportionellt till vattentrycket; flödet från A till B bestäms av trycket i A och flödet från B till A bestäms av trycket i B.  Det kanske låter som magiska pumpar men låt oss för ögonblicket acceptera att de fungerar på det sättet.

Vi ser bara den ena poolen, A, men vet att det finns en stor  pool, B, i rummet bredvid.  Den pool vi står vid är tio gånger tjugo meter i area och  rymmer alltså 800 m³. Detta är en kunskap  som vi skall använda oss av.

Problemet vi står inför att vi har blivit ombedda att räkna ut vad som händer om vi dumpar 10 m³ vatten i pool A. Vi skall räkna ut hur mycket vattennivån i slutändan stiger och hur lång tid det skulle ta innan vi når den jämvikten. Eftersom vi inte vet hur stor pool B är eller hur mycket vatten som flödar mellan poolerna så är detta en knepig fråga.  Vi står inför en rysligt svår uppgift och vad lämpar sig då inte bättre än denna scen som kommer just från en rysare.

pool2
Ledtråd – svensk film, en bra kompis kan vara bra att ha även om det blir lite mycket ibland.

Tungt vatten

Vi skulle kunna frågat någon, skickat ett teleskop genom ett av rören  eller öppnat dörren som finns alldeles till höger där vi kom in, men varför inte lösa problemet med lite tungt vatten. Vatten är ju alltid vatten och det enda som skiljer vanligt vatten från tungt vatten är att vätekärnorna har en neutron i kärnan utöver den proton som de alltid har.  Vi kallar dessa isotoper deuterium men det vi skall inte gå in på kärnfysik nu utan bara nöja oss med att vi kan skilja på vanligt vatten och tungt vatten. Antag att vi tar en liter tungt vatten (kostar kanske tio tusen men det är det värt) och häller det i den bassäng vi stå framför. Vi mäter sedan koncentrationen av tungt vatten och ser naturligtvis att det sakta men säkert avtar. Till en början går det relativt snabbt men det planar efter några timmar ut vid en koncentration där den tycks vara stabil.

Låt oss säga att koncentrationen planar ut vid en nivå som bara är 2% av vad den var från början – vad vet vi då?  Det skall det inte ta så lång tid att klura ut så nu får ni en lätt film att gissa på.

pool3
Inga ledtrådar behövs (och jag vet, det är inte en pool)

Vi vet storleken

Om vi gör antagandet att det tunga vattnet har fördelats sig jämnt mellan de två poolerna så kan vi sluta oss till att den mindre poolen bara utgör 2% av den totala volymen. Vi vet att poolen vi står vid, A,  har en area 200 m² så polen på andra sidan väggen, B, har en area på nästan 10 000 m².  Vi ha nu svaret på den första utav våra frågor nämligen vad som skulle hända med vattennivån när vi dumpar 10 kubikmeter vatten i pool A. Vi kommer få en nivåökning på ynka 1 mm.

Vad vet vi om hastigheten?

Antag att vi kan fylla på vår pool med 10 kubikmeter, hur lång tid skulle det ta innan vattennivån stabiliserat sig? Med den information vi hittills har så kan vi inte ge något rakt svar men vi kan titta lite närmare på den kurva vi har för koncentrationen av tungt vatten. Kurvan är inte linjärt avtagande utan exponentiellt avtagande, varje timme så har en viss procent av det tunga vattnet flödat från A till B.  Allteftersom vi börjar föra över tungt vatten till B kommer vi dock få tillbaks lite tungt vatten vilket gör att vi efter några timmar når en jämvikt då vi har lika hög koncentration i A som i B.

Om vi ser att förbindelsen från A till B för med sig 7% av allt tungt vatten varje timme så för det även med sig 7% av allt vatten (vi förutsätter att det tunga vattnet inte är så tungt att det sjunkit till botten).  Vi vet alltså flödet från A till B, 7% av 800 m³ är 56 m³/h.  Eftersom nivån i vår pool är oförändrad så har vi även ett flöde på 56 m³/h från B till A.  Vad händer nu om vi i ett slag häller 10 m³ vatten i pool A?

pool4
ok, det är inte en film, men bilden är klassisk

Hastighet och tryck

Det som naturligtvis kommer att hända är att flödet från A till B kommer att öka. När vi i ett slag fyller på med 10 kubik i pool A så kommer vattennivån att stiga med 5 cm. Flödet från A till B är proportionellt till trycket i A och initial hade vi 400 cm som gav oss 56 m³/h. Vi har nu lag till 5 cm dvs en ökning med drygt en procent. Vatten flödet från A till B kommer initialt att vara  nästan 56,7 m³/h.  Vi ökar alltså flödet med 7% av de 10 kubik som vi fyllt på. Kurvan som beskriver nivån i pool A kommer nu att vara identisk med kurvan för det tunga vattnet.  Vi ser initialt att 0.7 m³/ förs över till pool B men allteftersom trycket minskar kommer kurvan plana ut.  Vi ser naturligtvis även att flödet från B till A ökar men här är ökningen knappt märkbar. Den slutgiltiga nivåhöjningen är ju på ynka en millimeter så våra 10 kubik har en marginell effekt. I slutändan kommer vi dock ha ett system där flödet från A till B är lika stort som från B till A, flödet är då  56,014 m²/h.

För att understryka att det vi ser är det mest naturliga i världen så kommer här nästa pool. Det kanske inte är känd från någon film men den tillhör en av mina absoluta favoriter. Det är en pool som ligger ute i vattnet vid en strand. Tidvattnet i regionen är så kraftfullt att poolen är helt dränkt vid högvatten och endast toppen på hopptornet sticker upp. När vattnet är som lägst är strandlinjen fler a hundra meter bort men poolen är vattenfylld och gör så att man kan bada hela dagen.  I  vilken stad ligger poolen?

DSC00025
Bakom linslusen, en av mina favoritpooler  (ledtråd)

Vad händer i långa loppet

Antag nu att vi får totalt spel och dumpar tio kubikmeter vatten i pool A varje timme; vad kommer då att hända med nivån i poolen. Till en början ser det naturligtvis ut att leda till en katastrof eftersom den lilla ökningen på 700 liter vatten per timme som vi har i ökad transport från A till B inte kommer göra så mycket skillnad. Varje gång vi öser ner tio kubik så kommer vattennivån att öka med fem centimeter ( 10m³/200m² = 0.05m). Vi anar en katastrof och gör oss redo för att utrymma bad huset då vi märker att nivåhöjningen stannar av. När vi har nått upp till dryga 70 cm har vi ökat utflödet med så pass mycket att vi nu har ett flöde på 66 m²/h från A till B. Flödet från B till A har visserligen även det ökat men eftersom dess volym är så pass mycket större har de kanske 400m³ som vi totalt har tillfört mindre betydelse.

Vi kommer till en nivå där vi varje timme tillför tio kubik i pool A som snabbt förs över till pool B. Pool B:s vattennivå kommer stiga med en ynka millimeter och det är den ökning vi kommer se även i pool A. Skulle vi sluta med att dumpa tio kubik i pool A så skulle vattennivån sjunka likt kurvan för tungt vatten och vi skulle snart hitta en jämvikt där nivåerna i de båda poolerna var den samma.

Vad har detta med klimatet att göra?

Bilden av två pooler är mycket likt den situation vi har mellan atmosfären och världshaven. Det vi vet allt om är atmosfären som innehåller ca 800 GtC i form av koldioxid. Detta skall jämföras med de 800m³ vatten som vi har i pool A. Koldioxidtrycket i atmosfären är proportionellt till 400 ppm vilket skall jämföras med djupet i poolen på 400 cm.  Om världshaven vet vi inte alls lika mycket men om dessa system befinner sig i jämvikt så har vi ett koldioxidtryck som är lika stort. Vi kan därför säga att djupet även på pool B är fyra meter.

