Terje Wahls blogg

Vår i lufta, trøbbel i troposfæren, synet på sola

14.4 2018 00:49

Jeg har lest flere interessante artikler på togturene til/fra jobben denne uka. Først skal vi se på Christy, Spencer, Braswell & Junod (2018): "Examination of space-based bulk atmospheric temperatures used in climate research", som nylig er trykket i International Journal of Remote Sensing. Dette er teamet bak UAH-algoritmen for beregning av satellittmålt troposfæretemperatur. I denne artikkelen tar de for seg hele troposfæren og litt til. Området "TMT" favner nemlig også noe av stratofæren. Som kjent synker temperaturen i stratosfæren både med økende CO2-nivå og synkende solaktivitet. Det er derfor viktig å huske i fortsettelsen her at TMT-trenden vil være noe lavere enn trenden for bare troposfæren.   

Som kjent er det ganske stort sprik mellom satellitt-trendestimatene fra UAH og RSS nå. I artikkelen har de også sett på TMT-estimater fra NOAA og University of Washington. Men hvordan kan man vite hva fasiten er? Da må man ty til værballongene, men heller ikke de er perfekte: Ikke gir de helt global dekning, og både sensor-teknologien og selve ballongene endres noe etter hvert som årene går. Mye av artikkelen i IJRS omhandler værballongene - hvordan målingene derfra må justeres, og hva gjenstående feilmarginer kan være. Deretter sammenliknes med hva satellittene har målt. Datasettet er for årene 1979-2015.  

Vel, vi går rett til konklusjonen: TMT-trenden fra værballongene estimeres til 0,10 grader/tiår ( +/- 0,03 ). Satellittmåleseriene spenner fra 0,08 til 0,14. Det konkluderes med at UAH-trenden ligger 0,02 grader/tiår for lavt, mens RSS-trenden ligger 0,03 grader/tiår for høyt. Det er foreløpig uavklart hvorfor UAH-algoritmen underestimerer trenden. Men årsaken til at (nåværende versjon av) RSS-algoritmen overestimerer TMT-trenden, er i følge forfatterne at RSS har gitt stor vekt til satellitter som på 1990-tallet driftet svært langt bort fra sine opprinnelige baneplan. Satellittens vinkel mot sola endres derfor over tid, og temperaturfordelingen på satellitten blir annerledes enn hva måleinstrumentene var designet for. 

Som kjent er det for tiden et stort sprik mellom trend-estimatene fra RSS og UAH også i nedre troposfære (TLT). Artikkelen går ikke inn på dette, men jeg vil tro at den grundige gjennomgangen som her er gjort av værballongmålingene, også vil kunne gi noe mer innsikt i nedre troposfære. Og inntil videre tror jeg fortsatt at gjennomsnittet av RSS- og UAH-trenden er en brukbar tilnærming til virkeligheten – slik den presenteres på Climate4you. 

Temperaturkurvene fra UAH og RSS for nedre troposfære, samt gjennomsnittet av de to. (Data: UAH og RSS. Grafikk: Climate4you)

For øvrig er Christy et al. svært kritiske til klimamodellenes yteevne i tropene (ref. den gamle debatten om manglende "hotspot" der). Illustrasjonen som de har valgt for å diskutere dette, er imidlertid fra den kanadiske klimamodellen, som i følge IPCC5 har en transient klimarespons (TCR) på hele 2,4 grader. Her på bloggen har vi jo forlengst konkludert at en TCR på 2,4 grader er altfor høyt. Det hadde vært mer interessant å se UAH-gjengen diskutere den norske NorESM-modellen (som har TCR = 1,4), men det får bli en annen gang. 

Solsyklusene som var 

Judith Lean ved Naval Research Lab (NRL) kommer med en ny publikasjon i disse dager, og der estimeres total solar irradians (TSI) tilbake til år 850 e. Kr. Dette er en ny versjon av den såkalte NRLTSI2-modellen, som regnes som den mest nøyaktige rekonstruksjonen av TSI. De nye estimatene for midlere TSI under de mest dramatiske fasene i solas utvikling siden Harald Hårfagres tid, er som følger: 

  • Oort Minimum (1010 - 1070): 1360,41 W/m2
  • Medieval Maximum (1100 - 1250): 1360,66
  • Wolf Minimum (1280 - 1350): 1360,20
  • Spører Minimum (1450 - 1540): 1360,15
  • Maunder Minimum (1645 - 1715): 1360,16
  • Dalton Minimum (1790 - 1820): 1360,42
  • Modern Maximum (1950 - 2009): 1361,08 

Det er to momenter som bør kommenteres i denne listen: 

  1. Solas moderne maksimum hadde den høyeste solaktiviteten siden vikingenes tid. 
  2. TSI-forskjellen mellom de forskjellige epokene har vært ganske liten (det er bare ca. 1 W/m2 som skiller Maunder Minimum og Modern Maximum). 

