Stockholmsinitiativets blogg
Random header image... Refresh for more!

Klimatsimuleringar och observationer strider mot varandra: Bombprovskurvan

477px-Castle_Romeo

Bilden ovan visar kärnvapenprovsprängningen vid Bikiniatollen 1954, från Wikipedia.

Gösta Pettersson, som är professor emeritus i biokemi och specialist på reaktionskinetik, har i sin bok Falskt Alarm (se referenser nedan) och i ett gästinlägg på TCS aktualiserat frågan om bombprovskurvan, nämligen kurvan för minskningen av halten av den mätbara radioaktiva koldioxiden från atombombsproven i atmosfären. Denna bombprovskurva stämmer inte med klimatmodellerna, främst den så kallade Bernmodellen. Här jämför jag simuleringar med Bernmodellen publicerade av Solomon med flera (2009) med bombprovskurvan. Det framgår klart att teori och observationer starkt strider mot varandra.

Jag anser att Gösta Petterssons bok är ett mycket värdefullt populärvetenskapligt inlägg i klimatfrågan. Den ger en skeptisk, genomtänkt och konsekvent berättelse om klimatvetenskapen. En av de mest centrala delarna i boken är berättelsen om bombprovskurvan.

Det är allmänt vedertaget inom klimatvetenskapen att på mycket lång sikt så kommer mänskliga (antropogena) utsläpp av fossil koldioxid att tas upp av havet och biosfären till nära 100 % beroende på att kolreservoaren i havet är cirka 60 gånger större än kolreservoaren i atmosfären. Den stora frågan är därför inte om detta kommer att ske utan hur snabbt det går. Det är där bombprovskurvan kommer in.

Läs mer i Falskt Alarm 7.6 Koldioxidupptagets jämviktslägen

Läs mer: Kommentar av mig på TCS

Bombprovskurvan visar hur halten av radioaktiv C14-koldioxid har varierat med tiden. Vad som har hänt är att de atmosfäriska kärnvapenproven, såsom det vid Bikiniatollen som syns på bilden, alstrade stora mängder radioaktiv C14-koldioxid. Så länge dessa atmosfäriska bombprov pågick så steg därför halten av denna genom sin radioaktivitet direkt mätbara koldioxid drastiskt över den naturliga nivån (som beror på bildning av C14 på grund av den kosmiska strålningen). Men till slut kom stormakterna överens om att stoppa de atmosfäriska bombproven och så upphörde alltså dessa emissioner. I figur 1 ser vi bombprovskurvan i övre diagrammet, som är Bild 31 i Falsk Alarm, och en jämförelse mellan bombprovskurvan och Bernmodellen i det undre, som är Bild 34 i Falskt Alaram.

Figur 1

Solomon med flera (2009) har använt Bernmodellen för simuleringar av hur koldioxidhalten kommer att utveckla sig under olika antaganden om emissionerna. De har antagit att emissionerna först ökar ungefär i samma accelererande takt som idag för att vid en viss koldioxidkoncentration plötsligt upphöra. I figur 2 ser vi ett par diagram från deras artikel.

Figur 2

I det övre diagrammet i figur 2, som är en del av Fig. 1 i Solomon med flera, har man simulerat hur koldioxidhalten i luften kommer att öka om emissionerna ökar logaritmiskt med 2 % per år till ett visst toppvärde, flera olika fall, varefter emissionerna upphör. Kurvorna efter toppvärdet, som alltså antar att emissionerna har upphört, är analoga med bombprovskurvan.

I det nedre diagrammet, som är Fig. S2 i Solomon med flera, meddelar rubriken att det visar avklingningen (eng. falloff) av människans bidrag till atmosfärens koncentration (koldioxidkurvorna representeras av en grå strut) efter det att de antropogena emissionerna upphört. Denna beskrivning stämmer precis med bombprovskurvan som just visar avklingningen av människans bidrag till C14-koldioxidhalten i atmosfären efter det att emissionerna upphört genom förbudet mot kärnvapenprov i atmosfären.

I det nedre diagrammet i figur 2 har avklingningsförloppen illustrerats med samma sorts skala på y-axeln (0 – 1 eller procent) som för bombprovskurvan efter det att tillförsel till atmosfären har upphört, inte bara för koldioxid utan för flera olika ämnen. Koldioxidens avklingningsförlopp varierar enligt Bernmodellen beroende på tillförd mängd och illustreras därför som en strut.

Dessa kurvor enligt Solomon med flera skulle alltså lika gärna kunna vara simuleringar med Bernmodellen av hur C14-koldioxiden från bombprov avklingar i atmosfären. Att de av Solomon med flera kallas simuleringar av antropogen koldioxids avklingning (eng. falloff) i atmosfären gör ingen skillnad (även den radioaktiva C14-koldioxiden från bombproven är för övrigt antropogen). Det verkligt anmärkningsvärda är då alltså att de simulerade kurvorna enligt Bernmodellen avviker så kraftigt mot den observerade bombprovskurvan vilket illustreras av figur 1, nedre diagrammet, Bild 34 från Gösta Petterssons bok Falskt Alarm.