Vi har naturligtvis ett hum om hur stora världshaven är men det är egentligen inte det vi vill veta. Vi vill veta hur stor volym som kan antas vara välblandad och hur snabbt en ökad mängd koldioxid sprids i den volymen. Det tunga vattnet ger oss den information vi behöver i exemplet med pooler på samma sätt som den ökade mängden kol-14 atmosfären efter bombproverna ger oss besked på hur stora och hur välblandat världshaven är.

Att våga ta steget och dra konsekvenserna av det bombkurvan ger oss är ett steg som i serien av klassiska poolscener bäst åskådliggörs av en underbart kortfilm av Axel Danielson och Maximilien Van Aertryck. Har ni inte sett den så kan jag varmt rekommendera den, den fångar verkligen den vånda man känner när man skall ta klivet ut i rymden och förlora den trygghet som man känner i en fast föreställning.

pool5
Hmm, skall man våga ta klivet?

Hmm, men så kan du inte räkna

Kanske inte men det är i så fall rätt bra att bena ut varför detta inte är en bra modell för hur atmosfären förhåller sig till haven. Jag tror vi kan vara överens om att pool A är en rätt bra beskrivning av atmosfären. Den är i de tidsskalor vi pratar om (flera år) en välblandad reservoar. Vi har visserligen skillnader i koldioxidkoncentrationen mellan olika breddgrader men det är nog inte där skon klämmer.

Något som flera kanske fastnar på är de två rören med enkelriktade flöden men de är ett rätt bra sätt att beskriva problemet.  En koldioxidmolekyl som far in vattenytan kommer med viss sannolikhet att bli en del av haven oavsett hur många koldioxidmolekyler det redan finns där. Det enda som reglerar flödet från atmosfären till haven är mängden koldioxid i atmosfären och temperaturen. Flödet från haven till atmosfären är i sin tur endast bestämd av mängden koldioxid och temperaturen.  Detta torde vara helt klart även om jag vet att en del hellre vill räkna med nettotransporten istället för de två bruttoflödena.

Eftersom vi nu är inne på lite farliga tankegångar så passar det väl bra med en farlig poolscene. Vår hjälte räddas sig naturligtvis ur den knipa han kommer i och jag hoppas att även du skall ta dig helskinnad igenom tankebanorna.

pool6
Vem kommer snart att simma runt bland hajarna i den här poolen?

Där det finns invändningar som man får tänka lite på är att vi i haven i och för sig har i storleksordningen 38 000 Gt kol i olika ickeorganiska kolföreningar  men det är bara en liten del det kolet som är koldioxid. Det pågår en kemiska process där koldioxid förenas med vatten och bildar kolsyra. Kolsyra ingår i sin tur i en mängd kemiska processer bland annat med kalk och det är dessa kemiska processer som gör att haven kan innehålla så mycket kol som de gör.

Dessa kemiska reaktioner lyder dock under massverkans lag vilket betyder att hastigheten är proportionell till koncentrationen. Ökar vi koncentrationen av koldioxid i haven så kommer processen att gå snabbare.  För de relativt sett små förändringar som vi gör genom att släppa ut 10 GtC i form av koldioxid i atmosfären finns det ingen anledning att tro att hastighet kommer vara någonting annat än proportionell mot koncentrationen.

En invändning som man ofta hör är världshaven inte är en välblandad reservoar utan i allra högsta grad skiktad. Vi har ett ytlager på kanske hundra meter där vi ser en mycket snabb omställning till förändringar i atmosfären men omsättningen i de stora djuphaven har en betydligt långsammare. Det stämmer säkert men utifrån vårt experiment får vi direkt besked på hur dessa skikt verkar. Låt oss anta att pool B i vår modell har en del på säg 200 m² som står i snabb förbindelse med pool A men som har en mycket långsam förbindelse med resten av poolen. Vi skulle då se hur koncentrationen av tungt vatten snabbt gick ner till hälften för att sedan i betydligt makligare takt närma sig det slutgiltiga värdet. Kurvan vi har framför oss är alltså resultatet av en eventuellt uppdelad pool. På samma sätt är bombkurvan ett resultat av alla skiktningar som vi har i haven och där ser man inte några olika faser.

Samma argument kan man använda mot de som påpekar att haven består av en hel del kol i olika biologiska processer eller att atmosfären minsann även står i förbindelse med en biosfär. Det är naturligtvis sant men av det bombkurvan ger oss är att vi inte måste ta hänsyn till den uppdelning, utifrån ser det ut som en reservoar som är i storleksordningen femtio gånger så stor som atmosfären.

Det sista halmstrået är att säg att 7% om året är för snabbt och att kurvan planer ut vid 5% snarare än 2%. Ok, då sätter vi in de parametrarna i modellen och räknar ut var vi hamnar. Vi befinner oss fortfarande lång ifrån Bernmodellen som efter några hundra år planar ut vid 22%.

Om nu den ökande mängden koldioxid som vi sett i atmosfären de senaste femtio åren inte primärt är av fossilt ursprung så kan man ställa sig frågan – varifrån kommer det då? Det är en mycket bra fråga men även om man inte har ett bra svar på den frågan så skall vi inte ignorera det bästa experiment som redan är utfört åt oss. Vilken förklaringsmodell som vi väljer att komma upp med måste också förklara bombkurvans utseende.

Den sista poolscenen är från grupp som vågar tänka utanför lådan. Vilka är det som ligger i uppradade i den här bassängen?

pool8

Så, skriv nu inte svaren på alla frågor i första kommentaren, låt folk få gissa lite 🙂

 

För den som vill läsa mera om bombkurvan kan börja med att titta på dessa inlägg:

 

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. Bim

    Tack Johan. Skönt att få det utrett. Nu skulle jag bara vilja veta hur klimatet blir i juni, för då tänkte jag fylla år.

  2. #1 Bim

    Det räcke med att ta medeltemperaturen i jan, feb, mars, april och sedan dra ett rakt streck. I juni så kommer medeltemperaturen att vara 23 grader. I oktober när jag fyller år kommer den vara 38!

  3. Lasse

    Tack Johan
    På A svarar jag..
    Kul tävling-har besökt Crepiere Le corps de Grande och studerat hopptornet!

    Spännande med en film som beskriver höjdrädsla på ett så tydligt sätt.

    Blev veckovill i morse och lyssnade på tidig radio med repriser. Naturmorgon med alger på temat.
    Vartannat andetag vi tar kommer från av växter i havet producerad syre. Där försvinner en hel del CO2!

    Märkligt att vi inte ens känner till /är överens om CO2s uppehållstid.
    Något för klimatgeneralen Johan Kuylenstierna att fundera på efter lördagsintervjun.

  4. foliehatt

    Tack för artikeln Johan.
    Uppmätta data är ju alltid att föredra framför hypotetiserade sådana. Bombkurvan utgör ett mycket tungt argument vad gäller koldioxidens omsättning i atmosfären.

  5. Bim

    Tack för svaret Johan. Det blir grill med lätt klädsel för min del och nakenparty och solgrillning för din.

    Och ytterligare tack! Jag har alltid tyckt att vetenskap är tråkigt men nu har jag lärt mig att det är rätt kul.
    Nu skall jag plugga in bombkurvan, det skall bli jätteroligt.

  6. Karl Eider

    Jag har en fundering, som jag aldrig hört någon diskussion om. Kanske bara jag som missat det, men ändå.

    Molnen byggs ju av vattenånga som kondenserat till droppar. Dessa borde kunna ta upp koldioxid, eftersom de från början inte innehåller någon. Dessutom är molnen ofta kalla (iofs ibland också i fruset tillstånd och då tar de kanske inte upp så mycket co2).

    Borde inte molnens upptagningsförmånga vara i samma storleksordning som haven? De moln som regnar borde då ta med koldioxiden ner till jordytan. Det mesta av regnet hamnar ju sedan i haven. Vad händer då med den upptagna koldioxiden?

