56 frågor/svar hittade Universum-Solen-Planeterna [252] Svar: Blandat [391]
2. Hur påverkar CFC-gaserna (freon) växthuseffekten och ozonlagret?
3. Man säger ju att klimaten blir mycket varmare av växthuseffekten, varför har då medeltemperaturen bara ökat med en halv grad på 100 år?
Svar:
2 Freonet förstör ozonlagret. Nobelpriset i kemi 1995 utdelades till de
forskare som klargjorde sambanden mellan freon och ozonlagret. Du kan läsa mer om detta i
vetenskapsakademiens beskrivning (länk 1 nedan). Freonet är dessutom en växthusgas.
3 Först en förklaring. Växthuseffekten har alltid funnits och är väldigt viktig för jordens klimat. Utan denna effekt skulle det både vara kallare och
större skillnad mellan dag- och nattemperatur. Vad som händer är att denna effekt förstärks något om halten koldioxid ökar i atmosfären.
Vi vet inte säkert vad som händer när växthuseffekten förstärks. Det kan hända att temperaturen stiger. Det kan också hända att vi får fler moln som
reflekterar solstrålningen så att temperaturen inte stiger. Blandat, Universum-Solen-Planeterna [830] Ursprunglig fråga: 2) Vad beror det på i så fall? 3) Varför blir det klimatförändringar? 4) Vad är det som påverkar klimatet? 5) Hur kommer klimatet se ut om 100 år? 6) Går det att reparera ozonlagret? Svar: Figuren nedan från Wikimedia Commons
visar ändring i jordens temperatur (blå kurva), halten CO2 (grön kurva) och mängd damm (röd kurva). Under de senaste 400000 åren har vi alltså haft 4 perioder när klimatet varit 10 grader kallare än vad temperaturen är nu. Dessa kalla perioder kallas istider och kontinenterna har alltså delvis varit täckta av ett istäcke på flera km:s tjocklek. Man ser att temperaturen och halten CO2 följer varandra mycket nära. Anledningen är att kallt vatten kan lösa mer CO2 än varmt vatten. Alltså: Kallt klimat - mer koldioxid i haven och mindre i atmosfären. Vid varmt klimat är det tvärtom. Observera orsak och verkan här. Det är inte den högre halten av CO2 som är orsak till att det är varmare nu än under istiden. CO2 är visserligen en s.k. växhusgas - se nedan - men en fördubbling av nuvarande halt skulle bara ändra jordens medeltemperatur med en grad och skillnaden i temperatur mellan istid och icke-istid är c:a 10 grader. Det är alltså temperaturändringen som orsakar förändringen i CO2-halt, inte tvärt om! Resonemanget i ett dokument från Columbia University (numera försvunnet) är alltså helt felaktigt:
We can learn about earth climate sensitivity to past variations in atmospheric CO2 by drilling into ice sheets. Ice sheets record past concentrations of atmospheric CO2 by trapping bubbles of ancient air as the ice sheet forms. The figure below shows the relationship between CO2 in the atmosphere and surface temperatures over Antarctica spanning the last 150,000 years. As you can see, there is a very close relationship between surface temperatures and atmsopheric CO2 levels. Note, however, the present mismatch between the current high levels of CO2 (around 365 ppm) and the relatively unchanged surface temperatures. If past history is a guide to the future, the data in this plot suggest we are due for very significant global warming. Figuren man refererar till är i princip nedanstående. Man har, som synes, problem att förklara nuvarande temperatur med en CO2 halt av över 370 ppm. Förklaringen ges ovan: det är temperaturändringen som orsakar ändringen i CO2 halt, inte tvärt om! Nu till dina frågor. 1) Ganska säkert, men vi vet inte exakt när. De senaste 4 istiderna visas på figuren nedan. Man ser att de återkommer med stor regelbundenhet med en period på c:a 110-120 tusen år. Interglacialperioderna (varma perioder mellan istiderna) är emellertid ganska korta, så om c:a 10000 år blir det nog en ny istid om det inte händer något annat innan dess. 2) Man tror att istiderna beror på att jordens bana påverkas av jätteplaneterna Jupiter och Saturnus. Det är flera aspekter på jordens rörelse som påverkas, men viktigast är antagligen att excentriciteten (avlångheten) hos jordbanan ändras periodiskt (se Milankovitch cykler ). Medelavståndet till solen ändras inte, men enligt Keplers andra lag (se Keplers lagar ) kommer jorden att tillbringa längre tid på stort avstånd från solen eftersom banrörelsen är långsammare där. En excentrisk bana ger alltså lägre temperatur, en cirkulär högre temperatur. Påverkan av övriga variationer beskrivs i fråga 14214 . 3,4) Jordens temperatur beror på balansen mellan instrålning (ljus från solen) och utstrålning (värmestrålning från jorden), se strålning, in-/ut- . Solens utstrålning är mycket stabil - åtminstone på tidsskalor på några 100 miljoner år. Instrålningen till jorden kan alltså endast ändras genom ändringar i jordens rörelse (se ovan) eller att jordens reflektionsförmåga (sk albedo) ändras. En del av det inkommande ljuset reflekteras direkt och försvinner ut i rymden. Ökning i albedo kan t.ex. åstadkommas av mer moln eller mer is/snö. Moln och is/snö är ju vitt, dvs har hög reflektionsförmåga. De orsakar därmed minskning i nettoinstrålningen och därmed en sänkning i temperaturen. Om golfströmmen skulle upphöra, så får vi säkert åtminstone
en liten istid. Det kan vara så att det bara är slumpen som orsakar istider:
man kan tänka sig att även förekomsten av inlandsis över norra Europa kan vara ett stabilt system även utan en ändring i instrålningen. Även om instrålningen är konstant kan man ändra balansen genom förhindra utstrålningen. Vissa gaser, t.ex. vattenånga och koldioxid absorberar värmestrålningen från jorden och hindrar den därmed att försvinna ut i rymden. Detta medför en uppvärmning av jorden, se växthuseffekten . 5) Ingen - inte ens Polman - vet. 6) Inte med nuvarande teknik. Om vi slutar förstöra ozonlagret, så kommer det med tiden att reparera sig själv. Se vidare Ice_age . Nyckelord: istider [8]; *geologi [16]; växthuseffekten [36]; 1 http://www.planetseed.com/relatedarticle/sun-and-earth-and-temperature-change Energi [908] Svar: Energi, Kraft-Rörelse [1022] Ursprunglig fråga: Svar: Det finns emellertid ett "föremål" som används på detta sätt som energikälla, nämligen vattnet i sjöar och älvar. Solens värme förångar vattnet från haven, moln bildas och regnet faller i högt liggande områden. Hälften av Sveriges elenergi kommer från vattenkraft. Indirekt är alltså vattenkraft en sorts solenergi. Vattenkraften är ganska skonsamt mot miljön. Det ger inga utsläpp och bidrar därför inte till växthuseffekten . Utbyggnad av älvar förstör emellertid den lokala naturen och fisket genom att dammar översvämmar stora områden och att älven och vattenfallen försvinner. Länk: Vattenfall - Energikunskap Nyckelord: vattenkraft [7]; Blandat [1076] Svar:
Försök Fyll ett glas med vatten och några isbitar precis upp till kanten.
Rinner något vatten ut när isen smälter?
Däremot kommer den is som befinner sig på land (främst i Antarktis) att bidra till vattenhöjningen.
Om vattentemperaturen stiger i havet så kommer dessutom vattnet att utvidga sig,
få lägre densitet, vilket också bidrar till havsytans höjning.
