Historiska ögonblick inom klimatvetenskapen

Jag kan inte låta bli att hänföras av gamla vetenskapliga upptäckter och de som gjorde dem. Ärligt talat tror jag de flesta av oss skulle stå helt handfallna om vi skickades ett par hundra år tillbaka i tiden och blev tillsagda att bevisa den kunskap vi nu har. Även saker som vi nu anser vara enkla och självklara. Även för dem med fina akademiska titlar.

Idag reflekterar vi knappt över att vi på ingen tid alls lyckats isolera och ”strukturbestämma” ett för oss helt okänt virus. Vi tar det för givet. Det går dock nästan inte att föreställa sig hur mycket arbete som ligger bakom den kunskap som krävs för att åstadkomma detta. Ett ändlöst dunkande av pannor mot väggar, frustrationsvrål och ett oändligt antal motgångar för att då och då ta mikrosteg framåt. Som sen sakta men säkert bildar en helhet. Läs t ex om hur Sören Jensen, en kemist vid dåvarande Stockholms Högskola, lyckades reda ut vad som förorenade hans prover och hur vida spritt PCB var: Det mystiska miljögiftet – Maths Nilsson, författare

Ni säger att marknadsekonomin är grunden för vår välfärd? Skulle själv vilja hävda att vetenskapen och dess system för att publicera och sprida kunskapen har varit det helt avgörande. (Alltså, inget är svart-vitt förstås.)

Här några avgörande steg i klimathistoriken:

1640: Johann Baptista van Helmolt upptäcker koldioxid

Vi vet förstås att luften består av en blandning av gaser, men det finns egentligen inget självklart i detta antagande. Flamländaren Helmolt visade att det bildades en ”annan sorts luft” – än den vi andas – vid förbränning. Han kallade det ”gas sylvestre” (som vi nu vet är koldioxid). Likaså noterade han en annan sort luft som bildades i tarmar och av svampar, den kallade han “gas pingue” (=metan). Det var alltså Helmolt som myntade ordet gas som kan härledas till grekiskans ord för kaos.

Även om han gjorde en del experiment som känns rätt moderna i sin utformning var det uppblandat med en rad mer ”andliga” och mystifika uppfattningar om vår värld.

1754 Joseph Black konstruerar första ”koldioxiddetektorn”

Den skotske kemisten Black hettade upp kalciumkarbonat och upptäckte att materialet ”förvandlades” till kalciumoxid och någon sorts gas. Han noterade också att gasen kunde återförenas med den fasta kalciumoxiden och därmed återbilda kalciumkarbonaten. Just denna ”återfixering” till den fasta substansen gjorde att han kallade den för ”fixed air”. Den var dessutom identisk med den Helmolt hade kallat ”gas sylvestre”. Black visade också (ihop med andra) att det inte gick att tända ett ljus i denna luft och att möss inte överlevde i denna atmosfär.

Black upptäckte att denna ”fixed air” (koldioxid) bildade en fällning när man bubblade den genom en vattenlösning av kalciumhydroxid (det bildas då kalciumkarbonat och lösningen blir mjölkig). Han använde detta för att påvisa att koldioxid fanns i vår utandningsluft, bildades vid mikrobiell fermentering och vid förbränning av kol och olja. Blacks apparat förfinades senare av Henry Cavendish (som bland mycket annat också var först att beräkna jordens massa).

1824 Jean-Baptiste-Joseph Fourier beskriver växthuseffekten

Fourier beräknade att temperaturen på jorden borde vara mycket kallare än den de facto var om värmen enbart skulle bero på solens inkommande strålar. Hans hypotes var att atmosfären släpper igenom de inkommande solstrålarna men inte den utgående ”mörka” värmestrålningen från jordens yta. Även om Fourier, vad jag förstår, aldrig kallade detta för växthuseffekt så liknade han fenomenet vid hur atmosfären agerar som fönsterrutan i ett drivhus (anledningen till att det blir varmt i ett växthus beror dock främst på att det saknas konvektion där, dvs luften stängs inne, och inte på att IR-strålning absorberas på det sätt som växthuseffekten beskriver Existerar växthuseffekten? – Maths Nilsson, författare).

1856 Eunice Foote presenterar experimentella bevis för växthuseffekten

Eller rättare sagt, Footes resultat presenterades åt henne på en konferens anordnad av American Association for the Advancement of Science. Kvinnor var tydligen inte välkomna där! Footes resultat var de första riktiga experimentella bevisen på Fouriers hypotes. Hon hade fyllt glasrör med koldioxid samt fuktig respektive torr luft och sen placerat dem i solljus kontra skugga och kontrollerat temperaturen. Hennes försök visade att koldioxid och vattenånga absorberar mer energi än vad torr luft gjorde (framförallt koldioxid). Hon spekulerade också i att detta kunde ha påverkat klimatet i ”historiska tider”.

1859 John Tyndall presenterar fler bevis

Tyndall har varit den som fått äran av att först ha presenterat experimentella bevis för växthuseffekten, men som synes ovan stämmer det inte riktigt (det verkar oklart huruvida han hade haft kännedom om Footes försök). Hans experiment tycks dock ha varit mer omfattande än Footes och han påvisade hur kväve och syre inte ”fångade in” energi, vilket däremot koldioxid, vattenånga och ozon gjorde.

