Hvilke faktorer forklarer den ekstra CO2 i atmosfæren?

Af Frank Lansner

Dette opslag er udtryk for forfatternes egne synspunkter og udgør ikke Klimarealismes syn på sagen, som er at de menneskelige udledninger forklarer tæt på 100 % af den ekstra CO2 i atmosfæren. Se her om kulstofbalancen af Jens Olaf Pepke Pedersen.

Hvor meget af de ekstra ca 130 ppm CO₂ i atmosfæren fra 280 til 410 ppm i den industrielle periode kan direkte forklares med menneskets udledning af CO₂ ?

IPCC´s standpunkt [1]:

“The increases in atmospheric carbon dioxide (CO₂) and other greenhouse gases during the industrial era are caused by human activities.“

2 grundlæggende synspunkter synes at støde sammen i dette spørgsmål:

1. Det er temperaturer der har presset CO₂ koncentration i atmosfæren op via mekanismer på hav og land. Omsætning af CO₂ i naturen er så stor at menneskets få % heraf kun er krusninger i overfladen som naturens buffere nemt absorberer
2. Nej, Naturens omsætning er så tilpas konstant at menneskets tilførsel ikke kun forsvinder i mængden men hertil bevirker den akkumulation af CO₂ vi kan observere i atmosfæren. Højere CO₂ i atmosfæren vil stoppe afgasningen af CO₂ . Menneskets udledning forklarer direkte hele stigningen af CO₂ koncentrationen.

Min egen opfattelse ligger et sted mellem disse to yderpunkter i debatten. Tingene er komplicerede så dette skriv er udtrykkeligt blot et oplæg til diskussion. Kommer der klare solide argumenter på banen så er det velkomment.

Mit udgangspunkt er at vi er nød til at se på de faktiske resultater og observationer rundt om på kloden selvom det er et noget ”tungt” approach. Vi er nød til at se på verden før vi kan sige noget om hvilke argumenter, grafiker og formler der er mest korrekte at bruge.

INDHOLD

1. CO₂ opløselighed i vand
2. Ocean carbon sinks
3. Ocean carbon sources
4. Når Ocean sink bliver til source
5. Temperatur påvirkning af Jord og overflademateriale
6. De våde områder 1: Havområderne på kontinentalsokkel
7. De våde områder 2: Moseområder/wetlands/floder
8. Sammenhængen temperatur – CO₂ akkumulation
9. CO₂ koncentrationer i fortiden
   9.1. CO₂ data fra iskerner
   9.2. CO₂ data fra stomata
   9.3. CO₂ data fra direkte målinger
10. Kritiken af Antarktiske CO₂ -iskernedata.
11. Min konklusion – indtil videre

1. CO₂ opløselighed i vand.

Mange vil nikke genkendende til Henrys lov der ved equilibrium siger at:

Mængde af CO₂ opløst i vandfase  =   Konstant x partialtryk CO₂ i gasfase. 

(Nogle gange ses dette beskrevet som fCO₂ = K*fCO ₂ hvor f betyder ”fugasitet” der fungerer nogenlunde som partialtryk i gasfase. f parametren er udmærket idet man direkte kan sammenligne ppm tal for vand og gasfase.)

K – ”Konstanten” – er dog kun konstant hvis andre faktorer er konstante. Mest interessant i vores sammenhæng er hvorledes konstanten ændrer sig som følge af temperaturændring. Lad os derfor hellere fokusere på hvordan CO ₂´s opløselighed reagerer ved ændring af temperatur.

Fig 1.

Opløseligeheden af CO ₂ i vand er således væsentligt mere følsom for temperaturændringer i kolde vande end varme vande.

Indtegnede blå linier tangerer ved hhv 7 gr C og 28 gr C.

• Opløseligheden af CO₂ i vand ændrer sig måske 2-3 gange mere i de kolde vande end i varme vande når temperaturen ændrer sig én grad.

Samtidigt ved vi at den globale opvarmning udviser ”Arctic amplification” betydende at de koldere farvande – ikke så langt fra den Arktiske havis – skifter temperatur lidt hurtigere end i de varme tropiske vande.

Der er altså potentiale for ret store ændringer i CO₂ opløseligheden specielt i koldere farvande når Jorden skifter temperatur.

2. Oceanets carbon sinks

Effektiviteten af de Arktiske ”CO₂-sinks” er således ret følsomme for temperaturændringer.

Fig 2.

I IPCC´s 5´rapport [1] kan man atter finde den fine gamle Takahashi et al. 2002 figur der illustrerer fordeling af CO₂-sinks (hvor CO₂ optages i oceanet) og CO₂-sources (hvor CO₂ afgives fra oceanet).

Den Nordatlantiske carbon sink

Jeg har markeret med 2 røde bokse herover den nok mest markante og omtalte Carbon sink på Jorden, nemlig det Nordlige Atlanterhav op til Barentshavet. En af årsagerne til at denne sink er så essentiel for Jordens Kulstofbalance er at vi har en unik vertikal blanding af havvand ned til 3 km dybde visse steder.

Fig 3.

Sabine et al. 2004 [2] grafik herover viser en stor akkumulation af menneskets udledte CO₂ der stadig opholder sig i den Nordligste halvdel af Atlanterhavet selvom det er trukket en smule længere syd på i forhold til sink-lokationerne Nordligst i Atlanten op mod havisen.

Min kommentar til ocean carbon sinks:

Indtil nu har jeg blot skitseret at vi har en vigtig Carbon sink i det Nordlige Atlanten der er forholdsvis påvirkelig af skiftende globale temperaturer. Vi har også Carbon sinks på den sydlige halvkugle hele vejen rundt langs breddegraderne ca 40S-60S på højde med New Zealand og det Sydlige Argentina.

Når Jorden varmes vil disse Carbon sinks reagere ved at blive dårligere til at optage CO₂.

Dette er ikke en effekt der ”går over” efter et år eller lignende. Nej, lige så mange år vi har haft en varmere periode så vil disse vande som udgangspunkt rent kemisk have været langsommere til at optage CO₂. Og lige så længe har varmen i sig selv været med til at akkumulere CO₂ i atmosfæren ved at reducere absorbtionshastigheden i oceanernes kolde farvande..

3. Ocean carbon sources

Fig 4. Havoverfladens CO₂ koncentrationer udtrykt som fCO₂ / ppm målt fra sejladser, Heinze et al. 2015 [3].

Øverste billede er gennemsnit af data 1970-2002 (eller ”1986 +/-”), nederste billede er fra 2003-2011 (eller ”2007 +/-”).

Fra 1986 til 2007 er atmosfærens CO₂-koncentration steget ca 34 ppm (Mauna Loa) fra 347 ppm til 381 ppm.

For såvel 1986 som 2007 ses at ækvator-området har noget højere fCO₂ end hhv 347 ppm og 381 ppm og i begge tilfælde afgasser området ved Stillehavets ækvator CO₂ for fuld tryk og stort overskud af CO₂. Dette er en CO₂ source til atmosfæren.

Af grafikerne figur 4 ses generelt højere CO₂ koncentrationer for havoverfladen omkring 2007 end omkring 1986. fCO₂-ocean er altså steget mens fCO₂-atmosfære er steget. Samme billede beskriver [4] og [12]  hvor havoverfladens fCO₂ for hhv. Atlantens lunere vande [4] og Stillehavet ved Mellemamerika [1] følges hånd i hånd med atmosfærens fCO₂. Og [5] skriver tilmed mere generelt om ”temperate waters” at:

” the surface water PCO₂value in temperate waters tracks the secular increase in atmospheric CO₂ with a time lag of about two years”.

