Debat: Forkert fortolkning af klimafakta – Københavns Universitet

Universitetsavisen > Debat > 2009 > Debat: Forkert fortolk...

29. april 2009

Debat: Forkert fortolkning af klimafakta

REPLIK I

Af Peter Thejll, klimaforsker, DMI

I Universitetsavisen nummer 5/09 bringes et læserbrev af maskinmester og vedligeholdelseschef på Naturvidenskab ved Københavns Universitet Bertel Johansen med titlen: 'Klimaforskning: Mennesket uden skyld i global opvarmning.'

I artiklen inddrager Bertel Johansen et kort uddrag af et svar, han har modtaget fra mig på baggrund af en henvendelse om »...sammenhængen imellem det stigende CO2-indhold i atmosfæren og samme atmosfæres iltindhold«.

I besvarelsen til Bertel Johansen henviser jeg til relevante sider på internettet. Det ser dog ikke ud til, at der er taget højde for disse videnskabelige oplysninger i Bertel Johansens artikel. Uheldigvis betyder det, at Bertel Johansen konkluderer - i modstrid med både teori og observationer på området - at iltindholdet i atmosfæren ikke falder. På denne baggrund ræsonnerer han yderligere at afbrænding af fossilt brændsel, hvor ilt-molekyler burde forsvinde fra atmosfæren ved dannelse af blandt andet CO2, ikke kan være årsagen til den stigende, globale temperatur.

Dette er imidlertid forkert, hvilket fremgår af et af de link, min besvarelse henviser til. Her er en kort artikel, skrevet af en af verdens mest anerkendte klimaforskere, professor Wallace Broecker. Broecker forklarer blandt andet, at - og hvorfor - mængden af ilt i atmosfæren er faldende. Han drøfter desuden, hvilke faktorer der spiller ind på forholdet mellem CO2 og ilt i atmosfæren, og hvad der komplicerer ligningen, så den mængde ilt, der er forsvundet, ikke præcis er lig med den mængde ilt, der skal til for at dække forbrændingen af kul og olie.

Broecker konkluderer, at den forbrændte mængde fossilt brændsel og den øgende mængde atmosfærisk CO2 ikke kan relateres 1:1 til den forsvundne mængde ilt - men at det store billede passer med, hvad man forventer. Selv om artiklen har mere end ti år på bagen, er alle de relevante processer forklaret. Den tager blot ti minutter at læse: www.columbia.edu/cu/21stC/issue-2.1/broecker.htm.

DUPLIK I

Af Bertel Johansen, maskinmester, vedligeholdelseschef på Naturvidenskab

Jeg gengav faktisk hele DMI's eget svar til mig; jeg konkluderede ikke at iltindholdet i atmosfæren ikke falder; jeg har naturligvis læst den artikel DMI henviste til, og hvorfra jeg har refereret til et iltsvind på et par milliontedele; og jeg konkluderede ikke, men stillede spørgsmålstegn ved den dokumentation der lægges frem for offentligheden.

Derudover oplyser nævnte Wallace S. Brokers artikel, at der er så meget ilt tilstede, at afbrænding af al kulstof kun vil reducere ilten med et par procent hvilket jo er beroligende, men ikke afklarer det spørgsmål jeg rejste.

Hvis fossil afbrænding har den øjeblikkelige påvirkning af atmosfærens indhold af CO2 som IPCC mener, må O2 indholdet nødvendigvis følge analogt med nedad med samme procentpoint, eller der må være andre konkrete forskningsresultater der forklarer forskellen.
DMI udbygger nu sit svar til mig med, at »det store billede passer med, hvad man forventer.« Det forekommer lidt ukonkret, for det billede der henvises til er lidt groft tegnet, så det kunne jo være forventningen om hvad der ses der får billedet til at fremstå i forklarelsens skær.

Ingen grund til at tvivle på FN's klimapanel

REPLIK II

Af Philipp Von Hessberg, postdoc, Kemisk Institut

Bertel Johansen påstår i et indlæg i Universitetsavisen nummer 5 at indholdet af ilt (O2) i atmosfæren ikke falder i samme takt som koncentrationen af kulddioxid (CO2) stiger, og at det derfor er uklart hvor den øgede mængde CO2 i atmosfæren kommer fra.

Fakta er at iltindholdet i atmosfæren falder. Ifølge data fra Scripp's Institute for atmosfærens koncentration af ilt og atmosfærens koncentration af kuldioxid i perioden 1989 - 2008 (http://bluemoon.ucsd.edu/data.html) er CO2's molbrøk (koncentration) i atmosfæren steget med 40 ppm. I samme periode er molbrøken for ilt faldet med 63 ppm.

Man kunne måske umiddelbart tro at en stigning på 40 ppm i CO2-indholdet skulle modsvares af et tilsvarende fald i iltindhold, men forskellen skyldes at noget af den CO2 som vi udleder til atmosfæren, bliver optaget af oceanerne og af planter på landjorden; derfor er faldet i O2-indhold faktisk større end stigningen i CO2-indhold.

