Del 1 i denne serien om sola og klima beskrev hvordan vi vet at solen har vært ansvarlig for noen av de store klimaendringene som har skjedd de siste 11 000 årene. I del 2 tok vi for oss en rekke endringer som solen forårsaker i klimaet i dag, inkludert endringer i planetens rotasjon og i polarvirvelen som endrer hyppigheten av kalde vintre.

Ingen av bevisene for solens effekt på klimaet vi har gjennomgått er inkludert i IPCC-rapportene. IPCCs rolle er å vurdere risikoen for menneskeskapte klimaendringer, ikke å finne årsakene til klimaendringene, som siden oppstarten har vært antatt å skyldes våre utslipp.

Del 3 av en 3-delt serie. Del 2 er her . Gjengitt med tillatelse fra Judith Curry. Skrevet av Javier Vinós.

De viktigste Sol-teoriene

Likevel fortsetter noen forskere å prøve å forklare solens effekt på klimaet og har utviklet tre forskjellige forklaringer. Disse tre teoriene utelukker ikke hverandre. Det at en er sann betyr ikke at de andre er usanne.

Den første teorien er basert på den direkte effekten på klimaet av endringer i solstråling. Fordi effekten er proporsjonal med årsaken, sier vi at den er lineær.

Denne teorien har blitt forsvart av Dr. Soon, Prof. Scafetta og 35 andre forskere i en fersk artikkel. [i] For å forklare solens effekt på klimaet, gjør disse forskerne sin egen temperaturrekonstruksjon, basert på landlige stasjoner for å unngå den urbane varmeeffekten, og sin egen rekonstruksjon av solaktiviteten de siste to århundrene. Figur 1 til venstre viser rekonstruksjonen deres sammenlignet med den som er akseptert av IPCC til høyre. Forskjellene mellom de to ville forklare en mye større effekt av solen på klimaet enn det som er akseptert av IPCC.

I den andre teorien er det kosmiske stråler som endrer klimaet, og solens magnetfelt regulerer antall kosmiske stråler som når jorden. Det er derfor en indirekte effekt, men også en lineær, siden endringen i kosmiske stråler ville være proporsjonal med solens aktivitet.

Denne teorien, foreslått av Dr. Svensmark, er basert på det faktum at kosmiske stråler lager ioner i atmosfæren som fungerer som skyfrø. [ii] En del av teorien har blitt bekreftet av eksperimenter i en partikkelakselerator, men det er ennå ikke kjent om effekten er signifikant nok. Et problem er at kosmiske stråler har økt mens satellitter viser en nedgang i det lave skylaget, noe som faktisk kan bidra til den observerte oppvarmingen.

Den tredje teorien er den jeg har foreslått. [iii] I den virker solen indirekte på klimaet, og effekten er ikke-lineær fordi andre faktorer er involvert. Ikke-lineær betyr at effekten ikke er proporsjonal med årsaken. Dette forklarer hvorfor det ikke er noen direkte sammenheng mellom sola og overflatetemperaturer, selv om solens effekt er viktig. Hva er denne prosessen, som er i stand til å endre klimaet på en naturlig måte, som forskerne ikke har gjort ordentlig rede for? Det er varmetransport.

Endringer i varmetransport endrer klimaet

Hva er varmetransport?

Mesteparten av solens energi når jorden i tropene, og skaper en sone med overskuddsenergi som mottar mer energi enn den sender ut, vist i rødt i figur 4. Utenfor tropene er det to energiunderskuddssoner, som mottar mindre energi enn de avgir og hvis størrelse avhenger av årstidene. De er vist i blått i figur 4, som viser situasjonen om vinteren på den nordlige halvkule. Disse ubalansene bør resultere i kontinuerlig oppvarming i den røde sonen og kontinuerlig avkjøling i de blå sonene. At dette ikke skjer skyldes transport av varme, som også transporterer fuktighet og skyer, og er svært viktig for klimaet. Klimaet i enhver region avhenger av solstråling og transport av varme og fuktighet.

