לגלישה באתר בגירסה המותאמת לסלולאר
| הוספת הודעה
הגדרות תצוגה

הגדרות עץ הודעות

מאפייני צפייה

הצג טקסט בתצוגה
הצג תגובות באופן
עדכן

פורום אקלים ואטמוספירה

ברוכים הבאים לפורום אקלים ואטמוספירה. הפורום עוסק בתחומים הבאים: *מידע על המתרחש באטמוספירה ובאקלים כדור הארץ. *מאמרים למתחילים ולמתקדמים בנושאי מדעי האטמוספירה. *מידע בנושאי גאוגרפיה. *תחזיות מזג האוויר. *מעקב ותחזית אחר מזג האוויר של השמש:סופות שמש,אורורה וכתמי שמש. *מחקרים חלוציים בתחום. *אסטרופיזיקה יחסותית (כל תחומי הפיזיקה המודרנית). *כל הקשור לגיאופיזיקה. חלק מהמידע מגיע ממקורות חיצונים כגון:לווינים,חלליות מחקר וכן אנשי מקצוע, והחלק השני מחובבים שמעונינים להביע את דיעותיהם וממצאי המחקר והעניין שלהם בתחום. ראיתם תופעה אטמוספרית שאין לכם עליה הסבר? רוצים להתעדכן על תחזיות מזג האוויר הצפויים ? בא לכם להביע דעה, או להשכיל בתחום? אנחנו כאן בפורום "אקלים ואטמוספירה " של תפוז נשמח לעמוד לרשותכם ולשירותכם.
אתר הפורום לזכרו של יריב: www.442.co.il

הנהלת הפורום:

אודות הפורום אקלים ואטמוספירה

ברוכים הבאים לפורום אקלים ואטמוספירה. הפורום עוסק בתחומים הבאים: *מידע על המתרחש באטמוספירה ובאקלים כדור הארץ. *מאמרים למתחילים ולמתקדמים בנושאי מדעי האטמוספירה. *מידע בנושאי גאוגרפיה. *תחזיות מזג האוויר. *מעקב ותחזית אחר מזג האוויר של השמש:סופות שמש,אורורה וכתמי שמש. *מחקרים חלוציים בתחום. *אסטרופיזיקה יחסותית (כל תחומי הפיזיקה המודרנית). *כל הקשור לגיאופיזיקה. חלק מהמידע מגיע ממקורות חיצונים כגון:לווינים,חלליות מחקר וכן אנשי מקצוע, והחלק השני מחובבים שמעונינים להביע את דיעותיהם וממצאי המחקר והעניין שלהם בתחום. ראיתם תופעה אטמוספרית שאין לכם עליה הסבר? רוצים להתעדכן על תחזיות מזג האוויר הצפויים ? בא לכם להביע דעה, או להשכיל בתחום? אנחנו כאן בפורום "אקלים ואטמוספירה " של תפוז נשמח לעמוד לרשותכם ולשירותכם.
אתר הפורום לזכרו של יריב: www.442.co.il

אקלים כדור הארץ - כיצד הוא מושפע מקרינה קוסמית?

מאת: פרופ` ניר שביב  פורסם: 18/06/2005  עדכון אחרון: 23/01/2007  
 
ראשית מספר עובדות:
1. במאה השנים האחרונות אכן היתה התחממות גלובלית. על זה אין עוררין. מסתבר אבל, שאין אנו חיים בתקופה החמה ביותר באלף השנים האחרונות. בימי הביניים לדוגמה, ניתן היה לגדל גפנים באנגליה, קרחונים נסוגו באותה מידה כמו היום, החוף הצפוני של גרינלנד מופה בדיוק מדהים על ידי הוויקינגים (ומספר מאות שנים אחר"כ לא ניתן היה כלל להגיע אליו!) ועוד כהנה וכהנה. כמו כן, היו שינויים גדולים בעבר. לדוגמה, ב50 שנים האחרונות של המאה ש-17, היה קר יותר באופן משמעותי מלמשל במאה ה-19. (התמזה קפאה כמעט כל שנה בעוד שהיום הדבר לא קורה כלל).
לא ניתן ליחס את ההתחממות בין המאה ה-17 ל-19 לאפקט החממה! מסתבר אבל, שהשמש נהייתה יותר פעילה בתקופה זו.