1896 Svante Arrhenius beräknar klimatkänsligheten

Arrhenius var först med att göra en beräkning av vad en fördubbling av koldioxidhalten i atmosfären skulle få för effekt på temperaturen (brukar kallas klimatkänslighet). Han kom fram till 5–6 °C, vilket ska jämföras med nutida bästa uppskattning: Sannolikt: 2,6-4,1 °C (66% range), Mycket sannolikt: 2,2-4,9 °C (90% range). Senaste IPCC-rapporten redovisade 1,5-4,5 °C men den är från 2013 (Arrhenius beräkningar skulle nog inte hålla idag, det var mycket fysik han inte kände till när det begav sig).

Men även om han insåg att våra utsläpp skulle leda till en uppvärmning kunde han för sitt liv inte förutse vilken enorm utveckling som skulle följa – han uppskattade att det skulle ta tretusen år innan koldioxidhalten i atmosfären skulle fördubblas på grund av våra utsläpp. Med nuvarande takt är vi dock där runt 2060 eller något sånt.

1901 John Koch och Knut Ångströms motbevisar Arrhenius

John Koch utförde, efter diskussioner med Knut Ångström (son till den mer kände Anders Ångström), experiment som motbevisade Arrhenius hypotes. Försök som man idag dock vet innehöll en del felaktigheter. Men resultaten gjorde att intresset för växthuseffekten avtog. Men bara tillfälligt.

1912 Diskussionen lever uppenbarligen i samhället

Växthuseffekten art fr 1912

1938 Guy Stewart Callendar sammanställer första globala medeltemperaturen

Callendar sammanställde en enorm mängd mätdata (som förstås inte fanns digitalt tillgängliga) och kom fram till att temperaturen var på uppåtgående (men verkade inte tycka det var något dåligt: ”the return of the deadly glaciers should be delayed indefinitely.”). Han lyfte fram att uppvärmningen kunde bero på växthuseffekten men fick inte jättegehör från sina vetenskapliga kollegor. De menade att det nog bara handlade om naturliga variationer. Och med tanke på mätningarnas kvalitet kunde man väl bevisa vad som helst?

Kunskapen om klimatet växte allt mer och farhågorna att de exponentiellt stigande koldioxidutsläppen utgjorde ett problem blev allt starkare. 1958 lyckades Charles Keeling med att mäta koldioxidhalten i atmosfären och upptäckte att den fluktuerade med årstiderna. När det är vår/sommar på norra halvklotet ”drar” växtligheten koldioxid ur atmosfären och halten sjunker för att sedan öka under höst/vinter. Detta har mätts kontinuerligt sedan dess (då han började var halten 313 ppm, den 7 juni 2021 var den 419 ppm).

1956 Första ”General circulation model” (GCM) of the atmosphere

Norman Phillips publicerade studie baserad på den första datordrivna klimatmodellen som beskrev flödena i troposfären. Datorn som användes hade ett minne på 5 kB och ytterligare 10 kB på ett externt minne…

1965 USA:s president vetenskapliga råds rapport

President Lyndon B Johnson fick redan1965 fick en rapport från sina vetenskapliga rådgivare som refererade till tre dussin vetenskapliga studier från 50 och 60-talet och de sa så här:

”Within a few short centuries, we are returning to the air a significant part of the carbon that was extracted by plants and buried in the sediments during half a billion years”

”Through his worldwide industrial civilization, Man is unwittingly conducting a vast geophysical experiment. Within a few generations he is burning the fossil fuels that slowly accumulated in the earth over the past 500 million years”

”By the year 2000 the increase in CO2 will be close to 25%. This may be sufficient to produce measurable and perhaps marked changes in climate.”

”The climate changes that may be produced by the increased CO2 content could be deleterious from the point of view of human beings.”

Och på den vägen är det. 2015 lyckades man empiriskt mäta och bekräfta en ökad växthuseffekt från två olika platser på jorden Observational determination of surface radiative forcing by CO 2 from 2000 to 2010 | Nature:

These graphs show carbon dioxide’s increasing greenhouse effect at two locations on the Earth’s surface. The first graph shows COradiative forcing measurements obtained at a research facility in Oklahoma. As the atmospheric concentration of CO(blue) increased from 2000 to the end of 2010, so did surface radiative forcing due to CO(orange), and both quantities have upward trends. This means the Earth absorbed more energy from solar radiation than it emitted as heat back to space. The seasonal fluctuations are caused by plant-based photosynthetic activity. The second graph shows similar upward trends at a research facility on the North Slope of Alaska. (Credit: Berkeley Lab)

I år (2021) publicerade NASA en studie som via satellit empiriskt kunnat mäta den ökade växthuseffekten också på global skala. Observational evidence of increasing global radiative forcing – Kramer – – Geophysical Research Letters – Wiley Online Library

(Förutspår att kritik kommer för att jag utelämnat artiklar om en stundande istid på 70-talet. Har redan tjafsat om det i ett par inlägg: Alarmism om istid på 70-talet? Konsten att plocka körsbär – Maths Nilsson, författare ).


Köp gärna min bok om du är intresserad av vad som hänt bakom kulisserna i klimatdebatten sedan IPCC bildades (eller bara vill sponsra det jag gör): Spelet om klimatet : vem kan man lita på i klimatdebatten? – Maths Nilsson – Bok (9789189215269) | Bokus

6 reaktioner på ”Historiska ögonblick inom klimatvetenskapen

  1. Maths,
    Du är en enorm källa till information kring klimat. Tack!
    Speciellt bra var det att få en utskrift av Presidentens rapport 1965, jag hade hört om den men inte sett texten. Med den vetskapen har amerikansk politik sedan dess utgjort Brott mot mänskligheten (om amerikanska presidenter vore åtalbara).
    /Ola

  2. Pingback: Widding, Salby, koldioxid och here we go again – Maths Nilsson, författare

Lämna ett svar till Ola Gabrielson Avbryt svar

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s