Klimarealistene arbeider for en åpen debatt om klimaspørsmål. Vi vil formidle vitenskapelig kunnskap om klima og fremme kritisk realisme i diskusjonen om nytte og kostnader av klimatiltak.
E-post til Klimarealistene: e-post til redaksjonen: .
Ansvarlig redaktør: Olav Martin Kvalheim, styreleder i Klimarealistene.
Der ikke annet er opplyst, står innlegg for artikkelforfatters mening. Redaksjonen kan redigere og forkorte kommentarer til innlegg.
Klimarealistene arbeider for en åpen debatt om klimaspørsmål. Vi vil formidle vitenskapelig kunnskap om klima og fremme kritisk realisme i diskusjonen om nytte og kostnader av klimatiltak.
E-post til Klimarealistene: e-post til redaksjonen: .
Ansvarlig redaktør: Olav Martin Kvalheim, styreleder i Klimarealistene.
Der ikke annet er opplyst, står innlegg for artikkelforfatters mening. Redaksjonen kan redigere og forkorte kommentarer til innlegg.
Gjesteinnlegg, forfattet av Bjørn Gunnar Steen
Steen er Cand.real 1974, med hovedfag i analytisk kjemi innen gasskromatografi/
Henrys lov
Henrys lov er en av naturlovene som er blitt mest omtalt i klimadebattene. Jeg har tidligere blitt kritisert av Klimarealistene fordi jeg – etter deres mening – har kverulert med Henrys lov. Men jeg har tydeligvis ikke kverulert nok, for Henrys lov er blitt og blir stadig mistolket som en temperaturlov gjennom mange år, noe disse sitatene er eksempler på:
Hans K. Johnsen (Om Jordguden, vitenskap og religion): «Temperaturen stiger først, så stiger CO2-innholdet i atmosfæren. Dette er uforenlig med gjeldende CO2-hypotese, men helt forståelig i forhold til Henrys lov som sier at varmt hav ikke kan holde på så mye CO2 som kaldt hav. Og, havet inneholder 50–70 ganger så mye CO2 som atmosfæren, så selv små endringer i havtemperaturen kan gi utslag i atmosfæren.»
Hans K. Johnsen: «Jeg tyr ikke til Henry´s lov for noe annet enn at varmt hav kan holde mindre CO2 enn kaldt hav. Der er vi vel enige?»
Petter Tuvnes (Temperatur og CO2): «At det er temperaturen som bestemmer CO2-nivået i atmosfæren (og ikke omvendt) stemmer med naturloven om absorbsjon av gass i væske (Henryloven).»
Det er tydelig at denne viktige loven trenger en mer utførlig omtale enn den er gitt tidligere, slik at ikke gale konklusjoner blir trukket mer enn de allerede er blitt.
Henrys lov, som ikke har et ord om temperatur i seg, lyder slik:
«Løseligheten av en gass i en væske er proporsjonal med partialtrykket av gassen over væsken.»
Mye informasjon om Henrys lov kan du finne på lenken over. Det er også informasjon om Henrys lov mange andre steder, men her er det samlet og presentert på en meget oversiktlig måte.
Dersom vi skriver om til mer forståelig norsk og lar gassen være CO2, kan vi formulere Henrys lov slik:
Øker konsentrasjonen av CO2 i lufta med en viss prosent, øker løseligheten av gassen i havet med den samme prosenten.
Matematisk skriver vi Henrys lov slik:
CCO2 (aq) = K H . pCO2 (g), der
CCO2 (aq) er konsentrasjonen av oppløst CO2 i havet.
pCO2 (g) er partialtrykket av CO2 i lufta.
KH kalles Henrys konstant. Denne er temperaturavhengig, og minker med økende temperatur i
havet. Det er derfor helt riktig at løseligheten av CO2 (og alle andre gasser) i havet minker med høyere temperatur i havet, men det er ikke det som er Henrys lov.