Varmetransport er en spesielt vanskelig klimaprosess å studere, og noen forskere som forsker på den mener dagens teorier ikke beskriver den på en tilfredsstillende måte. [iv] Sesongvariasjonen i varmetransport er svært viktig. På grunn av helningen til planetens akse, transporteres mye mer varme om vinteren enn om sommeren.

I det første kapittelet av den 6. vurderingsrapporten gir IPCC en klar forklaring på klimaendringene, og definerer årsakene som følger: «De naturlige og menneskeskapte faktorene som er ansvarlige for klimaendringer, er i dag kjent som strålingsdrivende ‘drivere’ eller ‘forcers’. Nettoendringen i energibudsjettet på toppen av atmosfæren, som følge av en endring i en eller flere slike drivere, kalles «strålingspådriv». I følge IPCC regnes ikke varmetransport som en strålingspåvirkning og derfor ikke en årsak til globale klimaendringer. Dens virkninger bidrar bare til intern eller regional variasjon. Dette perspektivet gjenspeiles i den begrensede oppmerksomheten som gis til varmetransport i IPCC-rapportene. I den massive 2391-siders 6. vurderingsrapporten er varmetransport bare kort omtalt i et 5-siders underavsnitt om havvarmeinnhold. [v] I dette underavsnittet lærer vi at klimaendringer skyldes varmetilførsel, mens endringer i havsirkulasjonen forårsaker omfordeling av varme.

For IPCC har ikke variasjoner i varmetransport bidratt til de siste klimaendringene fordi de kun omfordeler varme innenfor klimasystemet, mens nyere klimaendringer skyldes at varme tilføres systemet. Derfor kan ikke varmetransport forårsake globale klimaendringer, kun regionale endringer.

Er dette sant? Faktisk er det ikke det. Det er sjelden nevnt, men 75 % av jordens drivhuseffekt skyldes vanndamp og vannholdige skyer. [vi] Og deres fordeling etter breddegrad er ekstremt ujevn. Den tropiske atmosfæren inneholder mye vann, og den polare atmosfæren om vinteren inneholder nesten ingen. Derfor er drivhuseffekten i polarområdene ekstremt liten, og transporten av varme fra tropene til Arktis endrer utslippene. Dette betyr at totalen ikke er konstant, så varmetransport har evnen til å endre det globale klimaet gjennom endringer i vanndamp- og skyfordelinger.

På 1960-tallet uttalte Jacob Bjerknes at dersom toppen av atmosfærens flukser og oseanisk varmelagring holdt seg relativt stabil, ville den totale varmen som transporteres gjennom klimasystemet også holde seg konstant. Dette innebærer at endringer i atmosfærisk eller havtransport bør kompenseres av endringer av samme størrelse og motsatt fortegn i den andre. Denne Bjerknes-kompensasjonen er ikke empirisk påvist, men finnes i alle modeller til tross for at dens fysiske grunnlag er ukjent. [vii] Hvis kompensasjonen er sann, bør den resultere i at transporten er konstant og dermed ikke en årsak til klimaendringer.

Men igjen, virkeligheten er annerledes. Varmetransport kan øke i atmosfæren og også i havet, og endre mengden energi som transporteres. Faktisk er dette logisk fordi en viktig del av havtransporten er i overflatestrømmer drevet av vind, som også er ansvarlig for varmetransport gjennom atmosfæren. Hvis vinden øker, bør transporten i begge avdelingene øke.

Dette støttes også av data fra to studier av arktisk varmetransport de siste tiårene. [viii] Både atmosfærisk og oseanisk varmetransport økte tidlig på det 21. ^århundre . I Arktis har vintertemperaturene steget kraftig. Det er klart at den varmen må transporteres dit, fordi solen ikke skinner i Arktis om vinteren, så det genereres ingen varme. Og temperaturøkningen har i stor grad økt utslippet av infrarød stråling til verdensrommet. Husk at drivhuseffekten er svært svak i Arktis på denne tiden av året, og varmen holdes ikke tilbake. På grunn av oppvarmingen av Arktis forårsaket av økt transport, mister planeten mer energi enn den tapte før.

