Een bijdrage van Arthur Rörsch.

Er is experimenteel gerede twijfel of de continue emissie en absorptie van CO2 in het stralingsveld dat door H2O in de dampkring wordt opgewekt een significant effect op de temperatuur van het oppervlak (de warmere stralingsbron) kan hebben.

Er is aan het oppervlak geen thermodynamisch evenwicht zolang er warmtestromen lopen. Die met elkaar in competitie en wisselwerking zijn. Als er één krachtige uitvalt, (e.g. zoninstraling tijdens de nacht), veranderen de warmtebalansen verrassend snel en de temperatuur afhankelijk van de specifieke warmte capaciteit (Cv) beneden het oppervlak. (Dat is de hoeveelheid warmte in Joules die nodig is om een vierkante meter oppervlak een graad Kelvin in temperatuur te doen stijgen). Traag aan het oceaanoppervlak (Cv= 107 J/K/m2) ; aan de vaste grond sneller (Cv nabij de 105 J/K/m2 afhankelijk van vooral het watergehalte. Dit onderscheidt het gedrag van een zee- van een landklimaat.

Sinds een jaar zijn we met een aantal (Nederlandse) fysici en een Amerikaan gespecialiseerd in IR stralingsfysica bezig om de klimaatverandering gedurende seizoenswisselingen te bestuderen.  Wij hopen dit in ons essay over zelfregulatie mechanismen in het klimaatsysteem theoretisch te onderbouwen door het begrip ‘attractor’ in te voeren, de conditie die een dynamische balans beschrijft (als meerdere krachten wisselend op elkaar inwerken) gedurende de dag-nacht wisseling.

Na een tijdelijke dichte bewolking die de zoninstraling tot 60% verlaagt, verandert de conditie van de dynamische warmtebalans over 24 uur = de attractor daarna binnen een paar dagen in die voor die van heldere hemel en die tijdsduur is ook afhankelijk van de warmtecapaciteit van het oppervlak. Dit staat op grond van meteorologische en oceanografische waarnemingen vast als een huis.

Als we het over snelheidsveranderingen van warmte fluxen hebben (aan het oppervlak) vanaf en naar het oppervlak dan zijn er drie, naast de stralingfluxen van belang, in onderstaand schema aangegeven Wec, Ws en Wud.

Figuur. The major energy flows in a diurnal cycle during day time at a particular location

on a particular day of the year.

Wec, evapoconvectie, ook wel genoemd de transpiratie van het oppervlak, Ws, de winden en zeestromen aan het oppervlak, ook wel genoemd advectie, en Wud, (up en down) de uitwisseling van warmte tussen oppervlak en geconserveerde warmte in de ondergrond door conductie.

Ik denk dat in de General Circulation Models (GCM) (Randall at al 2000, 1000 pagina’s uiteenzetting), die voor weervoorspellingen worden gebruikt, al deze stromen wel goed worden verrekend (al zijn de Navier Stokes vergelijkingen niet oplosbaar). Het beginsel van de attractor is echter niet ingebouwd en daarom loopt de weervoorspelling op een termijn van een week vast. En de beschouwing van de eigenschappen van de attractor zijn mijns inziens van overwegend belang om de seizoen klimaatverandering boven 30 N te verklaren. En met verwaarlozing van het effect van de attractor lopen de voorspellingen voor klimaatverandering op langere termijn vast.

Ik denk te kunnen berekenen hoe de attractor verandert als bijvoorbeeld de netto IR uitstraling van het oppervlak door verdubbeling van de CO2 concentratie wordt verminderd met 3,7 W/m2 (een getal waar alle theoretisch straling fysici het over eens lijken te zijn). Wij rekenen met een effect op de attractor van 4,2 W/m2 dat theoretisch is af te leiden als alleen de verandering van de waterdampspanning een rol zou spelen bij een potentiële verandering van de oppervlakte temperatuur, door welke oorzaak dan ook.

We komen dan tot de conclusie dat het effect van 4,2 W/m2 vermindering netto IR uitstraling van het oppervlak op de oceaan leidt tot ca 0,.15 C temperatuurstijging, en op vaste grond tot 0,3 C. Maar dat dan onder de conditie dat dit ook niet gepaard zou kunnen met verminderde zoninstraling door toenemende wolkbedekking. Bij 2% daarvan krijgt de oppervlakte temperatuurverandering een negatieve waarde.

Is duidelijk dat onbekendheid in de huidige mainstream klimatologie met het begrip voor het functioneren van een attractor volgens mij ontbreekt . Een begrip dat in andere natuurwetenschappelijke disciplines dan de klimatologie al geruime tijd leeft.

Print Friendly, PDF & Email