Monday, 30 September 2013

Sevalni prispevek za filozofe

(Javna beležka za osebno rabo :)

Novo poročilo IPCC med drugim prinaša nekaj sprememb glede ocene  dejavnikov sevalnega prispevka (radiative forcing).  Kaj je to?

Zemlja energijo prejema od sonca, ki  nas s svojim sevanjem »greje«. Istočasno Zemlja enako količino energije seva nazaj v vesolje. Temperatura na Zemlji je v povprečju stabilna, kadar sta oba energijska tokova izenačena. (Nekako tako, kot sta izenačena  pri zelo velikem loncu vode, ki ga segrevamo na zelo majhnem ognju in v  njem voda noče zavreti, ampak se segreje le do določene temperature, saj se velik lonec začne hladiti (oddati energijo) prav toliko, kot se greje (prejema energijo) od ognja). 

Povprečna temperatura na površju ostaja približno enaka, če Zemlja nazaj v vesolje v povprečju  seva prav toliko energije, kot jo prejme od Sonca. Če ne, se temperatura v »loncu« viša ali niža do novega ravnovesja. (Pri kakšni temperaturi se bo ta dolgoročno  ustalila, je na Zemlji odvisno predvsem od moči »ognja« in vrste »juhe«: če je ob enaki moči sončnega sevanja v atmosferi več toplogrednih plinov, kot so vodna para, CO2 in metan, bo to pri višji temperaturi, kot če jih je manj.)

Izraz »radiative forcing« klimatologi uporabljajo za razliko, ki nastopi  v energetski bilanci med prejeto in oddano energijo.  Če je prejete energije več  kot oddane, je sevalni prispevek pozitiven in sistem (torej Zemlja) se segreva.

Dejavniki ali komponente sevalnega prispevka so različni in eni delujejo v pozitivno, drugi v negativno stran. Ključen dejavnik pozitivnega sevalnega prispevka je povečevanje količine CO2 v ozračju.  Nekatere komponente sevalnega prispevka pa delujejo v obe smeri . Saje prispevajo k segrevanju, kolikor onesnažijo ledene površine in led, ki postane bolj temen, odbije manj svetlobe oziroma absorbira več energije, kot čisti led. Po drugi strani delci  v ozračju "zastrejo" nebo, kar ima nasprotno »hladilen« ali negativen sevalni prispevek zaradi manjše količine sevanja, ki prispe do površine.  Seštevek pozitivnega in negativnega učinka pove, ali določena komponenta sevalnega prispevka prispeva k segrevanju Zemlje ali ne.


(IPCC AR5, WG1, Summary for Policymakers)

K razlagi grafa. Zadnji razdelek (Total Antropogenic RF)  pove, da je je bil l. 2011 sevalni prispevek zaradi človeških dejavnikov pozitiven, da torej v tem trenutku Zemlja seva manj energije, kot jo prejme od sonca.  Zemeljski sistem v celoti se zato segreva. (Kakšno je natančno razmerje med povečano energijo in povečanjem temperature, je druga velika tema podnebne znanosti, vprašanje  občutljivost podnebja [climate sensitivity]).

Ocena 2,29 W/m2 (ob razponu ocen med 1,13 – 3,33 W/m2) pozitivnega sevalnega prispevka, pomeni, da je moč prejetega sevanja  trenutno na kvadratni meter za  dva vata večja, kot je moč sevanja zemlje nazaj v  vesolje.  Za primerjavo, celotna moč  sončnega sevanja  na vrhu atmosfere znaša okoli  340 W/m2. 
V zadnjem IPCC poročilu iz l. 2007 (AR4) je bila ocena 1,6 (v razponu 0,6 do 2,4) W/m2, gre torej za precejšen popravek navzgor.

Prvi razdelek (Well Mixed Greenhouse Gases)  prikaže, kakšna je vloga štirih največjih toplogrednih onesnaževalcev (ogljikovega dioksida, metana, freonov (»Halocarbons«)in didušikovega oksida. Posamezni onesnaževalec (»Emitted Compound«) lahko v atmosferi sproži več dejavnikov (»Resulting Atmosferic Drivers«), ki imajo lahko različne učinke na sevalni prispevek. V primeru freonov (»halocarbons«) je sevalni prispevek negativen, kolikor freoni povzročajo tanjšanje plasti ozona (03), po drugi strani pa sami plini delujejo toplogredno, zato je skupni sevalni prispevek onesnaževalca pozitiven (0,18 W/m2).
Sledi prispevek drugih  kratkoživih  plinov (ogljikovega monoksida, dušikovih oksidov in  hlapljivih organskih snovi razen metana [NMVOC]). Sevalni prispevek prašnih delcev, saj in aerosolov (»Aerosols and precursors«) predstavlja največji delež znanstvene negotovosti. Kot je razvidno iz grafa, je izrazit  pozitiven prispevek črnega ogljika (saj, ki potemnijo led), ostali delci in aerosoli pa imajo negativen prispevek, ker  »zatemnijo« (dimming) ozračje in zmanjšajo moč sončnega sevanja, ki doseže površino.

Izrazito negativen prispevek ima povečana oblačnost, do katere prihaja zaradi onesnaženja z aerosoli (»Cloud Adjustments due to Aerosols«), vendar je to hkrati področje, kjer je znanstvena negotovost največja. (In zato, mimogrede, tema, na katero se radi lepijo podnebni zanikovalci, seveda z napačnimi zaključki.)

Polje »Spremembe odboja zaradi spremenjene rabe površine« (Albedo change due to land use) opisuje negativen prispevek. Razlog je, da npr. površine, ki so bile prej pogozdene, nato pa jih posekajo, praviloma odbijejo več sončeve svetlobe kot gozd. Kar pa seveda ne pomeni, da sekanje gozda v celoti pripomore k zmanjšanju segrevanja, saj ta graf opisuje je le prispevek zaradi odboja, ne pa drugih vlog gozda v podnebnem sistemu.

Zadnje polje navaja majhen pozitiven prispevek zaradi povečanja dejavnosti sonca v zadnjem stoletju, vendar je sprememba minimalna (0,05 W/m2) in nikakor ne opravičuje kakšnega »skeptičnega« zaključka, da je sonce krivo za globalno segrevanje.

Zadnji stolpec ("Level of confidence") opisuje stopnjo znanstvene negotovosti glede določenega polja raziskav. IPCC poročilo namreč ni znanstvena raziskava kot taka, ampak pregled in sinteza ugotovitev številnih znanstvenih del in raziskav. Opredelitev stopnje znanstvene negotovosti (ki sploh ni isto kot verjetnost) ima svojo metodologijo - tista, ki so jo uporabili za AR5, bo natančno opredeljena v polnem besedilu (danes je na voljo le povzetek), preliminarna navodila pa so objavljena tule.Več  o tem morda kdaj kasneje.

No comments:

Post a Comment

Note: only a member of this blog may post a comment.