Langs Stillehavets ækvator er koncentrationerne i havvandet langt højere end equilibrium med atmosfæren. Faktisk er der lommer der kommer op til havoverfladen med op til flere tusind ppm fCO₂ der pibler frem ved upwelling. Bemærk det lille tal ”4007” i højre side af signaturforklaringen øverst figur 4…

Upwelling sker normalt I den Østlige side af Stillehavets ækvator. Dernæst blæser overflade vandet langt mod Vest og man kan se at CO₂-koncentra-tionen klinger lidt af længere mod Vest.

En rigtig god beskrivelse fra Heinze et al. 2015 [3] :

”These old deep waters [koldt vand fra dybet på vej op til overfladen I Øst] are highly enriched in remineralized biogenic carbon, which then outgasses into the atmosphere. Thus, the upwelling regions are sources of carbon to the atmosphere both regarding the biological and the solubility pumps. This source effect dominates over the strong biological carbon uptake in upwelling regions, indicating that they are typically oversaturated in carbon and release CO₂ to the atmosphere.”

Altså: Det dybe kolde havvand indeholder meget CO₂ og kommer op til overfladen sammen med nutrienter og booster biosfæren ved overfladen. Opbygning af biosfære i sig selv snupper noget af CO₂ i vandet, men respiration frigiver derefter CO₂. Alt i alt haves en produktion af CO2 fra upwelling og biologisk aktivitet så stor at vi ender med at overmættet CO₂-vand kommer op til overfladen hvor CO₂ afgasser.

Min kommentar til ocean carbon sources:

I området der har fungeret som CO₂ source har vi haft produktion af CO₂ nedefra fra upwelling og biologiske processer. Nogle gange afslører lommer af vand at fCO₂ koncentrationer der produceres kan være flere tusind ppm altså ”super-overmættet” CO₂ vand.

Koncentrationerne i overfladevandet for Carbon source området er steget i perioden 1970-2011.

I samme tidsrum er koncentrationen af CO₂ i atmosfæren steget nogenlunde tilsvarende.

Hvad vil der ske hvis vi har en produktion af meget overmættet CO₂-vand nedefra møder en atmosfære med f.eks 50 ppm større CO₂ koncentration?

Produktionen af CO₂ nedefra vil stadig afgasse, men afgasningen vil blot finde sted ved fCO₂-ocean ca 50 ppm højere.

Hvis noget blokkerer afgasningen fra oceanet, så vil den producerede CO₂ akkumulere yderligere og sende fCO₂-ocean længere op.

Hastigheden hvormed afgasning finder sted er afhængig af forskellen mellem koncentrationerne fCO₂-ocean og fCO₂-atmosfære.

– Og vi har konstateret [3], [4], [5] og [12] at denne forskel på koncentrationerne fCO₂-ocean og fCO₂-atmosfære er ca den samme i dag som for dekader siden for de respektive Carbon CO₂ source områder.
fCO₂-ocean og fCO₂-atmosfære er tilsyneladende blot steget nogenlunde i takt og afgasningen kan fortsætte i tempo ca som for dekader siden.

I områder som det Nordlige Arktis [4] hvor vandet ikke er forsynet med ”egen CO₂ produktion”, ikke er en CO₂ source, der har fCO₂-ocean IKKE fulgt med fCO₂-atmosfære op. En vigtig forskel. Således kan stigning i f CO₂-atmosfære i sig selv godt styrke oceanets kolde CO₂-sinks evne til at optage CO₂.

Så umiddelbart lader højere fCO₂-atmosfære ikke rigtigt til at være en udfordring for CO₂ source afgasning, i hvert fald for de vigtigste ocean CO₂ sources.

Men har temperaturstigning så en effekt?

En temperaturstigning medfører hurtigere afgasning end ellers muligt. Opløseligheden af CO₂ i havvandet bliver mindre ved højere temperatur.

Flohn et al. 1982 [6] undersøgte netop afgasninger i denne region hvor de undersøgte kolde La Nina år versus varme El nino år. Teamet kom frem til:

”in a warm water year, more than one Gt (10¹⁵ g) carbon is additionally injected into the atmosphere, in comparison to a cold water year.”

En meget klar erkendelse af at temperaturstigning medfører mere CO₂ i atmosfæren.

4. Når ocean sink bliver til ocean source

Nu har vi set på verdens største CO₂ sink i Nordatlanten og verdens største CO₂ ocean source ved Stillehavets ækvator.

Men dertil kommer mange andre områder af oceanerne som i nogle tilfælde måske er lidt mere ”på vippen”.

Stillehavet, Sutton et al. 2017 [7].

Fig 5. Pil markerer forsøgsstation hvor teamet målte overgang fra carbon sink til carbon source i forbindelse med temperaturstigning.

Fra 2013 oplevede vi en temperaturstigning i den Nordlige del af Stillehavet. Sutton el al. 2017 [7] har analyseret dette og de kom frem til følgende:

”Starting in late 2013, elevated seawater pCO2 values driven by warm anomalies cause this region to be a net annual CO2 source for the first time in the observational record, demonstrating how climate forcing can influence the timing of an ocean region shift from CO2 sink to source.”

“The eventual shift from CO2sink to source will depend not only on anthropogenic change but also on how climatic oscillations, such as the Pacific Decadal Oscillation and North Pacific Gyre Oscillation, influence this region into the future.”

Så til trods for at vi nu har mere CO₂ i atmosfæren end nogensinde målt,  så betød varmere vand i det Nordlige Stillehav at området svingede over til at blive netto carbon source.

Dette eksempel kan ikke ”bevise” ret meget, men viser blot at temperaturstigning kan overtrumfe de højere CO₂ koncentrationer i atmosfæren.

5. Temperatur påvirkning af Jord og overflademateriale

Fig 6

Så tager vi et smut på land. Crowther et al. 2016 [8] har studeret CO₂ afgasning som funktion af temperatur på 49 testsites fordelt på Nordamerika, Europa og Asien.

”Our empirical relationship suggests that global soil carbon stocks in the upper soil horizons will fall by 30 ± 30 petagrams of carbon to 203 ± 161 petagrams of carbon under one degree of warming”

Teamet vurderer at en vedvarende opvarmning på 1 K vil medføre at overfladens muld og jord til at afgiver ca 30 Gt. CO₂. Vi har til sammenligning en total akkumulation på ca 2 Gt om året af CO₂ i Jordens atmosfære.

Der findes måske andre teams end dette i NATURE der kommer frem til andre resultater, men i så fald har vi blot atter et område hvor the science ikke synes settled.

6. De våde områder 1: Havområderne på kontinentalsokkel

”De våde områder”: I tillæg til de meget aktive CO₂-sources på havet specielt hvor vi har upwelling skal vi også omkring de våde områder i form af moseområder/wetlands, floder, deltaer og ikke mindst mangrover og havområderne på kontinentalsokkel langs kysterne.

Disse våde områder er karakteristiske ved at de har en stor omsætning af carbon og at det altså i ret høj grad – ligesom for Stillehavets Østlige ækvator – er netto resultatet fra denne omsætning der afgør om vi har en Carbon source eller en carbon sink. Og hvis der er tale om en netto ”produktion” af CO₂ , så er det ikke noget der nemt kan undertrykkes af et højere CO₂ indhold i atmosfæren. Den mængde CO₂ som produceres afgasser gerne uanset højere fCO₂-atmosfære.

Mange artikler med fokus på CO₂-kredsløbet i de våde områder har det til fælles at forfatterne synes overbeviste om at disse områder er vigtige for hele klodens CO₂-balance og at dette felt generelt ikke er godt nok repræsenteret i opgørelser for carbon-kredsløbet.

Caribien, Astor et al. 2013 [9] :

“Although continental margins represent only about 0.5% of the ocean volume and occupy less than 8% of the seafloor, they play an important role in regulating the exchange of carbon dioxide(CO₂) and the storage of carbon within the global ocean”

Altså, selvom havområder på kontinentalsoklerne kun udgør omkring 8 % af oceanernes areal har disse områder en vigtig rolle for omsætningen af Carbon.

Fig 7. Cariaco basin undersøgt fra 1996 til 2008.