Vattnet kan alltså inte stiga "så att bara Mount Everest är kvar" men låt oss ändå
leka med den tanken. Då trycks även atmosfären uppåt och lufttrycket vid havsytan ändras inte
när havsytan stiger eftersom det är luftens tyngd som ger trycket.
Undersök Titta på en karta och se efter vilka områden av Sverige som skulle komma under
vatten om havsytan steg med 10 meter.
Värme [1547] Svar:
Däremot vet vi, att klimatet kan skifta snabbt, kanske på 10 år.
Det som driver havsströmmarna i Atlanten, är att kallt vatten
sjunker i trakten av Grönland. Tack vare detta har vi Golfströmmen,
som ger oss behaglig temperatur på vintern. Skulle denna cirkulation
upphöra, fick vi en drastisk klimatförändring.
Energi [1782] Ursprunglig fråga: Svar: Motsatsen kallas fönybara bränslen, som trä, halm, biogas, etanol, rapsolja. De gröna växterna tar ju upp koldioxid ur luften. När vi eldar trä frigörs visserligen kodioxid, men det blir inget nettotillskott eftersom trädet har tagit upp lika mycket när det växte. Se fråga 1129 för det mer generella begreppet förnybara energikällor. Wikipedia säger om bildandet av fossila bränslen:
Växter på land bildar dock främst kol. Stora delar av jordens kolreserver härstammar från den geologiska perioden karbon. Kol kommer alltså antagligen från jättestora ormbunksliknande träd, se den fantasifulla illustrationen nedan från Wikimedia Commons. Alla fossila bränslen kommer alltså från växter/alger som med hjälp av solljus omvandlar koldioxid och vatten till kolhydrater: CO2 + H2O + energi (solljus) --> CH2O + O2 CH2O är en förenklad formel för ett kolhydrat. Under lång tid och vid högt tryck och hög temperatur omvandlas sedan kolhydraterna till kolväten (olja, fossilgas) eller kol. Energin i dessa bränslen är alltså inget annat än lagrat solljus! Se vidare länk 1, Fossila_bränslen och Fossil_fuel . Fundera: Hur är det med torv? Är torv fossilt eller förnyelsebart? Tillägg 13/12/2013: Ovanstående beskrivning av bildandet av fossila bränslen är mycket väl etablerat i vetenskapen. Det finns emellertid en liten minoritet som tror på ett icke-biologiskt scenario. Det mest direkta argumentet för biologiskt ursprung är att 13C/12C-förhållandet i organiskt material är mindre än i oorganiskt kol. Fossila bränslen har detta lägre förhållande, se fråga 19264 . Här är ett utdrag av Bradley J Dibble (länk 2) som argumenterar för den traditionella synen med argumentet att fossila bränslen innehåller fossila biomarkörer (identifierbara rester av växter/djur). Nyckelord: energikällor [26]; fossila bränslen [13]; *geologi [16]; växthuseffekten [36]; 1 http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter08.html Blandat [3613] Svar:
Sök på ozon i denna databas. Här finns mycket att hämta. Blandat [4035] Svar: Se även fråga 3999 Universum-Solen-Planeterna [5467] Svar: En annan himlakropp som är intressant i detta sammanhang är Jupiters måne
Europa. Den är helt istäckt, men man är ganska säker på att det finns
en flytande ocean under. Vatten kan förekomma på Europa trots den mycket låga temperaturen eftersom Europa "knådas" av tidvatteneffekter från den massiva Jupiter, se fråga 2571 . Nyckelord: liv i universum [9]; Värme [6106] Svar: Energi [6297] Svar: För att producera biobränslen med fotosyntes tas koldioxid från luften.
När man sedan bränner det, kommer samma mängd koldioxid ut igen.
Koldioxidhalten blir i princip konstant. Fullt så här enkelt är det inte,
men det är i huvudsak rätt. Se även fråga 1782 Blandat [7451] Tack på för hand Svar: Slå på Jorden i Nationalencyklopedin . Där finns en
karta över hur Europa skulle se ut med 60 m högre havsnivå. Se även fråga 6106 Värme [7474] Svar: Se även fråga 7451 Värme [10631] Svar: Inte bara Golfströmmen påverkas av det kalla "vattenfallet" utanför Grönland. Det har betydelse för strömmarna i hela värdshavet. Somliga fruktar att växthuseffekten hotar detta system. Om det stoppas blir det drastiska klimatförändringar runt om i världen. Universum-Solen-Planeterna [10658] Ursprunglig fråga: Svar: "Förbränningen" av väte till helium är inte vanlig kemisk förbränning som förbränning av kol till koldioxid genom tillsats av syre. Kemisk förbränning ger bara energimängder på ungefär eV (en mycket liten energienhet). Med en sådan förbränning skulle solen bara kunna lysa några tusen år. En annan möjlig källa till solens energiutveckling som man funderade på i slutet av 1800-talet är gravitationsenergi. Solen skulle kunna frigöra energi genom att dra sig samman. Inte heller denna källa räcker till för att förklara energiutvecklingen under flera miljarder år. För att förklara solens energiutveckling måste man ta till kärnfysik. Denna kunskap utvecklades under de första åren av 1900-talet. Den reaktion som ger solen energi sker vid c:a 15 miljoner grader i solens centrum och är mycket förenklat (i själva verket går reaktionen i flera steg, se bilden nedan och länk 1, Energiproduktion för detaljer): 4 1H --> 4He + energi En väteatom har massan 1.007825032 massenheter (u) och en heliumatom har massan 4.002603250 u. Fyra väteatomer väger då
4.031300128 u. Skillnaden 0.028696878 u motsvarar en energi på 0.028696878*931.5 MeV = 26.7 MeV, dvs 26700000 eV, allså en miljon gånger mer än vad vanlig förbränning ger. Det är alltså denna stora förvandling av massa till energi (E=mc2) som är solens energikälla. Den relativa energiutvecklingen blir 0.028696878/4.031300128 = 0.71%, dvs 0.71% av massan väte omvandlas till energi. Energin som frigörs i solens centrum transporteras till solytan med konvektion och strålning. Temperaturen vid solytan är c:a 6000 grader och vid den temperaturen sänds det ut temperaturstrålning med maximum intensitet i synligt ljus, se fråga 12409 . En stjärna som är lite tyngre än solen kan mot slutet av sin utveckling även börja förbränna helium till kol: 3 4He --> 12C + Q där Q är den utvecklade energin per reaktion: Q = 3*m(4He) - m(12C) = 3*4.002603 - 12.000000 = 0.007809 massenheter = 0.007809*931.5 MeV = 7.274 MeV Den relativa energiutvecklingen blir 0.007809/12 = 0.065%, dvs 0.065% av massan helium omvandlas till energi. Att vätet räcker i c:a 5 miljarder år till betyder inte att livet kan finnas så länge.
Allteftersom heliumhalten i solens centrum ökar, ökar också
solstrålningen. Om 1 miljard är den 10 % högre än i dag. Det låter kanske inte så mycket, men det kommer leda till en skenande växthuseffekt i jordatmosfären, där sluttillståndet liknar förhållandet på vår grannplanet Venus. Där är temperaturen på ytan 450 oC, atmosfären består av kolsyra med ett tryck av 100 atmosfärer och molnen består av svavelsyra. Inget vatten finns nu på Venus. Under sådana förhållanden kan inget liv finnas. Det är alltså naturlagarna som är så funtade att en stjärna av solens typ har en mycket lång period av långsam utveckling. Om utvecklingen hade varit mycket snabbare hade knappast liv hunnit utvecklas. Vi har idag mycket god kunskap om vad som sker i en stjärna som solen och hur den utvecklas. Om du vill ha mer information, kolla sajten What will happen to the Solar System in the future . Den är på engelska.