  7. #6 Karl Eider

    Nog är det så och det finns nog hundra andra sätt med vilket koldioxid försvinner ut från atmosfären. Det som gör det lite lättare för oss är att vi inte behöver veta exakt vilka mekanismer som verkar, vi är bara intresserade av hur mängden koldioxid i atmosfären förändras.

    Det underbara med kol14 är att koldioxid med kol14 kommer bete sig exakt lika dant som vilken koldioxid som helst (ok, det är en viss skillnad i tyngd så det beter sig en aningen annorlunda men det är marginellt). Vi ser från bombkurvan att koldioxid i atmosfären tas upp och blandas med en betydligt större reservoar (land, skog, sjöar, hav, …. ) och att det går snabbt . Vi behöver inte veta exakt vilka flöden som finns mellan dessa sänkor utan bara konstatera hur det ur atmosfärens synvinkel ter sig.

    I slutändan hamnar koldioxiden i form av någon kolförening i ett sedimentlager som efter några miljoner år kommer tillbaks till atmosfären i ett vulkanutbrott.

  8. Ivar Andersson

    #2 Johan M
    “I oktober när jag fyller år kommer den vara 38!”
    Det blir kanske en tipping point i år redan. Är Rockström underrättad? 🙂

  9. Lars Kamél

    När koldioxidhalten i atmosfären ökar, kan den extra mängden väl bara komma från tre källor:
    1) Utsläppen från förbränning av fossila bränslen.
    2) Ändrad balans mellan atmosfär och världshav så att utgasningen är större än upptaget.
    3) Ändrad balans mellan atmosfär och de gröna växterna, så att dessa inte tar upp lika mycket längre.
    Alternativ 3 kan uteslutas, då forskning visar att världen har blivit grönare och de gröna växterna fler och större. De tar upp mer koldioxid än tidigare, inte mindre.
    Av de andra två, borde 1 vara större än 2. Frågan är då: Hur mycket större?

  10. Elsa Widding tar också upp koldioxidfrågan och hur snabb processen är i en artikel i Epoch Times. https://epochtimes.se/Debatt-Det-pagar-en-klimatforandring—men-klimatkrisen-ar-inget-faktum

  11. Lars Kamél #9

    (en idiotkommentar — du glömmer att det mesta av den koldioxid som fångats av fotosyntesen finns i jorden eller på marken. “Markkolet” är enligt vad jag trormig ha läst mig till c:a 2,5 ggr mer än vad som finns i den levande växtligheten.)

    Det är alltså möjligt att markkolet minskat.

  12. #9 Lars Kamél

    Problemet är att om man sätter man upp en modell som förklarar bombkurvan så har man svårt att få in att det fossila bidraget kan var speciellt stort. Då återstår nr 2 som det enda återstående alternativet. Eftersom haven består av bra mycket mer än vatten och att det inte är en välblandad bassäng så finns det nog bra många saker som kan förändras så att flödet från haven till atmosfären ökar.

    Det koldioxid vi har i atmosfären idag kommer att sugas ner i ishaven, under 700 år krypa runt på Atlantens botten för att sedan komma upp till ytan utanför Västindien. Samtidigt tas flera GtC upp av växtplankton som sakta men säkert faller ner mot botten. Är det omöjligt att dessa cykler förändras?

  13. Mats Kälvemark

    I IPCC:s ursprungliga “The Global Carbon Cycle” för 1990-talet från AR4, 2007, så anger man att hela flödet upp till atmosfären är 218,2 GtC varav fossil CO2 och CO2 från “land use” sammanlagt är ca 8 GtC, vilket då motsvarar 3,7% av flödet till atmosfären. Resten, ca 96%, kommer från hav och land. IPCC anger osäkerheten i de senare flödena till +/- 20 %, dvs osäkerheten är ca 5 ggr större än det fossila flödet, som vi ju känner till med god säkerhet. Denna ursprungliga information har man numera tagit bort liksom den ursprungliga angivelsen att IPCC:s uppdrag enbart var att klarlägga “human-induced climate-change.”
    De gör så gott de kan för att sopa igen spåren efter bedrägeriet. Som tur är gjorde jag skärmklipp…

  14. bength

    #9 Lars Kamél
    I denna bloggpost från 2013 refereras i kommentarerna #47, #66 och #70 till uttalanden från David Coe, Roy Spencer och Willis Eschenbach i denna fråga, den sistnämnde i en kommentar till ett inlägg på WUWT av Gösta Pettersson. Alla tre anger bidrag till koldioxidökningen från temperaturökningen i haven som ligger i intervallet 7-14 ppm/°C, dvs ca 5-10 % av ökningen på ca 140 ppm. Att ökningen till största del skulle bero på avgasning från haven pga en ökad temperatur på någon grad tycker jag faller på sin egen orimlighet. Willis Eschenbach menar att Pettersson blandar ihop på två olika begrepp, ”residence time” (uppehållstid för en enskild molekyl) och ”pulse half time” (halveringstid för en puls av ökad gaskoncentration från ett jämviktsläge). Det första begreppet är kopplat till hela omsättningen, medan det senare bara ser till (netto-) förändringen av koncentrationen.
    https://klimatupplysningen.se/ole-humlum-och-kolcykeln/

  15. #14 bength

    “Att ökningen till största del skulle bero på avgasning från haven pga en ökad temperatur på någon grad tycker jag faller på sin egen orimlighet.”

    Så vad kan den bero på?

    “blandar ihop på två olika begrepp, … ”

    Så i exemplet med poolerna, hur skulle du tolka att de tunga vattnet väldigt snabbt fördelars sig 1:50 mellan reservoarerna?

    Vad kommer hända när vi dumpar 10 kubik i pool A?

  16. bength

    #15 Johan M.
    ”Så vad kan den bero på?”
    Då återstår förstås punkt 1 i alternativen från Lars, dvs utsläpp från förbränning av fossila bränslen. Historiska data från isborrkärnor, givna i detta KU-inlägg, tyder också på en korrelation av ca 10 ppm/°C.
    https://klimatupplysningen.se/bekraftelseforskningen-inom-klimatvetenskapen/
    ”Så i exemplet med poolerna, hur skulle du tolka att de tunga vattnet väldigt snabbt fördelars sig 1:50 mellan reservoarerna? Vad kommer hända när vi dumpar 10 kubik i pool A?”
    Jag anser mig inte ha tillräcklig kunskap för att ge mig in i en diskussion om detta.

  17. Adepten

    Dagens simbassäng nöt var svår att knäcka med alla dess referenser. Finns det någon hjälpare som med några korta meningar eller formler kan förklara vad som är fel med Bernmodellen. Varför det är fel att ha flera tidskonstanter för att diska bort CO2 ur atmosfären? Den använder sig av flera diskbänkar med olika tidskonstanter(halveringstider) för att diska ut CO” ur atmosfären. ex. 1,2 y 18 %, 18,5 y 34 %, 173 y 26 % och ꚙ 22 % Tidigare inlägg om ”Orsakar människan global uppvärmning? – Del 1 och II” stödjer man hypotesen att det är temperaturen, eller närmare bestämt integralen av temperaturen, som driver CO2 ökningen snarare än att det är CO2 som exklusivt driver temperaturen enligt Murray Salby modellen.
    Varje år släpper människor ut cirka 34 miljarder ton CO2 i atmosfären genom förbränning av fossila bränslen Det motsvarar ca 7,4 ppm CO2
    Idag är CO2 cirka 416 ppm, så med en kylning med 4°C skulle man med Murray Salby modellen få ett negativt värde på CO2 om man räknar tillbaks till senaste istiden.
    Det som talar emot Salby modellen med dess korta halveringstid 10 år är den isotopiska signaturen som visar ökade antropogent CO2 från fossila bränslen samt att Oceanerna blir surare.

