In de loop van anderhalve eeuw werd enige malen de suggestie gedaan dat het CO2 in de atmosfeer, omdat het infraroodstraling (IR) absorbeert en uitstraalt, de aardse oppervlakte temperatuur aanzienlijk zou beïnvloeden. Maar daarop ook weer betwist. In de tweede helft van de 20ste eeuw werd opnieuw de aandacht op een CO2 effect gevestigd omdat de stijging van de concentratie in de atmosfeer, toegeschreven aan het gebruik van fossiele brandstof, samen viel met een stijging van de mondiaal gemiddelde temperatuur.
Een nieuwe beeldspraak kwam in zwang om het vasthouden van warmte in de dampkring te beschrijven: “het aardse broeikaseffect”. Het suggereert dat de dampkring deze warmte opslaat gelijk een glazen broeikas. In de laatst genoemde wordt dit veroorzaakt door het onderdrukken van de luchtstroom naar buiten. De dampkring functioneert echter op een andere wijze. Daar spelen vooral stralingstransfer processen een belangrijke rol.
De zon verwarmt het aardoppervlak. Dit gaat vervolgens de ontvangen energie weer uitstralen in het IR deel van het spectrum. Op de waterplaneet wordt deze door H2O moleculen in de dampkring weer geabsorbeerd. Omdat CO2 moleculen ook de eigenschap hebben IR te absorberen, werd het een broeikasgas genoemd. Hoewel het deze functie niet vervuld in de glazen broeikas. Niettemin was het niet absurd om er rekening mee te houden dat in de aardse ‘broeikas’ het CO2 zou interfereren met de stralingstransfer processen, omdar het effectief IR absorbeert bij specifieke golflengten.
Op basis van bekende fysische wetten en spectroscopische analyse kon worden berekend dat vandaag aan de dag de CO2 zo’n zes procent bijdraagt aan het vasthouden van warmte in de dampkring. En voorts dat verdere toename van de concentratie dit verschijnsel zou gaan versterken.
De waargenomen gemiddelde mondiale temperatuur stijging, en de jaarlijkse fluctuaties daarvan over de laatste decennia zijn echter niet in overeenstemming met deze theoretische berekeningen, die uitsluitend op de stralingstransfer processen zijn gebaseerd. De temperatuur stijging die verwacht mag worden van de aanzienlijke CO2 toename is te laag, in het bijzonder gedurende de laatste 15 jaar. Er spelen kennelijk andere, natuurlijke, het klimaat beïnvloedende krachten mee.
Sommige onderzoekers kwamen echter met de visie, en leverden naar hun mening zelfs bewijs, dat de geringe temperatuur stijging gedurende de vorige eeuw (0.6 – 0.7 C) geheel veroorzaakt is door natuurlijke fluctuaties in het klimaat systeem.. En dat de betekenis van de invloed van CO2 daarop verwaarloosbaar zou zijn, ondanks zijn bekende fysische eigenschappen. In het kort dat het aanduiden van CO2 als broeikasgas een verkeerd gekozen benaming is.
Terug naar de beeldspraak van de aardse broeikas, kan worden opgemerkt dat de glazen broeikas niet onder alle omstandigheden slechts functioneert als een instrument dat van de zon ontvangen warmte vast houdt. Oververhitting door de zonnestralen wordt voorkomen door de ramen wit te verven. En verdere koeling wordt bereikt door de glaspanelen op een kier te zetten, zodat de luchtstroom (convectie) naar buiten wordt bevorderd.
Op aarde is de van de zon ontvangen straling zeer onevenredig over het oppervlak verdeeld. Meer dan de helft van het totaal wordt nabij de evenaar geabsorbeerd, en zonder sterke lokale convectie zou het oppervlak (tot ca. 90 C) oververhit raken. In dit opzicht kan de aardse broeikas nog steeds worden vergeleken met de glazen, lokaal werkend als koelinstrument.
Vervolgens is het van belang te herkennen dat het gebied rond de evenaar ook de belangrijkste producent is van het belangrijkste ‘ broeikasgas’, waterdamp, dat warmte opslaat en transporteert maar grotere hoogtes en andere breedtegraden. Een voor de hand liggende benadering, om de werking van het aardse broeikas effect te bestuderen, is om te beginnen bij de oorzaak ervan, in plaats van uit te gaan van mondiaal gemiddelde berekeningen van de samenstelling van de dampkring.