Bertel Johansen anfører i øvrigt at befolkningstilvæksten de sidste 50 år medfører en forøget tilgang på rundt regnet 1.750.000.000 tons CO2 per år til atmosfæren. Jeg går ud fra at dette tal repræsenterer de ekstra menneskers stofskifte og den mængde CO2 der udåndes.

Mennesker er CO2-neutrale fordi vi spiser føde som i sidste ende kommer fra planter og disse optager CO2 under deres vækst. Her ser jeg bort fra bidrag til CO2-emissioner fra transport af mad, produktion af gødning med mere. CO2-neutrale aktiviteter bidrager ikke til drivhuseffekten og indgår derfor ikke i klimadiskussionen.

Årsagen til stigningen af atmosfærens CO2-indhold er en anden nu end i tidligere årtusinder fordi menneskeheden først nu har fundet på at grave store mængder kul, olie og gas op af jordens indre og futte dem af. Stigningen i atmosfærens CO2-koncentrationer går meget hurtigere nu end i tidligere årtusinder som dokumenteret i iskernerne fra Grønlands indlandsis. Bare fordi der har været andre årsager til tidligere tiders (langsomme) stigning i atmosfærisk CO2-koncentration, betyder det ikke at samme mekanismer er på spil nu.

Nedkøling på grund af partikelforurening i atmosfæren og termisk inerti i oceanerne er årsagerne til at den observerede globale temperaturstigning hidtil er mindre end hvad man umiddelbart kan forvente af den observerede stigning i CO2-koncentration - ud fra klimamodeller eller en simpel korrelation mellem CO2 og temperaturproxydata fra iskernerne.

Alle de forhold hvor Bertel Johansen efterlyser mere viden, er opklarede. Der er derfor ingen grund til at tro at IPCC's klimaforskere er galt afmarcherede.

DUPLIK II

Af Bertel Johansen, maskinmester, vedligeholdelseschef på Naturvidenskab

I svaret på mit synspunkt er der en vurdering af at oceanerne optager mere CO2, men hos Christopher Stowasser en vurdering af oceanerne rummer mindre CO2 med henvisning til stigende vandtemperatur.
Begge synspunkter kan næppe være rigtige, så det vil være rart med nogle mere naturvidenskabelige forskningssvar på gasudvekslingen med oceanerne, tundraens betydning og andre forhold, før der konkluderes.

Klimaændringer er menneskeskabte

REPLIK III

Af Christopher Stowasser, studerende, Center for Is og Klima, NBI

Kommentar til indlæg 'Mennesket uden skyld i global opvarmning?', UA 5) Kære Bertel Johansen. Du har ret i at afbrændingen af fossilt kulstof bruger atmosfærisk ilt under CO2-dannelsen, og atmosfærens iltindhold skulle derfor teoretisk falde. Men du ignorerer nogle vigtige fakta.

Atmosfærens iltindhold er 21 volumenprocent. Det er cirka 550 gange mere end atmosfærens CO2-indhold. Stigningen i CO2-koncentrationen på 0,008 volumenprocent (fra 0,030 til 0,038 volumenprocent) i cirka 100 år er ret nemt at måle. Til gengæld er det virkelig svært at måle faldet i iltindholdet fordi faldet er så utroligt lille i forhold til koncentrationen.

Desuden er atmosfærens iltindhold reguleret af flere faktorer: Fx forandrer gassernes opløselighed i oceanerne sig ved en temperaturstigning. Vandet kan holde mindre CO2 og ilt under højere temperaturer end det kunne før den globale opvarmning. Mindre CO2 og ilt i vandet betyder mere af dette i atmosfæren. Det modvirker faldet i atmosfærens iltindhold, men forstærker stigningen i atmosfærens CO2-koncentration. Derfor er det forventede fald i atmosfærens iltindhold endnu mindre!

I teksten skriver du at faldet af iltindholdet er for lille for at forklare noget. Men faldet er overhovedet ikke forventet til at være lige så højt som stigningen i atmosfærens CO2-koncentration. Det forklarer derfor meget.

Selvfølgelig skal man være kritisk, og man kan selv vælge hvad man vil tro på, men jeg synes ikke at du skaber et objektivt billede af klimaforandringen. Du undgår fakta, og når man læser dit indlæg, virker det som om der er lige så mange argumenter for som imod antagelsen om at klimaforandring er 'menneskeskabt'. Det er forkert! De fleste fakta peger på en 'menneskeskabt' klimaforandring.

DUPLIK III

Af Bertel Johansen, maskinmester, vedligeholdelseschef på Naturvidenskab

I svaret angives at der ikke er forventning om et lige så stort fald i O2 som stigningen i CO2. Men det teoretiske fald i iltprocenten som følge af fossil afbrænding af kul bør følge CO2-stigningen analogt på samme decimal, når der ses bort fra alle andre processer, og det er vel næppe vanskeligere at måle ilt end CO2, hvis det er det man vil og har brug for.

