Entäpä, jos aurinko vaikuttaakin ilmastoon? Osa II


Uudetmaapallot

Kuva 1. Kaksi erilaista skenaariota Maa-planeetan puoliskoista. Kuvamateriaalilähde: Wikipedia, kuvankäsittely RJ

Lyhyt tiivistelmä aiemmasta: selvitellessäni maapallon kokemaa auringon säteilyn kuukausittaista vaihtelua havaitsin aineiston pohjalta, että maapallon keskilämpötila vaihtelee vuoden mittaan niin, että mitä enemmän saamme säteilyä, sen viileämpi pallomme on. Ja henkilökohtaisesti minulle oli erityinen järkytys, että tämä sinänsä jo aiemminkin tietämäni vaihtelu oli selitysasteeltaankin (R² ) erinomainen, yli 0,9.

Lukuisista lähteistä löytyi kvalitatiivisia mainintoja, joiden mukaan em. havaittu mustan kappaleen säteilyfysiikan vastainen seikka johtuukin siitä, että maapallon pohjoinen puolisko absorboi  auringonvaloa paremmin kuin eteläinen puolipallo, pohjoisen suuremmasta maapinnasta johtuen. Samalla pohjoinen myös emittoi enemmän lämpösäteilyä kuin etelä, jossa tapahtuu enemmän heijastuksia ja absorptiota meriin. Verrattuna Saharan kivierämaahan merissä ei pintalämpötila kohoa samalla tavalla.

Hahmottaakseni itsellenikin tätä tilannetta loin hätäisesti pari erilaista maapalloa, joiden olennaisin ero on erilainen albedo: Maa A:ssa albedo on 0,2 ja Maa B:ssä se on 0,4.  Nykyisen maan albedohan on n. 0,3. Maa A pyrkii siis mallintamaan sitä tilannetta, että maapallo olisikin kokonaan samantapainen kuin pohjoinen pallonpuolisko ja Maa B taas olisi  laajennettu eteläpuolisko. Mitään pitempiaikaisia muutoksia ei ole arvioiduissa keskimääräisissä lämpötiloissa huomioitu, vaan tulos perustuu ”vastaluotuun” planeettaan.

Laskelmissa on käytetty tunnettua Stefanin-Bolzmanin vakiota ja lakia yms. Kasvihuonevaikutuksen arvona on käytetty 13% lämpötilasta. Linkki1, Linkki2(PDF),  Laskentataulukko xls-muodossa: StefanBjaAlbedo.

Havaitsin laskemani antavan suuremman vaihteluvälin maapallon keskilämpötilalle albedon arvolla 0,3 kuin mitä mitatut arvot ovat. Tästä erosta kuitenkin jokin osa tulee siitä, ettei maapallon albedo ole säteilykeskipisteen suhteen vakio koko vuoden ajan, vaan kun aurinko on etelässä, on albedokin silloin enemmän eteläinen (lähempänä 0,4:ää) ja meidän kesäaikaan auringon ”kokema” albedo on lähempänä 0,2.

Säteilyfysiikkaa ei siis tarvitse romuttaa, mutta maapallon mallintaminen keskimääräisenä harmaana kappaleena ei ehkä kertoisi ihan koko totuutta ilmastonmuutoksestakaan. Maantieteellekin näyttäisi löytyvän sijaa selityksessä, sillä ovathan nuo kaksi planeettaa keskilämpötiloiltaan täysin toisista poikkeavia, vaikka molemmat ovatkin maapallon puoliskoista rakennettuja.

Mitä ilmastonmuutoksen, -lämpötilan ja säteilyn vuodenaikavaihteluun tulee, niin nettihaulla sain osumia etupäässä skeptisiin lähteisiin.  The Inconvenient Skeptic alias John Kehr esimerkiksi saa kasvihuoneilmiön vuosivaihteluksi (Linkki) kahdeksan astetta, kun itse käyttämäni 13% tuottaa vain n. 0,5 °C vuosittaisen vaihteluvälin. En mene tästä riitelemään, vaan jos olisi ollut vakuuttunut edellisestä, en olisi käyttänyt jälkimmäistä.  Toisaalta ilmastotiede pitää tästäkin asiasta varsin matalaa profiilia. Helpostihan tuollainen vaihtelu tulkittaisiin virheen suuruudeksikin.

Kemisti-insinööri Kehr on esittänyt myös erittäin mielenkiintoisen stratosfäärin kausivaihtelun (Linkki), joka on vaiheeltaan melkolailla päinvastainen troposfäärin vaihteluun nähden.

Toinen nettilöytöni vuodenaikavaihtelusta oli Bob Tisdalen lyhyt artikkeli(Linkki). Vaihtelua noissa muutamissa vuosissa näyttäisi olevan useita asteen kymmenyksiä heinäkuun huippulämpötilankin kohdalla. Säteilytasapaino ei palaudu sillä, jos tammikuun minimi poikkeaa saman verran toiseen suuntaan, koska S-B:n laissa lämpötila on korotettuna neljänteen potenssiin. Siis maapallon energiatase ja keskimääräinen pintalämpötila eivät ole yksikäsitteisessä suhteessa toisiinsa! Tästä pitänee kirjoittaa joskus enemmän, mutta tämä on selvä epätäsmällisyys ilmastotieteessä, kun esitettäväksi suureeksi on valittu keskiarvoistettu pintalämpötila.

Mitä tästä seuraa? Ensiksikin koen osittain terapoineeni itseni, kun sain selvitettyä pääpiirteissään tuon säteilyn ja lämpötilan nurinkurisen riippuvuuden. Myöhemmän pohdinnan aihetta on siinäkin, että pyrkiessään pelkistämään olennaisen esille, ilmastotiede samalla siivoaa ikävää data silmistä pois. Kukapa säikähtäisi parin asteen muutosta, jos hänelle kerrottaisiin, että se on vain samaa luokkaa kuin joka vuosi tapahtuu.

Varmaan hyvä otsikkoon viitatenkin vielä kerrata, että aurinko vaikuttaa lähes kaiken ilmastossamme, mutta auringon vähäiset muutokset eivät. Näitä pitäisi sitten sen sarjan kolmannen osan sivuta.

Mainokset

One response to “Entäpä, jos aurinko vaikuttaakin ilmastoon? Osa II

  1. Päivitysilmoitus: Entäpä, jos aurinko vaikuttaakin ilmastoon? Osa III | Roskasaitti·

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s