Aldus, het mondiale broeikas effect wordt opgewekt in het gebied rond de evenaar en werkt dan door op andere breedtegraden door de herverdeling van de lokale overmaat ontvangen zonnewarmte tot aan de polen. Die aanzienlijk veel kouder zouden zijn in de afwezigheid van meteorologische verschijnselen en golfstromen in de oceanen, die betrokken zijn bij de herverdeling van de zonnewarmte.
De ‘voor de hand liggende benadering’ werd sterkt gepropageerd door de in april 2011 overleden Noor van Andel. Een proces ingenieur en wel bekend expert op het gebied van warmte uitwisseling, en in het bijzonder met betrekking door de glazen broeikas. Hij begon met studeren op de resultaten van de klassieke klimatologie, waarmede wordt verklaard hoe de planeet een dampkring en oppervlakte temperatuur handhaaft op onderscheidene breedtegraden, zonder dat daarbij aan CO2 een overwegend belangrijke functie werd toebedeeld.
Hij werd geïnspireerd door het werk van Ferenc Miskolczi. Deze suggereerde op basis van een herziening van de theorie van de stralingstransfer processen, dat de optische dichtheid van de dampkring op een optimale waarde wordt gehouden, (door de waterhuishouding) om specifieke oppervlakte temperaturen te handhaven. Van Andel accepteerde niet zondermeer al de opvattingen van Miskolczi maar hij raakte onder de indruk van de interpretatie van de waarnemingen met duizenden weerballonnen.
Van Andel gaf een nieuwe dimensie aan de verklaring van deze waarnemingen met nadere berekeningen aan de gecombineerde warmte-stof processen in de dampkring. Naar zijn mening wordt de betekenis daarvan sterk ondergewaardeerd in de hedendaagse zogenaamde Global Circulation Models . Waarin met simpele spectroscopische modellen, zijns inziens, veel te grote betekenis wordt gegeven aan CO2 als potentiële bijdrager aan het handhaven van specifieke oppervlakte temperaturen. Voor nadere toelichting zie het laatste artikel van Van Andel “Waar de modellen de mist in gaan” in het binnenkort te verschijnen nummer van het blad SPIL.
Eigenlijk heeft Van Andel de klassieke klimatologische opvatting hoe door de dampkring de oppervlakte temperatuur op een mondiale schaal door warmte distributie vanuit de evenaar, wordt geregeld, al eerder praktisch toegepast in de ontwikkeling van een energieneutrale glazen broeikas nabij Arnhem . De tijdens de zomer overdadig ontvangen warmte, wordt via een warmtewisselaar, gedeeltelijk in het grondwater opgeslagen en tijdens de winter voor verwarming gebruikt. Het succes van dit project heeft hem waarschijnlijk nog het meest geïnspireerd om ook de warmte verdelingsprocessen in de dampkring te gaan bestuderen.
Wat ik nog niet begreep, heb ik Marcel ook al voorgelegd. Marcel kwam bv bij lezing in Leeuwarden met het argument dat extra warmte wordt getransporteerd vanaf de evenaar en de aarde ‘stoom afblaast’ via verdamping en latere neerslagvorming, als mitigerend effect op de toegenomen forcing door CO2,
Dat moet ik vast verkeerd begrpen hebben, want tegelijk zouden uit waarnemingen blijken dat neerslagintensiteit niet was toegenomen. Dan zou het mechanisme waarmee de aarde stoom afblaast dus ook niet werken, of haal ik zo meerdere zaken door elkaar?
@Rypke
Het principe achter zijn opvattingen noemde Miskolczi het “constant, maximised, saturated greenhouse effect”.
Net als een pan kokend water bij een bepaalde druk 100 graden blijft, totaal onafhankelijk van hoeveel warmte je eraan toevoegt, zo handhaaft het aardse broeikaseffect ook een (binnen omstandigheden) constante temperatuur. Veranderingen in CO2 concentratie hebben daar geen invloed op, kosmische straling en zonnevlekken bijvoorbeeld wel.
Deze redenering klopt veel beter met wat we waarnemen dan een overheersend CO2 stralingseffect. Ook in formules gegoten klopt het goed met de praktijk.