  18. tty

    #6

    “Molnen byggs ju av vattenånga som kondenserat till droppar. Dessa borde kunna ta upp koldioxid, eftersom de från början inte innehåller någon. ”

    Det gör de också, Regnvatten är därför egentligen utspädd kolsyra med ett pH värde av ca 5,6.

    “De moln som regnar borde då ta med koldioxiden ner till jordytan. Det mesta av regnet hamnar ju sedan i haven. Vad händer då med den upptagna koldioxiden?”

    Bland annat det här:

    http://www.geologycafe.com/images/karst_china.jpg

    Den eroderar alltså berggrunden, framför allt, men inte enbart, i kalkstensområden. Mycket hamnar dock mycket riktigt i havet.

  19. tty

    #17

    “Finns det någon hjälpare som med några korta meningar eller formler kan förklara vad som är fel med Bernmodellen.”

    Kortast och enklast att enligt Bernmodellen kan koldioxidhalten i atmosfären aldrig sjunka eftersom ett exponentiellt avtagande oberoende av tidskonstanten aldrig når noll. Men vi vet att historiskt har koldioxidhalten ofta sjunkit, alltså beskriver Bernmodellen inte kolcykeln på ett realistiskt sätt.

  20. #16 bength

    “Då återstår förstås punkt 1 i alternativen från Lars, …”

    Problemet med att säga att ökningen är fossil är att man tvingas till att ha en modell där koldioxid inte sprider sig mellan reservoarerna särdeles snabbt (och till och med som i Bernmodellen landar i att 20% stannar kvar tills det snöar i helvetet).

    Vad vet vi från bombkurvan (eller exemplet med tungt vatten). Vi vet att nästan allt av det överskott av kol14 som fanns i atmosfären i början på 60-talet nu är någon annan stans (och en inte för vild gissning är haven). Eftersom de naturliga processerna inte gör särdeles stor skillnad på kol12 och kol14 så befinner sig alltså …. allt koldioxid som fanns i atmosfären i början på 60-talet nu någon annan stans.

    …. så om någon år 1963 släppte ut 10 GtC koldioxid så befinner det sig nu …. någon annan stans.

    Dra man konsekvenserna av detta så får man att dessvärre finna sig i att den ökning vi har sett endast till en del kan bero på våra utsläpp. Därav poolscenen med hopptornet, man våndas verkligen för att dra den slutsatsen, vad kommer att hända om man tar klivet?

    borrkärnor … hmm, så vi har en proxy med felmarginaler som vi inte riktigt har koll på som motsäger de uppmätta data vi har. Skulle detta vara Solvalla så tror jag borrkärnorna är en högoddsare 🙂

  21. tty

    #12

    “Det koldioxid vi har i atmosfären idag kommer att sugas ner i ishaven, under 700 år krypa runt på Atlantens botten för att sedan komma upp till ytan utanför Västindien. Samtidigt tas flera GtC upp av växtplankton som sakta men säkert faller ner mot botten.”

    Hur lång omsättningstiden för djupvatten är kan diskuteras men 700 år är nog i underkant. Men det är inte någon större del av NADW som väller upp i Västindien. De viktigaste uppvällningsområdena ligger på mellanlatituderna på västsidan av kontinenterna. I Atlanten utanför Portugal-Marocko-Mauretanien och Sydafrika-Namibia. I Stilla havet utanför Norra Chile-Peru och Mexiko-Kalifornien. Dessutom finns det åtskilliga mindre uppvällningsområden som ofta bara är aktiva delar av året plus en troligen stor “diffus” uppvällning i Norra Stilla Havet och i västvindbältet i Södra Ishavet.

    Och det kol som tas upp av växtplankton och sedan sjunker kommer tillbaka som koldioxid i dessa uppvällningsområden. Praktiskt taget allt organiskt material som sjunker äts upp av organismer i djuphavet och metaboliseras tillbaka till koldioxid och vatten. I nutiden sker praktiskt taget ingen avlagring alls av organiskt kol i djuphavet. Djuphavet är i det “ishusklimat” som nu råder väl syrsatt och därmed fyllt av hungriga organismer och det finns därför inga “döda zoner” där organiskt kol kan bevaras.

  22. tty

    #20

    “Vi vet att nästan allt av det överskott av kol14 som fanns i atmosfären i början på 60-talet nu är någon annan stans (och en inte för vild gissning är haven). ”

    Ingen vild gissning, det finns t o m på bottnen av Marianergraven:

    https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2018GL081514

    Observera figur 2 som visar hur olika kol-14 halten är i olika “delpooler” i havet. Havet är inte något enkelt system.

  23. “den isotopiska signaturen som visar ökade antropogent CO2 från fossila bränslen..”

    Salby pekar på att detta lika mycket kan vara naturliga variationer:

    https://klimatupplysningen.se/wp-content/uploads/2021/05/ea-image007.jpg

  24. Lasse

    En tanke:
    Vi vet att Keeligkurvan har ett säsongsmönster, där den går ner under vår sommarperiod och upp under vintern.
    Borde det inte gå att göra något med denna kunskap?
    https://klimatupplysningen.se/vad-kan-vi-egentligen-utlasa-ur-keelingkurvan/

  25. #21 tty

    “Men det är inte någon större del av NADW som väller upp i Västindien. ”

    Jag tillåter mig att ha lite målande beskrivningar med bred pensel ibland 🙂

  26. #17 Adepten

    “..att Oceanerna blir surare.”

    Vilket kan ha många orsaker.

    https://www.nature.com/articles/srep25686

  27. Erik A.

    Med referens till denna artikel:
    https://klimatupplysningen.se/orsakar-manniskan-global-uppvarmning-del-ii/

    Harde återskapar Keelingkurvan med användande av ekvation (5)-(7), se figur 4. Dock har han då använt ΔT^1,5. Ett linjärt temperaturberoende var ju bara en första ordningens approximation och det är troligt att naturen är mer komplicerad än så.

    Ekvation (5), som hypotes att ersätta Bernmodellen, förklarar om den ligger närmare verkligheten varför det inte finns något direkt samband mellan CO2 och T som man enkelt kan avläsa i en graf av typen “Men temperaturen minskade under 70-talet så varför minskade inte CO2”.

    Enligt hypotesen beror CO2 koncentrationen av integralen av tre termer som samverkar och dessutom då med ett icke linjärt beroende av temperaturen. Det är svårt att göra denna uträkning i huvudet så att säga.

  28. #17 Adepten

    ett normalt antagande är att utbytet mellan hav och ytvatten är snabbt, medan utbytet mellan yt- och djupvatten går lpngsammare. Det innebär att det C13-fattiga och C14-fria tillskott som kommer från fossilt kol till stor del hamnar i “luft + ytvatten”. Där kan man avläsa ett antropgent avtryck.
    Hur koldioxiden fördelar sig mellan luft och ytvatten är en helt annan fråga — det är där temperaturen kommer in.

  29. Peter+Stilbs

    Mycket tänkvärda analogier.

    En faktor som sällan tas upp i tillägg är att det är hyfsat höga tryck på större djup i världshaven – och kemiska jämvikter är tryckberoende. Tillsammans med den nämnda skiktningen gör att det blir ganska omöjligt att hantera detta beräkningsmässigt.

  30. Enough

    #14 och 26#

    “att oceanerna blir surare”,
    rent principiellt tycker jag det är bättre att istället säga “mindre basiska”, för “gemene man” man kan lätt missuppfatta annars och klimatalarmisterna ska inte få ha monopol på ordval ( deras nivå i språkbruk är ju redan satt med begreppet “klimatskeptiker”).

  31. Lasse

    #27 Erik A
    Det är mycket som förvånar:
    “Det antropogena bidraget orsakar enligt modellen att vi idag har 17 ppm högre CO2 koncentration än vad vi skulle haft utan antropogena utsläpp. Det är totalt 15% av den totala ökningen av CO2 sedan 1750.”

