Varför ökningen av växthuseffekten decelererar med stigande koldioxidhalt

Koldioxid i atmosfären absorberar och re-emitterar infraröd värmestrålning som jorden avger när den blir uppvärmd av solen, och fördröjer på så vis utstrålningen till rymden. Det bidrar till att hålla jorden behagligt varm. Men vad händer när koldioxidhalten ökar?

Många tror att temperaturen ökar linjärt med stigande koldioxidhalt, eller till och med exponentiellt. Men sambandet är logaritmiskt, d v s motsatsen till exponentiellt.

Att den direkta växthuseffekten från koldioxid ökar, men i logaritmiskt decelererande takt, är alla seriösa forskare överens om. Det är ett etablerat vetenskapligt faktum så gott som något annat, till exempel gravitationen eller att jorden är rund. Det är ett exempel på vad man kan kalla grundläggande fysik. En fördubbling av koldioxidhalten orsakar ungefär 1°C uppvärmning, oavsett om det är från 20 ppm till 40 ppm, 200 ppm till 400 ppm eller 2000 till 4000 ppm.

logaritmiskt

Detta faktum har en avgörande betydelse för klimatfrågan. Det betyder nämligen att koldioxidhalten i sig självt knappast kan orsaka någon katastrof. Allt hänger istället på balansen mellan de positiva och negativa feedback-effekterna, som inte alls är fastställda med samma säkerhet, utan tvärtom är i hög grad omtvistade, osäkra och till okänd del helt enkelt okända (unknown unknowns).

Klimatfrågan handlar med andra ord inte alls bara om ”grundläggande fysik”, utan om frågor i forskningens frontlinjer, där kunskapen fortfarande är bristfällig och det råder allt annat än ”konsensus”.

Jag har sett flera olika förklaringar till att växthuseffekten decelererar logaritmiskt med stigande halt. En del vill förklara det med hänvisning till den partiella överlappningen mellan koldioxidens och vattenångans absorptionsspektra, vilket inte alls har med saken att göra, och andra försöker förklara bort den med hänvisning till att uppvärmning av atmosfären leder till att utstrålningen till rymden sker från högre höjd, vilket inte heller har med saken att göra.

Det är viktigt att veta vad som sker, så att man inte blir bortkollrad i debatten.

Den logaritmiskt decelererande effekten från en stigande halt av koldioxid handlar om den isolerade och direkta uppvärmning från olika halter av koldioxid som kan uppmätas i laboratoriet, och som man kan förvänta sig motsvarar vad som sker i atmosfären oberoende av positiv och negativ feedback.

Så här fungerar det:

Koldioxidens absorberar bara utgående infraröd strålning från jorden i några smala band av spektrum. Bland annat våglängden 667 cm^-1 (15 μm, micrometer) som får tjäna som exempel. Där absorberar koldioxid effektivt, fångar och återutstrålar all infraröd strålning, så man kan säga att dess växthuseffekt är ”mättad” i den våglängden. Koldioxid absorberar visserligen även i våglängder som ligger i närheten, fast sämre ju längre bort i spektrum. I våglängderna 670 cm^-1 respektive 664 cm^-1absorberar exempelvis bara 10% av molekylerna strålningen. Men ju högre halt av koldioxid, desto tätare blir det mellan allt fler molekyler, och 10% blir ett allt större antal molekyler. I våglängderna 673 cm^-1respektive 661 cm^-1 absorberar bara 10% av 10% (d v s 1%) av molekylerna infraröd strålning, och så vidare. Det betyder alltså att med ökad koldioxidhalt breddas våglängdsområdet där koldioxid absorberar alltmer strålning, men med allt mindre effekt på marginalen. Växthuseffekten ökar, men i decelererande takt.

Det som antas skapa ett klimathot är istället förstärkande effekter, framför allt ökade mängder vattenånga i atmosfären. I min bok Borde man oroa sig för klimathotet? undersöker jag om man kan se några tecken på att det pågår en sådan förstärkning.

Här är en lite mer teknisk förklaring av fysikern William Happer:

Klimathotet av Staffan Mörner Staffan 1

Borde man oroa sig för KLIMATHOTET?

Min bok ”Borde man oroa sig för klimathotet” kan köpas på Elsa Widdings förlag på webbplatsen Klimatkarusellen.

Några läsares reaktioner:

“Har boken hemma på bordet, slår upp ibland. Hade det på bordet vid middagsbjudningar (före Corona). Obetalbart bra. Riktig njutning att läsa. Beställde boken precis till mitt barnbarn som födelsedagspresent- 13 år. Perfekt!”

“Boken är mycket läsvärd, borde läsas av alla människor men främst av våra politiker så dom slutar med sina vansinniga och meningslösa projekt.”

“Jag läste färdigt din bok idag. Otroligt berikande och omtumlande. Vilket otroligt arbete som ligger bakom den.”