2. אכן ישנה קורלציה בין כמות הפחמן הדו חמצני לבין הטמפרטורה על סקלת זמן של עשרות אלפי שנים בהם תקופות קרח באו והלכו (ככל הנראה ממחזורי מילנקוביץ` של שינויי פרמטרי המסלול של כדור הארץ).
אולם קורלציה אינה בהכרח אומרת שפחמן דו-חמצני משפיע על הטמפרטורה.
יכול להיות שטמפרטורה משפיעה על הפחמן הדו-חמצני!
 
פענוח גלעין קרח - טמפרטורה (כחול) אבק (אדום) ופחמן דו חמצני (ירוק) באטמוספירה
 



שתי דוגמאות: אוקינוסים קרים יותר יכולים להמיס יותר CO2 ולהקטין את כמות הגאז באטמוספירה. כמו כן, האקלים הקר אמור להיות צחיח יותר ולהגדיל את כמות האבק. יותר אבק - משמע יותר ברזל יכול להגיע לפוטופלקנטון המבצע פוטוסינטזה ולהקטין כך את ה-CO2. וכמובן יכולים להיות קשרים נוספים.

דרך אחת לפתור את בעית הביצה או התרנגולת היא לנסות ולמצוא השהיה בין שינויי הטמפרטורה ושינויי CO2. אם הטמפרטורה משתנה אחרי הCO2 אזי סביר יותר שCO2 משנה את הטמפרטורה, ואם להיפך, אזי סביר יותר ששינויי טמפרטורה גוררים שינוים בCO2.

דוגמה אחת לניסיון כזה - המאמר:
Monnin, E., Inderm�hle, A., Dהllenbach, A., Fl�ckiger, J, Stauffer, B., Stocker, T.F., Raynaud, D. and Barnola, J.-M.  2001.  Atmospheric CO2 concentrations over the last glacial termination.  Nature 291: 112-114.
שם מצאו למשל, שבהתחממות אחרי תקופת הקרח האחרונה, שיא ההתחממות היה לפני
17800 +/-  300 שנה, ואילו כמות הCO2 גדלה משמעותית יותר מאוחר, לפני 17000 +/- 200 שנה.

דהיינו, יש לקחת בזהירות קורלציות!
חשוב לציין שאם CO2 היה משפיע על האקלים כפי שרבים סבורים, אזי הוא חייב לעשות זאת על כל סקלת זמן ובפרט לאורך תקופות גיאולוגיות בהן היה למשל פי 3 עד 10(!!!) CO2 מהיום.
בתקופות אילו היה צריך להיות משמעותית יותר חם. אולם אין קורלציה כלל בין CO2 על סקלות זמן גיאולוגיות וטמפרטורה.

3. מהו למעשה הויכוח?
ידוע שהכפלת כמות ה-CO2 תגדיל את מאזן האנרגיה - כל מטר מרובע של כדור הארץ כאילו ויקבל 4 ווט נוספים. הויכוח האמיתי הוא מהו ההיגב של טמפ` כדו"א לשינוי זה.
אילו כדור הארץ היה מתנהג כמו גוף שחור, אזי הטמפרטורה היתה עולה בעיקבות שינוי זה ב-1.2 מעלות. אולם ישנם משובים (feedbacks) חיוביים ושליליים שיכולים להגדיל ולהקטין את הערך הזה. הסברה הנפוצה היא שאדי מים (שהם גאז חממה גם כן) ישמשו כמשוב חיובי ויגדילו את ה1.2 מעלות ל3 או יותר!!
התוצאה שמצאנו אני ושותפי הגיאולוג היא שניתן לשים חסם עליון של כ-0.75 מעלות לערך זה (או 1.5 ב-90% סבירות או 2 ב-99% סבירות) רק מהעובדה שCO2 לא משנה את הטמפרטורה על סקלת זמן גיאולוגית.

משמעות התוצאה הזו - הCO2 באטמוספירה לא יכל לגרום ליותר מכשליש מההתחממות שנצפתה. מאיפה השאר?

