Tag - Lagrange

Hindra solinstrålning istället för koldioxid?

Det är som att ta huvudvärkstabletter för att hantera alkoholskador. Eller kissa i byxorna när man fryser. -Att hindra solinstrålningen för att sänka medeltemperaturen istället för att minska utsläppen av koldioxid. Det dämpar symptomen av problemen en stund. Men det varar inte länge, det löser inte problemen och det skapar dessutom nya problem. SR Klotet handlar idag om Solar Radiation Management (SRM) i allmänhet och SCoPEx (Stratospheric Controlled Perturbation Experiment) i synnerhet (länk i slutet av den här artikeln).

Den här typen av quick-fix är en konsekvens av reduktionism och hybris. Dvs idén om att vi kan dela upp och isolera system och problem. Det går bra i laboratorier och med mekaniska system, men det fungerar inte i komplexa system och i synnerhet inte problem som omfattar allt liv på hela planeten. Människans hybris -jovisst har vi skapat fantastiska system och löst oerhört svåra problem, men det betyder inte att vi kan bemästra och kontrollera vilka problem som helst. I synnerhet inte om de involverar allt liv på hela planeten.

Men är det inte bra att forska på det här? Jo, forska är okay om det sker i laboratorier och med datormodeller. Men det man nu vill göra är att inleda experimenten ute i naturen. Just det som är planerat att ske i sommar kommer inte att påverka klimatet eller miljön. Det är bara till för att testa teknik och koncept. Men det är ett första steg på vägen att normalisera konceptet med storskalig manipulering av planeten. Men det är ju bara litet? Jovisst, men små experiment inte ger tillräckliga svar om det globala. Ska man säga något om den globala verkligheten (det är ju det man vill undersöka förutsättingarna för) så måste man göra det på global skala under flera år. Och förutom att det är förbjudet med storskalig manipulering av klimat- och ekosystem så skulle man i och med det storskaliga då redan påbörjat resan dit man inte ville.

Det är helt enkelt en farlig väg att börja vandra på. Syftet med småskaliga experiment är att förstå hur man ska kunna göra stora experiment. Men det storskaliga är dels inget som gagnar oss, ingen plats vi vill vara på, dels är det förbjudet.

Och inte minst, SRM skapar nya problem. Ändrade vädermönster, grogrund för geopolitiska konflikter, förändrad växtlighet, ozonuttunning, ”termination shock” (att det ännu snabbare blir varmare när man upphör med det) bara för att nämna några.

Vi vet vad problemet är: Det är för mycket växthusgaser i atmosfären.

Vi får lika mycket från solen som tidigare, men den förstärkta växthuseffekten gör att mindre strålar ut i rymden. Och eftersom energi inte kan förstöras så lagras det på planeten. Jorden ackumulerar värme. Det mesta, närmare 93%, lagras som värme i haven. Resten fördelas mellan att värma luften, värma marken och värma/smälta glaciärer. En del av denna energi manifesteras i form rörelseenergi, kraftigare vindar. Det hydrologiska kretsloppet blir också intensivare: Det avdunstar mer vatten och det regnar/snöar mer och intensivare.

Ser man jorden som ett mekaniskt system där problemet är att det bli varmare så är steget inte långt till approachen: ”Om det är jobbigt att se till att bli av med energi, se då istället till att minska inflödet.” Därför föreslår man ”Solar Radiation Management”, ”Albedo hacking eller ”The Pinatubo option” (att härma gigantiska vulkanutbrott). Ovälkommet barn har många namn. Alla är varianter av samma sak: Minska mängden solenergi som når marken genom att reflektera bort solenergi.

Men det löser alltså inte grundproblemet och det skapar dessutom nya problem.

Kan man inte göra det ett tag bara, det storskaliga alltså? -Nix. Man måste hålla på så länge det finns för mycket växthusgaser i luften. Förr eller senare så måste vi alltså ta oss an problemet med våra utsläpp av koldioxid.

Och väntar vi för länge med att minska våra utsläpp av koldioxid till noll (hur länge är det?) så hamnar vi i en situation där återkopplingar i klimatsystemet netto släpper ut mer koldioxid och metan än den absorberar och andra effekter som driver på ett allt varmare klimat. Återkopplingar som vi vet inträffar efterhand (det är så naturliga klimatförändringar sker). Det handlar om att ett varmare hav släpper ifrån sig mer koldioxid än det absorberar. Det handlar om utsläpp av metan och koldioxid från tinande permafrost. Och det handlar om att smältande glaciärer exponerar mörka mark- och havsytor som i sin tur absorberar solljus som tidigare reflekterats av snön och isen.

En korrekt lösningen på För mycket växthusgaser i luften är: Ta bort växthusgaser från luften.

Ett första, nödvändigt, men inte tillräckligt, är att sluta släppa ut koldioxid. (Och när man insett det så förstår man att det är långsiktigt meningslöst att utvinna fossilt kol och i synnerhet investera i prospektering och utvinning av nya fossila källor.)

När det gäller att ta bort koldioxid så kan man göra det på olika sätt. Det lättaste, billigaste och mest naturliga är att återbeskoga områden som tidigare haft skogar. Den är given. Den har även positiva konsekvenser för biologisk mångfald, produktion av matjord och dricksvatten.