    Det är konstigt att forskarsamhället inte gör mer för att komma vidare i kunskapen om detta?

  32. Lars-Eric Bjerke

    Johan M,
    “En koldioxidmolekyl som far in vattenytan kommer med viss sannolikhet att bli en del av haven oavsett hur många koldioxidmolekyler det redan finns där. Det enda som reglerar flödet från atmosfären till haven är mängden koldioxid i atmosfären och temperaturen. ”

    Detta är inte korrekt. Hur många koldioxidmolekyler som tar sig igenom ytan in i lösning beror på hur många det redan finns där d.v.s hur långt från mättnadstrycket ytvattnet befinner sig.
    Gör gärna tankeexperimentet att koldioxidmolekyler träffar en vattenyta som redan är mättad. De kan ju inte vandra ner som lösta molekyler i en redan mättad lösning, den skulle då bli övermättad.

  33. Adepten

    #31 Lasse
    Förlåt en elementär fråga men hur räknar du ut detta? “Det antropogena bidraget orsakar enligt modellen att vi idag har 17 ppm högre CO2 koncentration än vad vi skulle haft utan antropogena utsläpp. Det är totalt 15 % av den totala ökningen av CO2 sedan 1750.”

  34. Lasse

    #33
    “Elementärt min käre Adepten”
    (Snott från Sherlock.)
    Tråden innehåller en länk till Erik A som gör jobbet i en tidigare tråd. Han i sin tur bygger teorin på Harde/Salbys modell.
    En modells om kullkastar hela den antropogena påverkan på CO2
    https://klimatupplysningen.se/orsakar-manniskan-global-uppvarmning-del-ii/

  35. Adepten

    Till de som försökte hjälpa mig 🙂
    Man kan förenkla alla tidskonstanterna i nedanstående Bernmodell med en tidskonstant på ca 30-40 år för urtvättning av CO2 ur atmosfären. Då är Henrys lag, Revellefaktorerna och variation i temperatur, pH och salthalt inräknade. Eller är det hel fel?
    https://gmd.copernicus.org/articles/11/1887/2018//gmd-11-1887-2018-f01-web.png

  36. Lars-Eric Bjerke

    Lennart Bengtsson skrev följande om kolcykeln i en kommentar till inlägget https://klimatupplysningen.se/orsakar-manniskan-global-uppvarmning-del-i/

    “Vad beträffa kolcykeln kan följande sammanfattas

    1. De antropogena CO2 utsläppen är väsentligt högre än ökningen i atmosfären och har varit så för hela den tid på drygt 40 år som det finns tillförlitlig statistik. Under de senaste 20 åren har utsläppen varit dubbelt så höga som ökningen i atmosfären.
    2. Syret i atmosfären har minskat i samma omfattning som syret i koldioxiden har ökat vilken tydligt indikerar att ökningen av koldioxiden i atmosfären rör sig om en oxidering av kol.
    3. Havet har genomgående försurats vilket indikerar att havet är en nettosänka för koldioxid och inte en källa.
    4. Den ökade vegetationen på jorden (greening) som knappast någon på denna sajt motsätter sig indikerar likaledes att biosfären på land sannolikt också är en nettosänka.”

  37. foliehatt

    Lars-Eric Bjerke, #32,
    nej, jämvikten är inte statisk. Vid uppnådd mättnad (för ett visst gastryck av koldioxid) så lämnar lika många koldioxidmolekyler vattenfasen för gasfasen som koldioxidmolekyler som lämnar gasfasen för vattenfasen.

    Om partialtrycket koldioxid i gasfasen ändras så ändras också jämviktsläget.

  38. Lars-Eric Bjerke

    Jag brukar skriva följande när kolcykeln tas upp i inlägg:

    Partialtrycket av koldioxid i atmosfären har ökat med över 30 % sedan 1950-talet medan den lilla temperaturhöjning vi haft sedan dess bara påverkat lösligheten i haven i medel med någon enstaka procent. Jag tycker det därför är troligt att koldioxid netto har gått från atmosfär till hav. Johan M med flera vill göra troligt att ökningen av koldioxid atmosfären inte huvudsakligen kommer från fossileldningen utan från en källa de inte känner till, vilket jag tycker är osannolikt.

  39. Lars-Eric Bjerke

    #37 foliehatt,
    “nej, jämvikten är inte statisk. Vid uppnådd mättnad (för ett visst gastryck av koldioxid) så lämnar lika många koldioxidmolekyler vattenfasen för gasfasen som koldioxidmolekyler som lämnar gasfasen för vattenfasen.”

    Jag skrev inte att jämvikten är statisk. Jag skrev:

    “Hur många koldioxidmolekyler som tar sig igenom ytan in i lösning beror på hur många det redan finns där d.v.s hur långt från mättnadstrycket ytvattnet befinner sig.”

  40. Johan Montelius

    #32 Lars-Eric Bjerke

    “Hur många koldioxidmolekyler som tar sig igenom ytan in i lösning beror på hur många det redan finns där ..”

    Nej, såvida molekylerna i atmosfären inte har telepatiskt förmåga så har de ingen aning om vad som väntar dem när de korsar gränsen ner i vattnet. Väl på andra sidan så är de en del av de andra molekylerna som har löst sig i vattnet. De har samma chans som alla andra att råka ändra riktning och åter bli en del av atmosfären.

    Antalet molekyler som tar klivet är bara beroende på hur många det finns nära ytan och hur snabbt de färdas.

    …. hur förklarar du att koldioxid molekyler väljer att inte gå igenom vattenytan, telepati eller studsar de på en mur?

    “De kan ju inte vandra ner som lösta molekyler i en redan mättad lösning, den skulle då bli övermättad.”

    Vilket endast har som följd att det statistiskt blir fler molekyler som lämnar vattnet än vad som går ner i vattnet.

  41. Johan Montelius

    #36 Lars-Eric Bjerke

    och?

    Att vi släpper ut mera koldioxid än vad vi ser atmosfären ökar med är inget som bevisar att våra utsläpp är den enda eller ens den huvudsakliga orsaken.

    Sätt upp en modell för hur flödena mellan atmosfären och haven skulle vara om de fossila utsläppen stod för hela ökningen. Du kommer då få en modell som säger att uppehållstiden för koldioxid i atmosfären är mycket lång, att den visserligen blandar sig med koldioxid i havens ytskikt snabbt men att det sedan går betydligt långsammare.

    Fine – se nu hur din modell skulle reagera på en ökad mängd kol-14 i atmosfären. Jämför sedan den förutsägelse med hur bombkurvan faktiskt ser ut.

    Titta sen på detta klipp:

    https://www.youtube.com/watch?v=EYPapE-3FRw

  42. Johan Montelius

    #38 Lars-Eric Bjerke

    “Johan M med flera vill göra troligt att ökningen av koldioxid atmosfären inte huvudsakligen kommer från fossileldningen utan från en källa de inte känner till, vilket jag tycker är osannolikt.”

    Då kan man välja att blunda för bombkurvan och leva lycklig i alla sina dar.

    https://youtu.be/zE7PKRjrid4?t=80

  43. Erik A.

    Ja att det går att ha olika verklighetsbilder kring detta är ju helt klart.

    Jag är personligen skeptisk till att man kan komma särskilt långt med linjära resonemang i ett icke-linjärt system.

    Jag undrar också om man inte ofta blandar ihop förändringstakten av CO2, dC/dt med utvecklingen av den absoluta koncentrationen, C(t)?