Og der er faktisk forventning om tilsvarende størrelse fald i O2, som også Philipp von Hessberg anfører. Begge disse modsatte synspunkter på udviklingen i O2 kan næppe være rigtige, så måske er det for tidligt at placere et skyldsspørgsmål?

Naturlig forklaring på menneskeskabt CO2-udslip

REPLIK IV

Af Aksel Walløe Hansen, lektor, Niels Bohr Institutet

I sit indlæg i Universitetsavisen nummer 5 om en tilsyneladende uoverensstemmelse mellem atmosfærens stigende indhold af CO2 og et modsvarende fald i iltindholdet indikerer Bertel Johansen, at der ikke er menneskeskabte kilder til de kendte stigninger i CO2. Altså at de øgede mængder CO2 i atmosfæren ikke kommer fra afbrænding af kul-forbindelser (fossile brændstoffer). Dette begrunder BJ med, at iltindholdet »stadig« er på 21 procent, og at der kun er målt et fald på »et par milliontedele« i ilten.

Her vil jeg give en redegørelse, der viser, at tingene hænger smukt sammen med kendskabet til de menneskeskabte udslip af CO2.

På grund af menneskehedens forbrug af fossile brændstoffer skal der forventes et fald i iltindholdet, da der skal bruges ilt til forbrænding af kul. For hvert molekyle CO2 skal der jo bruges et O2-molekyle per C-atom. Men herudover dannes der også vand, så i middel bruges der mere end ét O2-molekyle per CO2-molekyle.

Det er rigtigt, at med to cifres nøjagtighed er der 21 procent O2 i atmosfæren, og sådan vil det vedblive at være i meget lang tid fremover. Vi er så heldige, at atmosfæren har et meget stabilt og stort iltindhold. Så selv om vi brænder løs af kul med videre, så rokker det næsten ikke ved iltprocenten.

Men med en større præcision i talangivelsen vil man se ændringer inden for relativt korte tidsrum. Ofte vil man i lærebøger finde tallet 20,95 procent som mål for iltindholdet i tør, almindelig luft. Med denne nøjagtighed vil sidste ciffer skulle ændre sig cirka for hvert tyvende år. Øger man yderligere præcisionen til for eksempel seks cifre, vil man faktisk på det sidst betydende ciffer kunne se ændringer fra ét år til det næste. Det var dog først fra slutningen af 1980'erne, at man kunne måle ilt så nøjagtigt. (Se for eksempel Ralph Keeling et al: Nature, vol 381, 16. Maj 1996, side 218-221).

I stedet for at regne i procenter bruger man ofte tallet ppm. For eksempel er en procent på 20,95% ækvivalent med et ppm-tal på 209500 for ilt i atmosfæren. BJ citerer Ralph Keeling for at have observeret et fald på »et par milliontedele«. Det rigtige er, at Keelings målinger viser et fald i atmosfærens iltindhold på cirka tre ppm per år, for eksempel fra 209500 til 209497 ppm.

De -3 ppm i iltindholdet repræsenterer imidlertid ikke det samlede iltforbrug til forbrænding af kulforbindelser, idet cirka 30 procent af det dannede CO2 faktisk hurtigt bliver omdannet til biomasse igen via øget fotosyntese (hvorved der frigives ilt igen). Derfor, hvis ilt kun ændrede sig på grund af afbrænding af fossile brændstoffer, skulle iltindholdet per år falde mere, cirka 4,5 ppm.

Man kan vise, at et fald på 4,5 ppm O2 svarer til en forbrænding af syv milliarder tons rent kul. Og det er præcist, hvad man ved, at der forbrændes per år. Så der er en fin sammenhæng.

Et lille regnestykke mere: et interessant spørgsmål er, hvor lang tid det vil tage, før iltindholdet er nede på 20 procent angivet med to cifre?

I så tilfælde skal der altså være mindre end 20,5% ilt, det vil sige mindre end 205000 ppm. Der skal mindst et fald på 4500 ppm til. Og det vil tage 1500 år med uændret forbrænding!
Så sværere er det ikke.

I øvrigt er der flere andre argumenter for, at det er fossilt kul, man ser i det stigende atmosfæreindhold af CO2.

DUPLIK IV

Af Bertel Johansen, maskinmester, vedligeholdelseschef på Naturvidenskab

Mange tak for redegørelsen, der kaster lys over sagen og skaber den smukke overensstemmelse imellem politisk udmelding og forskningens frembragte resultater ved at 'veje og måle'.

Men forudsætningen er dog accept af at netop de nævnte cirka 30 procent af det dannede CO2 hurtigt omdannes til biomasse i ekstra fotosyntese globalt. Jeg ved ikke hvorfra tallet kommer, men det passer på en tilbageregning fra det faktuelt optalte kulforbrug, men har måske derudover også sin egen videnskabelige dokumentation?