Kategorier
växthuseffekt

Växthuseffekten och vattenånga

HUR PÅVERKAR VATTENÅNGAN VÄXTHUSEFFEKTEN?

Modellberäkningar ger vid handen att de antropogena växthusgaserna påverkar vattenånga och moln på ett sådant sätt att växthuseffekten förstärks. När det gäller vattenångan visar genomgående beräkningar att effekten är positiv, medan effekten av moln är högst osäker eftersom moln också reflekterar solstrålning. Om de långlivade växthusgaserna höjer temperaturen, så kan luften innehålla mer vattenånga. Detta har varit känt sedan mitten av 180o-talet och går under namnet Clausius-Clapeyrons lag efter de två fysikerna Rudolf Clausius och Benoît Paul Émile Clapeyron (ett fint exempel på tysk-franskt samarbete). Lagen bestämmer till exempel hur mycket vattenånga det kan finnas i luften vid en viss temperatur. Stiger vattenångan över den gränsen kondenserar vattenångan och överskottet fälls ut som nederbörd.

landskap natur gräs horisont moln plantor

Är luftens temperatur +30 °C kan luften innehålla drygt sju gånger mer vattenånga än vid o °C. Luftens förmåga att hålla fuktighet påverkar dessutom jordens nederbördssystem på ett avgörande sätt. Eftersom vattenånga är en kraftfull växthusgas finns det en principiell risk för en allvarlig positiv feedback.

Processen kan då löpa som följer:
Koldioxiden höjer temperaturen som kan innehålla mer vattenånga. Den extra vattenångan höjer luften därigenom tens temperatur ytterligare, och luftens temperatur ytterligare, och luften kan i sin tur hålla ännu mer vattenånga och så vidare.

Nu finns det återställande faktorer som innebär att havet till slut inte kan dunsta bort. Enligt beräkningar som gjorts är inte solstrålningen kraftig nog för att driva fram en sådan klimatkatastrof som man kallar ett runaway-climate. Hur varmt det kan bli om mängden växthusgaser bara fortsätter att öka vet emellertid ingen med säkerhet. Fortsätter växthusgaserna att öka obehindrat i hundratals år visar beräkningar att stora delar av jorden blir obeboeliga för människor.

Sådana beräkningar måste dock tas med stor skepsis. Klimatmodellerna har inte kunnat valideras för sådana extrema situationer. Inte heller finns det något belägg från tidigare perioder med höga koldioxidkoncentrationer i jordens historia att en högre temperatur hotade det biologiska livet.

sol hav moln ljus himmel dagtid

Planeten Venus kan möjligen ha genomgått en runaway katastrof, där tillgängligt vatten avdunstat varefter vattenångan splittrats i syre och väte. Vätet har sedan försvunnit ut i rymden och syret förenats med kol och bildat koldioxid. Venusatmosfären består nu nästan enbart av koldioxid, och växthuseffekten har en helvetisk temperatur som är hög nog att smälta metaller som bly och tenn. Detta öde drabbade till exempel den första sovjetiska Venuslandaren 1966.

Kategorier
klimatförändringar växthuseffekt

Koldioxidhalten i atmosfären

VAD HÄNDER I ATMOSFÄREN NÄR MÄNGDEN VÄXTHUSGASER ÖKAR?

Detta är enklast att föreställa sig om koldioxidhalten plötsligt ändras. Låt oss anta att dagens koldioxidhalt ökar till det dubbla. Den ökade koldioxiden skulle då enligt alla beräkningar leda till att utstrålningen mot rymden minskade med 3,7 W/m2. Denna förändring skulle kunna uppfattas av ett mycket känsligt instrument på en vädersatellit, men knappast av någon människa. Jämfört med den inkommande strålningen som är 70 gånger starkare, är ett så litet bidrag knappast märkbart.

dimmigt himmel natur träd atmosfär skog

Men långsamt skulle denna extra uppvärmning höja jordens temperatur, eftersom den inkommande strålningen skulle vara större än den utgå- ende. Allt eftersom temperaturen höjdes skulle utstrålningen öka i enlighet med Stefan-Boltzmanns ekvation. Så länge koldioxiden finns kvar i luften skulle strålningen absorberas i atmosfären och efter en tid skulle en ny jämvikt infinna sig. Då skulle emellertid återstrålningen mot rymden ske från en högre höjd i atmosfären och den högre temperaturen vid jordytan bestå.

Orsaken till detta fenomen är att temperaturen i atmosfären sjunker med höjden, beroende på att antalet luftmolekyler och därmed kollisionerna mellan dem blir färre när lufttrycket sjunker. För varje kilometer uppåt blir det 6-10 °C kallare. Hur snabbt temperaturen sjunker beror på luftfuktigheten., eftersom den värmer upp luften när kondensations- värmen frisläpps vilket innebär att temperaturnedgången minskar ju högre upp man kommer.

Med större mängd växthusgaser i luften sker återstrålningen från en högre nivå med resultatet att jordytan blir varmare. Hade nu av någon anledning temperaturen varit densamma på alla nivåer skulle därför ingen temperaturökning inträffa.

Det motsatta händer om stoft från ett vulkanutbrott skulle reflektera mer av solstrålningen. Den enda skillnaden är att i verkligheten ökar mängden koldioxid och andra växthusgaser inte plötsligt utan gradvis, men på grund av den långa uppehållstiden för koldioxid i atmosfären är exemplet ändå relevant.

mate uruguay yerba mano paisaje landscape