Maar hoe dat nou precies in zijn werk ging, vertaald in klimaatprocessen, boeide Miskolczi niet, en waren Noor en ik aan het uitpluizen.
Op het oppervlak weten we dat vrij precies (ook dank zijn Andries Rozema), maar de processen in de troposfeer en daarboven zijn veel moeilijker te duiden.
Van Andel en Eschenbach gaan uit van een versterking van de passaatwinden en de diepe convectie, dat is de convectie die door de tropopauze heen breekt en daarboven warmte afgeeft en de lucht extra droogt. Dat leidt theoretisch tot sterke afkoeling van de aarde en een bijna 100% tegenkoppeling tegen de opwarming door CO2 toename.
Dit verandert echter ook de eigenschappen van de troposfeer op die plaats, dus het is zeer ingewikkeld.
Als ik naar OLR en LHT kaarten kijk, zie ik het veronderstelde effect echter niet terug zoals ik zou verwachten. Met Noor was ik bezig uit te zoeken hoe die extra naar de troposfeer getransporteerde energie dan uiteindelijk wél uitgestraald wordt. Pas dan heb je je plaatje compleet vind ik. We waren een eind, maar we waren er nog niet helemaal uit toen hij overleed.
Daarmee bedoel ik: Noor dacht van wel, maar ik snapte het nog niet helemaal ;-).
Theo Wolters: “Veranderingen in CO2 concentratie hebben daar geen invloed op, kosmische straling en zonnevlekken bijvoorbeeld wel.”
Zou een fenomeen als dit aantoonbare invloed kunnen hebben?
NASA Satellites Find High-Energy Surprises in ‘Constant’ Crab Nebula.
“WASHINGTON — The famous Crab Nebula supernova remnant has erupted in an enormous flare five times more powerful than any flare previously seen from the object. On April 12, NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope first detected the outburst, which lasted six days.”
http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/crab-flare.html
Stoom afblazen
@Rypke. Goeie vraag over de neerslag, lijkt mij, die ik zal voorleggen aan het groepje dat Van Andel’s sommetjes aan het narekenen is. Maar op voorhand het volgende.
Twee vragen. (1) is de totale mondiale neerslag inderdaad niet toegenomen? (2) Voorts, als CO2 een zo’n geringe theoretische invloed heeft op de oppervlakte temperatuur dat die naar verwachting binnen de meetbare marge valt (minder dan 0.25 C bij verdubbeling van CO2), kan je dan een meetbaar effect op de totale mondiale neerslag hoeveelheid verwachten?
Ad (1) Voor de beantwoording van deze vraag zal eerst de distributie van de neerslag over de bol nader moeten worden bekeken. Ik heb daar geen gegevens over bij de hand. In ieder geval er zijn 7 verschillende klimaatzones, die elk zich anders gedragen. Ik meen onlangs te hebben gelezen dat de distributie van de precipitatie , net als zoninstraling, zeer onevenredig is verdeeld en dat op centraal Antarctica de neerslag lichtelijk is toegenomen. Voorts meldt Noor in zijn stukken ergens dat in het gebied van de trade winds volgens waarnemingen er droging optreedt. Een wel bekend (klassiek klimatologische) verschijnsel is dat er afwisselende perioden zijn, waarin de precipitatie op Antarctica toeneemt en aan de Noord Pool afneemt en omgekeerd.
Ad (2) De beschouwing van Noor zijn gebaseerd op waarnemingen èn op theoretische beschouwingen om die waarnemingen aan de hand van de water circulatie te verklaren.
Hierbij samenvatting uit een nieuw concept manuscript:
“We have three climate stabilizing processes when SST rises:
1) heat take-up from the ocean rises at a rate of 16.5 W/m2K;
2) convection height rises by 1.5 km/K SST, enhancing the radiation of heat to space;
3) the spreading air from the ITCZ to the trade wind belt will contain less water thereby
enhancing observed long-wave radiation from the lower latitudes.
All these effects are physically well founded and are clearly measured by a number of independent sources.”
Deze 2) acht ik éen van de interessantste . Zie de dampkring als een cilinder, zuiger. Als de warmte-inhoud in de cilinder omhoog gaat, heeft dit als eerste gevolg dat de omvang van de dampkring toeneemt door stijging van de tropopauze. Het ‘deksel’ van de cilinder (de tropopauze) gaat omhoog. Dit proces is door Noor en W. Gilbert verder nagerekend. Berekeningen die men niet vindt in door IPCC aanvaarde General Circulation Models (GCM).