Astor et al. 2013 [9] konkluderer om dette Caribiske farvand:

“72% of the increase in fCO₂ in the Cariaco Basin between 1996 and 2008 can be attributed to an increasing temperature trend of surface waters
…
At the Cariaco site, the ocean is primarily a source ofCO₂ to the atmosphere, except during strong upwelling events”

Teamet finder ikke blot at havsoklen er netto source af Carbon, men påpeger at den dominerende faktor for mere afgasning af CO₂ til atmosfæren er stigning i temperatur.
– Og som vanligt, ikke et ord om at højere fCO₂-atmosfære skulle kunne bremse afgasning af produceret CO₂ eller blot være en faktor. Det er simpelthen ikke en faktor man observerer i praksis.

Canadas Østlige kontinentalsokkel, Rutherford et al. 2016 [10] :

Fig 8.

I artiklen “Source or Sink? A Modeling Study of Inorganic Carbon Cycling on the Scotian Shelf ” kan vi læse:

”Continental shelves account for a large proportion of global primary production, and potentially a disproportionate fraction of the carbon dioxide (CO₂) flux between atmosphere and ocean.“

Igen, forfatterne lægger ikke skjul på at disse områder er af stor betydning for hele Carbon kredsløbet.

“The continental shelf pump hypothesis proposes that continental shelves at high latitudes act as net sinks of atmospheric CO₂. However, direct measurements on the Scotian Shelf, off eastern Canada, indicate that this shelf region acts as a net source of CO₂ to the atmosphere.”

Forfatterne forklarer at de havde forventet at området ville opføre sig som Carbon sink, men resultaterne viser det modsatte. I artiklen forklarer teamet at temperaturer, saltindhold og vind samt upwelling spiller ind, men de gør klart at de ikke helt har kunnet sætte fingeren på den konkrete mekanisme der gør området til en carbon source.

Californiens kontinentalsokkel, Ikawa et al. 2013 [11] :

“Upwelling transports heterotrophic, CO₂ enriched water to the surface and releases CO₂ to the atmosphere, whereas the presence of nutrient-rich water at the surface supports high primary production and atmospheric CO₂ uptake.”

“We estimated that the coastal area off Bodega Bay was likely an overall source of CO₂ to the atmosphere”

“the sink and source balance of CO₂ flux was highly related to salinity and SST during the pCO₂ measurement periods”

De faktorer der nævnes at kunne påvirke denne CO₂ source er upwelling, primary production og havoverfladens temperatur.

Eastern Tropical Pasific ocean, Brown et al. 2015 [12]:

Fig 9 Fra Mellemamerika: Grøn linie viser fCO₂ i atmosfæren,  brune ”+” viser årlige gennemsnit for fCO₂ i havoverfladen.
-> fCO₂-ocean og fCO₂-atmosfære følges op. <-

Igen ser vi at når CO₂ koncentrationen i atmosfæren stiger, så bliver det mødt med stigende CO₂ i havoverfladevandet i områder der er CO₂-source. Disse havomrpder har derfor hele vejen igennem tilpas høj koncentration til at produktionen af CO₂ fra havvandet kan gasse af. Henrys lov eller lignende er simpelthen ikke afgørende. Der produceres CO2 og det skal ud.

Teamet slutter af:
“The region is a net contributor to atmospheric CO₂ ”

Farvandet mellem Kina og Korea, the Yellow sea, Xue et al. 2012 [13] :

Fig 10, The Yellow sea mellem Kina og Korea.

“During summer and winter, the pCO₂ distribution in most parts of the study area was strongly influenced by sea surface temperature, while biological processes played an important role during fall and spring.
…
we estimate that the entire Yellow Sea, including both the NYS and the SYS, was a net CO₂ source.”

Dette ret store kontinentalsokkel-farvand er altså netto CO₂ Source og der er tale om en region med ”produktion” af CO₂ . Temperatur, Primary production mv. er også her nævnt som faktorer der har indflydelse på mængden af CO2 afgasning. Derimod pCO₂ i atmosfæren omtales igen ikke som faktor.

Levanten, Kreta, Det Østlige middelhav, 2009-2015,  Sisma-Ventura et al. 2017 skriver:

“Comparison of pCO₂ to SST [havoverfladetemperatur] yielded a strong positive correlation, suggesting that seasonal variations are the result of a thermodynamic effect on the carbonate system in the seawater.
…
These calculations indicated that this region is a net source of CO₂ to the atmosphere over an annual cycle
…
with the fast warming and increased stratification of its surface water the CO₂ source of the Eastern Mediterranean is expected to expend spatially”

Teamet finder at temperatur regulerer afgasningen af CO₂. Andel af CO₂ i atmosfæren nævnes ikke som faktor.

7. De våde områder 2: Moseområder/wetlands/floder

Så går vi til de våde områder på land.

Indiske Wetlands, Biswas et al. 2018 [15].

Også Biswas et al. 2018 Indikerer at deres område – Wetlands – har meget stor impact i det samlede carbon kredsløb, de forklarer:

”The carbon storage and sequestration capacity of wetlands are assumed to be the highest compared to any other terrestrial ecosystems”

Wetlands er essentielle for carbon kredsløbet på land.

“These marshy vegetative lands have high gross primary productivity and along with the anaerobic surroundings, they inhibit decomposition process, thereby preserving the sequestered carbon within the soil layers (Anderson et al., 2016).”

“Analyzing all the results it can be concluded that the aquaculture ponds of East Kolkata Wetland system is acting as a source of carbon dioxide in all three seasons, namely pre-monsoon, monsoon and post-monsoon. Higher air-water CO₂ fluxes were observed during the summer months (pre-monsoon season) followed by monsoon season and the least in post-monsoon season. 

• This indicates that with more increase in temperature in near future, more CO₂ emission is expected to take place”

Vi har igen kombinationen af netto produktion af CO₂, temperaturstigning medfører mere afgasning af CO₂ . Højere CO₂-koncentration i atmosfæren
er ikke noget der nævnes at påvirke afgasningen af den producerede CO₂.

Wetlands Georgia, USA, Wang et al. 2017 [16], Flodområde

Fig 11.

Teamet arbejder med 12 stationer langs Duplin floden i ”marsh land estuary” omgivelser. Estuary er nogenlunde det samme som mangrove.

Interessant er at se hvor høje CO₂ koncentrationer vi atter finder når der er tale om CO₂ produktion, flere tusind ppm CO₂ . Overfladevandet kan vi således kalde ”super-overmættet” i fh.t atmosfæren.

Teamet har valgt at vise atmosfærens 400 ppm til sammenligning som en flad streg på ders grafer.
Således udmærket illustreret hvorfor fCO₂-atmosfære gerne forslår som en skrædder i h… når det gælder at bremse CO2 der produceres. Her er Henrys lov sat uden for klassedøren.
Vi ser også at CO₂ koncentrationer stiger jo længere nede ad floden vi befinder os.

“Overall pCO₂ levels were lowest in the coldest month (February), increasing from about 500 ppm at the mouth to 3000 ppm at the head, and highest in the warmest month (August), increasing from 3500 ppm at the mouth to 7500 ppm at the head. Throughout the year, pCO₂ levels for all stations were higher than in the atmosphere (400 ppm), showing that waters of the Duplin River estuary were a net source of CO₂ to the atmosphere year‐round.”

De varmeste perioder medfører mest afgasning. Teamet forklarer selve i artiklen at CO₂ koncentrationer helt op til 12.000 ppm er observeret i August i forbindelse med lavvande. Endvidere beskrives hvordan det er ret velkendt at observationer i naturen ofte har højere tal for afgasning end man kan fremstille i laboratorie. Respiration er en vigtig driver for CO₂ afgasning.