מסתבר שקרינה קוסמית המגיעה אלינו מחוץ למערכת השמש משפיעה על הטמפרטורה הגלובלית. כמו כן, במאה שנים האחרונות פעילות השמש גדלה. כתוצאה מכך, רוח השמש גדלה ופחות קרינה קוסמית הגיעה לכדו"א. התוצאה, פחות ינון של הטרופוספירה, פחות עננות נמוכה וטמפרטורה גבוהה יותר.

נשמע מוזר? אולי, אבל בתמונה הזו המון פרטים מסתדרים נהדר. למשל:

I. בין שנות הארבעים לשנות השבעים, הטמפרטורה על כדו"א ירדה, לא עלתה!
עם CO2 לא ניתן להסביר זאת היות וCO2 רק גדל. מאידך גיסא, פעילות השמש גדלה במאה שנים האחרונות חוץ מבתקופה הנ"ל בה היא ירדה!

II. ניתן להסביר כך קורלציות רבות, שרואים בין פעילות השמש ואקלים, על סקלות זמן של עד אלפי שנים.
 
III. שינויים בקרינה הקוסמית הנובעים משינויי מקום בשביל החלב, מסבירים יופי את הופעתם של עידני קרח כל כ-140 מיליון שנה (גם המחזוריות וגם הפאזה נכונים).

IV. בעזרת הקשר דרך קרינה קוסמית ועננות מקבלים באופן טבעי, שההתחממות הגלובלית כתוצאה מגדילת פעילות השמש צריכה להיות קרוב לקרקע ולא בכל הטרופוספרה ואכן, ב20 שנה האחרונות כמעט ולא ראו גדילת טמפרטורה ממדידות ע"י בלונים וכלל לא ראו ממדידות ע"י לווינים המודדים את הטמפ` של כל הטרופוספרה.
ועוד ועוד...

אני כמו רבים אחרים, הייתי סבור שCO2 הוא נורא ואיום. מסתבר אבל, שכשחופרים לעומק ולא מאזינים להסתה של התקשורת והפוליטיקאים, ורק מתרכזים במדע, אזי אין הוכחות מוצקות שCO2 עושה את זה. ואם חופרים עמוק יותר מגלים שהקרינה הקוסמית ופעילות השמש חשובים הרבה יותר.

5. התגלית הבסיסית שלי, אכן היתה הקורלציה בין שטף הקרינה הקוסמית ב-550 מיליון שנה האחרונות (כפי שניתן למשל לשחזר על-ידי מטאוריטים) לבין הטמפרטורה הגלובלית. סיבת השינויים בשטף הקרינה הקוסמית על סקלת זמן זו, היא מעברינו המחזורי בזרועות שביל החלב. (השנה הגלקטית אינה 225 מיליון שנה כפי שנכתב, היא קרובה יותר ל-300 במרחק שלנו ממרכז שביל החלב. כמו כן, מחזור סיבוב הזרועות הספירליות קרוב ל-600 מיליון שנה, כך שכל כ-150 מיליון שנה אנו עוברים זרועה.)

6. שנית, על סקלות זמן "קצרות" של אלפי שנים ומטה, אין שינוים בקרינה הקוסמית שנובעים ממקומינו בשביל החלב. זאת מפני שעל סקלות אלו, צפיפות הקרינה הקוסמית אחידה. אולם, ישנם שינויים בקרינה הנובעים משינויי בפעילות השמש. כשהשמש יותר פעילה, רוח השמש חזקה יותר ופחות קרינה קוסמית יכולה להגיע לכדו"א.
ב-100 שנים האחרונות פעילות השמש גדלה בממוצע, ושטף הקרינה הקוסמית (באנרגיות של 10 ביליון א"ו, היכולות לחדור את הטרופוספירה) קטן ב-4% (מאז שנת 1930 ליתר דיוק, עת שהתחילו את מדידות הקרינה הקוסמית).
מהקשר בין קרינה קוסמית לטמפרטורה על סקלות זמן גיאולוגיות, הירידה הזו בשטף היתה צריכה לתרום להתחממות כדו"א בכ-0.4 מעלות +/- 0.2 מעלות, דהיינו, כשני שליש מהעליה בטמפרטורה.
כמו כן, מהעובדה שלא ניתן לראות את השפעת הפחמן הדו-חמצני על הטמפרטורה ב550 מיליון שנה האחרונות, ניתן לשים חסם עליון להשפעה של גאז זה (ושינויים במאזן האנרגיה בכלל) כך שרק כשליש מההתחממות שנצפתה, יש ליחס לנו, בני האדם. ודא עקה, שכמות הפחמן הדו-חמצני היתה במספר תקופות בעבר יותר מפי שלוש מהכמות היום.
יתרה מזאת, פעילות השמש ירדה משנות ה40 לשנות ה70 ואכן הטמפ` הגלובלית בשנים אלו ירדה גם כן (ולא היתה אף התפרצות געשית גדולה בין 1915 ל1963 והטמפ` ירדה גם אם מסתכלים עד 1963)