Terug naar je aanhaling van Marcel’s metafoor dat stoom wordt afgeblazen als gevolg van de terugstraling vanwege CO2 toename.
Het lijkt mij dat Marcel daarbij nog steeds te veel afgaat op het IPCC concept dat elke component in de atmosfeer een specifieke bijdrage aan de forcing kan veroorzaken. In het nieuwe concept worden ‘forcings’ niet zonder meer opgeteld, omdat ze elkaar beïnvloeden. Het zal nog wel even wennen zijn voor de AGW protagonisten, voor zij begrijpen wat de andere manier van redeneren tot gevolg heeft. Dat climate forcing door een enkele component in de dampkring niet bestaat, omdat het complexe systeem voortdurend in beweging is. Klimaatverandering, en gemiddelde globale temperatuurstijging zijn het gevolg van de interactie van de 7 klimaatzones, waarbij hun grenzen een beetje opschuiven.
Waarbij aangetekend, dat de berekening van de ‘forcing’ van CO2 van 0.25 C niet als een bewijs mag worden gebruikt, dat deze zich ook werkelijk zou moeten voordoen. Zoals Theo hier boven aangeeft is de verwachting van een herziening van de theorie van de stralingstransfer processen, dat de optische dichtheid van de dampkring op een optimale waarde wordt gehouden, (door de waterhuishouding) om specifieke oppervlakte temperaturen te handhaven.
Achter de spectroscopische modellen, die tot het ‘forcing’ model leiden, zit volgens AGW antagonisten de verkeerde aanname dat gemeten W/m2 , uitgezonden door verschillende componenten in de dampkring, kunnen worden opgeteld. Zij geven echter via de wet van Stefan Boltzmann (W=sigma*T4) de temperatuur aan waarbij een component emitteert.
Tenslotte,
@ Boels069, ja de kosmische straling die daarmee gepaard gaat, staat bekend als een ‘Forbush event’ dat de wolkvorming beïnvloedt. Echter, ook het effect daarvan mag niet mondiaal gemiddeld worden. Het doet zich specifiek voor in de gematigde klimaatzones.
@Boels
Op veel tijdschalen maar vooral op basis van honderden miljoenen jaren blijkt klimaatverandering op aarde volledig te correleren met kosmische straling.
Daarvoor hebben we een verklaring van Svensmark die heeft geconstateerd dat die straling lage wolkenvorming beïnvloedt.
Alles wat die straling weer beïnvloedt, zoals het magnetisch veld van aarde en zon, zonneactiviteit, intensiteit van de kosmische straling zelf natuurlijk zijn dus factoren. Zo’n uitbarsting dus ook, als die hier voelbaar is
Deze theorie is nog onbewezen, veel verder dan correlaties zijn we niet.
Maar die zijn zo sterk dat er iets moet zitten. En in dit geval is een omgekeerde causaliteit uiteraard uitgesloten, dus het is niet de vraag of er invloed is, maar hoe die plaatsvindt.
Dan zijn de resultaten van dit experiment mogelijk doorslaggevend:
“Whenever you hear about CERN these days, it tends to be dominated by news about the Large Hadron Collider and its hunt for fundamental particles. But there are plenty of other experiments taking place at CERN, spanning a wide range of science.
One of them is the CLOUD experiment, designed to recreate processes in the atmosphere and their wider impact on Earth’s climate. The Cosmics Leaving OUtdoor Droplets project is designed to investigate the possible influence of galactic cosmic rays on Earth’s clouds and climate.
In this special video report for physicsworld.com CLOUD project leader Jasper Kirkby explains what his team is trying to achieve with its experiment. “We’re trying to understand what the connection is between a cosmic ray going through the atmosphere and the creation of so-called aerosol seeds – the seed for a cloud droplet or an ice particle,” Kirkby explains.”
http://physicsworld.com/cws/article/multimedia/45950
Wow,Boels, heet van de naald! Twee dagen oud interview, erg interessant!
