Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar

Í tilefni þess að önnur greinin sem fjallað er um í þessari færslu fékk verðlaun NASA sem besta greinin gefin út af starfsmönnum NASA árið 2010 þá birtum við hana hér aftur.

Vatnsgufa og ský eru stórir þættir í gróðurhúsaáhrifum Jarðar, en ný líkön sem líkja eftir loftslagi lofthjúps og sjávar, sýna að hitastig Jarðar stjórnast að mestu leyti af styrk CO2 í andrúmsloftinu.

Mismunandi þættir í lofthjúpnum hafa mismunandi virkni í gróðurhúsaáhrfinum, sumir eru álag (forcing) og sumir eru svörun (feedback). Án CO2 og annarra gróðurhúsalofttegunda sem þéttast ekki, þá myndu vatnsgufa og ský ekki virka sem magnandi þáttur í gróðurhúsaáhrifunum.

 

Í grein sem nýlega kom út í Science (Lacis o.fl. 2010), þá greina vísindamenn frá NASA GISS hvernig gróðurhúsaáhrif Jarðar virkar og útskýra þátt gróðurhúsalofttegunda og skýja við gleypni útgeislunar á innrauða sviðinu á útleið út úr lofthjúpnum. Í ljós kom við keyrslu líkana að gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki (e. non-condensing) - líkt og CO2, metan, nituroxíð (hláturgas) og fleiri, eru þær sem eru ráðandi. Án þeirra myndi vatnsgufa og ský ekki ná að magna upp gróðurhúsaáhrif og fimbulkuldi myndi ríkja á Jörðinni.

Önnur grein frá sama teymi (Schmidt o.fl. 2010) hefur verið samþykkt til birtingar í Journal of Geophysical Research, en þar er sýnt fram á að CO2 veldur um 20 % af gróðurhúsaáhrifunum. Vatnsgufa og ský aftur á móti valda samtals um 75 % og aðrar minniháttar lofttegundir og loftörður valda um 5 % af gróðurhúsaáhrifunum. Þrátt fyrir minni hlut í heildar gróðurhúsaáhrifunum þá eru það fyrrnefndar gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki sem gegna lykilhlutverki í geislunarálagi (e. radiative forcing) því sem veldur gróðurhúsaáhrifum – og CO2 um 80 % af geislunarálaginu.

Tilraunin sem lýst var í áðurnefndri grein í Science var einföld í hönnun og framkvæmd – allar fyrrnefndar gróðurhúsalofttegundir sem þéttast ekki voru teknar út úr loftslagslíkaninu og það látið keyra í nokkurn tíma til að sjá hvaða áhrif það hefði á gróðurhúsaáhrifin.

Án stöðugs stuðnings frá fyrrnefndum gróðurhúsalofttegundum, þá hurfu gróðurhúsaáhrifin og vatnsgufa féll sem úrkoma úr lofthjúpnum, þannig að hitastig Jarðar féll og fimbulkuldi tók yfir Jörðina. Þetta þykir sína að vatnsgufa – þrátt fyrir að valda um 50 % af heildar gróðurhúsaáhrifunum – er í raun eingöngu svörun (e. feedback) og getur í raun ekki eitt og sér staðið undir gróðurhúsaáhrifunum.

Greinin styður vel við það sem setlög Jarðar sýna okkur um þróun styrks CO2 í jarðsögunni. T.d. hefur styrkur þess sveiflast á milli 180 ppm á kuldaskeiðum ísaldar og upp í um 280 ppm á hlýskeiðum. Á milli þeirra skeiða er oft um 5-6°C munur á hitastigi. Nú er styrkur CO2 kominn upp í 390 ppm og hitastig búið að hækka um tæplega eina gráðu frá því fyrir iðnbyltingu og því ljóst að með eða án frekari losun gróðurhúsalofttegunda þá er meiri hækkun hitastigs Jarðar í farvatninu.

Heimildir og ítarefni

Umfjöllun um greinarnar má finna á heimasíðu NASA: How Carbon Dioxide Controls Earth’s Temperature

Lacis o.fl 2010 (ágrip): Atmospheric CO2: Principal control knob governing Earth’s temperature.

Schmidt o.fl. 2010: The attribution of the present-day total greenhouse effect.

Tengt efni á loftslag.is

• Áhrif CO2 uppgötvað
• Mýta: Vatnsgufa er öflugasta gróðurhúsalofttegundin
• Árleg losun koldíoxíðs af mannavöldum
• Örður auka virkni metans sem gróðurhúsalofttegund
• Sveiflur í vatnsgufu í heiðhvolfinu

Athugasemdir

[Steinn Kárason (IP-tala skráð) 27.4.2011 kl. 13:24]

Legg ekki mat á efni greinarinnar en bendi á að líklega er í henni að finna pínlega innsláttarvillu:

Sagt er:"Nú er styrkur CO2 kominn upp í 390°C".

Á þetta ekki að vera 390 ppm en ekki 390 gráður celsíus?

[Loftslag.is, 27.4.2011 kl. 14:40]

Takk fyrir ábendinguna Steinn, svona smá villur geta komið upp