Et av Klimarealistenes argumenter er følgende:
Det har alltid vært slik at først kommer varmen, deretter CO2
Denne påstanden er helt riktig for de målingene som er gjort langt tilbake i tid. Av en eller annen grunn har temperaturen steget, havet blir varmet opp og avgir CO2 til atmosfæren. Problemet kommer når dette blir «ekstrapolert» til også å gjelde det som skjer med klimaet nå, fordi det er en meget viktig forskjell på det som skjer nå og det som skjedde for lang tid siden: nå har vi store, antropogene utslipp av CO2 til atmosfæren. Og vi skal se at denne økingen av CO2 – konsentrasjonen i atmosfæren gjør det umulig for havet å netto avgi CO2 til atmosfæren. Henrys lov og Van’t Hoffs likning vil vise dette tydelig.
Hvilken situasjon har vi i dag?
Vi har en økende CO2 – konsentrasjon i atmosfæren (et økende partialtrykk av CO2), noe som skulle gi en høyere løselighet av gassen i vann. Men vi har også en stigende havtemperatur, noe som skulle gi en lavere løselighet av gassen i vann. Disse to faktorene virker i motsatt retning, og det spørs da hvilken som er den dominerende. La oss for eksempel ta for oss tidsintervallet mellom 1970 og 2010. CO2-konsentrasjonen har økt slik grafen over viser:
Vi leser av (grafen over) ca. 325 ppm i 1970 og ca. 388 ppm i 2010, en øking på ca. 19 %
Havtemperaturen (i overflata) har endret seg slik grafen til venstre viser:
Grafen viser at havtemperaturen har steget omtrent 0,6 o C i overflata i løpet av de samme 30 årene. Jeg har hatt problemer med å finne den gjennomsnittlige havtemperaturen i overflaten på Internett, men bruker verdien 14,2 o C som utgangspunkt. Det spiller for så vidt mindre rolle hvilken temperatur som brukes. Det er stigningen som betyr noe for beregningene.
En 19 % stigning i partialtrykket til CO2 betyr en 19 % øking i løseligheten av gassen i vann, siden det er direkte proporsjonalitet. I realiteten blir nok denne økingen noe mindre, da både en minkende pH-verdi og en økende temperatur i vannet nedsetter løseligheten noe. Havtemperaturen har steget fra ca. 14,2 o C til 14,8 o C i løpet av disse årene. Denne temperaturen er selvfølgelig noe usikker, men vi vil bruke disse verdiene likevel til å beregne hvor mye verdien på Henrys konstant har sunket.
I den første linken til Henrys lov finner vi også Van’t Hoffs likning, som viser oss hvordan Henrys konstant varierer med den absolutte temperaturen i sjøen:
KH (T) = KH (T0) . e 2400(1/T -1/T0)
KH(T) er verdien av Henrys konstant ved temperaturen T.
KH(T0) er verdien av Henrys konstant ved referansetemperaturen T0 = 288,15 K (15 o C).
2400 er en størrelse som er ulik for ulike gasser løst i vann. Den er svakt temperaturavhengig,
men for små temperaturintervall kan vi regne den som en konstant.
Av tabellen i linken til Henrys konstant ser vi at KH(T0) har verdien 0,034 mol/(L∙atm).
Nå kan vi beregne KH(14,2) og KH(14,8) og se hvor mange prosent Henrys konstant har
sunket. Verdiene blir :
KH(14,2) = 0,0348 og KH(14,8) = 0,0342
Da har verdien på Henrys konstant minket med 0,0006/0,0348 . 100% = 1,7 %, slik at løseligheten av CO2 i vannet har minket med 1,7 %. Dette kan ikke bety noe annet enn at det er helt umulig at havet netto har gitt fra seg CO2 under oppvarmingen. Påtrykket fra den økte konsentrasjonen i lufta er altfor sterkt.
Vi kan også bruke Van’t Hoffs likning for å regne ut hvilken temperatur havet måtte ha hatt dersom det skulle ha blitt avgitt like mye CO2 som det blir tatt opp. Ferdig utregnet blir denne temperaturen ca. 21 o C. Og skal havet bli en netto CO2-avgiver, må temperaturen være enda høyere. Påstandene om at avgassing av CO2 fra havet er årsaken til mye av økingen av CO2-konsentrasjonen i atmosfæren er derfor feil.
To andre forhold viser det samme:
1) Skulle havet ha avgitt så store mengder CO2, måtte havet ha blitt mindre surt og pH verdien ville ha steget. Tvert imot så har den sunket, iht denne figuren.