Ik wist dat Cern bezig was aan Svensmark’s theorie, maar ik dacht dat hij de experimenten zelf deed. Het blijkt een dreamteam te zijn dat zelf jaren geknokt heeft om de fondsen hiervoor, prachtig!
De man laat al los dat hij een (in zijn ogen) opvallend hoge deeltjesproductie heeft geconstateerd. Dat ziet er goed uit. Ik zou er heel blij mee zijn, ik had eerlijk gezegd eigenlijk zelf niet verwacht dat men zo gauw een keiharde verklaring zou vinden.
Houd ons op de hoogte!
Mag ik in dit verband nog een keer de aandacht vragen voor de volgende twee filmpjes waarin 1. Sir David King de bedragen die er in CERN omgaan maar weggegooid geld vindt maar vakkundig de mond wordt gesnoerd door Brian Cox die overigens (uit beleefdheid ??) het CLOUD-experiment niet noemt: http://www.youtube.com/watch?v=shGI-kpnMgY
Voormalig president van de Britse Academie voor Wetenschappen King en klimaatalarmist van de bovenste plank heeft getuige dit filmpje 2 (Sir David komt op 4.20 binnenstappen) http://news.bbc.co.uk/2/hi/programmes/newsnight/8418356.stm meer op met goedkope wetenschap en goedkope experimenten.
Ik word niet graag versleten voor complotdenker, maar je zou bijna geloven dat King helemaal geen trek had in CLOUD.
Cox vs King: zou dit nu de tegenstelling zijn tussen jonge hemelbestormers en oude uitgerangeerde wetenschappers waar Neven het steeds over heeft?
CERN
Niet juichen met kosmische straling voor we over de brug zijn. Kirby laat zich over te verwachten resultaten nog steeds voorzichtig uit (zoals een goed wetenschapper betaamt).
Stel nu dat de CERN experimenten de ’theorie’ van Svensmark bevestigen, dan staat die nog steeds op het zelfde niveau als van de theorie: CO2 absorbeert IR, CO2 nam toe en de temperatuur ook, dus CO2 is een ‘broeigas gas’. De CO2 theorie staat zelfs een beetje op voorsprong want de coïncidentie CO2 stijging met T stijging is er. Zij het, nog al rammelend op een tijdschaal van decennia. Ook de relatie ontvangen kosmische straling met T rammelt nog steeds. Zoals ik al opmerkte, het effect van kosmische straling zou wel eens beperkt kunnen zijn tot dat in de gematigde klimaatzone. (recente publicatie Laken et al)
Dat is ook a priori begrijpelijk. In de equatoriale zone spelen andere processen bij de wolkvorming een belangrijke rol.
Mijn opinie? Het lijkt me dat er op het ogenblik voldoende waarnemingen zijn om te mogen durven veronderstellen dat CO2 een minimale bijdrage kan leveren aan de instandhouding van een specifieke oppervlakte temperatuur. Er wordt dus gezocht naar andere verklaringen voor de kleine mondiaal gemiddelde T stijging in de vorige eeuw. Al willen de AGW alarmisten daar nog niet aan. De interactie Zon-Aarde is echter zo ingewikkeld dat oorzaken en gevolgen niet zo gemakkelijk te interpreten zijn.De AGW aanhangers zetten mijns inziens een rem op de ontwikkeling van de wetenschap door sterk vast te houden aan hun CO2 theorie. Dat is in wezen de kern van het climategate schandaal gezien vanuit de wetenschapsbeoefening.
@ woedende kok.
Kirby, Calder en Svensmark hebben uitvoerig beschreven hoe voorstellen om onderzoek in CERN op gang te brengen door IPCC autoriteiten werd gedwarsboomd. Naar mijn mening is dat het grootste climategate schandaal dat zich heeft voorgedaan.
De 40 andere ‘schandalen’ (e.g.Himalaya gate) zijn terug te voeren op overdreven invloed van maatschappelijk gemotiveerde onderzoekers en NGO’s Dit is politiek geknoei. Het Svensmark afzijken was wetenschappelijk geknoei.
GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 38, L09805, 4 PP., 2011
doi:10.1029/2011GL047036
Aerosol nucleation induced by a high energy particle beam
Key Points•Cosmic rays incrase nucleation rate
•A particle beam is not needed for experiments
•Ions are important for atmospheric nucleation rate
http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL04703…