Det finns också en artikel oktobernumret 2002 av Sky and Telescope. Den är också på engelska. Se även fråga 13731 Nyckelord: solens utveckling [4]; solens energiproduktion [9]; Universum-Solen-Planeterna [10855] Svar: Nyckelord: växthuseffekten [36]; Venus [11]; Blandat [12168] Ursprunglig fråga: Varför uppstår surt regn?
Vad innehåller det?
Hur kan man stoppa det?
Var är det som mest? Svar: Man kan stoppa det genom att sluta förbränna fossila bränslen (kol, olja) och använda bättre energikällor som inte ger upphov till utsläpp.
Det finns mest svaveldioxid i områden där man har mycket industrier, t.ex. vissa delar av centraleuropa. Naturgas (som egentligen borde kallas fossilgas) är bättre vad gäller svavel, men även den ger upphov till kväveoxider och koldioxid CO2, det senare ökar växthuseffekten. Denna är ett av mänsklighetens allvarligaste problem för närvarande, eftersom en höjning av jordens medeltemperatur på bara några grader skulle få allvarliga konsekvenser. Se vidare Surt regn och Växthuseffekten . Nyckelord: växthuseffekten [36]; Energi [12629] Ursprunglig fråga: 2. Vad används energin från olja, gas och kol till? Svar: Nationalencyklopedin är också en bra informationskälla. Alla energikällor utom vattenkraft och vind/vågkraft fungerar på så sätt att man värmer upp ett medium (vanligen vatten) till hög temperatur. Med hjälp av en turbin (som förvandlar värmeenergin till mekaniskt arbete) och en generator får man elektricitet. Problemet är att bara en liten del av den urspungliga energin (typiskt 30%) blir mekanisk energi. Resten är värme som ofta bara går ut i naturen. Ibland kan man utnyttja energin i kylvattnet för uppvärmning, och då blir effektiviteten lite bättre. Eftersom alla är fossila bränslen - man bör egentligen kalla naturgas för fossilgas - så bidrar de till växthuseffekten, se Växthuseffekten . Olja har fördelen att vara lätt att förvara och förbränna, så det används som bränsle i de flesta typer av transportmedel. Förutom utsläpp av koldioxid och en del svavel orsakar kol flera tusen döda gruvarbetare vid brytningen. Kinesiska gruvor har när det gäller detta speciellt dåligt rykte. När man jämför olika energikällor är det viktigt att man inte bara konstaterar att källan x är skadlig, så vi skall inte använda den. Man måste även ta med i beräkningen hur skadliga är de alternativ som finns? Bilden nedan är från 'Svensk energi i skolan'. Nyckelord: energikällor [26]; fossila bränslen [13]; Blandat [12668] Ursprunglig fråga: 1 Är det människan som är orsaken till den globala värmehöjningen? 2 om ja. Finns det bevis för detta. 3 om nej vad/vilka är orsaken till höjningen då? Svar: Växthuseffekten är den uppvärmning av jordytan som åstadkoms av jordens atmosfär. Effekten beror på att en del av den värme som strålar ut från jordytan värmer upp luften i atmosfären i stället för att stråla ut i rymden. Jorden blir därigenom varmare än den skulle ha varit om den hade saknat atmosfär. Växthuseffekten
Växhuseffekten orsakas av att synligt ljus från solen går nästan obehindrat igenom atmosfären och värmer upp jordytan. Eftersom jordytan är 15 grader C i medeltal strålar den i infrarött. Den infraröda strålningen absorberas till stor del av atmosfären i stället för att slippa ut i rymden, så vi får en uppvärmning. Figuren nedan från Greenhouse_effect illustrerar detta. De nedre panelerna visar att transmissionen av infraröd strålning är nära noll utom för några smala fönster. Växthuseffekten är bra så länge den är lagom - utan växhuseffekten skulle jordens medeltemperatur vara -20 grader C! Det betyder att människan knappast funnits på jorden utan växthuseffekten. Kvävet och syret i luften bidrar inte till växthuseffekten, det är framfår allt vattenånga, koldioxid och metan som gör det. Det är ganska säkert att man kan mäta en höjning av medeltemperaturen på jorden, se fråga 15293 . Om höjningen är verklig kan det bero på vår påverkan, men det kan också ha naturliga orsaker. Typiskt svar från en vetenskapsman . Några ovedersägliga fakta emellertid:
Vår påverkan bör alltså öka temperaturen; det osäkra är med hur mycket. Svårigheten är att atmosfären är ett mycket komplicerat system som påverkas av många faktorer. En liten ökning skulle kunna orsaka en stor ökning om den sätter igång en uppvärmande process. Vattenånga är, som sagt, en viktig växthusgas. Mer vattenånga i atmosfären skulle betyda högre medeltemperatur på jorden. Men mer vattenånga kan betyda mer molnighet och därmed lägre instrålning. Detta skulle betyda lägre temperatur. Man kan alltså tänka sig att vattenångan har en stabiliserande verkan på temperaturen. Detta enkla exempel illustrerar hur komplext problemet med det globala uppvärmningen i själva verket är. För vidare studier: artikel om växthuseffekten i Nationalencyklopedin (växthuseffekten ), Växthuseffekten från Svenska naturskyddsföreningen, Greenhouse_effect , Global_warming och nedanstående länkar. Se även den trevliga videon från Lunds tekniska högskola: Nyckelord: växthuseffekten [36]; jordens atmosfär [12]; 1 http://www.zenker.se/Sv/istider_och_vaexthusgaser.shtml Avancerad sökning på 'växthuseffekt' i denna databas Energi [13462] Svar: Men det var nog Barsebäcksverket du menade. Det är svårare. I dag anser nog många att placeringen inte är bra, men det ligger där det ligger. Man har försökt kompensera den dåliga läget med att öka säkerheten ytterligare genom att bygga en skorsten med filter som skall minska utsläpp vid en eventuell olycka. Vad man gjort i detta fallet finns fler exempel på (bland annat i Frankrike på gränsen till Tyskland): man har bara tittat på vad som finns i omgivningen i det egna landet och glömt bort närliggande städer i utlandet. Man kan också uttrycka det så här: Skåne har glädje av Barsebäcksverket (energi, pengar) medan danskarna bara ser det som en fara och som en kunkurrent till den danska kolproducerade energin. Så långt det objektiva svaret.