    1. Nettoemissionen av CO2 (emission-absorption) ökar med temperaturen både för land och hav, det är experimentellt verifierat:
    https://media.klimatinsikt.se/2021/03/CO2-emission-land.jpg
    http://media.klimatinsikt.se/2021/03/CO2-emission-sea-1024×615-1.jpg

    2. Förändringstakten dC/dt kan uttryckas genom ekvationen för masskonservering:

    dC(t)/dt = En(T(t)) + Ea(t) – (An+Aa) =
    En(T(t)) + Ea(t) – C(t)/τ(T(t))

    dvs. = den totala naturliga emissionen (beror av T) +
    den antropogena emissionen +
    den totala (antropogena+naturliga) absorptionen (beror av uppehållstid τ, T och C)

    Utvecklingen av den absoluta koncentrationen C(t) beskrivs således genom integralen av tre termer. Två av dessa har ett temperaturberoende som troligtvis är ickelinjärt.

  44. Lars-Eric Bjerke

    #40 Johan M

    Jag skrev:
    “De kan ju inte vandra ner som lösta molekyler i en redan mättad lösning, den skulle då bli övermättad.”

    Du svarade:
    “Vilket endast har som följd att det statistiskt blir fler molekyler som lämnar vattnet än vad som går ner i vattnet.”

    Vi har ju diskuterat detta tidigare. Det som är intressant i detta sammanhang är att man inte kan öka koncentrationen av gasen i ytskiktet vid jämviktsförhållanden. Om vattnet skulle vara övermättat en kort stund i några få molekyllager har mindre betydelse.

    Transporten av gas i en vätska är en mycket långsam diffusionsprocess. Det tar i storleksordningen dagar för att nämnvärt öka koncentrationen av en gas en dm ner i vätskan utan omblandning.

  45. Lars-Eric Bjerke

    #41 Johan M,
    “Att vi släpper ut mera koldioxid än vad vi ser atmosfären ökar med är inget som bevisar att våra utsläpp är den enda eller ens den huvudsakliga orsaken.”

    Jag anser att Roy Spencers modell ger en bra teoretisk förklaring av koltransporten och överensstämmer väl med mätningar. Se t.ex
    https://www.drroyspencer.com/2020/02/corrected-rcp-scenario-removal-fractions/
    Den säger i korthet att transporten av koldioxid i atmosfären till sänkorna är proportionell mot ökningen av partialtrycket av koldioxid i atmosfären sedan 1950-talet.
    Vad jag förstår överensstämmer den också hyfsat med någon av bombkurvorna. Gösta Pettersson har ju modifierat sin bombkurva två gånger.
    https//falsktalarm.se/onewebmedia/paper4 komp pdf.pdf

  46. Johan Montelius

    #44 Lars-Eric Bjerke

    ” Om vattnet skulle vara övermättat en kort stund i några få molekyllager har mindre betydelse.”

    ok, då är vi i alla fall överens om att koldioxidmolekylen är en del av haven, om så i dess yttersta ytskikt.

    “Transporten av gas i en vätska är en mycket långsam diffusionsprocess. Det tar i storleksordningen dagar för att nämnvärt öka koncentrationen av en gas en dm ner i vätskan utan omblandning.”

    … jag tror att “utan omblandning” kanske inte riktigt beskriver situationen vi har till havs. Efter en sekund är nog molekylen slumpmässigt fördelad i den översta decimetern och efter en timme någonstans i de överta tio metrarna.

    Hur skall vi ta reda på hur snabbt det går? Vi har två sätt att göra detta på 1/ vi skapar en modell av haven med flera olika skikt och delar med funktioner som beskriver övergången mellan de olika skikten och delarna (bernmodellen) och räknar sen på vad det skulle betyda för atmosfären eller 2/ vi utför ett gigantiskt experiment där vi höjer kol-14 nivån i atmosfären för att se vad som händer.

    Bombkurvan ger inte besked på hur haven är skiktade eller hur cirkulationen sker mellan olika delar. Den ger oss besked på vad det betyder för atmosfären.

    Det är säkerligen så att mängden med koldioxidmolekyler slår in i vattenytan för att sekunden senare återigen vara en del av atmosfären men det är ingenting som vi behöver ta reda på i detalj.

    Tankeexperiment – låt oss anta att vi bara har hav och atmosfär. Haven består av ett ytskikt som kan hålla 800 GtC med en hög omsättning (några år) med atmosfären men med en mycket lång omsättning (hundra år) med djuphaven som rymmer 37 200 GtC. Hur skulle då bombkurvan se ut?

  47. Johan Montelius

    #45 Lars-Eric Bjerke

    Vad säger Spencer :

    ” I’ve used that 50% removal fraction myself, many times, to describe how nature removes excess CO2 from the atmosphere.

    Recently I realized this is not a very useful metric, and as phrased above is factually incorrect and misleading. In fact, it’s not 50% of the yearly anthropogenic emissions that is absorbed; it’s an amount that is equivalent to 50% of emissions. You see, Mother Nature does not know how much CO2 humanity produces every year; all she knows is the total amount in the atmosphere, and that’s what the biosphere and various geochemical processes respond to.”

    Ja det var väl en bra sågning av Lennart Bengtssons förklaringsmodell. Skönt att vi kan lämna den därhän.

    “Based upon my analysis of the Mauna Loa CO2 data versus the Boden et al. (2017) estimates of global CO2 emissions, that removal rate is 2.3%/yr of the atmospheric excess above 295 ppm.”

    Den hastighet på 2.3% av nivån över 295 ppm kan man kanske jämföra med 7% av totalen (men mycket för låg) men det intressanta är anledningen till att han kommer fram till 2.3% .. han gör ett antagande att den ökning vi har sett endast är beroende av våra fossila utsläpp.

    Tar du siffrorna som man får av Spencers 2.3% av överskottet och ser hur det skulle sett ut från 1963 och framåt så ger det en bombkurva som ligger en bra bit över vad den verkliga bombkurvan ger…… vad är det Feynman brukar säga?

  48. Lars-Eric Bjerke

    #47 Johan M
    Tack för att du har tagit dig tid att svara.
    Jag förstå dock inte ditt resonemang då du jämför Roy Spencers modell och bombkurvan. Spencer anger att en viss procentandel av koldioxidnivån över 295 ppm netto årligen kommer att tas upp av hav/växtlighet. Han använder sig inte av omsättningen av kol mellan hav/växtlighet för att visa detta utan bara nettoresultatet. Bombkurvan däremot används för att beräkna hur snabbt en puls av märkta molekyler försvinner ner i havet/växtligheten minus det gissningsvis fåtal som kommer tillbaka till atmosfären igen alltså inte nettoflödet av kol.

  49. Lars-Eric Bjerke

    #46 Johan M,
    “Efter en sekund är nog molekylen slumpmässigt fördelad i den översta decimetern och efter en timme någonstans i de överta tio metrarna.”

    Jag tror detta är en viktig fråga. Vad jag har förstått av tidigare kommentarer anser du att inlösning av koldioxid i vätska endast beror på molekylernas antal och hastighet i gasfasen. Detta är inte korrekt.
    Om några gasmolekyler kommer in i en vätska som är mättad kommer lika många att avgå från lösningen i form av bubblor speciellt fort vid omblandning.

  50. Johan Montelius

    #48 Lars-Eric Bjerke

    Det är riktigt som du säger det är skillnad på netto som Spencer talar om och brutto som bombkurvan ger oss. De två skiljer sig inte så mycket (mindre än vad jag trodde) men är inte helt överenstämmiga.

    Vi hade 1963 då bombkurvan stod på sin topp ca 319 ppm i atmosfären. Vi släppte under 1964 ut 1.4ppm (jag räknar om i ppm för att göra det enklare) och nettoupptaget i haven var enligt Spencer (319 – 295)*0.023 = 0.55 ppm .

    Om vi tar bombkurvans 7% så skulle bruttoupptaget vara 319*7% = 22.3ppm . Det “naturliga” upptaget är då 21.8 ppm. Det naturliga upptaget kompenseras av ett lika stort naturligt utsläpp från haven.

    Hoppar vi gram till 2014 så börjar vi året på 396.5 ppm i atmosfären, utsläpp på 4.8 ppm och ett beräknat nettoupptag på 2.3 ppm vilket landar på 399 ppm . Bruttoupptaget från atmosfären till haven är nu på 21.8 + 2.3 = 24.1 ppm vilket är 6% av 399.