Kinesiske bjergfloder, Li et al. 2018 [17]

Kommentarer fra artiklen ”Riverine CO₂ supersaturation and outgassing in a subtropical monsoonal mountainous area (Three Gorges Reservoir Region) of China” [17]:

“First investigation on TGR rivers shows higher than expected CO₂ emission rates.
…
Our calculated CO₂ areal fluxes were in the upper-level magnitude of published data, demonstrating the importance of mountainous rivers and streams as a global greenhouse gas source, and urgency for more detailed studies on CO₂ degassing, to address a global data gap for these environments.”

Også dette team finder at disse våde områder på land overrasker når det gælder CO₂-afgasning og de vurderer at disse områder er vigtige for forståelsen af carbon kredsløbet.

 “The pCO₂ levels ranged from 50 to 6019 µatm with averages of 1573 (SD. ±1060) in dry Autumn and 1276 (SD. ±1166) µatm in wet Summer seasons. 94% of samples were supersaturated with CO₂ with respect to the atmospheric equilibrium (410 µatm).”

Resultater også fra disse floder viser at CO₂ koncentration i overfladevandet er markant overmættet i forhold til atmosfærens CO₂ koncentration, hvilket igen skyldes at CO₂ produceres i disse miljøer af biologiske processer herunder respiration.

Fig 12. Afgasning af CO₂ pr m² for en lang række andre områder/artikler.

Li et al. 2018 viser en oversigt over en stribe andre resultater fra lignende områder. Den aktuelle TGR Rivers ligger måske lidt over middel når det gælder afgasning. Eksempelvis har den koldere Hudson River mindre afgasning pr. m². Men alle flodområderne afgasser CO₂ .

Mangrove områder, Rosentreter et al. 2017 [18]

En mangrove er et område der har forbindelse til havet men alligevel ligger omgivet af landområder.

Teamet forklarer vigtigheden af mangroveområderne for Carbonkredsløbet:

“The coastal ocean comprises linked ecosystems including estuaries, wetlands and the continental shelf at the dynamic interface between rivers and the open ocean. As such, carbon cycling in the coastal ocean connects terrestrial and oceanic carbonate chemistry, and this zone is an important component of the global carbon budget”

Fig 13.

Teamet fandt voldsomt høje tal for CO₂ afgasning for de 3 Australske mangrove områder (der også kaldes ”Estuaries”):

“Mangrove surface water pCO₂ followed a clear tidal pattern (ranging from 387 to 13,031 ppm) with higher pCO₂-values in the wet season than in the dry season.”

Igen, der er tale om områder der biologisk producerer CO₂ til afgasning, gerne ved respiration.

Og så er vi igen så heldige at forskerne her deler en masse resultater fra lignende artikler/undersøgelser:

“The vast majority of mangrove CO₂ gas exchange studies found surrounding waters were supersaturated in CO₂ with respect to the atmosphere, hence, a net source of CO₂.”

Således har vi efterhånden slået fast at super CO₂-overmættet vandoverflade på ingen måde er et særsyn hverken til havs, langs kyster og i våde områder på land og det skyldes bl.a. upwelling og biologiske processer.

Duarte et al. 2017. [19]

Alt imens vi nu ellers lige har fået slået fast at
”The vast majority of mangroves..  are a net source of CO₂”
bakket op af 38 studier, så har Duarte et al. 2016 et lidt andet budskab.

Områder af typen: ” Vegetated coastal habitats, including seagrass and macroalgal beds, mangrove forests and salt marshes…”

omtaler Duarte et al. 2017 [19] som carbon sinks, “the hidden forests”.  Dog er Duartes indlæg mere I generelle termer uden eksempelvist at artiklen indbefatter et konkret studieområde hvor de har målt CO₂ koncentrationer i havoverfladen – modsat de andre artikler jeg har citeret.

Makroalger (tang etc) , Kraus-Jensen 2016 [20]

Ganske som Duarte et al. 2017 omtaler Krause-Jensen områderne ”habitats such as seagrass meadows, salt marshes and mangroves”, og jeg kan se at de 2 har et samarbejde der ser ud til at have produceret 2 artikler med et lidt lignende indhold og idé.

Krause-Jensen 2016 forklarer at Makroalger i form af tang som vi har herhjemme i vores farvande (og finder udbredt langs kyster mange steder på jorden) bidrager som netto Carbon sinks.

Jeg ser ikke umiddelbart hvilke faktorer man mener kan påvirke styrken af disse sinks, så jeg kommer ikke til at bruge disse artikler til så meget for nu.

Min kommentar til ”de våde områder” kontinentalsokler og på land.

Nogle af de mest essentielle områder der bidrager til afgasning af CO₂ til atmosfæren er de våde områder til lands og i kystregioner. Ofte har de våde områder en ”produktion” af CO₂ via upwelling og/eller biologisk produktion ledsaget af respiration. Denne produktion af CO₂ kan danne meget høje koncentrationer af CO₂ i vand der ofte således er overmættet med CO₂ og derfor afgasser CO₂ til atmosfæren.

Dette at CO₂ koncentrationen i atmosfæren ligger på 400 ppm i stedet for f.eks. 350 ppm, betyder ikke at produktionen af CO₂ til afgasning stopper. Det betyder blot at afgasning af den producerede CO₂ finder sted ved lidt højere CO₂ koncentration i overfladevandet. Så umiddelbart er der ikke en iøjnefaldende mekanisme der kan bremse afgasningen fra disse CO₂ producerende miljøer – eftersom det er produktionen af CO₂ der primært afgør mængden af CO₂ til afgasning.
Ingen artikler har nævnt atmosfærens CO₂ indhold som en hæmmende faktor for disse essentielle afgassende områder, områder der er CO₂ sources.

En del artikler nævner direkte at højere temperatur medfører mere afgasning af CO₂ , andre blot at der er mest afgasning i de varmere måneder. Visse artikler påpeger at makroalger/tang generelt virker mest som Carbon sink, men ikke så meget om hvilke parametre der her kontrollerer styrken af disse tang-sinks.

Fig 14. (se også fig 9). Stillehavet ud for Mellemamerika:
Stigende koncentration af CO₂ i atmosfæren går hånd i hånd med stigende CO₂ i havoverfladen. Idet CO₂ ”produceres” så vil stigende CO₂ i atmosfæren tvinge CO₂ til akkumulation i havoverfladen indtil vi får samme delta mellem fCO₂-sea og fCO₂-atm og afgasningen kan fortsætte i samme tempo som CO₂ produceres.

Det overordnede billede for CO₂ sources / sinks

Vi har gennemgået en række konkrete observationer for CO₂ sources og CO₂ sinks fra hele verden.

Fokus har været på at omtale de typer af mekanismer og regioner der bidrager mest muligt til carbon kredsløbet. Og fokus har været på at fremhæve forskernes egne vurderinger af hvilke faktorer der påvirker kredsløbet mest.

Mange af de forsker teams der har udført konkrete observationer og resultater nævner at for deres konkrete område, der er det temperaturer, upwelling, biologiske mekanismer og vinde der påvirker effektiviteten af carbon sources. Nogle nævner at temperatur, vind og strøm kan have betydning for carbon sinks. Adskillige fremhæver netop temperaturer som den vigtigste faktor der regulerer carbonbalancen.

Nogle viser at fCO₂-atmosfære ikke har nogen videre betydning for CO₂ sources. Mange nævner ikke fCO₂ som faktor overhovedet. Nogle nævner at fCO₂-atmosfære har betydning for Ocean sinks. Højere fCO₂-atmosfære styrker effektiviteten af CO₂ sinks i koldere vande.

Blandt de forskere der faktisk er i felten med ”jord under neglene” er det helt alment anerkendt at højere temperaturer medfører mere CO₂ afgasning og mindre effektive CO₂ sinks.

Jeg har endnu ikke set en artikel fra de forskere der producerer konkrete resultater som taler imod at temperaturen er en vigtig faktor. Jeg har ikke set ét eneste eksempel hvor et konkret studie viser at temperaturen ingen effekt har.

