Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

7 frågor/svar hittade

Universum-Solen-Planeterna [20532]

Fråga:
Samband mellan solaktivitet och klimat
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Solmaximum och solminimum. Jag tror att när det finns en solmaximum skulle medeltemperaturen på jorden kanske kunna vara lite högre än vanligt, men jag vet inte om det är en fel gissning. Kan solaktivitet (solmaximum och solminimum) betydligt påverka temperaturen?
/Ruben L, Umeå

Svar:
Instrålningen (solarkonstanten, se fråga 13917 ) ändrar sig med mindre än en promille, se den röda kurvan i nedanstående figur från Solar_activity_and_climate . Det är tydligt att jordens medeltemperatur (blå kurva) har en ökande tendens, vilket av de flesta forskare anses bero på den ökande förekomsten av växthusgasen CO2 från förbränning av fossila bränslen. Någon direkt korrelation mellan medeltemperatur och instrålningen går knappast att se.

Däremot finns det ett tydligt samband mellan instrålningen och solaktiviteten (maximum 1991 och 2001, se Solar_maximum ): instrålningen är lite högre vid maximal solaktivitet.

Solaktiviteten påverkar instrålningen på flera sätt. Förekomsten av många solfläckar (Sun_spot ) minskar instrålningen eftersom solfläckarna är kallare än solytan. Soleruptioner Solar_flare sänder ut mer energirik strålning, så många soleruptioner tenderar att öka instrålningen. Som synes i figuren nedan är det den senare effekten som dominerar: hög solaktivitet ger större instrålning. Detta borde synas på medeltemperaturen, men det gör det inte. Det är fullt klart att den ökning i jordens medeltemperatur som är tydlig i den översta kurvan inte beror av en ökning av instrålningen. Sambandet sedan 1980 mellan solaktiviteten (mätt med speciella satelliter) och jordens medeltemperatur är alltså inte etablerad, utan temperaturhöjningen orsakas av något annat, sannolikt växthusgaser i atmosfären.

Det har föreslagits en indirekt orsakskedja för sambandet mellan solaktivitet och medeltemperatur, se länk 1 och 2:

hög solaktivitet --> starka magnetfält runt jorden --> magnetfälten skyddar jorden från galaktisk kosmisk strålning --> mindre jonisation i atmosfären --> mindre molnbildning i atmosfären --> mindre utstrålning --> högre medeltemperatur

Man har t.o.m. föreslagit att den globala uppvärmningen skulle kunna förklaras av en minskning av den kosmiska strålningen som träffar jorden. Någon sådan systematisk minskning har emellertid inte konstaterats genom direkta mätningar. Oscillationer med en period på 11 år i förekomsten av kosmisk strålning har emellertid konstaterats, se figur i länk 2. (Observera att man vänt på skalan för den kosmiska strålningen!)



/Peter E

Nyckelord: solaktivitet [2]; klimat [7]; solarkonstanten [6]; växthuseffekten [30];

1 https://www.skepticalscience.com/solar-activity-sunspots-global-warming.htm
2 https://www.skepticalscience.com/cosmic-rays-and-global-warming.htm

*

Blandat [19960]

Fråga:
Fossila bränslen och koldioxid i jordens atmosfär
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Det tycks mig som om temperaturen på jorden under karbontiden, ett antal miljoner år, sjönk kontinuerligt, och detta trots att istider bör ha funnits även då. Har det att göra med att växter tog upp kol ur atmosfären och lagrade den i form av kol och olja, vilka nu under kort tid tas upp och släpps ut igen?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
I fråga 19940 finns jordens medeltemperatur de senaste 500 miljoner åren. Temperaturen var alltså 10-15 grader varmare vid 300-500 Ma (mega annum) och i Karbon (omkring 100 Ma). Detta beror säkert till en stor del på att koldioxidhalten var mycket högre då, se nedanstående figur från Carbon_dioxide_in_Earth's_atmosphere#Past_concentration , och koldioxid är ju en effektiv växthusgas.

Halten koldioxid i atmosfären ges av en balans mellan förbrukning i fotosyntes i växter, kontinentaldriftens transport av kol till jordens inre (se fråga 17321 ), förruttnelse och utsläpp av koldioxid från vulkanism.

Landväxter etablerade sig för c:a 400 Ma sedan. En del av dessa liksom havsväxter har säkert begravts och förvandlats till fossila bränslen (se fråga 1782 ). Detta förklarar säkert åtminstone till en del den stora nergången i koldioxidhalten omkring 400 Ma (Karbon, Karbon ) och runt 100 Ma (Krita, Krita_(geologi) ).