Så, hva har forårsaket denne oppvarmingen av Arktis i det 21. ^århundre ? CO₂ har økt kraftig siden 1950-tallet, og effekten på strålingen er øyeblikkelig, de tar ikke 50 år. Det er også snakk om at det er en konsekvens av oppvarmingen som har pågått siden midten av 1970-tallet, men hvorfor skal det ta to tiår før varmen når Arktis? Vi har solen. Arktisk oppvarming og økt utgående stråling faller i tid sammen med nedgangen i solaktiviteten som begynte på midten av 1990-tallet med solsyklus 23, som, som vi har sett, ble ledsaget av en svekkelse av polarvirvelen.

Hvordan vet vi at endringen i solaktivitet forårsaket endringen i transport og oppvarmingen av Arktis? Fordi det har gjort det i tusenvis av år. En studie av ledende forskere så på forholdet mellom solaktivitet og Grønlands temperatur og fant at i løpet av de siste 4000 årene har solaktiviteten vært omvendt korrelert med Grønlands temperatur. [ix] Da solaktiviteten avtok, ble Grønland varmet opp, slik det gjør nå. Den sier også at det har vært perioder i de 4000 årene da Grønland var varmere enn det er nå, noe som ikke stemmer overens med å være forårsaket av våre utslipp.

Hvordan solen endrer varmetransport

Signalet fra solen mottas i det stratosfæriske ozonlaget, som absorberer mye av den ultrafiolette strålingen. Dette er en svært følsom mottaker fordi UV-stråling endres 30 ganger mer enn total stråling (3%). Men i tillegg skaper økningen i UV-stråling mer ozon, som også øker med 3 %. Med mer ozon og mer UV-stråling opplever ozonlaget en temperaturøkning på 1°C med solaktivitet, som er mye mer enn ved overflaten.

Ozonresponsen på endringer i solaktiviteten modifiserer temperatur- og trykkgradientene, og dette fører til at hastigheten til sonevindene i stratosfæren endres, som vi så tidligere. Når aktiviteten er høy blir gradientene større og dette fører til at vindhastigheten øker, og når aktiviteten er lav blir gradientene mindre og vindhastigheten avtar. I troposfæren genereres atmosfæriske bølger kalt planetbølger, og når vinden er svak, når de stratosfæren og treffer polarvirvelen og svekker den. Men når vinden er sterk, klarer de ikke å komme inn i stratosfæren og virvelen forblir sterk. Endringer i virvelen overføres til troposfæren, og endrer atmosfærisk sirkulasjon og varmetransport.

Planetbølger er atmosfæriske bølger av Rossby-typen. De største stormene på planeten passer inn i bølgene og har en enorm innvirkning på meteorologien. De er ansvarlige for noen av de mest ekstreme atmosfæriske fenomenene, som hetebølgene i Europa i 2003 og i Russland i 2010, og flommene i Pakistan i 2010, i Kina i 2012 og i Europa i 2013. Mengden energi de beveger seg er svimlende. Planetbølger er de største av alle, og kan under visse forhold nå stratosfæren, treffe polarvirvelen og svekke den.

For 50 år siden foreslo en forsker at hvis solen hadde en effekt på klimaet, var planetbølger en mulig kandidat for mekanismen. [x] Men ingen undersøkte denne muligheten, og avisen ble glemt.

En studie fra 2011 viste til slutt at han hadde rett, og viste at planetariske bølger på den nordlige halvkule reagerer på solsyklusen. [xi] Figur 10 viser solflekksyklusen i rødt og amplituden til planetbølgene i svart. Vi observerer store svingninger fra ett år til et annet fordi mekanismen ikke er eksklusiv for solen og det er andre årsaker som påvirker den. Dette er vanskeligheten med å studere ikke-lineære fenomener. Men effekten av solsyklusen er tydelig, fordi de høyeste amplitudene oppstår i perioder med lav solaktivitet.

Effekten dette har på polarvirvelen ble diskutert i del II og er vist i figur 11. Mer aktive solsykluser, med færre planetbølger, har raskere sonevind og sterkere virvler, mens under mindre aktive solsykluser svekkes økningen i planetbølger. virvelen.

Vi har allerede nevnt effekten dette har på hyppigheten av kalde vintre på den nordlige halvkule, men hvordan forklarer denne mekanismen endringen i det globale klimaet?