    En liten skillnad men svår att förklara med fysikens lagar.

    Allt eftersom tiden går så kommer denna skillnad att öka. Störst skillnad mellan de olika synsätten kommer vi att se om temperaturen går neråt framöver. Då kommer alla modeller där temperaturen inte är en faktor troligtvis få problem.

  51. Johan Montelius

    #49 Lars-Eric Bjerke

    “Om några gasmolekyler kommer in i en vätska som är mättad kommer lika många att avgå från lösningen i form av bubblor speciellt fort vid omblandning.”

    Detta är en helt statistisk process, anledningen till att vi har flera som lämnar är att vi har flera molekyler i vätskefasen.

    Hur snabbt omblandningen sker ger bombkurvan oss väldigt bra svar på, vi behöver inte göra antaganden.

  52. Johan Montelius

    #50

    btw – om vi antar att transporten från atmosfären till haven är proportionell mot innehållet i atmosfären, och att transporten från haven har varit konstanta dvs hela den ökning vi har sett beror på vårt fossila bidrag – så skulle vi då ha att 3.2% av atmosfärens innehåll transporterades ner i haven.

    Det skulle då betyda att 16% av bombpulsen från 1963 var kvar i atmosfären idag. Det tror jag nog vi kan utesluta att så är fallet.

  53. Lars-Eric Bjerke

    #51 Johan M,
    Lite i gränslandet.

    Koldioxid kan ju lösas i stora mängder i vatten fast förstås i proportion till dess partialtryck i luften som ligger runt 400 ppm. I de kalla ishaven sägs det att mycket gas går i lösning. Där är också ofta stormigt. Vid en stor våg dras stora mängder luft ner i vattnet. Om en luftbubbla dras ned säg 5 m kommer tycket i denna att vara 1,5 bar. Både luften och koldioxiden i bubblan känner detta tryck och går i lösning, då gasernas partialtryck nere i vattnet är 1,5 bar, även om vattnet var mättat vid atmosfärstryck. Jag skulle gissa att denna effekt är rätt betydande vid inlösning.
    Din teori att inlösningen vid statiska förhållanden endast beror på antal gasmolekyler och deras hastighet och inte på mättnadsförhållandena i vätskefasen anser jag som sagt vara felaktig.

  54. Johan Montelius

    #53 Lars-Eric Bjerke

    Eftersom vi ännu inte har telepatiska molekyler så har en molekyl på väg ner mot vattenytan ingen som helt aning om hur det ser ut på andra sidan … eller hur?

    Väl på andra sidan är den en av många andra molekyler, den har ingen särställning som “sist in” och därmed “först ut” eller liknande.

    Vad är det nu som avgör hur många molekyler som lämnar sin trygga tillvaro i vattnet för att bege sig upp i atmosfären?

  55. Lars-Eric Bjerke

    #54 Johan M,
    Gasmolekylerna möter många stängda vägar då de vill ta sig in genom ytan till det gasmättade vattnet. Med tillräcklig hög energi kan en del kanske penetrera några molekyllager. De som lyckas med detta i det i stillastående vatten kan endast förflytta sig med hjälp av diffusion. Diffusionen är långsam och drivs av koncentrationsskillnader. Finns det inga koncentrationsskillnader kommer ju de molekyler som har övermättat ytskiktet att gå tillbaka till gasfasen.
    Din teori att inlösningen endast beror på antalet gasmolekyler och deras hastighet i gasfasen och inte på mättnadsförhållandena i vätskefasen anser jag som sagt vara felaktig.
    Om jag har förstått dig rätt vill du visa att inlösning med hjälp av högt partialtryck och avgasning på grund av ökad temperatur är oberoende av varandra. Detta är inte korrekt.
    Jag jobbar för närvarande i ett projekt med några professorer i teoretisk kemi. Om du formulerar ditt påstående kort och entydigt kan jag ta upp detta med dem.

  56. Johan Montelius

    #55 Lars-Eric Bjerke

    Vi förenklar problemet och spänner en imaginär silkesduk över hela jordklotet en meter över land och hav. Vi sätter också temperaturen till konstant och att turbulensen är vad den är.

    Kan vi vara överens om att transporten uppifrån och ner då bestäms endast av koncentrationen på ovansidan och nerifrån och upp av koncentrationen på undersidan?

    Kolla gärna med professorerna.

  57. Jag har haft en skada i mitt poolrum som nu ska repareras. Efter detta inlägg blir jag lite konfunderad. Borde jag fylla poolen ned tungt eller lätt vatten. Lite svårt att förstå skillnaden förutom priset. Eftersom jag ska köpa en skraplott så har ju priset ingen betydelse. Men jag ställer mig frågande när det gäller vattenkvaliteten. Är det bättre med tungt vatten jämfört med lätt vatten? Samma problematik uppstår när jag får frågan om torrt vin? Är det någon form av torkat vin där man liksom låter pulvret lösa upp sig i munnen?

  58. #57 Björn Molin

    Om poolen inte ligger på andra våningen där någon har räknat ut på hundra kilo när hur mycket den får väga så kvittar det 🙂

  59. Lars-Eric Bjerke

    #56 Johan M

    “Vi förenklar problemet och spänner en imaginär silkesduk över hela jordklotet en meter över land och hav.”

    Om jag förstår dig rätt menar du transporten över silkesduken. Då diskuterar vi transporten mellan två gasvolymer. Gasblandningar med olika tryck och temperatur blandas med hjälp av molekylrörelser och nettoresultatet blir att blandningen intar lägsta energinivån, vilket innebär helt blandade gaser. När det gäller gastransport till och från vatten gäller helt andra lagar. Där är drivkraften skillnaden mellan gasens partialtryck i atmosfären och mättnadstrycket i vattenfasen. Gasmolekylerna måste hitta platser eller vägar i vattnet där vattenmolekylerna accepterar dem, vilket inte gäller vid gas/gas.

  60. Lars-Eric Bjerke

    Johan M,

    Jag har fortfarande inte föstått varför du vill veta hur många gasmolekyler, som går i vardera riktningen genom vattenytan. Vad jag kan se räcker det att känna nettotransporten.

  61. Lars-Eric Bjerke

    #50 Johan M
    “Det är riktigt som du säger det är skillnad på netto som Spencer talar om och brutto som bombkurvan ger oss. ”

    Om jag har förstått Spencers modell rätt säger han inget om bruttotransporten bara nettotransporten. Den kan därför mycket väl stämma med bombkurvorna.

  62. foliehatt

    97,8 % av alla fysiker och kemister anser att Gullberg-Vaages -, a.k.a. massverkans-, lag stämmer mot verkligheten. M.a.o. The Science Is Settled.

    Mer seriöst – alla kemiska jämvikter är dynamiska och delreaktionerna följer jämviktsvillkoren.

  63. #59 … Lars-Eric Bjerke

    “Gasblandningar med olika tryck och temperatur blandas med hjälp av molekylrörelser och nettoresultatet blir att blandningen intar lägsta energinivån, vilket innebär helt blandade gaser.”

    Du glider lite på svaret – vad är det som avgör hur många molekyler som går ner respektive upp?

    Ingen molekyl ovanför duken har en aning om hur det ser ut under duken. Slumpmässigt så kommer de att korsa gränsen och antalet som korsar gränsen är proportionellt mot ……….

    För bruttotransporten ner genom den imaginära duken så är det bara en sak (temperatur och turbulens oförändrat) som fäller avgörandet.

    Gäller samma sak för transporten uppåt – ja.

    Hur stora är dessa flöden?

    Antag att vi har 800 GtC ovanför duken, färgar alla dessa koldioxidmolekyler röda och väntar ett tag. Om vi nu ser att mängden röda molekyler sjunker med 7% per år och att de sakta planar ut vid 2% av det ursprungliga, vad vet vi då?