Derfor er det både naturligt og legalt at vurdere at temperaturen alt i alt fra de mange forskellige sites har en effekt og derfor forklarer noget af den ændring der har været i fCO₂-atmosfære i de senere dekader.

8. Sammenhængen temperatur – CO₂ akkumulation

Hvis vi ser på de store ocean Carbon sinks: Ved højere temperatur så falder evnen til at optage CO₂ . Denne effekt vil også være til stede det efterfølgende år hvis temperaturen stadig er høj. Faktisk vil denne effekt kunne fortsætte i 1000 år hvis varmen fortsætter i 1000 år. Så længe vandet er varmere vil det optage CO₂ langsommere.

Og omvendt, CO₂ fra koldt dybhavsvand der rejser mod overfladen vil være hurtigere til at afgive CO₂ i varme år hvor CO₂-opløseligheden er faldet. Lige så mange år overfladen er varm, lige så mange år vil denne effekt være aktiv.

For mange carbon source miljøer hvor upwelling ikke er den dominerende faktor, der vil typisk respiration medføre afgasning af CO₂, og det sker typisk bedre ved højere temperatur, mere sollys. Ved havmiljøer og kontinentalmiljøer hvor upwelling foregår, eller i floder hvor mineraler ligeledes tilføres løbende, der må udgangsåunktet være at hvert år med meget sollys og varme vil producere nogenlunde lige meget CO₂. Ingen forskere medvirkende til de konkrete resultater har indikeret andet.

Så grundreglen her er altså at mange år med varme tilfører ca samme mængde CO₂ hvert år.

For soil afgasning, så bliver det mere realistisk at forestille sig at afgasning ved højere temperatur vil klinge noget af ved mange år i træk med varme. Vi mangler uhindret tilførsel af materiale.

Så, på papiret har ingen forskere i materialet indikeret en tidsbegrænsning på effekten af varme år.

Men på spørgsmålet hvorvidt øget CO₂ indholdet i atmosfæren kun følger temperaturer ét år eller lignende, der har vi svaret lige her:

Fig 15. Grå graf er årlig stigning i fCO₂-atmosfære målt fra Mauna Loa. Blå graf er globale temperaturer fra UAH.

Disse 2 størrelser svinger i takt – både for kortere udsving på et enkelt år, men også for flerårige udsving.

Vi ser at akkumulationen af CO₂ i atmosfæren følger temperaturen ikke i ét år, men i hele perioden.

De år hvor UAH globale temperaturer ligger på + 0,5 K anomali , der akkumuleres CO₂ op mod 3 ppm/år mens år hvor globale temperaturer ligger på 0 K der akkumulerer CO₂ snarere ned mod 1 ppm/år.

Vi husker Flohn et al. 1982 [6] der på tilsvarende men tidligere data konkluderede lignende:

”in a warm water year, more than one Gt (10¹⁵ g) carbon is additionally injected into the atmosphere, in comparison to a cold water year.”

Længere perioder efter større skift i temperaturniveau skal altså ret hurtigt give betragtelige ændringer i CO₂ koncentrationen.

Forskerne Humlum, Stordahl og Solheim beskriver i Humlum et al. 2013 [21] :

”Changes in ocean temperatures appear to explain a substantial part of the observed changes in atmospheric CO₂ since January 1980.”

Fig 16.

Humlum et al. 2013 : Ii hele dataperioden 1980-2011 ses akkumulation af CO₂ at finde sted med peak ca 9-10 måneder efter udsving i globale temperaturer. Det er ikke en effekt der ”går over” efter et år eller lignende.

De giver klart udtryk for at temperaturerpåvirkning forklarer en væsentlig del af stigningen af CO₂ koncentrationen i atmosfæren.

Lærebog brugt på videregående udd. Inst. For Atmospheric sciences ”Textbook Physics of the Atmosphere and Climate” [22]. Murry Salby. Beskrives I kommentarer på Amazon som ”En klassiker” og har fine tilbagemeldinger fra 4 universiteter i USA.

Fig 17.

Murry Salby beskriver I sin textbog til universiteter:

“..a significant portion of the observed increase in r˙CO₂ derives from a gradual increase in surface temperature.
Together, emission from ocean and land sources (∼150 GtC/yr) is two orders of magnitude greater than CO₂ emission from combustion of fossil fuel. These natural sources are offset by natural sinks, of comparable strength. However, because they are so much stronger, even a minor imbalance between natural sources and sinks can overshadow the anthropogenic component of CO₂ emission.”

Ganske kort fra Hermann Harde 2019 [23] :

”the temperature itself dominantly controls the CO₂ increase.”

McKinley et al. 2017 [24]

”variability in CO₂ flux is large and sufficient to prevent detection of anthropogenic trends in ocean carbon uptake on decadal timescales.”

Goldberg et al. 2008 [25] :

”Studies of the temperature anomalies during the last 27 years show a close relationship with the varying increase of CO₂ in the atmosphere. Volcanic eruptions and La Niñas reduce CO₂ values and El Niños increase them. This close relationship strongly indicates that ocean temperatures and the solubility of CO₂ in seawater control the amount of CO₂ being absorbed or released by the oceans.”

Dr. Jarl Ahlbeck 2009 Åbo Univ. Finland [26]

On the increased rate of atmospheric Carbon Dioxide Accumulation.

“using two-dimensional regression analysis, the CO₂ increase rate could not be explained by the emissions because temperature was the dominating parameter that controlled the increase rate.”

Essenhigh et al. 2009 [27]

“With the short (5−15 year) residence time results shown to be in quasi-equilibrium, this then supports the (independently based) conclusion that the long-term (∼100 year) rising atmospheric CO₂ concentration is not from anthropogenic sources but, in accordance with conclusions from other studies, is most likely the outcome of the rising atmospheric temperature”

Munshi et al. 2015 [28]:

“Results do not indicate a measurable year to year effect of annual anthropogenic emissions on the annual rate of CO₂ accumulation in the atmosphere.”

Edwin Berry 2020 [29]:

“Human CO₂ is insignificant to the increase of CO₂ in the atmosphere. Increased natural CO₂ inflow has increased the level of CO₂ in the atmosphere.”

Edwin Berry 2019 [30]:

Samme Berry laver en pudsig opgørelse over hvilke artikler der støtter IPCC´s synspunkt om at menneskets udledninger direkte forklarer stigning i CO₂ mængden i atmosfæren og hvem der ikke gør:

“Authors who support the USGCRP and IPCC include

Archer et al. [4], Cawley [5], Kern and Leuenberger [6], and Kohler [7].

Authors who conclude human CO₂ increases atmospheric CO₂ as a percentage of its inflow include

Revelle and Suess [8], Starr [9], Segalstad [10], Jaworoski [11, 12], Beck [13], Rorsch, Courtney, and Thoenes [14], Courtney [15], Quirk [16], Essenhigh [17], Glassman [18], Salby [19-22], Humlum [23], Harde [24, 25], and Berry [26, 27].”

Disse referencer kan man finde i Berrys aritkel [30] hvoraf mange ikke er nævnt i dette klimarealisme.dk skriv.

Mine kommentarer Sammenhængen temperatur – CO₂ akkumulation

Argumentationen at stigende temperaturer spiller en vigtig rolle for CO₂ akkumulationen i atmosfæren gennem mange dekader støttes af en klar sammenhæng mellem årlig CO₂ akkumulation og globale temperaturer figur 15.

Og synspunktet støttes af en lang række forskere i peer rev udgivelser.

9. CO2 koncentrationer i fortiden

Har CO₂ koncentrationer tidligere haft store udsving uden menneskets hjælp?

9.1. CO₂ data fra iskerner

Fig 18. Glimrende essay opsummering af data fra 2 Grønlandske borekerner (GISP2, GRIP) og den tilsvarende Byrd, Antarktis [31].