2) Atmosfæren viser et stadig synkende innhold av den radioaktive isotopen 14C, som har
halveringstida ca. 5300 år. Det betyr at den CO2 som nå tilføres, må komme fra forbrenning
av så gammelt materiale at denne isotopen er utdødd (> 50000 år). Og fossilt brensel som
kull, olje og gass er meget gammelt materiale. En graf som viser dette finner du her.
Så spørsmålet vi kan stille oss her, er følgende: Siden det ikke kan være havet som netto har avgitt CO2 – hvor kommer CO2– økingen i atmosfæren fra?
Fra mitt ståsted er svaret helt
klart: fra de stadig økende menneskeskapte utslippene.
Noe annet vi ofte kan lese i innlegg fra Klimarealister er følgende:
«Bare 2 % av et utslipp av CO2 forblir i atmosfæren, 98 % løses i havet» eller sagt på en annen måte: «Et utslipp av CO2 vil fordele seg i havet og i lufta i forholdet 50 : 1».
At slikt blir skrevet kan ha to ulike årsaker. Den første er at det er ca. 50 ganger mer CO2 oppløst i havet enn det er i lufta. Det er riktig, men denne verdien sier ingenting om hvordan et utslipp av CO2 vil fordele seg mellom luft og hav. Dette utslippet vil fordele seg i bestemte konsentrasjoner – ikke masser – bestemt av Henrys lov. Den andre årsaken er påstanden om at man ser dette forholdet direkte ut fra Henrys lov. Segalstad skriver følgende i linken :
«The equilibrium partition coefficient for the CO2 distribution between the atmosphere and ocean is approximately 1:50 (Revelle and Suess, 1957; Skirrow, 1975), given by Henry’s Law and the Henry’s Law Constant.»
Jeg utfordrer Klimarealistene til å synliggjøre for oss alle hvordan de kan se dette ut fra Henrys lov og Henrys konstant.
Vi tar utgangspunkt i den samme linken til Henrys lov:
Her får vi se flere måter å skrive loven på (alle er selvsagt helt riktige) med ulike verdier på Henrys konstant. Den mest interessante i denne forbindelsen er den som blir kalt «The dimensionless Henry solubility Hcc». Litt lengre ned på siden står det følgende:
The dimensionless Henry volatility
The Henry volatility can also be expressed as the dimensionless ratio between the gas-phase
concentration cg of a species and its aqueous-phase concentration ca :
KH cc = cg / ca = 1 / Hcc
In chemical engineering and environmental chemistry, this dimensionless constant is often
called the air–water partitioning coefficient KAW . (Understreket av meg).
Som det står til slutt i sitatet er det først på denne formen det er mulig å se direkte av Henrys lov hvordan et utslipp vil fordele seg mellom de to fasene luft og vann. Begge fasene har her fått den samme benevningen (mol/L). Verdien av Hcc er ifølge tabellen 0,83 for CO2, noe som enkelt kan utledes ut fra Henrys lov og tilstandslikningen. Regner vi dette om, får vi
ca = 0,83 . cg
Det er altså likevekt mellom CO2 i vannfase og CO2 i gassfase når konsentrasjonen i øvre del av vannfasen er 0,83 ganger konsentrasjonen i gassfase rett over vannflata. Slik vil et utslipp fordele seg mellom disse fasene – milelangt fra noe 1 : 50 – forhold. Det vil selvsagt skje reaksjoner nede i havet som vil fjerne mye av den oppløste CO2 i vannet og gjøre at den totale mengden CO2 som løses opp, vil bli noe høyere, men fordelingen av gassen i oppløsningsfasen er slik som det står her. Omregnet til prosent vil det si at 45 % av CO2 løses i vann, mens 55 % tas opp av biosfæren på land eller forblir i atmosfæren. Dette stemmer svært så godt med verdiene IPCC har kommet fram til.
Hvis en ser på hva Klimarealistene mener om disse to temaene jeg har tatt opp, kan vi trekke
følgende to konklusjoner:
1) Mye av økingen av CO2 i atmosfæren skyldes avgassing fra havet pga. økt havtemperatur.
2) 98 % av et CO2-utslipp løses opp i havet.
Er det noen som ser selvmotsigelsen her?
Så kan en bare håpe at Henrys lov senere blir riktig sitert og ikke minst riktig brukt.
