Simple Question, Simple Answer… Not

Guest commentary by Spencer R. Weart American Institute of Physics

Saan usein sähköpostia tieteellisesti koulutetuilta ihmisiltä, jotka etsivät yksinkertaista laskelmaa kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttamasta ilmaston muutoksesta. Minkälaisilla fysikaalisilla kaavoilla ja kaasujen tiedoilla ennustetaan lämpötilan tulevaa nousua. Kysymys on luonteva, kun otetaan huomioon kun julkiset kasvihuoneilmiön luonnehdinnat usein esittävät sen yksinkertaisena fysikaalisena asiana. Nämä ihmiset, jotka useimmiten ovat vanhempia insinöörejä, tulevat epäluuloisiksi kun asiantuntijat tuntuvat välttelevän heidän kysymyksiään. Jotkut yrittävät selvittää omin päin vastaukset (esimerkiksi Lord Monckton) ja valittavat siitä, miten asiantuntijat hylkäävät heidän kauniit päättelyketjunsa.

Insinöörien vaatimus siitä, että uhkaava globaalimuutos todistettaisiin sivulla tai parilla kaavoja, kuulostaa järkevältä, ja näillä vaatimuksilla on pitkä historia. Historia paljastaa miten ilmastojärjestelmän luonne väistämättä pettää yksinkertaisista vastauksista pitävät.

Yksinkertaisin tapa laskea Maan pintalämpötila olisi käsittää ilmakehä yhtenä, yhtenäisenä kappaleena, kuten lasilevynä jota kannatellaan pinnan yläpuolella (kuten “kasvihuoneilmiön” yksinkertaisimmassa esityksessä). Mutta tämä lähestymistapa ei anna globaalille lämpenemiselle lähellekään uskottavaa selitystä. On mahdotonta tehdä laskelmia keskiarvon perusteella, joka syntyy lyömällä yhteen lämpösäteilyn käyttäytyminen tiheässä, lämpimässä ja kosteassa ala-ilmakehässä siihen, miten se käyttäytyy ohuessa, viileässä ja kuivassa yläilmakehässä. Jo 1800-luvulla fyysikot käyttivät “yksiulotteista mallia”. He olettivat ilmakehän olevan samanlainen joka puolella planeettaa, ja tutkivat sitä miten säteily siirtyy tai absorboituu kun se kulkeutuu ylös tai alaspäin kuvitellussa ilmapilarissa, joka ylettyy maan tasolta ilmakehän yläosiin asti. Tätä kutsutaan “säteilysiirtymäksi”, ja se on elegantti ja vaikea teoria. Siinä pyritään selvittämään sitä miten auringonvalo läpäisee kaikki ilmakehän kerrokset tullessaan maanpinnalle, ja miten maanpinnalta takaisin ylös siirtyvä lämpöenergia lämmttää jokaista kerrosta, kimpoillen edes takaisin kerrosten välillä tai karaten avaruuteen.

Kun opiskelijat oppivat fysiikkaa, heille opetetaan monia yksinkertaisia järjestelmiä jotka tottelevat muutamaa luonnonlakia, ja tarjoavat ihanan täydellisiä vastauksia: sivu tai pari kaavoja, ja valmista tuli. Opettajat harvemmin kertovat että nämä järjestelmät on poimittu paljon suuremmasta järjestelmien joukosta, jotka eivät melkein koskaan ole näin helposti palautettavissa laskelmiin. Yksiulotteista ilmakehämallia ei voida ratkaista sivullisella matematiikkaa. Ilmapilari täytyy jakaa tasoihin, ja laskea kynällä tai tietokoneella erikseen mitä jokaisella tasolla tapahtuu. Mikä pahinta, hiilidioksidi ja vesihöyry (kaksi pääasiallista kasvihuonekaasua) absorboivat ja sirovat eri tavoilla eri aallonpituuksilla. Samat, pitkät laskelmaketjut täytyy siis tehdä toistuvasti, erikseen jokaiselle säteilyspektrin osalle.

Page 1 of 3 | Next page