7. הקשר הפיסיקלי הוא ככל הנראה דרך השפעת הקרינה הקוסמית על יצירת העננות.
כדי לקבל התעבות, יש צורך בגרעיני נוקלאציה (גרעיני התעבות) וכדי ליצור את אלו, יש לתת לאירוסולים (לדוגמה, מספר מולקולות של חומצה גופרתית ומים) לגדול.
מסתבר שאם הקלסטרים האלו של מולקולות, טעונים, אזי קל להם הרבה יותר לגדול ולהפוך לגרעיני נוקלאציה מבלי להתפרק. כמו כן, כמות מטען תלויה בשטף הקרינה הקוסמית היות והיא הגורם המינן החשוב ביותר בטרופוספירה.
האפקט הזה יהיה חשוב הרבה יותר באיזורים בהם ישנו מיעוט אירוסולים וקרינה קוסמית היכולים לשמש כבסיס לגרעיני נוקלאציה. האיזורים האלו הם איזורים ימיים טרופיים, ואכן, רוב הקורלציה בין קרינה קוסמית ועננות היא בין קרינה קוסמית ועננות נמוכה מעל אוקינוסים טרופיים.
 אגב, ישנם מספר תמונות של MODIS מדהימות שמראות שאכן יצירה של גרעיני נוקלאציה היא החוליה החלשה ביצירות עננות. אם תכתבו MODIS SHIP TRACKS תמצאו מספר תמונות שמראות שהחלקיקים שנפלטים מאוניות יכולים להשפיע משמעותית על העננות הנמוכה.
הסיבה היא כמובן שבאותם איזורים שהאוניות עברו, הענן נוצר על יותר גרעיני נוקלאציה. וכמובן, אם יצירת גרעיני נוקלאציה מושפעת מכמות המטען באטמוספירה (ולכן גם בקרינה הקוסמית) אזי ברור שהעננות יכולה להשתנות. (למשל, התעבות אותה כמות מים על יותר גרעיני נוקלאציה תיצור טיפות יותר קטנות. הללו יהפכו את הענן ללבן יותר ואורך חייו יגדל).

כמו כן, חשוב להבין שחלקיקי רוח בשמש (אלו שגורמים לזוהר הקוטב המקסים) אינם מסוגלים לחדור את האטמוספירה התחתונה (הם נעצרים בגובה של 100 ק"מ) וכן אינן משפיעים על ינון הטרופוספירה. כמו כן, באנרגיות של 10 ביליון א"ו, לשדה המגנטי של כדו"א ישנה השפעה שולית על הקרינה. כתוצאה מכך, קצב הינון בגובה נמוך (מספר ק"מ ומטה) בקטבים גדול רק ב-14% מאשר בקו המשווה. לכן, השפעת הקרינה הקוסמית על ינון אינה תלויה בגיאוגרפיה בסדר ראשון (הגורם הדומיננטי הוא מספר האירוסולים שיש על מנת ליצור את גרעיני הנוקלאציה).

ידועה היטב מהי ההשפעה של העלאת כמות הפד"ח על מאזן האנרגיה – הכפלת הפד"ח שוות ערך להגדלת כמות הקרינה לכל מטר רבוע ב-4 ואט. השאלה הקרדינלית בכל הנושא של התחממות גלובלית היא: מהו היגב הטמפרטורה לשינויים במאזן זה (דהיינו, מהי רגישות האקלים).
אילו כדו"א היה מתנהג כגוף שחור אזי שינוי זה היה מוביל להתחממות של 1.2 מעלות בדיוק. אולם, כדו"א אינו גוף שחור, היות וישנם משובים חיוביים (למשל אפקט החממה על יד אדי מים, אפקט אלבדו של קרחונים) או שלילים (למשל עננות) המגדילים או מקטינים את רגישות האקלים. אם תפתחו ספרות מקצועית, תגלו שישנן טענות שטמפ` הכפלת הפד"ח נמוכה עד כדי 0.5 מעלות (משובים שלילים מאד) או גבוהה עד כדי 6 מעלות. במקרה הראשון, אין לנו מה לדאוג מגדילת הפד"ח (וגם אין הרבה מה לעשות) ובמקרה השני, ערך הנדל"ן בוונציה ירד מתחת לפני הים...