Når man i tillegg tar hensyn til at Jorda har en betydelig albedo, og at kloden vår har en nattside, så blir konklusjonen at variasjonen i det solare strålingspådrivet gjennom disse århundrene bare har vært i størrelsesorden 0,2 W/m2. Dette er langt mindre enn hva økingen i klimagasser bidrar med nå. Og noen svake solsykluser framover vil derfor bare kunne gi en nokså svak bremsevirkning på den globale oppvarmingen. 

Solaktiviteten enda lengre tilbake i tid

Denne uken kom også en annen viktig artikkel, og den rekonstruerer solaktiviteten mye lenger tilbake i tid. For i publikasjonen Wu, Usoskin, Krivova et al: "Solar activity over nine millenia: A consistent multi-proxy reconstruction" (Astronomy & Astrophysics, April 2018) er det de radioaktive Karbon-14 og Beryllium-10 som står i sentrum. Mange av de flinkeste folkene på feltet har samlet seg i denne artikkelen, og de mener å ha sortert ut noen gamle uoverensstemmelser. Spesielt mener de nå at man forstår bedre de forskjellene som tidligere har vært rapportert mellom beryllium-målinger i iskjerneprøver fra henholdsvis Grønland og Antarktis.

Kurven som de presenterer, viser at det var temmelig høy solaktivitet i en lang periode mellom 4000 f. Kr. og 1500 f.Kr. Disse proxy-målingene har nokså grov tidsoppløsning, så den enkelte solflekksyklus blir visket ut. Men selvsagt ser man tydelig Maunder Minimum og Modern Maximum mot slutten av serien: 

Den nye kurven for solflekktallet - i grove trekk fra proxy-målinger gjennom flere tusen år. (Bilde: Wu, Usoskin, Krivova et al, A&A 2018)

 

Solsyklusen som kommer

Den gamle og svake solsyklus nr 24 går mot slutten. Det gjenstår å se akkurat hvor lang eller kort den blir, men ting skjer: Solforskerne har allerede rapportert den første lille solflekken med motsatt polaritet. I den grad det blir synlige solflekker på solskiven resten av dette året og neste år, så vil det trolig være en blanding av flekker fra den gamle og den nye syklusen. Vi får vente og se litt, for bunnen er nok ikke nådd enda.  

Men det har vokst fram en veldig interessant teori og metode for varsling av styrken (antall solflekker) i neste solsyklus. Metoden ble første gang presentert i en artikkel i GRL i mai 1978, der det står i abstractet fra den gang at:

"On physical grounds it is suggested that the sun's polar field strength near a solar minimum is closely related to the following cycle's solar activity"

Denne metoden har gitt svært gode resultater når det gjelder prediksjon av solflekktallet for de påfølgende solsyklusene. Og i en draft-rapport som sirkulerer på nettet nå, viser Leif Svalgaard (Stanford University) at den polare feltstyrken nå rett før oppstart av syklus 25 er litt høyere enn den var ved starten av syklus 24. Prediksjonen er derfor at også denne solflekksyklusen kommer til å bli svak, men den vil bli litt sterkere enn den vi er i ferd med å legge bak oss (som var den svakeste på 100 år). Tallene indikerer for øvrig at syklus 25 vil bli litt svakere enn den ganske svake solsyklusen vi hadde på 1960-tallet. 

Prognosen fra Stanford University sier at solflekktallet for solsyklus 25 vil plassere seg et sted mellom syklusene 20 og 24. (Bilde: L. Svalgaard)

Hvis vi skal tro på dette, så kan vi glemme både et nytt Dalton Minimum og et nytt Maunder Minimum i denne omgang. Vår tids solsykluser likner nok mer på de man hadde rundt forrige århundreskifte. 

Norge rundt

NASAs satellitt Terra gjorde en fin passering over landet vårt denne fredagen for å se hvor langt våren har kommet. Her er status fra henholdvis Troms, Trøndelag og Oslofjorden:

Vinteren har fortsatt ikke sluppet taket i Troms, fredag 13. april. (Bilde: NASA Terra MODIS)
Litt barmark å se noen steder i Trøndelag fredag 13. april. (Bilde: NASA Terra MODIS)
Våren er på vei sørfra - helt sikkert! (Bilde: NASA Terra MODIS)

God helg!

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Terje Wahls blogg