Se vidare Paleoclimatology och Evolution_of_plants .



/Peter E

Nyckelord: klimat [7]; jordens atmosfär [9]; växthuseffekten [30]; fossila bränslen [13];

*

Blandat [19959]

Fråga:
Hej!

Om jordens lutning ökar till 90 grader vad händer då? Undrar samma vad som händer om lutningen minskar till 0 grader?
/Catharina T, Liu, Norrköping

Svar:
Jordaxelns lutning varierar mellan 22 och 25 grader mot jordbanan. Det är antagligen månen som har en stabiliserande verkan, se fråga 19119 .

Lutningen påverkar klimatet en del. Om lutningen ökar blir det varmare, om den minskar blir det kallare, se fråga 14214 . För extrema ändringar i lutningen (till 90 eller 0 grader) skulle vi få extrema klimatförändringar. 0 grader skulle ge stora istäckta polarområden. 90 grader skulle betyda att all is smälter på sommaren så att inga varaktiga istäcken alls kan bildas. Istäcken ger högre reflektion av solstrålningen och alltså lägre temperatur.
/Peter E

Nyckelord: jordens rotation [19]; klimat [7];

*

Blandat [19940]

Fråga:
Hej! Folkvandringar har uppenbart skett många gånger från Centralasien västerut. En idé är väl att de orsakats av överbefolkning och det tyder på att klimatet varit gynnsamt. Finns belägg för att jordens klimat varit periodiskt bättre än normalt under t ex bronsåldern och vet man vad det skulle berott på? (Planetbanor, solfläckar etc.)
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
I fråga 18867 finns en diskussion om klimatet de senaste 2000 åren. Som man ser av figuren är variationen mycket liten, så bara temperaturen i sig kan knappast orsaka folkvandringar. Det måste i så fall vara kopplat till mer lokala klimatändringar.

Om man går mer än 20000 år tillbaka (se figuren nedan, länk 1 ger en större version) så dominerar en drygt 100000 årig variation (istider), se fråga 830 .

Se vidare Paleoclimatology hur temperaturen har uppskattats.



/Peter E

Nyckelord: istider [6]; klimat [7];

1 https://en.wikipedia.org/wiki/Paleoclimatology#/media/File:All_palaeotemps.png

*

Blandat [18867]

Fråga:
Har den globala uppvärmingen räddat oss från en ny istid?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! I ett diagram i en dagstidning visade man att medeltemperaturen på jorden sjunkit c:a 0,4 grader från år 0 till c:a år 1900. Under 1900-talet har temperaturen ökat kraftigt, och det antas vara p g a mänskligt inflytande.

Tyder det på att utan mänskligt inflytande så skulle vi ha gått mot en ny istid om ett par tusen år? Istiderna lär visst pågå 110 kiloår och mellanistiderna bara i 10 kiloår, så det vore ju då snart dags för en ny; den senaste slutade ju ett tag före vår stenålder. När under mellanistiderna är det som varmast? Finns regelbundenhet?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Thomas! Jag vet inte vilken figur du syftar på, men jag antar det var en lik nedanstående från Global_warming#Observed_temperature_changes . Plotten är från data från historiska källor, trädringar, glaciärer, koldioxidhalt, mm.

Osäkerheten är emellertid stor, och det är inte säkert att kurvorna representerar globala temperaturer. Dessutom är temperaturändringarna mycket små. Förutom den mycket snabba ökningen från 1900 (ganska säkert beroende på vår användning av fossila bränslen) är det två effekter som är någotsånär etablerade:

1 Den medeltida varma perioden (Medieval_Warm_Period ).

2 Den lilla istiden (Little_Ice_Age ). Denna är egentligen inte en riktig istid utan en period med speciellt kalla vintrar eventuellt med samband med den låga solaktiviteten (Maunder_Minimum#Little_Ice_Age ).

Enligt figuren i fråga 830 varierar de varma perioderna mellan 10000 och 20000 år, men de olika 110000-årsperioderna har ganska olika struktur, så man kan knappast dra någon slutsats av dem. Men det är korrekt att mesta tiden är istider.

Om den globala uppvärmningen orsakad av växthuseffekten räddat oss från nästa istid kan vi inte säga något om. Frågan är vilket som är värst: att dränkas av höjda havsnivåer eller att täckas av ett flera kilometer tjockt istäcke! I vilket fall som helst så sker ändringarna långsamt (100-1000-tals år), så vi hinner flytta. Tidsskalan för uppvärmningen p.g.a. fossila bränslen är emellertid mycket kortare än tidsskalan för istiderna, så min gissning är att vi inte får någon mer istid på ett bra tag.