Vi får her en hæderlig dokumentation af hvorledes store stigninger i atmosfærens CO₂ koncentration fra Grønlandske data synes at falde sammen med temperaturstigninger.

Bern et al. 1980, Grønland og Antarktis [32].

Her ser vi på en anden borekerne fra Grønland, nemlig ”Camp Century”, men pudsigt nok, samme billede viser sig:

Fig 19.

Udviklingen I figur 19 går fra højre til venstre. Øverste graf viser et stort hop i temperatur (givet ved ¹⁸O isotop målinger). Dette temperaturhop er overgangen fra istid til nuværende mellemistid, Holocene.

I tillæg ser vi at CO₂ koncentrationen i holocene når klart over 400 ppm.

Fig 20.

Nogenlunde Samme billede afspejles i Antarktis data fra Byrd stationen. Overgang fra istid til Holocene ledsages af væsentligt højere CO₂ koncentrationer og vi når op omkring 400 ppm CO₂ .

Grønland, Wagner et al. 1999 [33].

Fra artiklen ”Century-Scale Shifts in Early Holocene Atmospheric CO₂ Concentration”.

Fig 21.

Igen er det den Grønlandske GISP2 borekerne der analyseres, nu af Wagner et al. teamet 1999. Igen ser vi på overgangen til Holocene. Teamet finder ikke lige så høje CO₂ koncentrationer som Bern 1980 fandt fra Camp Century borekernen, men alligevel adskillige samples på 340-350 ppm CO₂ fra den tidlige Holecene periode, langt højere end 280 ppm der af IPCC anslås at være det naturlige niveau før menneskets påvirkning.

Oeschger et al. 1982 [34] :

Fig 22.

Grønland, Byrd borekerne analyseres igen.

Oeschger teamet finder også en lang række samples hvor vi når op omkring 400 ppm efter overgangen til Holocene fra istiden. Visse af disse samples er de dog i tvivl om rigtigheden af, men det er meget langt fra alle disse samples de kan sætte en finger på. Det ses at dataserien med tomme cirkler har højere værdier end sorte cirkler.  De tomme cirkler er ”first extraction”. Det omfatter den første gas de opfanger før iskernen som helhed er smeltet. Nogle gasser tilbageholdes i isen og ligger ikke i gassen direkte i borekernen.

Bern et al. 1980 [32] nævner disse to typer af data og foretrækker kun at vise first extraction da de mener at de er de bedste data – altså svarende til at de tomme cirkler i Oeschger et al. 1982 er de bedste data. Men Oeschger fremhæver ikke first extraction som værende de bedste data.

Fig 23.

Oeschger finder også en stribe meget høje CO₂ koncentrationer i den Antarktiske Byrde borekerne. Målinger ligger væsentligt højere end hvad IPCC opfatter som det naturlige niveau.

9.2. CO₂ data fra stomata analyser

Fig 24.

Stomata er porer på blade eller grannåle der lader CO₂ passere ind. Det er alment accepteret at planter reagerer på mindre CO₂ i atmosfæren ved at danne flere porer til at lukke CO₂ ind. Derfor bruges tætheden at stomata/porer til at estimere CO₂ koncentrationer i fortiden.

Steinthorsdottir et al. 2013 Hässeldala Port [CO₂] record, Sydlige Sverige [35].

Fig 25.

Teamet har analyseret stomata på blade fra slutningen af den seneste istid, perioden fra ca 14.000 – 11.500 år siden.

Således kommer vi henover Allerød perioden der var en kortere forløber for den varme mellemistid, holocene.

I denne periode peaker både produktiviteten og CO₂ koncentrationen i perioden for 12.900-12.700 år siden. CO₂ koncentrationen når op til ca 400 ppm. Få hundrede år senere da Allerødvarmen slutter er CO₂ koncentrationen styrtdykket ned til ca 220 ppm. Vi ser altså en særdeles dynamisk udvikling for CO₂ i forbindelse med Allerød varmen og dens hurtige forsvinden.

Teamet skriver:

“The record clearly demonstrates that

1. CO₂ concentration were significantly higher than usually reported for the Last Termination and
2. the overall pattern of CO₂ evolution through the studied time period is fairly dynamic, with significant abrupt fluctuations in CO₂ concentration”.

“The large-amplitude fluctuations around the climate change transitions may indicate unstable climates”

Store ændringer I CO₂ forklares med ændringer i klimaet.

Kouwenberg et al. 2005 [36].

Teamet har analyseret stomata data fra Jay Bath, Mount Rainier, Washinton state USA.

Fig 26.

Teamet skriver:

“atmospheric CO₂ levels are influenced by temperatureinduced changes in biospheric and marine feedback systems.”

Ja..

Og videre:

“Stomatal data increasingly substantiate a much more dynamic Holocene CO₂ evolution than suggested by ice-core data.
…
Involvement of seasurface temperature (SST) changes in the production and depletion of atmospheric CO₂ is strongly suggested by the apparent synchroneity between the timing of CO₂ maxima and minima in the stomata-based record (within uncertainty limits), and changes in North Atlantic Ocean SST as recorded offshore the Mid-Atlantic United States”

Teamet vurderer at vi har ret store udsving i CO₂ koncentrationer og at de skal ses i lyset af temperaturændringer.

9.3. CO₂ data fra direkte målinger

Vi har beskrevet de direkte CO₂ målinger tidligere [37] og vil her kun ganske kort komme ind på dem.

Fig 27.

Til venstre herover er vist de direkte målte CO₂ koncentrationer i atmosfæren 1900-1960, men hvor årene er ”scramblet”. Billedet tv er altså rent ”støj” i signalet.  Til højre er samme data, men vist med rigtige år. Her ser vi en peak i CO₂ koncentration 1930-50. Og denne peak falder nogenlunde sammen med den globale varmepeak 1930-50.

Nogle vil mene at forløbet th. med peak i CO₂ koncentration 1930-50 er rent tilfælde. De vil mene at fejl i data tilfældigvis har skabt en fejl-trend med peak der tilfældigvis falder hæderligt sammen med varmeperioden 1930-50. De Antarktiske data viser en total flad trend. ind gennem 1930-50 varmeperioden.

Fig 28.

Her er vist data fra direkte målinger over det sydlige Finland 1935, Kauko et al. For at undgå tilfældig støj i målingerne er data taget fra flyvemaskine i op til 1500 m højde. Målingerne viste en atmosfære med 360-370 ppm CO₂ i 1935 som baggrundsniveau. Målinger er taget ved 2 forskellige flyvninger med 11 mdr´s mellemrum.

Og samme resultat.

Man kunne måske forestille sig at CO₂ målinger fremstillet på denne vis ville blive accepteret som brugbare, men nu er dette jo klimadebaten, så selv direkte målinger taget 1500 meter oppe over jordoverfladen af den førende ekspert mht præcisionsmålinger af CO₂ 2 gange anno 1935 bliver afskrevet som fejl. Ja, så er det lidt op ad bakke.

Mine kommentarer til CO₂ data fra fortiden

Både i artiklerne der omhandlede nutidige observationer og i artikler der omhandler fortidens CO₂-variation gør mange forskere klart at koncentrationen af CO₂ i atmosfæren er helt anderledes stor og dynamisk end vi ser i de flade Antarktiske iskernedata. Dertil kommer at mange udtrykker stor effekt af temperaturvariation for Carbonbalancen.

10. Kritiken af Antarktiske CO₂-iskernedata

Umiddelbart kan man måske nikke genkendende til at Antarktiske CO₂ data fra iskerner forekomme umådeligt flade gennem perioder med ret store temperaturudsving gennem tiderne. Og nogle vil måske vurdere at Antarktiske CO₂-data ofte har lavere værdier and andre datatyper.

En af de mere kendte kritikere af de Antarktiske CO₂ data er den Polske professor Zbigniew Jaworowski [38].

Her blot nogle få af disse kritikpunkter.

Problemer med sprækker og indtrængende borevæske.