Jag tänker nu kliva upp på min apelsinlåda och framföra mina högst personliga åsikter - du får tycka vad du vill om dem:
Nyckelord: växthuseffekten [36]; kärnenergi [19]; energikällor [26]; *miljöpåverkan [14]; 1 http://www.jordensvanner.se/2013/veckans-kronika-carl-erik-magnusson Universum-Solen-Planeterna [14214] Ursprunglig fråga: Svar: 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. Nyckelord: Milankovitch cykler [3]; istider [8]; växthuseffekten [36]; klimat [11]; 1 http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/milankovitch.html Energi [14319] Ursprunglig fråga: Svar: Om den kommer t.ex. från vattenkraft, vindkraft eller solkraft så är det bara en omfördeling av värmeenergin. Den värme som skulle ha utvecklats vid kraftverket (och som kraftverket "stal") utvecklas i ditt sovrum i stället. Under största delen av året behöver vi i Sverige ändå värma upp våra bostäder, så värmeenergin är inte bortslösad. Om el-energin kommer från kärnkraftverk är det lite annorlunda. Kärnkraftverken tar energi från urankärnorna och i slutändan blir all denna energi till värme. Utan kärnkraftverk hade urankärnorna bevarats och denna energi alltså stannat där. Energiutvecklingen från alla kärnkraftverk är emellertid mycket liten jämförd med den energi som kommer från solen. Låt oss se om detta är sant: Enligt Power Reactor Information System är det totala elekriska effekten för alla världens kärnkraftevert 369 GW(e). Med en verkningsgrad på c:a 30% blir detta ungefär 1000 GW eller 1 TW (terawatt=1012 W) termisk effekt. Instrålningen av energi per sekund och m2 från solen ges av solarkonstanten = 1368 W (se solarkonstanten ). Jordens yta (genomskärningsytan) är pR2 = p*(6.38*106)2 = 128*1012 m2 Effekten från solstålningen blir då 128*1012 * 1368 = 175000*1012 W = 175000 TW. Detta är ganska mycket större är de 1 TW från kärnkraften, så uppvämningen av jorden pga kärnkraft är säkert försumbar - det finns andra viktigare skäl till att jordens temperatur antagligen ökar lite. Se vidare
energikällor , kärnenergi , vattenkraft , växthuseffekten . Se även fråga 14321. Man bestämmer normalt effekten hos en bilmotor med en motor-dynamometer som är en sorts kalibrerad broms, se länk 1 för detaljer. Se även fråga 14321 Nyckelord: energikällor [26]; kärnenergi [19]; Universum-Solen-Planeterna [14416] Ursprunglig fråga: Svar: Astronomi/astrofysik Länkar: Cambridge Cosmology , Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics ,
The Solar System in Pictures , Planetary Fact Sheets , Planetary Photojournal , Sky View Café ,
Nyhetsblogg för astronomi Rymdfart Nyckelord: *astronomi/astrofysik och rymdfart [2]; Energi [14591] Svar: Vad gäller framtiden så avser många länder (t.ex. Finland, Ryssland, Japan) bygga ut kärnkraften och flera (t.ex. EU, Storbritannien, USA) har börjat diskutera ny kärnkraft. Sverige, däremot, anser man kan vara utan både kärnkraft, ny vattenkraft och kol/olja/gas, hur det nu skall gå till . Förresten, vi vet hur det skall gå till: importera el från kärnkraft och kol från Finland, Polen och Danmark! Nyligen (hösten 2009) har regeringssidan emellertid öppnat för att på sikt ersätta nuvarande 10 kärnkraftaggregat med nya som då skulle kunna ha högre effekt. Vi skulle då kunna fortsätta att ha i princip nollutsäpp av CO2 från produktionen av el. Transporter är emellertid det stora problemet med stora CO2-utsläpp. Se vidare vattenkraft och växthuseffekten . Nyckelord: energikällor [26]; Blandat [14739] "Koldioxid i träd slipper ur fångenskapen och återgår till atmosfären så fort träden dör sin naturliga död, eller om de huggs ner eller drabbas av skadeinsekter eller om skogsbrand bryter ut. Följaktligen kan kolsänkor i ett längre perspektiv omöjligen kompensera för att de uråldiga magasinen av koldioxid frigörs till atmosfären, där de stannar i växthuskupan i hundratals år." Men trädet kan väl ändå inte suga upp all koldioxid och lagra det i sig? Träden omvandlar väl koldioxid till syre och kol? Och sedan om trädet brinner upp så blir det en liten kolhög, men det kan väl inte bli samma mängd koldioxid som trädet "sugit upp"? Eller har jag fått allt om bakfoten nu... Svar: Fråga 13757 beskriver den organiska CO2-cykeln. CO2 frigörs alltså när trädet brinner eller ruttnar. Å andra sidan binds CO2 när trädet växer. Så det jämnar ut sig i längden - därför ökar träd och andra nutida växter inte CO2-halten. Mycket gamla rester av växter (olja, kol, fossilgas) ger däremot upphov till en ökning. Se även växthuseffekten . Bilden nedan visar i vilken form kolet finns på jorden (från länk 1). Nyckelord: koldioxidcykeln [6]; kol [3]; Ljud-Ljus-Vågor [14936] Ursprunglig fråga: Svar: Kirchhoffs strålningslag säger att absorpionsförmågan är proportionell mot emissionsförmågan vid en viss våglängd. Solens yttemperatur är c:a 6000 grader, och den mesta energin i solstrålningen ligger i synligt ljus 400-700 nm. Det är alltså i detta område man vill ha maximal absorptionsförmåga hos en solfångare. Normalt innehåller en solfångare vatten som värmebärare, så temperaturen är maximalt 100 grader. Vid denna temperatur ligger maximum hos temperaturstrålningen vid mycket längre våglängder - i infrarött (se fråga 12793). Med Blackbody Radiation Applet kan man uppskatta maximum i energifördelningen för olika temperaturer. För 6000 K ligger maximum vid 500 nm och vid 350 K (c:a 80oC) vid 8000 nm. Även naturen utnyttjar denna selektiva absorption i växthuseffekten . Solljuset går obehindrat igenom atmosfären och värmer upp jordytan. Värmestrålningen från jordytan hindras att försvinna ut i rymden av växthusgaser - framför allt vattenånga och koldioxid. Utan denna värmande effekt skulle jorden vara c:a 35 grader kallare i medeltemperatur än vad den är. Se vidare länk 1, solenergi , temperaturstrålning och Plancks strålningslag . Se även fråga 12793 Nyckelord: solenergi [14]; Kirchhoffs strålningslag [4]; temperaturstrålning [29]; strålning, in-/ut- [6]; #ljus [63]; 1 http://www.iva.se/upload/Verksamhet/Projekt/Energiframsyn/El%20och%20V%C3%A4rme%20komplett3.pdf Energi [15136] Svar: Aerosoler bildas vid all förbränning - om det är fossila bränslen eller biobränslen har ingen betydelse. Vedeldning ger t.ex. mycket partiklar. Vad gäller utsläpp av partiklar från fordon finns det även andra viktiga källor som t.ex. från dubbdäck och bromsar. Man kan däremot minska utsläpp av partiklar med hjälp av filter. Det skulle kanske hjälpa lite mot smoggen, men inte helt eftersom en del smog kan bildas av molekyler som finns i avgaserna. Den stora skillnaden mellan fossila bränslen och biobränslen är att de förra orsakar en ökning i koldioxiden i atmosfären, medan de senare inte ger någon nettoökning. Det är den viktigaste fördelen med biobränslen att de inte ger upphov till ökad växthuseffekt. Bilden (från Wikipedia-artikeln Radiative_forcing ) visar olika bidrag till växthuseffekten*. Värdena på y-axeln, Radiative forcing) är ett mått på uppvärmningseffekten. För att få ett bättre mått på detta kan det vara bra att komma ihåg att 1 W/m2 motsvarar en uppvärmning på 0.8oC. Även om felstaplarna är stora, så bidrager aerosoler antagligen till en avkylning. Detta är naturligtvis ingen lösning på uppvärmningsproblemet eftersom aerosoler är mycket skadliga att andas in.