Den lilla istiden är för övrigt möjligen orsaken till att skåningar är svenskar och inte danskar -- Karl X Gustav med armé kunde tåga över bälten och besegra danskarna (freden i Roskilde 1658), se länk 1, 2 och Tåget_över_Bält .



/Peter E

Nyckelord: istider [6]; växthuseffekten [30]; klimat [7];

1 http://klimat.wordpress.com/2006/03/01/vintern-som-skapade-stormaktssverige/
2 http://www.global-warming-and-the-climate.com/mann's-hockey-stick-climate-graph.htm

*

Energi [16846]

Fråga:
Om klimatmodeller
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
0. Hur visar man att den s.k solarkonstanten är 1340W/m upphöjt till två , som t.ex NE påstår? Vad menas egentligen med solarkonstanten, vad används den till?

1. a).Om jorden antas vara en svart kropp utan atmosfär som sväljer all inkommande strålning, och strålar ut enligt stefan.boltzmanns lag, hur räknar man fram jordens medeltempratur vid jämvikt? Hur gör man detta enklast? Och hur visar man det på enklast pedagogiska vis med en "figur"? b).Om 30% av strålningen sedan reflekteras utan att påverka dvs att jordens albedo är 30%, hur visar man det då?

2. En del av den strålning som jorden avger tas upp av atmosfären. Varför kan den tas upp men inte den infallande? Antag att atmosfären tar upp all den strålning som jorden avger. Vid jämvikt kommer atmosfären att avge lika mycket strålning, denna strålning avges både uppåt och nedåt. Antag vidare att jorden tar upp det nedåtriktade bidraget från atmosfären och använd för att beräkna ny medeltemp för jorden?

3. För att som i uppgifter ovan illustrera en mer verklighetstrogen bild av jorden och dess atmosfärs uppbyggnad, vad bör man ta med i en sådan modell?
/Amanda S, Galären, Karlskrona

Svar:
0 Amanda! Det finns flera frågor som behandlar solarkonstanten , se t.ex. fråga 13917 . Värdet är 1370 W/m2.

1 För konstant temperatur:

Instrålad effekt = utstrålad effekt

där vänstra ledet är

(1-a) * (solarkonstanten) * pR2

R är jordradien och uttrycket ovan är den yta som träffas av strålningen, a är jordens albedo (reflektionsförmåga, dvs hur stor del av den inkommande strålningen som direkt reflekteras tillbaka ut i rymden). Jorden medelalbedo är c:a 0.36, så 0.64 av strålningen absorberas och ger bidrag till uppvärmningen.

Den utstrålade effekten är från Stefan-Boltzmanns lag (Stefan-Boltzmann_law )

4pR2*sT4

(observera att här har vi hela klotets yta!)

Vi får alltså

(1-a) * (solarkonstanten) * pR2 = 4pR2*sT4

dvs

(1-a)*(solarkonstanten) = 4sT4

T4 = (1-a)*(solarkonstanten)/(4*s) = 0.64*1370/(4*5.67 10-8) = 38.7 108

dvs

T = 249 K = (249-273) = -24oC

Jämfört med jordens uppmätta medeltemperatur, c:a 15oC, är detta mycket lågt. Observera dock att vi ännu inte tagit hänsyn till växthuseffekten .

2 Växthuseffekten behandlas detaljerat i fråga 12668 . Anledningen till att infallande och utgående strålning påverkas olika av atmosfären är helt enkelt att de innehåller helt olika våglängder. Det infallande spektret (vita pilar i nedanstående figur från länk 1) är temperaturstrålning från en kropp med temperaturen 5700 K (solen), vilket ger maximum för synligt ljus. Den utgående strålningen (röda pilar) kommer från en kropp med mycket lägre temperatur, varför maximum ligger i infrarött/mikrovågor. Om den utgående strålningen hindras får man en obalans i effekten och jordens temperatur ökar. Detta betyder att utstrålningen ökar tills balans nås och vi fått en högre jämviktstemperatur. Den största delen av temperaturhöjningen pga växthuseffekten kommer från vattenånga i atmosfären. Koldioxiden bidrar direkt till en mycket liten höjning, se länk 1.

3 Verkligheten är i själva verket mycket mer komplicerad. Dels finns det fler faktorer att ta hänsyn till (t.ex. aerosoler) och dels har man återkoppling mellan de olika parametrarna. Om man t.ex. ökar värdet på en parameter kan det tänkas att en annan parameter antingen minskar eller ökar. Detta är skälet till att olika klimatmodeller ger olika resultat.