I isens gaslommer haves som udgangspunk atmosfærens indhold af f.eks. N₂, O₂, og CO₂. Med tiden vil isen befinde sig stadig dybere og dermed under stadigt større tryk. Større tryk medfører at gasserne overgår til en slags pseudomineral kaldet clathrater. Desto større tryk, desto mere af gasfasen forsvinder indtil gaslommerne i isen er helt væk. CO₂ indgår meget nemmere i clathrat-fasen end N₂, O₂ og udgår dermed først af gasfasen. Dette sker ved ca 200 meters dybde. Og kommer vi under 1200 meters dybde er gaslommerne helt væk.

I forbindelse med bore-processen vil trykket mindskes momentant og såkaldte mikroeksplosioner forekommer udbredt og det giver en anden type af gaslommer end de oprindelige. De nye sprængte gaslommer ses gerne som sprængte lag i isen i et større netværk og gas kan undslippe.

Men et måske endnu større problem i den forbindelse er borevæsken der kan trænge ind. Borevæske kan bruges til at fremme den fysiske boreproces, at lukke sprækker, og den kan bruges som frostvæske.
Borevæsken kan indeholde olier, tungmetaller og meget andet. CO₂ har en udpræget evne til at overgå til væskefase, mere end de fleste andre gasser i denne sammenhæng. Derfor kan selv den mindste tilstedeværelse af væske medføre mindsket CO₂ koncentration i den resterende gasfase.

Problemstillingen: Talrige nye sprækker, CO₂ der gerne overgår til væskefase og en borevæske der gerne trænger ind i iskernen. Sikke en cocktail.

Fig 29.

Et forsker team har undersøgt indholdet af bly i borekernen. Blyet stammer fra borevæsken. Normal niveauet for bly i isen er ca 5 picogram per gram is, og vi kan se at yderlag af isen har voldsomt meget mere bly. Faktisk kan en ret stor mængde bly spores langt ind i kernen indikerende at borevæske trænger langt ind.

Niels Bohr Instituttet [39] beskriver her hvordan man prøver at imødegå problemet:

”As a first step, ice samples are cut and the outer surface of the core is removed for decontamination.”

Altså, de yderste lag fjernes fra borekernen for at reducere problemet. Men er problemet væk? Hvis ikke problemet dermed er løst kan vi få for lave CO₂ koncentrationer i data. Problemet bliver større jo dybere ned i isen man kommer ned indtil ca 1200 meter hvor gaslommerne er væk og revnedannelse derfor vil blive størst når man borer.
Er problemet løst?

Et andet kritikpunkt:

Kan frisk luft ventilere gaslommer 100 meter nede i isen?

Ja, det lød måske lidt sært. Men for at IPCC´s brug af Antarktiske iskernedata skal være korrekt, så skal frisk luft ventilere og dominere gassen langt nede i isen. Der skal være fri passage i ”the firn” den løse sne så umådeligt dybt ned i isen, omkring 100 meter. Og hvorfor så det?

Fig 30.

Sipple ice core dataset ender ca 1890 med en større stigning i CO₂ koncentration op til godt 330 ppm. Altså ca samme niveau som 80 år senere. Neftel et al. 1985 [40] foreslog at luften dybt nede i isen, str orden 100 meter nede fra 1890, var i fuld kontakt med 1970 luften oven over iskappen. Uden konkret evidens for dette flyttede Neftel et al. data ca 83 år frem resulterende i den graf vi kender for Antarktis CO₂, fig 30 th. Det er den graf der bruges til at retfærdiggøre at fortidens CO₂-koncentration ligger på ca 280 ppm .

Man kan som bekendt ikke trække vejret under blot 1 meter sne fra en lavine, men 100 meter nede, dér har vi ventialtion af betydning? Virkeligt?

Kan vi i dag bore et 100 meter dybt hul i Antarktis isen og forvente 410 ppm CO2 nederst i borekernen – og også finde vore dages C14 indhold?

Kan man tage f.eks. en 2 meters borekerne fra 80 meters dybde og blæse luft gennem den i forsøgsopstilling?

Flere udfordringer..

Craig et al. 1988 [41] har analyseret forskelle i isotob og molekyl forskelle ned gennem ”the firn”, altså det delvis porøse islag i de øverste ca 100 m over den lukkede is. De studerede gravitionelle separationer af isotoperne og brugte netop den store højde til at studere forskellene. Men Craig et al. 1988 fandt kun forskellene ned gennem søjlen fordi udvekslingen af gas var så begrænset at konvektion ikke ødelagde deres resultater.

De skrev:

”the accumulating fim acts like a giant columnar sieve through which the gravitational enrichment can be maintained by molecular diffusion undisturbed by convective motions.”

Altså… “undisturbed by convective motions” : Der er ikke nogen bevægelse gasmassen, den står stille og kun derfor kan de observere molekylernes individuelle gravitative separation.

Dette i sig selv at Craig et al. fandt forskellige isotob-koncentrationer af f.eks, N₂ i forskellige højder taler imod påstanden om en nævneværdig udskiftning af gasmasse vertikalt.

Fig 31.

Dejlig smuk opsat information fra Niels Bohr instituttet [42] om disse emner. De forklarer: ”This zone, called firn, is open and porous and air can move freely within this zone”.

Altså stik modsat resultater fra Craig et al. [41] der netop udnyttede at luften ikke bevægede i the firn for at kunne studere hvordan bl.a. N2 isotober fordelte sig som følge af tyngdekraften ned gennem isen. De fandt netop ingen konvektion, ikke noget luft der ”moved freely” 100 meter ned gennem isen.

Og flere udfordringer…

Fig 32. Gengivelse af Watanabe 1997 i Jaworovski et al. 1992 [42].

Polare snemasser har en tendens til at danne tættere lag ”ice crusts” og de er observeret i forsøgslokationer hvor man har udført analyse. De kan dannes selv i meget kolde dele af Antarktis. Flere fænomener kan bidrage til disse.

Jaworovski et al. 1997 [38]:

” the formation of ice crusts has been recorded at many sites with mean annual sur-face air temperature reaching -57°C. Numerous Japanese, Russian and Norwegian stratigraphic studies have demonstrated that such high density ice strata (layers) are ubiquitous in the Antarctic ice sheet, where they form a multilayer structure (1to15) strata per meter depth, separating firn into horizontal pockets. This structure acts as a barrier to the free penetration of air into firn. The chemical and stable isotope fractionation of CO₂, CH₄, N₂, and O2occurring in the air trapped in the porous Greenland firn, indicates that this air in firn is isolated from the atmosphere. On this basis, Craig et al. revoked their earlier estimate of a difference between age of air and ice.”

“Watanabe (1977) m.fl.  [43] found that the ice layers maintain their continuity along the whole studied cross-section of firn, and that they continue horizontally for at least several tens of kilometers.
…
At the Siple station (mean annual temperature -24ºC), Neftel et al (1985) reported the existence of one 10-mm thick melt layer at a depth of 7 m. But from the Siple Coast (mean annual temperature -26.5ºC) Alley and Bentley (1988) reported nine melt layers, some of them more than 20 mm thick, distributed randomly in a 100 m deep core. At the Byrd station, hundreds of thin ice layers were reported from several cores by Gow (1968a).
…
In a 6 m deep snow and firn layer at the Vostok station, eight sun ice crusts and 19 wind crusts were found by Kotlyakov (1961). A well-defined stratification was also observed in the Vostok core down to several tens of metres below the surface (Korotkevich et al 1978).”

Eksistensen af disse lag gør ikke argumentet om fri luft passage ned i 100 meters dybde nemmere.

Mine kommentarer til kritiken af Antarktiske CO2-iskernedata.

Påstanden at vi har 280 ppm CO₂ i atmosfæren som et ret konstant niveau i naturen afhænger af brugbarheden af de Antarktiske CO₂ data og dernæst at data er brugt korrekt.

