Tuesday, October 8, 2013

Vesihöyrystä ja kasvihuoneilmiöstä


Kaaviokuva kasvihuomeilmiön energiasiirrosta. Lähde: Wikipedia

Vesihöyry on merkittävä kasvihuonekaasu ja osa kasvihuoneilmiötä. Se ei kuitenkaan ole samalla tavalla tärkeä kuin hiilidioksidi tai metaani. Vesihöyryn pitoisuus vaihtelee luonnollisesti, nopeasti ja suuresti ilmakehässä, toisin kuin hiilidioksidi jonka pitoisuus on ihmisen toiminnan vuoksi kasvanut vuosi vuodelta korkeampiin lukemiin saavuttaen nykyisen noin 400 ppm tason. Vesihöyrymolekyylin elinikä on vain muutamia päiviä toisin kuin hiilidioksidi molekyylin joka säilyy siellä vuosikymmeniä. Ihmisen toiminta ei vesihöyryn lisääntymiseen ole merkittävästi vaikuttanut muuten kuin hyvin paikallisesti kuten keinokasteltujen viljelmien kautta. 

Vesihöyry (ja pilvisyys reagoi lisääntyneeseen hiilidioksidiin. Lähde: Wikipedia.

Vesihöyry toimii kasvihuoneilmiön vahvistimena. Hiilidioksidin lisääntyminen ilmakehässä kohottaa lämpötilaa. Tämä johtaa lisääntyneeseen haihtumiseen joka siirtää ilmakehään entistä enemmän kosteutta. Lämmin ilmakehä pystyy pitämään sisässään enemmän kosteutta kuin viileä. Lisääntynyt vesihöyry ilmakehässä toimii samalla tavalla kuin muut kasvihuonekaasut pidättäen omalta osaltaan muuten avaruuteen poistuvaa lämpösäteilyä.

Eri yhdisteiden suhteellinen vaikutus kasvihuoneilmiössä Wikipedian mukaan
Yhdiste
 
Kaava
 
Vaikutus
(%)
Vesihöyry ja pilvetH
2
O
36 – 72%  
HiilidioksidiCO29 – 26%
MetaaniCH
4
4 – 9%  
OtsoniO
3
3 – 7%  
Vesihöyry ei kuitenkaan ole mikään uusi asia vaan mekanismi on leivottu sisään IPCC:n käyttämiin arvioihin ilmastonmuutoksen vaikutuksista. Kyse ei siis ole mistään aikaisemmin piilotetusta tai unohdetusta asiasta. Vesihöyry ei kuitenkaan nouse keskustelussa samalla tavalla esille koska se ei ole ensisijainen ilmaston muutoksen aiheuttaja vaan osa ilmastoon liittyvää takaisinkytkentää joka hiilidioksidin vaikutusta voimistaa.

Skeptikkopiireissä nostetaan säännöllisesti esille Roy Spencerin ja Richard Lindzenin tutkimuksia joissa vesihöyryn ja pilvien vaikutus nähdään pikemminkin negatiivisena takaisinkytkentänä  (Spencer & Braswell, 2008; Lindzen & Choi, 2011). 

Kyseiset tutkimukset ovat kuitenkin vähintäänkin kiistanalaisia. Niiden käyttämiä menetelmiä ja tekemiä johtopäätöksiä on kritisoitu liian yksinkertaistavina tai harhaanjohtavina, jopa virheellisinä useissa tieteellisissä julkaisuissa. (esimerkiksi Murphy & Forster, 2010; Trenberth et. al, 2011; Dessler, 2011; Murphy, 2010).

Tämä lienee syy siihen että IPCC:n käyttämät estimaatit kasvihuoneilmiön vaikutuksista ovat huomattavasti korkeammat kuin Lindzenin ja Spencerin yhteistykumppaneineen.

(Koska osa lähdeviitteistä on maksullisen palvelun takana liitän oheen linkin blogikirjoitukseen missä yksityiskohtaisesti käydään läpi Spencer & Braswell, 2008 artikkeli. Kun artikkelissa käytetyn mallin yksinkertaistukset ja virheet on korjattu saadaan täysin IPCC:n kanssa yhdenmukainen lopputulos. Lindzen & Choi 2011 oli tarkoitus saada julkaistua arvostetussa PNAS julkaisussa mutta peer review kommentit eivät olleet kovin mairittelevia -- ja se päätyi sitten muualle.)

Vesihöyry on tärkeä mutta se on vain osa sitä mekanismia joka reagoi ilmaston lämpenemiseen ja voimistaa lisääntyvän hiilidioksidin ja muiden pitkäikäisten kasvihuonekaasujen aiheuttamaa vaikutusta. 


Lähteitä


1 comment:

  1. Eräs kommentoija muistutti (kiitos siitä!) että pilvien roolia ilmaston säätelyssä käsitellään myös viimeisessä IPCC raportissa mistä seuraavat otokset

    7.2.5.7 Observational Constraints on Global Cloud Feedback

    A number of studies since AR4 have attempted to constrain overall cloud feedback (or climate sensitivity) from observations of natural climate variability; here we discuss those using modern cloud, radiation or other measurements (see a complementary discussion in Section 12.5 based on past temperature data and forcing proxies).
    [...]
    Several studies have attempted to derive global climate sensitivity from interannual relationships between global-mean observations of top-of-atmosphere radiation and surface temperature (see also Chapter 10, Section 10.8.2.2). One problem with this is the different spatial character of interannual and long-term warming; another is that the methodology can be confounded by cloud variations not caused by those of surface temperature (Spencer and Braswell, 2008). A range of climate sensitivities has been inferred based on such analyses (Forster and Gregory, 2006; Lindzen and Choi, 2011). Crucially, however, among different GCMs there is no correlation between the interannual and long-term cloud-temperature relationships (Dessler, 2010; Colman and Hanson, 2012), contradicting the basic assumption of these methods. Many but not all atmosphere-ocean GCMs predict relationships that are consistent with observations (Dessler, 2010, 2013). More recently there is interest in relating the time-lagged correlations of cloud and temperature to feedback processes (Spencer and Braswell, 2010) but again these relationships appear to reveal only a model’s ability to simulate ENSO or other modes of interannual variability properly, which are not obviously informative about the cloud feedback on long-term global warming (Dessler, 2011).


    Eli Spencerin ja LIndzenin tutkimukset on toki huomioitu mutta koska niiden tuloksia ei ole pystytty muiden tutkijioden toimesta toistamaan niin ne eivät myöskään ole päässeet sen pidemmälle. Näin tiede toimii.

    Hyvä kooste linkkejä joukkoon IPCC WG1:n referoimia tutkimuksia löytyy AGW Observer sivustosta

    ReplyDelete

.