____________________________________________________________________ Nyckelord: växthuseffekten [36]; fossila bränslen [13]; aerosol [4]; Energi [15293] Svar: Däremot kan säkert fysiker vara användbara både för att effektivisera befintliga energikällor och energibärare och för att mäta och modellera komplexa system som t.ex. klimatvariationerna. Bilden (från Wikipedia-artikeln Global_warming ) visar relativa uppmätta temperaturer under c:a 150 år. Det är svårt att förneka en ökning på c:a 0.7oC. Att denna ökning beror på människans verksamheter är de flesta överens om även om det naturligtvis som alltid finns avvikande åsikter. Under länk 1 finns mycket omfattande temperaturdata. Nyckelord: växthuseffekten [36]; *miljöpåverkan [14]; Blandat [15729] Svar: Se vidare växthuseffekten och nedanstående länkar. Länk 1 är en relativt lättläst framställning av en enkel klimatmodell. I länk 2 (som är ganska avancerad) bestäms ett antal parametrar, bland annat tidskonstanten för global uppvärmning och ändring i temperatur för en fördubbling av CO2-halten. För det senare får man värdet 1.1+-0.5 K. Detta är alltså experimentellt bestämt från temperaturhöjningen 0.57+-0.08 K under 1900-talet, se fråga 15293. Värdet c:a 1 K kan tyckas lågt, men anledningen är att förbränning som orsakar CO2-utsläpp även släpper ut aerosoler. Dessa orsakar en temperatursänkning - se diagrammet Radiative forcing i fråga 15136. Det finns flera återkopplingar i det mycket komplexa systemet som bestämmer jordens klimat. Detta är anledningen till en viss oenighet eftersom det finns ett antal olika klimatmodeller som ger ganska olika resultat. Se även fråga 15293 Nyckelord: växthuseffekten [36]; 1 http://fragelada.fysik.org/resurser/climate_change.pdf Energi [15732] Svar: Kort uttryckt får man kemisk energi genom att förbränna kol till koldioxid: C + O2 -> CO2 + värme Se även energikällor och växthuseffekten . Lycka till med forskningen! 1 http://sv.wikipedia.org/wiki/Fossila_br%C3%A4nslen Blandat [16630] Ursprunglig fråga: Svar: Nej, utsläpp av vatten skulle inte ha någon märkbar betydelse eftersom det globalt inte är någon brist på vatten på jorden - 2/3 av ytan är ju täckt av hav! Det är andra faktorer som bestämmer hur mycket vattenånga det finns i atmosfären. I applikationen under undervisningstips nedan kan man se att en fördubbling i den nuvarande CO2-halten ger mindre än en grads temperaturhöjning1). Om vi emellertid skulle ta bort all vattenånga skulle temperaturen sjunka med c:a 30 grader, och om vi dubblade halten vattenånga skulle temperaturen vara 25 grader högre än nu. Detta är naturligtvis den enklast tänkbara klimatmodellen, men visar att vattenångan är fundamental för förståelsen av den globala uppvärmningen. Är det alltså vattenångan vi skall oroa oss för? I det temperaturintervall vi har på jorden i dag förekommer vatten som ånga (gasform), moln (vattendroppar, iskristaller), öppet vatten, snö och is. Övriga växhusgaser ha ingenstans att ta vägen. De är i gasform vid alla rimliga temperaturer, och utbytet med haven är ganska långsamt. Vattenånga däremot kan kondenseras och falla ner som regn och på så sätt försvinna som växthusgas. Vattenånga kan bilda moln som ökar reflektionsförmågan, vilket minskar instrålningen och temperaturen minskar. Om det bildas snö och is på marken eller på havsytan, kommer också reflektionsförmågan att öka med minskad temperatur som följd. Det är som synes mycket komplicerat att bestämma om vattnet dämpar eller accelererar den globala uppvärmningen. Engelska Wikipedia säger om detta (Water_vapor#Water_vapor_in_Earth.27s_atmosphere ):
Less obviously, the latent heat of vaporization, which is released to the atmosphere whenever condensation occurs, is one of the most important terms in the atmospheric energy budget on both local and global scales. For example, latent heat release in atmospheric convection is directly responsible for powering destructive storms such as tropical cyclones and severe thunderstorms. Water vapor is also a potent greenhouse gas. Because the water vapor content of the atmosphere is expected to greatly increase in response to warmer temperatures, there is the potential for a water vapor feedback that could amplify the expected climate warming effect due to increased carbon dioxide alone. However, it is less clear how cloudiness would respond to a warming climate; depending on the nature of the response, clouds could either further amplify or partly mitigate the water vapor feedback. I nedanstående diagram från Wikimedia Commons (Greenhouse_gas#Role_of_water_vapor ) syns en klar trend att halten vattenånga i stratosfären ökas. Nedre delen av figuren visar ökningen under en 22-årsperiod som funktion av höjden. Ökningen beror antagligen på att atmosfärens temperatur har ökat, så att den kan hålla mer vattenånga. Om nettoeffekten av mer vattenånga ger en ytterligare ökad temperatur (genom att vattenångan fungerar som växthusgas) eller en minskad temperatur (genom ökad molnbildning) är som sagt osäkert. Undervisningstips Länk 1 innehåller applikationen Surface Temperature of Terrestrial Planets (Jordliknande planeters yttemperatur).
Det är en mycket bra "tutorial" om hur temperaturen på en planet beror av olika parametrar. Applikationen visar mycket bra de viktigaste faktorerna som bestämmer medeltemperaturen på en planet: avstånd till solen, reflektionsförmåga (albedo) och förekomst av växthusgaser. Relevant för studier i astrobiologi men även mycket relevant för diskussion av växthuseffekten . ______________________________________________________ Nyckelord: växthuseffekten [36]; 1 http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_bennett_essential_2/tutorials/PlanetST/GoPlanetST.html Energi [16846] Ursprunglig fråga: 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? Svar: 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. Nyckelord: solarkonstanten [6]; växthuseffekten [36]; jordens atmosfär [12]; klimat [11]; 1 http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_bennett_essential_2/tutorials/PlanetST/GoPlanetST.html Energi [17071] Jag såg en film på youtube där en man ringer in till "ring P1" (2008-12-01). Man säger att solceller bidrar till växthuseffekten eftersom att de 80% som inte blir energi blir värme. Det låter ju som strunt. Dessutom säger han att något om att den belysta ytan ökar om du har en solcell med en reflektor, jämfört med platt mark. Det låter väl rimligt, men då borde det väl bli mindre energi per ytenhet? Han blir då bemött med att "den här energin fanns ju där från början". Annars skulle det väl vara nån sorts evighetsmaskin. Men jag kan ändå inte komma på hur man ska tänka för att förklara var resonemanget brister. Kan ni hjälpa mig? Svar: Ring