    Varför vill jag tala om de två bruttotransporterna istället för netto – för att det är så naturen fungerar och om man vill skapa sig en modell som skall kunna beskriva vad som kommer att hända så är det rätt bra att börja där.

  64. Sten Kaijser

    Johan och Lars-Eric,

    tack för en bra diskussion.

    Jag har inte mycket att bidra med, men jag noterar att Lars-Eric talar om “vätska i stillhet” något sällan förekommer i haven. Jag vill minnas att vågor ger upphov till en omröring som når ner till ungefär “halva våglängden”, så att eftersom haven nästan aldrig är stilla så “inbillar jag mig” att “stillastående vätska inte är relevant. betydelse.
    För mig är det självklart att om utbytet mellan ythav och djuphav är långsammare än mellan atmosfär och ythav, så finns det “fossila kolet” (utan C14 och med mindre C13) till stor del kvar i “ythav + atmosfär”. Hur den fördelas mellan dessa depåer beror dels på kemin, dels på temperaturen.

    Ett annat faktän är ju att haven innehåller 16 gånger mer “organiskt kol än atmosfär, gröna växter och mark tillsammans. Vore transporterna snabbare skulle en sådan jämvikt, där 16/17 av det tillförda kolet hamnari haven, inställa sig omedelbart, men som bombkurvan visar så tar det “i viss mening 14 år”.

  65. Lars-Eric Bjerke

    #63 Johan M. och Sten

    Läs gärna mitt svar i #59. Johan, som jag skrev där håller jag naturligtvis med dig när det gäller hur gaserna transporteras, om man man har en sidenduk som skiljer dem åt. Men det är andra krafter som styr transporten mellan två faser. Det enda likheten är väl att systemet strävar efter att uppnå lägsta energinivå.

    Jag har fortfarande inte föstått varför du vill veta hur många gasmolekyler, som går i vardera riktningen genom vattenytan. Vad jag kan se räcker det att känna nettotransporten.

  66. Lars-Eric Bjerke

    #64 Sten K.

    Kul att du läser vårt bollande av åsikter. Diskussionen gör att man tvingas tänka efter lite bättre.

    När det gäller verklig inlösning/avgasning är ju omblandning av största betydelse. Som du ser i min kommentar #53 anser jag också att vågor är viktiga. De gör t.o.m. att man kan få en övermättad lösning av de olika luftgaserna inklusive koldioxid om gaserna i bubblan löser sig djupt nere i vattnet där trycket och därmed gasernas partialtryck är högre än uppe vid ytan.

  67. Adepten

    #66 Lars-Eric Bjerke
    Ursäkta en okunnig fråga. När ni nämner brutto respektive netto transport mellan atmosfär och vatten vad menar ni då? Är det att bruttoflödet är ca 90 GtC per år ut ur oceanen och ca 92 GtC/år in i oceanen. Och att nettoflödet är ca 2 GtC/år in i oceanen? Det går väl att räkna om till antal molekyler om man vill det.

  68. Puffe

    #65 Lars Eric Bjerke
    du skriver “Men det är andra krafter som styr transporten mellan två faser” vet inte riktigt vad du menar med det men CO2 i luft eller vatten är väl fortfarande i gasform, har alltså inte bytt fas, de faser som finns är väl fast, vätska och gas möjligen plasma, det som skiljer är väl att gasen är löst i olika medium men fortfarande i gasform, därför bör inte samma lagar gälla som vid just fas skifte som till exempel när vatten går från flytande till gas.
    Men förklara gärna vad du menar med att CO2 byter fas när den hamnar i vatten och som gör att den inte beter sig som en gas även i detta medium.

  69. Lars-Eric Bjerke

    #67 Adepten,

    Vi är nog lite otydliga ibland. Roy Spencers modell säger att om människan tillför ca 9 GtonC per år till atmosfären ger det som resultat att atmosfärens halt ökar med ca 4,5 GtonC. Jag kallar det för netto eftersom det inte är precis de utsläppta kolatomerna som är kvar.
    Roy Spencers modell säger att den mängd koldioxid som netto upptas av hav/växtlighet är proportionell mot ökningen av koldioxidhalten från 295 ppm (v), som gällde på 1950-talet. Jag gillar den modellen eftersom den motsäger inte någon av bombkurvorna. Det har också en rimlig fysikalisk förklaring genom Henrys lag. Dessutom angav jag den modellen här på Klimatupplysningen ett bra tag före Roy Spencer för min del baserat på utsläppskurvor från Stuart Stanifords blog “Early Warning”.

    Ibland har vi också talat om netto och bruttoflöde av koldioxid över en vattenyta och menat motsvarande som ovan.

  70. Johan Montelius

    #65 Lars-Eric Bjerke

    “Men det är andra krafter som styr transporten mellan två faser.”

    Ja, det är många andra krafter som är i rörelse, men vi kan passa den frågan just nu – det kanske är så att vi inte behöver veta exakt vad som försiggår.

    Antag att vi har 800 GtC ovanför silkesduken och genom att mäta mängden kvarvarande kol-14 så ser vi att den varje år minskar med 7% för att efter några decennier plana ut på 2% – vad betyder det?

    1 / Under silkesduken finns det en reservoar som är 50 gånger större än atmosfären.

    2/ Transporten ovanifrån silkesduken ner under duken är 7% av den totala mängden koldioxid ovanför duken.

    Hade systemet varit i jämvikt skulle vi ha 56 GtC ner och 56 GtC upp.

    Dumpar vi nu 10 GtC över duken så kan vi förvänta oss att 7% av 810 GtC går ner under duken. …. kommer vi få en ökning i transporten uppåt? Varför skulle vi få det, den lilla ökning som vi får i transporten nedåt kommer likt kol-14 att sprida sig i den x 50 stora reservoaren och inte ge så värst mycket mer koldioxid under duken.

    Tänker man att det kanske skulle vara så i en ideal modell men verkligheten är mer komplex så kan man se på hur det ser ut i verkligheten.

    Under tiden från 1963 och framåt så släpper vi ut mer och mer fossil koldioxid. Mängden kol-14 fortsätter dock att minska med 7% om året …. transporten nedåt är som beräknat proportionell mot mängden koldioxid ovanför duken och det koldioxid vi har, fast det är mer och mer, sprider sig i den x 50 stora reservoaren.

    Sätter vi in dessa parametrar så får vi dock att mängden koldioxid i atmosfären är högre än beräknat. Varifrån kommer detta?

    Från under duken men – det beror inte på att koldioxiden fastnar mellan duk och hav för då skulle vi inte se hur kol-14 fortsatte sjunka.

    Det enda som återstår för oss är att räkna på bombkurvan. Jag har sagt 7% år efter år men det kan diskuteras, det finns en rad faktorer att ta hänsyn till. Modellen är det inget fel på.

    Vi skulle kunna släppa ut 1 ton kol-14 i atmosfären och se vad som händer under tio år. Det hade kanske varit ett väldigt billigt experiment.

  71. Sten Kaijser

    Hej Johan,

    att samla ihop 1 ton C14 skullenog vara ganska svårt, den totala mängden C14 på jorden lär ju vara 75 ton
    (det tillverkas normalt 15 kg C114 om året i atmosfären)

  72. #71 Sten Kaijser

    Vi vill inte samla ihop kol-14 av det som redan finns (skulle göra experimentet svårare) utan skapa nytt.

    Kol-14 produceras kontinuerligt vid alla kärnkraftverk. Bombarderar du en kvävekärna med en neutron så får man en kol-14 (det är det som händer i stratosfären och det som hände vid kärnvapentesterna).

    Jag har inte räknat på det men skulle kunna tänka mig att vi skulle kunna skapa ett ton relativt snabbt genom att t.ex. använda en CANDU-reaktor (standardreaktor i Kanada) som används för att producera radioaktiva medicinska preparat.