Avklingningskurvorna kan tolkas med IPCCs bild av kolcykeln, figur 3 från IPCC 2007.

Figur 3

Vi har en snabbare avklingning i början av Bernmodellens kurva . Denna snabbare del kan tolkas som att den antropogena (enligt Solomons terminologi) koldioxiden snabbare kommer till nära jämvikt först mellan atmosfär och havets ytskikt, och sedan något mindre snabbt mellan de tre reservoarerna atmosfär, havets ytskikt och biosfären på land. Den långsamma fortsättningen motsvarar att antropogena molekyler sakta läcker från ythavet till djuphavet och det är detta som är det mycket långsamma förloppet i Bernmodellen som gör att en del av koldioxiden blir kvar i atmosfären under mer än tusen år.

Det mest anmärkningsvärda är att avklingningskurvan enligt observationerna, dvs. bombprovskurvan i nedre diagrammet i figur 2, inte alls stöder en sådan tolkning. Observationerna enligt bombprovskurvan säger att avklingningsförloppet går mycket snabbare mot ett fullständigt avlägsnande av koldioxidöverskottet i atmosfären. Detta innebär att Bernmodellen och teorin om att den så kallade Revelleeffekten begränsar avklingningen inte stämmer med observationerna. Denna effekt lanserades av Revelle och Suess (1957). Dessa baserade också sina studier av effekten av antropogena koldioxidutsläpp på hur C14 övergår från atmosfär till hav, men inte på bombprovsskurvan eftersom denna inte existerade ännu.

Enligt Revelleeffekten så kan havet under lång tid bara ta emot cirka en tiondel av sin del av överskottet av koldioxid vid den slutliga jämvikten beroende på egenheter i de kemiska jämvikter som finns i koldioxid-karbonat-vatten-systemet. Men det finns enligt bombprovskurvan inga som helst tecken på att denna Revelleeffekt fungerar på det sätt som teorin säger. I själva verket måste enligt Revelleeffekten åtminstone 10 – 20 % av ett utsläpp bli kvar i atmosfären under tusentals år. Vad denna motsättning mellan simuleringar och observationer beror på är en annan sak som jag inte kan ge något bra svar på (gissningsvis är teorin för deterministisk för att kunna beskriva vad som händer i ett komplext och kaotiskt system), men man måste konstatera faktum, observationer och teori strider mot varandra i detta fall.

Keelingkurvan för koldioxidhaltens utveckling överensstämmer för övrigt inte heller med Solomons med fleras simuleringar. Enligt det övre diagrammet i figur 2 stiger den från Bernmodellen simulerade koldioxidkoncentrationen med en accelererande hastighet när emissionerna ökar som de har gjort i verkligheten och vilket är vad simuleringarna antar. Men enligt figur 4, från Wood for Trees, så har koldioxidhalten stigit linjärt under de senaste tjugo åren.

Figur 4

Diskussionen här om koldioxidens roll kan ses i ett större sammanhang där IPCCs syn på hur mycket de antropogena koldioxidemissionerna betyder för klimatet har utmanats av professorer som Murry Salby och Ole Humlum. Jag har läst en lärobok i atmosfärfysik på doktorandnivå av Murry Salby och har fått ett grundmurat förtroende för hans kompetens så hans utmaning av IPCCs synsätt är inget som jag lätt kan avfärda.

Läs mer: Är IPCCs argument för att koldioxidökningen beror på människan hållbara?

Avslutningsvis kan vi konstatera att teorin som Solomons med fleras simuleringar bygger på starkt strider mot observationerna enligt bombprovskurvan. Men inte heller Keelingkurvan stämmer med deras simuleringar. Detta är ett av flera andra exempel på där klimatvetenskapen har svårigheter att få teoretiska simuleringar att gå ihop med observationerna. Detta är viktiga varningssignaler att man måste använda slutsatser från klimatvetenskaplig teori med stor försiktighet. Gösta Pettersson har till och med skrivit följande i förordet till sin bok Falskt Alarm, där han gör ett klart ställningstagande:

Bokens titel var till en början försedd med ett frågetecken. Det strök jag när jag under resans gång blev övertygad om att det nuvarande vetenskapliga kunskapsläget inte ger någon anledning till oro för att våra utsläpp av växthusgaser håller på att framkalla en katastrofal klimatförändring. Man ska inte skrika ”Vargen kommer” så snart man ser ett fyrbent djur.

Referenser

Susan Solomon, Gian-Kasper Plattner, Reto Knutti, and Pierre Friedlingstein, 2009: “Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions“. PNAS 106: 1704-1709. http://www.pnas.org cgi.doi10.1073pnas.0812721106.

Gösta Pettersson, 2013. Falskt Alarm, publicerad på webben.

Revelle R, Süess HE,1957. Carbon dioxide exchange between atmosphere and ocean and the question of an increase of atmospheric CO2 during the past decades. Tellus 9:18-27.