P1 är en samlingsplats för "nutties", och jag slår genast över till P4 när Ring P1 börjar. Den intellektuella nivån i P4:s frågesportprogram är einstein-nivå jämfört med Ring P1! Du har helt rätt att uppringaren pratar nonsens. Vad gäller den låga verkningsgraden så är det inget problem eftersom det på rätt plats finns massor av energi i solljuset (se kommentaren om verkningsgrad i fråga 17042 ). Resonemanget att de 80% som inte blir elekticitet ger en extra grobal uppvärmning är inte sant: all solinstrålning på en yta ger uppvämning, se fråga 16846 . Möjligen kan reflektionsförmågan (albedo) hos en solcell vara lite mindre än medelvärdet för jorden. Men ytan som solcellerna upptar är mycket liten. I princip skulle man kunna kompensera ändringen i albedo med vita ytor. Ett par citat från inslaget: "du ökar aperturarean den belysta ytan med en veckad sofångare" och "om du tar en kvadratmeter och lägger dit en solfångare på två kvadratmeter så blir det dubbelt så varmt". Det är klart att veckningen inte har någon betydelse. Den maximala effekten man kan få ut är den effekt som motsvarar tvärsnittsytan vinkelrätt mot solen. Detta är ju anledningen att det är kallare i Sverige än vid ekvatorn: solljusets effekt sprids över en större yta. Dessutom är uttrycket "dubbelt så varmt" fullständigt nonsens! När det gäller storskalig elektricitetsproduktion är solkraftverk med speglar som koncentrerar solljuset, värmer vatten som driver en generator en mycket lovande teknik som redan finns bland annat i Spanien i kommersiell drift, se Solar_power#Concentrating_solar_power och nedanstående bild från Wikimedia Commons. Nyckelord: solenergi [14]; växthuseffekten [36]; Ljud-Ljus-Vågor [17228] Min fråga är. I en teoretisk atmosfär där koldioxid är den dominierande gasen. Skulle solnedgångarna vara blå då? Och himlen röd? Är spridningen i koldioxid samma mekanism som Rayleigh spridning i vanlig luft. Svar: Följdfråga: Det är ett helt annat problem, se fråga 12668 . Rayleigh spridningen vi talar om är blått ljus, alltså strålning i det synliga området. För växthuseffekten är strålkällan (jorden) c:a 300 K, och strålar i infrarött-mikrovåg området. För dessa senare våglängder spelar vibrations- och rotationstillstånd i molekylerna stor roll. Tvåatomiga, symmetriska molekyler (N2 och O2) saknar dessa tillstånd i rätt energiområde, så de är inte växthusgaser. Det är alltså skillnaden i temperatur mellan solen (c:a 5700 K) och jorden (c:a 300 K) som gör att den inkommande och den utgående strålningen är av så olika energi, och följaktligen påverkas mycket olika av atmosfären, se figuren i fråga 12668 . Nyckelord: växthuseffekten [36]; Universum-Solen-Planeterna [17484] Ursprunglig fråga: Månen lär ha bildats ungefär samtidigt som jorden. Har den också en varm kärna? Eller har kärnreaktionerna tagit slut där; slut på bränsle helt enkelt? Svar: Vad gäller månen så är den redan avsvalnad - den innehåller ingen flytande kärna. Anledningen är inte att det finns mindre halt av radioaktiva element utan att månen är mindre. Uppvämningen från radioaktivitet är proportionell mot massan som är proportionell mot volymen = 4pr3/3. Förlusten av energi genom elektromagnetisk strålning (värmestrålning) är proportionell mot ytan = 4pr2. Förhållandet mellan uppvärmning och avsvalning är alltså proportionell mot radien r. För liten radie dominerar utstrålningen och man får en låg jämviktstemperatur, se fråga 13938 hur man räknar ut denna. Nyckelord: jordens inre [14]; *geologi [16]; Blandat [17975] Svar: Figuren i fråga 15293 visar uppmätt medeltemperatur för jorden. Det finns antydan till klimateffekter redan från början av 1900-talet. Figuren nedan från Wikimedia Commons (Current_sea_level_rise ) visar en ganska konstant stigning av havsytan från 1900 med i medeltal 20/100 = 0.2 cm/år = 2 mm/år. Från andra data (Wikipedia-artikel ovan) finns indikationer på en liten ökning till 3 mm/år. Stigningen orsakas alltså av temperaturhöjningen (som i sin tur beror på växhuseffekten) dels för att istäcken på land smälter (Grönland, Sydpolen) och dels för att vattnet expanderar med stigande temperatur. Nyckelord: växthuseffekten [36]; Blandat [18635] Ursprunglig fråga: När man räknar på jordens strålningsvikt och undantar växthuseffekten, är två vanliga antaganden som följer: 1. Jorden absorberar ca 70% av den infallande strålningen från solen. 2. Jorden strålar som en svartkropp. I mina ögon motsäger dessa två antaganden varandra. Om jorden endast absorberar 70% av den infallande strålningen så är den ju bevisligen ingen svartkropp. Vore det då inte rimligt att räkna med att jorden till 70% strålar som en svartkropp; d.v.s. att vi modifierar Stefan-Boltzmanns lag med en faktor 0,7. Räknar man dock på detta senare sätt spelar det ingen roll hur många procent av strålningen som jorden absorberar, eftersom dessa faktorer 0,7 tar ut varandra. Följden av detta blir att beräknad temperatur blir ca 6 grader C; vilket är alldeles för varmt (utan hänsyn tagen till växthuseffekten ska ju jordens temperatur landa på ca -15 grader C). Var tänker jag fel? Svar: Instrålningen från solen har sitt maximum i det synliga området (400-700 nm) eftersom solen har en temperatur på c:a 5800 K. Utstrålningen från jorden har sitt maximum i infrarött/mikrovågor eftersom temperaturen är c:a 300 K. Maxvåglängden ges av Wiens förskjutningslag, se fråga 12397 . Låt oss beräkna våglängderna för maximum för dessa temperaturer: Solen, T=5800 K Jorden, T=300 K Emissiviteten (e i Stefan-Boltzmanns lag, fråga 12397 ) är en funktion av våglängden och relaterad (lika med) absorptionsförmågan, se fråga 9333 . Eftersom jorden och solen sänder ut strålning vid vitt skilda våglängder, så finns det ingen anledning att emissiviteten (och absorptionsförmågan) skulle vara densamma. Att jorden och solen strålar i helt olika våglängdsområden förklarar alltså varför strålningen från solen (ljus) kan ta sig igenom atmosfären medan strålningen från jorden (infrarött) stoppas av atmosfären, se figuren i fråga 12668 . I fråga 16846 beräknas jordens temperatur från strålningsbalansen. Fråga 17681 behandlar en liknande fråga om vita värmeelement. I fråga 14936 behandlas selektiva absorbanter. Nyckelord: växthuseffekten [36]; temperaturstrålning [29]; Blandat [18867] Ursprunglig fråga: 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? Svar: 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 . Nyckelord: istider [8]; växthuseffekten [36]; klimat [11]; 1 http://klimat.wordpress.com/2006/03/01/vintern-som-skapade-stormaktssverige/ Energi [18901] 2.Vilka konkreta åtgärder anser du att vi i vårt samhälle måste vidta för att minska den globala uppvärmningen? Välj ut 3 saker som du själv skulle kunna göra. Svar: 1 Vatten, koldioxid och metan är de viktigaste, se Växthusgas . 