Länk 1 är en mycket bra övning vad gäller temperaturbalansen. Solar_radiation_management behandlar möjliga metoder att påverka jordens temperatur genom att ändra albedot (geoengineering, se länk 2). Climate_model är en bra introduktion till klimatmodeller.



/Peter E

Nyckelord: solarkonstanten [6]; växthuseffekten [30]; jordens atmosfär [9]; klimat [7];

1 http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_bennett_essential_2/tutorials/PlanetST/GoPlanetST.html
2 http://fragelada.fysik.org/resurser/geoengineering.pdf

*

Universum-Solen-Planeterna [14214]

Fråga:
Milankovitch cykler
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag vill veta mer om Milankovich cykler; Vilka orsaker finns till att jordens bana runt solen ändras regelbundet likson lutningen av jorden egen axel? Förändringarna orsakar enligt Naturhistoriska Riksmuseets utställning 'Uppdrag Klimat' regelbundna naturliga klimatförändringar på jordklotet med istirder och värmeperioder. Jag vill veta mer!
/Katarina B, S:ta Ragnhildgymnasiet, Södertälje

Svar:
Milankovitch cykler är variationer av

1 Jordbanans excentricitet (hur avlång banan är)

2 Jordaxelns lutning mot normalen till jordbanans plan

3 Jordaxelns precession.

Förklaring för temperaturpåverkan för ovanstående

1 Om jordbanan är mycket avlång (hög excentricitet) blir klimatet kallare eftersom jorden tillbringar längre tid på ett avstånd från solen som är större än avståndet vid cirkulär bana. Detta beror på Keplers andra lag, se 12644 , som alltså säger att banhastighheten är lägre på större avstånd från solen. Jorden tillbringar alltså längre tid utanför medelavståndet, varför det blir kallare än när avståndet hela tiden är lika med medelavståndet. Observera att det är bara excentriciteten som ändras. Medelavståndet till solen (ellipsens halva storaxel) är konstant. Variationen i excentriciteten är komplex, med huvudkomponenten har en period på c:a 100000 år.

2 Till skillnad från 1 påverkar jordaxelns lutning inte den totala instrålningen utan bara fördelningen. Minskad lutning ger en större skillnad beroende på latitud: polerna blir kallare och områden nära ekvatorn blir varmare. Skillnaden syns bäst om vi betraktar extremerna. Om jordaxeln är vinkelrätt mot jordbanan kommer områden nära polerna att få mycket liten instrålning. Stora delar av polerna kommer att täckas av is. Om lutningen däremot är 0 (rotationsaxeln i jordbanans plan) kommer årstidsvariationerna att vara extrema, men eftersom jordens medeltemperatur är c:a 15oC, så kommer all is att smälta. Perioden för ändringen i jordaxelns lutning är c:a 41000 år och amplituden en grad. Se länk 1 och 2.

3 Jordaxelns precession orsakar en förskjutning i årstiderna (förutom att polstjärnan inte är polstjärna), se Precession_of_the_equinoxes#Effects . Perioden är 25772 år. För närvarande är jorden närmast solen i januari och längst ifrån i juli. Detta ger mindre extrema årstider på norra halvklotet. Efter 13000 år är jorden närmast solen i juli, så årstidsvariationerna på norra halvklotet förstärks.

Variationerna ovan beror på påverkan på jorden inte bara av solen utan även av månen och andra planeter. Den kombinerade effekten av dessa variationer ger upphov till ändringar i klimatet, t.ex. periodiskt återkommande istider.

Se även Milankovitch_cycles .

Påverkan på klimatet kompliceras av negativa och positiva återkopplingseffekter. N och S halvkloten är för det första olika. Nordpolen är hav och en övervägande del av norra halvklotet är kontinenter. Sydpolen är en kontinent och det mesta av södra halvklotet är hav.

Lösligheten av CO2 i havsvatten minskar med ökande temperatur, så CO2 flyttas upp i atmosfären vid förhöjd temperatur. Mer CO2 i atmosfären ökar växthuseffekten vilket leder till högre temperatur. Vi får alltså en förstärkning av effekten på temperaturen - en positiv återkoppling.

Is och snö har hög reflektionsförmåga (högt albedo). Det betyder att ett snötäckt område har mindre nettoinstrålning (instrålning-reflekterat ljus). Även detta är alltså en positiv återkoppling som förstärker temperatureffekterna.
/Peter E

Nyckelord: Milankovitch cykler [2]; istider [6]; växthuseffekten [30]; klimat [7];

1 http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/milankovitch.html
2 http://www.planetseed.com/relatedarticle/sun-and-earth-and-temperature-change

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.