Jordens Klima

Question 1

Diskuter hvorfor klimaet på Venus er så anderledes end på Jorden.

Answer 1

1) Temperatur venus 460 grader. Temperatur jord 15 grader.

2) Atmosfære 96% CO2 venus. Atmosfære Jord 0.02%

3)
Venus
645 wat/m2 ind på atmosfære venus, 515 wat/m2 reflektion (net 130 w/m2) - Svovlsyre.

Jord
342 w/m2 ind, 100 w/m2 reflektion. (net 242 W/m2

4)
Venus ikke stærkt magnetfelt, dens volatile stoffer blev blæst væk af solstorme i dannelsen af venus. Minus pladetektonik.

Question 2

Forklar hvad der menes med ”Snowball Earth” – hvordan kunne det fænomen opstå?

Answer 2

Globalt isdække for 800-650mio år siden

• Man finder usorteret materiale og bloksten ved lave breddegrader.
• Det kan være dannet som et resultat af is-albedo feeback. Langsomt bliver jorden opvarmet igen gennem gasser fra vulkaner, som gør at isdækket blev smeltet igen.
• Man kan også se det gennem skurestriber. Glaciale striationer i permiske aflejringer fra sydafrika. (ikke global earth her, men der var betydlige istider (Icehouse)

Question 3

Hvornår var der en betydelig istid i Paleozoic? og hvorfor?

Answer 3

Slut carbon, til godt ind i perm

Stigning i oxygen 35% O2 i atmosfæren, fra store skove i kridttiden.

Question 4

Hvilke pladetektoniske processer har påvirket Jordens klima gennem Fanerozoikum (sidste 542 mio. år) – og hvordan?

Answer 4

Divergente og konvergente pladegrænser

Divergente giver anledning til mere CO2 igennem spredningsrygge og vulkanisme, der får temperaturen til at stige. Hastigheden på spredningen har også noget at sige.

Konvergente giver anledning vulkanisme og bjergkædedannelse, der kan forvitres, udledes i havene og binde sig til CO2, hvorved temperaturen falder

Bjergdannelse.
- Påvirker CO2 indholdet i atmosfæren. Nyt bjerg mindre CO2 pga mere forvitring af frisk bjerg, seafloor spreading = mere CO2, vulkansk aktivitet

3 icehouses

Ordovician-Silurian Icehouse (ca. 460-420 millioner år siden)

Carboniferous-perm Icehouse (ca. 335-280 millioner år siden)
- Pangea dannelse

Quaternary Icehouse (ca. 2,58 millioner år siden til nutiden)
- Inden sammen stød i Himalaya

Question 5

Hvordan hænger bergdannelse CO2 og hydrolyse sammen?

Answer 5

Hydrolyse:
Øget udfældelse af silicium og calciumrige ioner gennem kemisk forvitring fungerer som ekstra byggeklodser for skalbyggende organismer i havet, der binder de to ioner i calciumcarbonat og silikat, hvorved CO2 kan trækkes ud at atmosfæren og aflejres på havbunden i sedimenter. På den måde sænkes den globale temperatur

evt lær at: CaSiO3 + H2CO3 (H2O+CO2) danner Ca+2 og Si+4 og HCO- som bliver skyldet i havet og med plankton og andre marine dyr –> CaCO3 + SiO2 + H2O.

Question 6

Forklar mekanismen bag ”Jordens termostat”. Hvordan virker den og hvad har det betydet for Jordens klima gennem Fanerzoiokum?

Answer 6

Temperaturen afhænger tit af CO2 indholdet i atmosfæren. Ved højt CO2 indhold i atmosfæren fungerer havet og forvitring af bjerge som buffer effekt, der fjerner CO2.

Højeretemperatur = mere weathering.

Omdannelsen af CO2 til oxygen.

Pladetektonisk aktivitet.

Begrænser hvor temperaturen kan svinge.

Koldere temperatur
mindre weathering, mindre vegetation, mindre fjernelse af CO2

Question 7

Hvilke processer kan forklare den generelle afkøling der har fundet sted gennem Kænozoikum

Answer 7

Bjergdannelse.

Oceanbunds Sprednings nedsættelse.

Question 8

Hvornår opstod de nuværende iskapper på Antarktis og i Grønland?

Answer 8

In Pleistocene

More presice
Antarktis: 800-900 tusind år siden.
Grønland: 130 tusind år siden.

Question 9

Hvor meget har Jordens gennemsnitstemperatur varieret gennem Fanerozoikum ift. Jordens nuværende gennemsnitstemperatur?

Answer 9

Gennemsnitstemperatur mellem -5 og + 15 grader ift jordens nuværende temperatur.

Question 10

Beskriv nogle af de problemer der er forbundet med at rekonstruere Jordens gennemsnitstemperatur tilbage i Jordens historie.

Answer 10

Det er svært at få præcise målinger, jo længere tilbage man vil kigge i tiden. Det er begrænset hvor lang tid man kan kigge tilbage i iskerner og i kerner på havbunden.