Hvordan solen endrer klimaet

Min teori er at når solaktiviteten er høy, forsterkes sonevindene, og hindrer planetbølgene i å komme inn i stratosfæren og lar virvelen forbli sterk gjennom vinteren. Ved å fungere som en vegg reduserer virvelen varmetransporten til Arktis om vinteren, og dette fører til at temperaturene synker, noe som reduserer de infrarøde utslippene til verdensrommet som lar varme slippe ut fra jorden. Alle disse trinnene er verifisert av forskere. Resultatet er at ved å redusere utslippene sparer planeten mer energi, noe som kan føre til at den blir varmere. Dette er situasjonen som skjedde fra midten av 1970-tallet til slutten av 1990-tallet, da planeten opplevde sterk oppvarming under høy solaktivitet.

Når solaktiviteten er lav, avtar sonevindene, og lar planetariske bølger komme inn i stratosfæren og treffe virvelen, og svekke den. Etter hvert som veggen svekkes, øker varmetransporten til Arktis, noe som får den til å varmes opp. Denne oppvarmingen øker utslippene til verdensrommet, og får planeten til å spare mindre energi. Resultatet er at planeten enten varmes saktere eller avkjøles, avhengig av andre faktorer. Fordi denne mekanismen regulerer mengden varme som kommer inn i Arktis om vinteren, har jeg kalt teorien min «Vinterportvakten».

Det er viktig å merke seg at dette ikke er en solteori, selv om den forklarer solens effekt på klimaet. Variasjoner i varmetransport er en generell årsak til klimaendringer. Kanskje den viktigste. Enhver faktor som vedvarende endrer mengden varme som transporteres blir en årsak til klimaendringer, og dette inkluderer platetektonikk og orbitale variasjoner. Denne teorien har evnen til å forklare istiden de siste 34 millioner årene, og veksten og krympingen av innlandsisene i istider og mellomistider. [xii] Forklaringene den gir passer bedre med bevisene enn CO₂-endringene.

Solmekanismen jeg foreslår har følgende funksjoner:

• Det er indirekte, for det som endrer klimaet er ikke endringen i solenergi, men endringen i varmetransport.
• Det er utelukkende på grunn av endringer i solens ultrafiolette stråling.
• Det produserer dynamiske endringer i stratosfæren, som er den delen av klimasystemet hvis respons på solen er viktig for klimaendringene.
• Mekanismen virker ved å endre forplantningen av planetariske bølger, som foreslått for 50 år siden.
• Siden det er flere årsaker som påvirker denne forplantningen, blir årsak-virkning-forholdet ikke-lineært, noe som gjør det svært vanskelig å studere fordi vi mennesker tenker lineært.
• Det påvirker den polare virvelen, som er ansvarlig for å overføre det som skjer i stratosfæren til troposfæren, og bestemmer posisjonen til jetstrømmene og den atmosfæriske sirkulasjonen om vinteren.
• I sin siste del endrer mekanismen transporten av varme til Arktis om vinteren. Dette er den mest synlige effekten av solen på klimaet. Vintertemperaturer i Arktis og hyppigheten av kalde vintre i det østlige Nord-Amerika og Eurasia avslører solens effekt på klimaet.
• Til slutt fungerer mekanismen fordi drivhuseffekten er ekstremt heterogen over hele planeten. Det er et veldig tykt teppe i tropene, som etterlater polene utsatt. Å øke CO₂ endrer ikke på det fordi mesteparten av drivhuseffekten skyldes vann, som endrer seg mye mer enn CO₂.

Denne teorien forklarer mange av problemene som solens effekt på klimaet alltid har hatt:

• Det forklarer misforholdet mellom den lille endringen i solenergi og den resulterende klimaeffekten. Endringen i solenergi gir bare signalet, som fingeren som trykker på knappen på en heis. Energien for å endre klimaet er levert av planetariske bølger, som bærer svært store mengder energi og virker på følsomme deler av klimaet.
• Det forklarer mangelen på årsak-virkning-korrelasjon hevdet av NASA og IPCC. Det er en ikke-lineær prosess som ikke kan kreves å ha en lineær korrelasjon.
• Det forklarer den nylige oppvarmingen av Arktis, som ikke kan forklares med CO₂ eller global oppvarming.
• Det forklarer den nylige økningen i kalde vintre på den nordlige halvkule som forskerne ikke kan forklare tilstrekkelig.
• Den forklarer endringer i jordens rotasjon på grunn av solen som ingen har klart å forklare. Endringer i atmosfærisk sirkulasjon indusert av solen er det som endrer vinkelmomentet som er ansvarlig for variasjoner i jordens rotasjon.
• Den forklarer den kumulative effekten av endringer i solaktiviteten på klimaet. Hvorfor store solminimum har så stor effekt, proporsjonal med varigheten. Lav aktivitet endrer energibalansen ved å øke utslippene gjennom hele varigheten av det store minimum, gradvis redusere energien i klimasystemet og føre til at effektene blir større og globale over tid.
• Det forklarer den større innvirkningen av solinduserte klimaendringer på den nordlige halvkule, ettersom den påvirker varmen som transporteres til Arktis. Den antarktiske polarvirvelen er mye sterkere og mindre følsom for solkraft. Dette er grunnen til at middelalderens varmeperiode og den lille istiden, forårsaket av solkraft, var mye mer uttalt på den nordlige halvkule.
• Det forklarer også en betydelig del av oppvarmingen fra det 20. århundre ^. De 70 årene med storslått solmaksimum i det århundret fikk planeten til å øke energien og varme opp.

Konklusjon

Solen har mye å si om fremtidens klima, men vi lytter ikke. Langsiktige endringer i solaktiviteten er sykliske, og det som bidrar til oppvarmingen nå vil trekke fra det i fremtiden. Denne teorien benekter ikke at endringer i CO₂ påvirker klimaet, og faktisk er den basert på forskjeller i utslipp på grunn av endringer i drivhuseffekten, bare ikke i tid, men i rom, med breddegrad. Men det er ubestridelig at hvis solen har spilt en relevant rolle i oppvarmingen av det 20. århundre , reduserer det rollen våre utslipp har spilt.

Referanser:

[i] Soon, W., et al., 2023. The detection and attribution of northern hemisphere land surface warming (1850–2018) in terms of human and natural factors: Challenges of inadequate data. Climate, 11 (9), p.179.

[ii] Svensmark, H., 1998. Influence of cosmic rays on Earth’s climate. Physical Review Letters, 81 (22), p.5027.

[iii] Vinós, J., 2022. Climate of the Past, Present and Future. A scientific debate. Critical Science Press. Madrid.

[iv] Barry, L., et al., 2002. Poleward heat transport by the atmospheric heat engine. Nature, 415 (6873), pp.774-777.

[v] Fox-Kemper, B., et al., 2021. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. 6th AR IPCC. Ch. 9 Ocean, Cryosphere and Sea Level Change. pp.1228–1233.

[vi] Schmidt, G.A., et al., 2010. Attribution of the present‐day total greenhouse effect. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 115 (D20).

[vii] Outten, S., et al., 2018. Bjerknes compensation in the CMIP5 climate models. Journal of Climate, 31 (21), pp.8745-8760.

[viii] Rydsaa, J.H., et al., 2021. Changes in atmospheric latent energy transport into the Arctic: Planetary versus synoptic scales. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 147 (737), pp.2281-2292. Tsubouchi, T., et al., 2021. Increased ocean heat transport into the Nordic Seas and Arctic Ocean over the period 1993–2016. Nature Climate Change, 11 (1), pp.21-26.

[ix] Kobashi, T., et al., 2015. Modern solar maximum forced late twentieth century Greenland cooling. Geophysical Research Letters, 42 (14), pp.5992-5999.

[x] Hines, C.O., 1974. A possible mechanism for the production of sun-weather correlations. Journal of the Atmospheric Sciences, 31 (2), pp.589-591.

[xi] Powell Jr, A.M. and Xu, J., 2011. Possible solar forcing of interannual and decadal stratospheric planetary wave variability in the Northern Hemisphere: An observational study. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 73 (7-8), pp.825-838.

[xii] Vinós, J. 2023. Solving the Climate Puzzle. The Sun’s surprising role. Critical Science Press. Madrid.