המודלים הממוחשבים על-פיהם מבססים את ההפחדה הציבורית, נותנים ערכים הנעים בין 1.8 ל 6 מעלות, כשהערך "הנפוץ" הוא כ-3 מעלות. אולם מי יכול להבטיח שאין איזו שהיא תופעה שלא הכניסו למודלים?
 מהשוואות לשינויים היסטוריים בין פד"ח וטמפ` ניתן לקבל ערכים בין 1.4 ל-3 מעלות, אולם לרוב הערכות האלה יש בעיה.
אם קרינה קוסמית משפיעה על האקלים אזי יש לקחת אותה בחשבון כאשר מחשבים את שינוי המקורות (פד"ח קרינה קוסמית, עוצמת הארה של שמש וכו`). בכל המקרים לא לקחו את הקרינה הקוסמית בחשבון ולכן הערכות אלה אינן תקפות.
 המקרה היחיד שכן ,הוא ההתחממות מסוף תקופת הקרח האחרונה, לפני 20 אלף שנה (היות ולא היו שינויים משמעותיים בשטף הקרינה הקוסמית). במקרה זה מקבלים טמפ הכפלה של 1.4 עד 1.8 (תחת הזנחה של הגורם שיצר את תקפות הקרח מלכתחילה, כמו מילנקוביץ`).

העבודה שעשיתי התמקדה ב550 מיליון שנה האחרונות. על סקלת זמן זו, אין שינויי קרינה הנובעים מפעילות השמש. שינויי שטף הקרינה הקוסמית נובעים כולם מהעובדה שאנו נעים בשביל החלב ולפעמים יש באיזורינו יותר ולפעמים פחות סופרנובות שהן מקור הקרינה הקוסמית. את שטף הקרינה הקוסמית ניתן לשחזר בעזרת מטאוריטים. כמו כן, ניתן לשחזר את טמפרטורת כדו"א על ידי מדידת יחס איזוטופים של חמצן במאובנים. התוצאה היתה קורלציה מדהימה בין שטף הקרינה הקוסמית לבין הטמפ`. כמו כן, ניתן להשוות את הטמפ, לכמות הפד"ח. המסקנות המתבקשות:

1)    הקרינה הקוסמית היא הגורם המכריע בקביעת האקלים על סקלות זמן גיאולוגיות.
2)    פד"ח הוא לכל היותר משני בקביעת האקלים.
3)    היות ושישנם קשרים נומריים, ניתן לקבוע את הקשר בין שינויי קרינה קוסמית לבין שינויי טמפ`. כמו כן, ניתן לשים חסם עליון על ההשפעה של פד"ח על האקלים. הכפלת הפד"ח אינה יכולה לגרום לעליה של 3 מעלות בטמפ` היות ואילו היה זה המקרה, בתקופות גיאולוגיות שהיו עם פי 3 פד"ח לדוגמה מהיום, הטמפ` היתה צריכה להיות משמעותית יותר גדולה, אולם לא כך הדבר. הערך המתקבל ביותר הוא טמפ` הכפלה של כ-1 מעלה ומטה. (1.5 מעלות בשני סיגמה)

ראו גרף:

כעת ניתן לקחת את התוצאות הנ"ל ולהסיק מסקנות על מאה השנים האחרונות.

היות וקיים חסם עליון על השפעת הפד"ח (וגזים אחרים), רק כשליש מההתחממות יכולה להיות מוסברת על-ידי מקורות אנתרופוגניים (מעשה ידי אדם). כמו כן, אם לוקחים את הקשר בין קרינה קוסמית לבין טמפ` , אזי העובדה ששטף הקרינה הקוסמית הממוצע ירד מתחילת המאה בכ 6 אחוזים מתרגם לחימום גלובלי שהוא כשני שליש מההתחממות מתחילת המאה.
 