2 Du som individ kan bäst bidra med att påverka politiker att med regleringar och satsningar på koldioxidfria alternativ för energiproduktion minska användningen av fossila bränslen. Läs bakgrund i tidigare frågor (växthuseffekten ). Lycka till! Blandat [19099] Svar: Solarkonstanten beräknas från solens effekt och jordens avstånd från solen i fråga 13917 . Blandat [19124] Svar: Det finns naturligtvis en hel del fysik i klimatfrågan. Här är ett urval nyckelord där vissa svar kan vara relevanta: istider Det finns massor på webben om växthuseffekten och klimatmodeller, t.ex. länk 1, 2 och Climate_model . 1 http://occri.net/climate-science Blandat [19176] Ursprunglig fråga: Svar: Venus, som saknar hav och kontinentaldrift har en atmosfär med koldioxid av 90 atmosfärers tryck och därmed, genom en extrem växthuseffekt, en yttemperatur på uppemot 500oC, en temperatur som omöjliggör liv som vi känner det. Det är möjligt att domänen arkéer (se Arkéer ) är ursprunget till liv i s.k. "black smokers" (se Hydrothermal_vent ). Vulkanism har även antagligen orsakat massutdöenden som stimulerat utvecklingen av nya arter (se Massutdöende ). Nyckelord: *geologi [16]; Venus [11]; växthuseffekten [36]; vulkanism [5]; *biologi [20]; Universum-Solen-Planeterna [19301] Ursprunglig fråga: Svar: Det omedelbara som skulle ske om jordens inre stelnade är att vi inte skulle få några jordbävningar eller vulkanutbrott. Det är kanske bra, men värre är att jordens magnetfält (fråga 18768 ) skulle försvinna. Förutom att kompasser skulle bli förvirrade så skulle avsaknad av magnetfält göra att vi inte har något skydd för partikelstrålning från solen, se Solvind . Detta osakar en ökad nivå av joniserande strålning och en gradvis uttunning av atmosfären. Om jorden inre stelnar kommer även kontinentaldriften att upphöra. Denna har en stabiliserande verkan på klimatet genom att hålla koldioxidhalten i atmosfären på en låg nivå, se fråga 17321 . Utan kontinentaldrift skulle jorden kunna råka ut för en extrem växthuseffekt som planeten Venus med medeltemperatur på uppemot 500oC. Nu är dessa effekter ingenting att oroa sig för eftersom jordens inre kommer att fortsätta att vara flytande under hundratals miljoner år framåt. Nyckelord: *geologi [16]; jordens inre [14]; jordens magnetfält [22]; Universum-Solen-Planeterna [19751] Svar: Låt oss först fråga oss om det är sannolikt att jordens medelavstånd till solen ändras. Detta behandlas i fråga 17160 och slutsatsen är att planeterna banor är mycket stabila speciellt vad gäller medelavstånden till solen. Om större förskjutningar sker så tar det mycket lång tid (miljarder år). Om jorden kommer närmare solen kommer temperaturen att stiga. Om temperaturen ökar tillräckligt kommer vattnet att förångas, vilket genom växthuseffekten ger en ytterligare temperaturökning. Effekten förstärks om karbonat-silikatcykeln, se fråga 17321 , stoppas. Då kommer CO2-halten att öka. Man får vad som kallas skenande växthuseffekt(se Runaway_greenhouse_effect ). Planeten Venus har råkat ut för detta med en yttemperatur på 500oC och 90 atmosfärers tryck av CO2. Om detta skulle ske med jorden skulle den bli obeboelig. Nu fordras det en ganska stor temperaturökning för att karbonat-silikatcykeln skall stoppas, så det är inget vi behöver oroa oss för. Nyckelord: solsystemet [8]; växthuseffekten [36]; koldioxidcykeln [6]; Ljud-Ljus-Vågor [21464] Svar: För att ett material skall absorbera strålning måste den växelverka med atomer, molekyler eller fasta ämnen. För synligt ljus kan detta ske genom atomernas elektroner. För infrarött räcker energin ofta inte till för växelverkan med elektroner. I stället exciteras molekylers vibrations- och rotationstillstånd som har lägre energi. Vatten- och koldioxidmolekyler absorberar infrarött (och mikrovågor - tänk på växthuseffekten!). Hög densitet ökar naturligtvis absorptionsförmågan. Förekomsten av fria elektroner (metaller) ger också hög absorption eller reflektion. Se vidare fråga 21018 . Se även infrared . Nyckelord: elektromagnetisk strålning [21]; 1 https://sciencing.com/materials-absorb-infrared-rays-8044395.html [19997] Svaret kommer snart... Universum-Solen-Planeterna [20222] Svar: Från början (flera miljarder år sedan) bör Venus, jorden och Mars ha haft liknande atmosfärer. Venus drabbades av en skenande växthuseffekt och fick en mycket tät koldioxidatmisfär med uppemot 500 graders temperatur. Mars har antagligen haft hav med vatten, men dessa har försvunnit med atmosfären. Det är möjligt att man kan bestämma temperatur och atmosfärens sammansättning genom att som på jorden analysera bubblor i polarisen. För detta behöver vi nog åka dit. Nyckelord: istider [8]; Mars [12]; Venus [11]; Universum-Solen-Planeterna [20231] Ursprunglig fråga: Svar: Mars är ganska liten och saknar magnetfält som skyddar atmosfären från solvinden. Mars förlorade sin atmosfär ganska tidigt, se Mars#Atmosphere . För flera miljarder år sedan hade Mars antagligen hav av vatten, men de försvann med atmosfären. Venus (se bilden nedan) atmosfär är emellertid helt annorlunda: mest koldioxid med ett tryck på nära 100 atmosfärer. Detta ger en extrem växthuseffekt med en yttemperatur på omkring 500oC, se Venus#Atmosphere_and_climate . Från början hade Venus hav av vatten. Solens utstrålning ökar sakta och vattenångan i atmosfären gör att temperaturen ökar ytterligare genom växthuseffekten (se fråga 12668 ).
Den succesivt ökande mängden vattenånga i atmosfären ger högre temperatur, vilket ger mer vattenånga osv, Venus får en accelererande växthuseffekt, se Runaway_greenhouse_effect#Venus . Till sist försvinner haven. Vattenångan i atmosfären spjälkas av solens UV-strålning till väte och syre. Vätet är mycket lätt och har därför hög hastighet i den termiska rörelsen. Det betyder att vätet sliter sig loss från Venus gravitationsfält och försvinner. Syret försvinner genom att oxidera ämnena på ytan, och så småningom byts växthusgasen vatten ut mot koldioxid från Venus inre. Nyckelord: växthuseffekten [36]; Venus [11]; Mars [12]; 1 http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/venus/greenhouse.html Blandat [20391] Svar: * Djur behöver syre och växter behöver koldioxid (fråga 1550 ). * Utan atmosfär kan inte flytande vatten existera (jämför Mars, fråga 7646 ). * Atmosfären skyddar från skadlig strålning från världsrymden och solen. * Växthuseffekten gör att jordens medeltemperatur blir c:a +15 grader i stället för -24 grader (fråga 16846 ). Eftersom atmosfären är så helt avgörande är det svårt att hitta något negativt. Nyckelord: jordens atmosfär [12]; Ljud-Ljus-Vågor [20758] Hur omvandlas kortvågig uv-strålning till långvågig infraröd strålning när den träffar jordytan?