Mange er overbevist om at der er ret fri ventilation 100 meter ned gennem øverste is og dermed at de Antarktiske CO₂ data er brugt korrekt. Jeg er pt. Ikke rigtigt overbevist.

Neftel et al.1985 introducerede at der var ventilation af luft 100 m ned i den øvre is “firn” – og dermed kunne man bruge CO₂ data meget anderledes, og fik helt andre konklusioner.

Det slår mig at ingen samtidige forskere i dette miljø (endsige dem selv) gjorde anstrengelser for fysisk at eftervise denne påstand. Først mange år senere er der gjort visse forsøg på at eftervise Neftel et al. 1985´s påstand.

En interessant artikel Buizert et al. 2012 [45] argumenterer udmærket for at the firn faktisk kan transportere luft ned igennem de tykke lag. Så man skal aldrig sige aldrig. Men nu har jeg listet hvad en del af kritiken af Antarktiske iskernedata handler om.

10. Afsluttende kommentarer

Indledningsvist stillede vi spørgsmålet :

” Hvor meget af de ekstra ca 130 ppm CO₂ i atmosfæren fra 280 til 410 ppm i den industrielle periode kan direkte forklares med menneskets udledning af CO₂?”

Fig 33. IPCC´s grafik for CO₂-kredsløbet [44 fig 6.1] .

Hvis udgangspunktet for ens svar er IPCC´s grafik for CO₂-kredsløbet, så vil man givetvis ende med at komme til IPCC´s konklusion, nemlig at menneskets CO₂-udledninger forklarer hele stigningen i atmosfærens CO₂-indhold.

Bortset fra at der kan være uenighed om de enkelte tal i grafiken så haves et mere grundlæggende problem: Man vil hurtigt opdage at observationer gennemgået i dette skriv ofte ikke indgår. Eks:
Crowther et al. 2016 [8], artikel i Nature, kom frem til at en ændring i temperatur på 1 K over en årrække vil medføre at muld og jord til at ca 30 Gt CO₂ .

Men IPCC´s grafik – og mange lignende – afspejler en statisk situation hvor effekt af ændringer ikke indgår og dermed reelt er sat til 0.

-> Hvis udgangspunktet for IPCC´s grafik er at naturen ikke ændrer carbonkredsløbet, så kan vi kun komme til det resultat at ændringer helt må skyldes menneskets ændringer (= udledninger).

Men spørgsmålet er:
Hvor meget af ændringen i CO₂-koncentration er grundet ændringer i naturen
* versus *
Hvor meget af ændringen i CO₂ koncentration er grundet menneskets udledning.

Mange forskerteams vurderer at

A: Ændringer i temperaturer (samt andre forhold) spiller en vigtig rolle for ændringer i carbonkredsløbet. Det gælder både for undersøgelser hvor man har monitoreret konkrete geografiske essentielle områder i dag og det gælder for forsker teams der har set på fortidens ændringer i carbonkredløbet.

B: Variation i atmosfærens CO₂-koncentration er væsentligt større end gengivet i Antarktiske CO₂-data.

C: CO₂-koncentrationer har ofte været væsentligt højere end gengivet i Antarktiske CO₂-data.

Jeg ser ikke en stor overvægt at peer rev artikler der argumenterer mod at ændring i temperatur medfører betragtelige ændringer i atmosfærens CO₂-koncentration. Og man støder jævnligt på artikler der konkluderer at vi stadig mangler at vide meget om naturens mekanismer på dette felt.

Jeg synes vi skal godtage at der er en vigtig diskussion på området.

[1] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter7-1.pdf

[2] https://www.researchgate.net/publication/8452260_The_Oceanic_Sink_for_Anthropogenic_CO2

[3] https://www.earth-syst-dynam.net/6/327/2015/esd-6-327-2015.pdf

[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0967064508004335

[5] https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rstb.1995.0056

[6] https://www2.meteo.uni-bonn.de/bibliothek/Flohn_Publikationen/K287-K320_1981-1985/K299.pdf

[7] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017GL073814

[8] https://www.nature.com/articles/nature20150

[9] http://reef01.marine.usf.edu/sites/default/files/project/cariaco/publications/Astor_et_al_2013.pdf

[10] https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2016AGUOSAH24A0042R/abstract

[11] https://www.biogeosciences.net/10/4419/2013/bg-10-4419-2013.html

[12] https://pdfs.semanticscholar.org/33c1/d089bfff02f68500a5270e2461fb224e6656.pdf

[13] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924796312001674

[14] https://www.researchgate.net/publication/317825961_P_CO_2_variability_in_the_surface_waters_of_the_ultra-oligotrophic_Levantine_Sea_Exploring_the_air-sea_CO_2_fluxes_in_a_fast_warming_region

[15] https://www.researchgate.net/publication/323695965_Urban_Wetlands_-_CO2_sink_or_source_A_case_study_on_the_aquaculture_ponds_of_East_Kolkata_Wetlands

[16] https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lno.10614

[17] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169418300660

[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016703717307433

[19] https://www.biogeosciences.net/14/301/2017/

[20] https://www.nature.com/articles/ngeo2790

[21] https://www.researchgate.net/publication/257343053_The_phase_relation_between_atmospheric_carbon_dioxide_and_global_temperature

[22] http://www.langtoninfo.com/web_content/9780521767187_frontmatter.pdf

[23] https://www.researchgate.net/publication/335418316_What_Humans_Contribute_to_Atmospheric_CO2_Comparison_of_Carbon_Cycle_Models_with_Observations

[24] https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-marine-010816-060529

[25] https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1260/095830508786238369

[26] https://www.jstor.org/stable/43734884

[27] https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ef800581r

[28] https://www.researchgate.net/publication/281111296_RESPONSIVENESS_OF_ATMOSPHERIC_CO2_TO_ANTHROPOGENIC_EMISSIONS_A_NOTE

[29] https://www.researchgate.net/publication/334413385_Human_CO_2_Emissions_Have_Little_Effect_on_Atmospheric_CO_2

[30] https://www.researchgate.net/publication/334413385_Human_CO_2_Emissions_Have_Little_Effect_on_Atmospheric_CO_2/link/5d27e60ea6fdcc2462d60625/download

[31] https://wattsupwiththat.com/2020/01/07/greenland-ice-core-co2-concentrations-deserve-reconsideration/ og https://klimarealisme.dk/2020/01/08/et-kig-paa-de-groenlandske-co2-data-fra-indlandsisens-borekerner/

[32] https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/download/609/614

[33] https://www.researchgate.net/publication/12926198_Century-Scale_Shifts_in_Early_Holocene_Atmospheric_CO2_Concentration

[34] https://www.igsoc.org/annals/3/igs_annals_vol03_year1982_pg227-232.pdf

[35] https://www.researchgate.net/publication/258775861_Stomatal_proxy_record_of_CO2_concentrations_during_the_Last_Termination_demonstrates_dynamic_climate_behaviour_and_an_important_role_for_CO2

[36] https://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Kouwenberg_et_al_2005.pdf

[37] https://klimarealisme.dk/2019/09/18/direkte-co2-maalinger/?trashed=1&ids=3984

[38] http://www.warwickhughes.com/icecore/IceCoreSprg97.pdf

[39] http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/research/drill_analysing/cutting_and_analysing_ice_cores/analysing_gasses/sampling_and_analysing/

[40] https://www.nature.com/articles/315045a0

[41] http://web.gps.caltech.edu/classes/ge140a/Stable_Isotope_W19/Readings_files/Craig1988Science.pdf

[42] http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/research/drill_analysing/cutting_and_analysing_ice_cores/analysing_gasses/

[43] https://www.greenworldtrust.org.uk/Science/Scientific/CO2-ice-HS.htm

[44] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf

[45] https://www.researchgate.net/figure/a-Firn-density-r-left-axis-and-the-open-and-closed-porosity-s-op-and-s-cl_fig1_236269896