פעילות השמש על סקלה של מאה שנה, ישנה קורלציה בין פעילות השמש לבין טמפ`:
דוגמה ראשונה היא מsoon et al. ApJ (1996), 472, 891
בה צירו את הקורלציה בין טמפ` ומדדים שונים של פעילות השמש (אולם לא את הקרינה הקוסמית עצמה). מקרה (b) במתונה מראה קורלציה יפה בין אורך מחזור ה-11 שנים (שהוא לא קבוע) לבין הטמפ`, אורך המחזור תלוי בעוצמת הפעילות.



דוגמה שניה היא של svensmark, Phys Rev Letters (1998)  81, 5027
בה יש שירטוט מפורש של הקרינה הקוסמית (ישנם שני גרפים, ion chambers ונויטרונים מקלימקס קולורדו. הגרף הרלוונטי לעננות נמוכה הוא של ה-ion chambers היות והללו הם באנרגיות גבוהות יותר (שיכולות לחדור לבסיס הטרופוספירה)


הקורלציה בין שטף הקרינה הקוסמית ועננות נמוכה:

הגרף הבא מראה את הקורלציה המרחבית
 היכן שהקורלציה בין עננות נמוכה וקרינה קוסמית גדולה. רואים שעיקר התופעה באוקינוסים טרופיים כפי שצויין.
 
 
 
להמשך קריאה:
 
  12 תגובות למאמר
הקורלציה לכאורה של טמפ` ופעילות שמש  
אלון אנגרטו | 03/11/2006 21:31:50
טענות 1-3 במאמר למעלה הן ישנות מאד  
אלון אנגרטו | 27/11/2006 12:44:45
שנוי אקלים  
מיכאל גרברו | 18/12/2006 11:40:39
האו"ם קובע : ההתחממות מעשה ידי אדם  
דודה בלומהו | 16/02/2007 21:45:09
האמת מטרידה  
פועהחפץו | 19/04/2007 12:45:55
מאמר על התאוריה של שביב+קישורים  
איל מורגו | 01/01/2008 02:19:57
הגרף שמעיף את התאוריה של שביב  
איל מורגו | 27/06/2009 22:11:46
תיקון טעות במקורות והסבר על המשמעות  
איל מורגו | 26/06/2011 12:46:55

הודעות אחרונות

18:13 | 20.10.17 Fast Kars
13:38 | 20.10.17 עופר ממכמנים
19:10 | 16.10.17 מינגוס
06:03 | 16.10.17 ר ו פ ן
13:50 | 15.10.17 מינגוס
11:43 | 15.10.17 איל פורת
15:49 | 12.10.17 Fast Kars
12:41 | 11.10.17 ר ו פ ן

חם בפורומים של תפוז

אירוח בנושא: מיסוי ועבודה באופן עצמאי
אירוח בנושא: מיסוי...
בתאריך 24/10 יתארח בפורום רו``ח אלירן הררי, אשר...
אירוח בנושא: מיסוי ועבודה באופן עצמאי
אירוח בנושא: מיסוי...
בתאריך 24/10 יתארח בפורום רו``ח אלירן הררי, אשר...
אירוח בנושא היבטים משפטיים בהקמת עסק או חברה
אירוח בנושא היבטים...
באירוח תוכלו לשאול על היבטים ושיקולים משפטיים...
אירוח בנושא היבטים משפטיים בהקמת עסק או חברה
אירוח בנושא היבטים...
באירוח תוכלו לשאול על היבטים ושיקולים משפטיים...
בפייסבוק שלנו כבר ביקרתם?
בפייסבוק שלנו כבר...
רוצים להיות תמיד מעודכנים במה שקורה בתפוז?
בפייסבוק שלנו כבר ביקרתם?
בפייסבוק שלנו כבר...
רוצים להיות תמיד מעודכנים במה שקורה בתפוז?

מקרא סימנים

בעלת תוכן
ללא תוכן
הודעה חדשה
הודעה נעוצה
אורח בפורום
הודעה ערוכה
מכיל תמונה
מכיל וידאו
מכיל קובץ