Mörka ytor har lägre albedo än ljusa ytor, vad beror detta på? Svar: Alla kroppar med en temperatur överstigande absoluta nollpunkten strålar med en för temperaturen karakteristisk fördelning, Plancks strålningslag, se fråga 12397 (figuren nedan). För solytan, som är ungefär 6000 grader, är maximum för utstrålningen i synligt ljus. Jordytan är c:a 15oC och strålar därför i infrarött. Jordens atmosfär är transparent för det från solen inkommande ljuset, men inte transparent för den från jordytan kommande infraröda strålningen. Det är detta som orsakar växthuseffekten, se fråga 12668 . För reflektion se fråga 17168 . Nyckelord: Plancks strålningslag [6]; temperaturstrålning [29]; Ljud-Ljus-Vågor [20940] Svar: Det visar sig då att den enda egenskap som påverkar den avgivna svartkroppsstrålningen är svartkroppens absoluta temperatur. Det är inte praktiskt möjligt att tillverka ideala svartkroppar, men man kan komma ganska nära en sådan konstruktion i form av en låda som invändigt har svarta väggar och som någonstans har ett mycket litet hål. Den strålning som lämnar hålet är till en god approximation fördelad på olika frekvenser i enlighet med Plancks strålningslag. (Svart_kropp ) Plancks strålningslag beskrivs i fråga 12397 . Från denna kan man härleda Stefan–Boltzmanns lag (totala utstrålningen) och Wiens förskjutningslag (positionen av maximum hos planckfördelningen). Se fråga 12397 . Nedanstående figur (från länk 1) visar planckstrålningen från solen och jorden. (Observera att solens kurva ligger mycket högre eftersom den har högre temperatur.) Fördelningen för jorden är en idealisering. I verkligheten finns det naturligtvis bland annat reflekterat solljus om vi skulle betrakta jorden från rymden. Vi skulle även se absorptionsband i fördelningen. Även för solen orsakar atmosfären absorptionslinjer. Om vi tillämpar Wiens förskjutninglag får vi Detta stämmer bra med värdena i figuren nedan. Det är förskjutningen i strålningsenergi från infallande synligt ljus till mikrometerstrålning som orsakar växthuseffekten genom att utstrålningen från jorden fångas upp i atmosfären, framför allt av koldioxid, se fråga 12668 Universum-Solen-Planeterna [20975] Ursprunglig fråga: Svar: Det är inte så enkelt som det framställs i fråga 14214 . Dels finns det fler möjliga effekter som kan påverka temperaturen och dessa kan ha positiva och negativa återkopplingar, se Ice_age#Causes . Det är inte givet att excentriciteten är dominerande även om perioden - drygt 100000 år - stämmer väl med temperaturdata, se 100,000-year_problem . Bilden nedan från Milankovitch_cycles visar variationen hos jordaxelns lutning (blå) De nedre kurvorna är geologiskt uppmätta temperaturdifferanser. Dessa data kan anses mycket tillförlitiga då de kommer från en mycket omfattande parametricering av positioner och banelement av hela solsystemet, se VSOP_(planets) . Det är klart att en stor temperaturhöjning pga växthuseffekten skulle kunna omöjliggöra nästa istid genom att iskalotterna inte kan bildas. Observera emellertid att vi talar om olika tidsskalor: 100000 år och några 100 år. Se även Ice_age#Variations_in_Earth's_orbit_(Milankovitch_cycles) och fråga 830 . Nyckelord: istider [8]; Milankovitch cykler [3]; växthuseffekten [36]; Blandat [21264] Jag menar: kan man hoppas på att det aldrig kommer att kunna bli olidligt varmt på hela jorden samtidigt just tack vare att polerna ju alltid kommer att ha solfrånvända perioder? Svar: Detta tycks ha hänt med planeten Venus där temperaturen är c:a 500 grader Celsius, se fråga 20231 . Se Runaway_greenhouse_effect för mer om den accelererande växthuseffekten. Nyckelord: växthuseffekten [36]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [21314] Ursprunglig fråga: Föreläsaren hävdar att historiskt sett så har aldrig en uran/vattenreaktor skapat mänskliga katastrofer. Det är bara plutonium/grafitmodererade reaktorer som gjort det (Tjernobyl). I princip menar han att Harrisburg och Fukoshima inte fick så allvarliga konsekvenser. Stämmer detta? Han menar att det är den hårda lagstiftningen som gjort att det blir en katastrof. Utöver detta menar han att kärnavfall inte är så farligt egentligen. Enligt honom är Iodine-131 den farliga komponenten i avfallet och det blir ofarligt efter 2 månader. Stämmer det? Han hävdar också att om hela världen använder uran så har vi energi i miljoner av år. Stämmer det? Svar: Three Mile Island Reaktorn totalförstördes (härdsmälta) men reaktorinneslutningen höll och mycket lite radioaktivitet kom ut i omgivningen. I dag ser många denna olycka som en demonstration av att vår konstruktion av kärnkraftverk är mycket säker. Tjernobyl Den värsta kärnkraftsolyckan vi haft. Man fick en vätgasexplosion, med det var att moderatorn var brännbar (grafit) och avsaknaden av en stadig reaktorinneslutning som gjorde att utsläppen av radioaktivitet blev så stora. Se Tjernobyl Fukushima Tre av verkets sex block var vid tillfället i drift och snabbstoppades, då jordbävningen slog ut det yttre elnätet. Den tsunami, som följde 56 minuter efter jordbävningen, slog ut de reservgeneratorer som användes för reaktorernas kylning. Endast batterikraft återstod då och ungefär 50 minuter senare upphörde nödkylsystemet att fungera i block 1 och 2 och efter ytterligare 1,5 dygn även i block 3. Därefter saknade såväl härdar som bränslebassänger kylning, vilket ledde till partiella härdsmältor med vätgasexplosioner och utsläpp av radioaktiva ämnen som följd. (Fukushima-olyckan )
De tre havererade blocken var av typen lättvattenkylda kokarreaktorer med anrikat uran som bränsle (se Fukushima_Daiichi_nuclear_disaster#Plant_description .
Se Fukushima
Fjärde generationens reaktor Nu till dina frågor. Harrisburg var en fullständig härdsmälta men mycket lite radioaktivitet slapp ut, så olyckan hade liten påverkan på människor, undantaget en möjlig rädsla för utsläpp. Om man så vill kan man säga att haveriet visade att de vanliga vattenkylda reaktorerna är mycket säkra (undantaget ekonomiska konsekvenser). Tjernobyl är en helt annan typ av reaktor som saknade inneslutning. Trots de allvarliga konsekvenserna (flera akut döda, sena cancerfall, ett stort område evakuerat) kan vi räkna bort denna (enligt Kugelmass definition) eftersom reaktortypen inte existerar utanför det gamla Sovjet-blocket. Fukushima är en standardreaktor i västvärlden. Att inte klassa haveriets konsekvenser (Fukushima_Daiichi_nuclear_disaster#Aftermath ) som allvarliga är både oärligt och korkat! Nej, ingen människa dog av akuta strålskador, men sena cancerfall och skador pga evakuering kan inte försummas. Hur lagstiftningen skulle orsaka katastrofer begriper jag inte, det måste nog utvecklas. Jod-131 har visserligen kort halveringstid (8 dagar), men även cesium-137 (med halveringstid 30 år) är skadligt. Vanliga reaktorer använder 0.7% av uranet i bränslet (uran-235). Det finns reaktorer som använder allt uran och som även kan köras med t.ex. thorium. Genom att använda dessa extra isotoper som bränsle är tillgången på bränsle i praktiken obegränsad. Bret Kugelmass är en professionell kärnenergi-lobbyist, men min åsikt är att uttalanden som ovan med hårdvinklade påståenden är snarast negativa för kärnenergins framtid. Om vi vill stoppa ökningen av CO2 (global uppvärmning, växthuseffekten) är sol och vind basresurser, men kärnenergi behövs som ett komplement. Men då måste man ta säkerhetsfrågorna mycket mer på allvar genom att designa "idiotsäkra" reaktorer, se Fjärde generationens reaktor ovan. Länk 1 innehåller en intervju av Kugelmass. Länk 2 är en sammanfattning på svenska om fjärde generationens reaktorer. Nyckelord: Tjernobyl [12]; Fukushima [6]; Three Mile Island [3]; kärnenergi [19]; växthuseffekten [36];
Skriv de ord du vill söka på i sökfältet ovan och
klicka på sökknappen. Uteslut ord genom att sätta - (minus) före ordet. Ordgrupper
definieras med hjälp av "...". Sökningar är oberoende av stora och små bokstäver.
Exempel:
sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga till diskussionsfora
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.