Sveriges Radio Klotet sänder idag onsdag ett program som handlar om Harvard-projektet SCoPEx som vill göra inledande tekniska försök med utrustning för SRM. Man mötte för stort motstånd för experimenten i på hemmaplan i USA. Så man har ansökt om att få göra det i Sverige, på Rymdbolagets forskningsstation i Esrange, fyra mil öster om Kiruna.

/Martin

PS. I SR Klotet så nämner man i en passage ”Lagrangepunkten”. För den intresserade så skrev meteorolog Anders Persson en artikel om Lagrangepunkten här på bloggen för ett par år sedan. DS.

Lagrangepunkter och corioliseffekten

Lagrangepunkter

Här blandar vi både stort och smått. Följ med på en lite avancerad, men ändå inte helt obegriplig resa i tyngdlöshet, högt ovanför Jorden. Och för den som undrar om man verkligen har någon nytta av att förstå corioliseffekten, eller ens veta om att den finns så svarar Anders: ”-Gör jag bättre prognoser om jag förstår corioliskraften?

Svaret är detsamma som om du är fotbollskommentator. Att du förstår off-side regeln innebär inte automatiskt att du vet vad som ska hända om 5 sekunder, men det gör dig i stånd att förstå vad som utspelar sig på plan.” /Martin

Av Anders Persson: Svar till Solvid som skrev bl,a.:”Kanske kan vi då även utvidga Coriolis-krafterna till makrokosmos?” …Ja, corioliseffekterna återkommer i olika skepnader om och om igen. Till varje planet i solsystemet finns det fem s.k. Lagrangepunkter (L1,L2, L3, L4 och L5). Ett objekt placerat där följer med jorden i dess bana på ett fixt avstånd.

L1 och L2 ligger strax utanför och innanför jorden på en linje från solen. L3 ligger i jordbanan bakom solen, så den kan inte ses. Dessa tre lagrangepunkter är instabila vilket innebär att det objekt man placerar där, t.ex.en satellit (som man gjort i L1 och/eller L2) tenderar att glida bort och måste varannan vecka ”knuffas” tillbaka på plats.

Att L3 är instabil bevisar att någon s.k.”Planeten X” bakom solen, där alla flygande tefat skulle ha sin hemort, inte kan existera.

L4 och L5 ligger också i planetbanan men 60 grader före och efter planeten. Dessa punkter är stabila, dvs. varje objekt som hamnar där har svårt att ta sig därifrån. Jupiters L4 och L5 är därför samlingsplatsen för 100-tals små asterioder, ”Grekerna” framför Jupiter, ”Trojanerna” bakom.

Nyligen har man hittat en 300 m stor asteriod som ligger i en av jordens lagrangepunkter. Den heter 2010TK7 och ligger 60 grader före jorden, dvs den är en ”grekisk” asteroid (L4), jagad av ”trojaner” som ännu återstår att upptäcka.

Bildtext: En asteroid i lagrangepunkterna L4 (grekerna) och L5 (trojanerna). De ligger 60 grader före och efter Jupiter. Asteroiden hålls på plats av en corioliseffekt som beror på ett samspel mellan två dragningskrafter (solens och Jupiters, röda pilar) samt asteriodens egen centrifugalkraft (blå pil).

Det som gör att detta hör hemma på Martins vädersajt är att den mekanism som håller fast asteroiderna vid L4 och L5 är corioliseffekten. Nej, det är inget skämt. Böcker om celest mekanik på typiskt 600 sidor brukar ägna 15-20 sidor åt att reda ut bara detta.Men ni som läst om corioliskraften nyligen på dessa sidor ska få en snabbförklaring:

Som ni vet handlar corioliskraften på jorden om balansen, eller obalansen, mellan två krafter: jordens dragningskraft (gravitationen) och centrifugalkraften av dess dagliga rotation. I lagrangepunkterna L4 och L5 handlar det om balansen eller obalansen mellan tre liknande krafter, dragningskrafterna från solen och Jupiter samt centrifugalkraften av asteroidens rotation runt solen.

Corioliseffekten skapar alltså förutsättningar för stabila och instabila jämviktslägen i mellan planeterna i vårt solsystem. Det är inte bara fascinerande att förstå fysiken med vilken man kan beskriva skeende och företeelser i världen. Det är mycket fascinerande att se att, och hur, samma fysikaliska lagar kan tillämpas inom vitt skilda områden.

Corioliseffekten fyller samma funktion i Largrangepunkterna L4 och L5 som den gör i atmosfären, dvs att ”hålla fast” föremål/luftpaket, göra det svårt för dem att röra sig fritt genom att, när de rör sig, söka få dem att återvända till utgångspunkten. Detta är avgörande för att förstå den allmänna cirkulationen. Jag återkommer.(!) / Anders Persson

PS: Man går aldrig säker för corioliseffekten. Strax före jul 1914 drabbade brittiska flottstyrkor samman med tyska utanför Falklandsöarna i södra Atlanten. Artilleristerna hade i över 80 år haft klart för sig att långskjutande kanoner måste ställas in också med hänsyn till corioliseffekten (och inte bara vind och lufttemperatur). Men eftersom britterna just hade anlänt från sina hemmabaser gällde deras korrektioner på norra halvklotet där corioliseffekten viker av artilleripjäserna till höger i stället för till vänster. Det var på vippen att tyskarna vann den bataljen, men britterna upptäckt sitt misstag precis i tid. DS.