Nogle målinger er sæason præget plantevækst og alger, og andre målinger tager kun højde for gennemsnitlig vandtemperatur, og ikke atmosfærisk

Question 11

Istider og mellemistider gennem Kvartæret (sidste 2.6 mio. år)
Forklar de tre baneparametre, vi bruger til at definere Milankovitch-cyklicitet.

Answer 11

Milankovitch-cyklicitet refererer til variationer i jordens bane og akse, som påvirker klimaet
over lange tidsperioder. De tre parametre er:

Obliktitet 41.000 år (aksehældning):
Jordens hældning ændrer sig mellem 22.1 grader og 24,5 grader hvert 41.000 år.

Eksentrisitet 100.000 og 400.000 år:
Jordens afstand til solen er ikke perfekt cirkulær, den er lidt elliptisk. Den her ellipse ændrer sig en smule med tiden. Denne cyklus er 100.000 år og 400.000 år. (Excentricitet)

Præcession 23.000 år:
Jordaksens rotation har en cyklus på 26.000 år. Det ændrer ikke noget i sig selv, men sammen med ændringen i jordens bane kan det have en indflydelse. Jordens bane flytter sig også, hvis man lægger det sammen med rotationen af jordaksen er cyklussen kun 23kyr.

Question 12

Hvilke karakteristiske tidsskalaer er associeret med de tre baneparametre (jordaksens hældning, jordbanens form og jordaksens retning)?

Answer 12

Der er tre parametre, 23kyr, 41kyr og 100kyr.
Og 400 kyr, men det er knap så vigtigt

Question 13

Hvorfra kender vi istidernes rytme gennem Kvartæret?

Answer 13

Gennem iskerne og Milankovitch-cyklicitet.

Question 14

Hvilke karakteristiske tidsskalaer definerer skiftet mellem istider og mellemistider over de sidste 2.6 mio. år – og hvad er MPT?

Answer 14

Man har små udsving på 23.000 år, som skyldes jordens præcession. Obliktiteten kan ses på de større nedad og opadstigende gennemsnitstemperature på længere skift. Hvor de helt lange skift skyldes eksentrisiteten. Klimaet før MPT var domineret af 41.000 år cyklussen og efter MPT var klimaet styret af 100.000 år cyklicitet.
MPT står for mid Pleistocene transition, hvor jorden går fra 41.000 års cyklicitet til 100.000 års cyklicitet.

Question 15

Hvor høj var atmosfærens koncentration af CO2 under hhv. istider og mellemistider over de sidste 800 kyr? Og hvad er ppm

Answer 15

Varierende fra 180 ppm under istiderne til 300 ppm under mellemistiderne. Lige nu er vi på omkring 420 ppm

PPM står for “parts per million” (dele per million på dansk). Det er en måleenhed, der bruges til at udtrykke koncentrationen af en substans i forhold til en million dele af den samlede substans. PPM anvendes bredt inden for forskellige områder, såsom kemi, biologi, miljøvidenskab og industrien, for at angive små koncentrationer af stoffer i en større mængde.

For eksempel, hvis en bestemt gas har en koncentration på 400 PPM i atmosfæren, betyder det, at der er 400 dele af denne gas for hver million dele af den samlede luft.

Question 16

Hvor var den ekstra CO2, der var i atmosfæren under mellemistiderne, under istiderne?

Answer 16

Under iskapperne i dybhavet. Her blev store mængder CO2 ‘fanget’.

Question 17

Hvilke landskabsformer indikerer, at landområder tidligere har været dækket af is?

Answer 17

Moræner, smeltevandssletter, striationer i grundfjeldet, store sten skubbet af isen.
Moræner består af usorteret sediment.

Question 18

Hvornår fandt den sidste istids maksimum sted – og hvor koldt (lufttemperatur ved havoverfladen) var der ved polerne og globalt (sådan cirka)?

Answer 18

Cirka 20.000 år siden under LGM (last glacial maximum). Lufttemperaturen på Arktis var
10-12C koldere, hvor den globale temperatur var 6C koldere end i dag.

Question 19

Hvor meget højere/lavere var det globale havniveau (eustatiske havniveau) under den sidste istids maksimum?

Answer 19

Under LGM var havniveauet cirka 132 meter lavere end i dag.

Question 20

Hvornår fandt den sidste mellemistid (Eem) sted - og hvor højt/lavt var det globale havniveau i denne periode?

Answer 20

130.000 - 115.000 år siden. Havniveauet her var cirka sådan som vi ser det i dag.

Question 21

Beskriv udviklingen af atmosfærens indhold af CO2 gennem Holocæn (sidste 11.700 år) – samt hvor vi kender den fra.

Answer 21

Gennem borekerne fra hhv. Grønlands og Antarktis har man kunne præcist måle mængden
af CO2 i atmosfæren. Den her været generelt stigende siden den sidste LGM. Massiv
skovfældning og udvindelsen af fossile brændsler, har bidraget til en betydelig høj
yderligere stigning.

Question 22

Hvad menes der med ”The Holocene temperature conundrum” og hvilke processer har påvirket ændringerne i Jordens gennemsnitstemperatur (gennem hele året) gennem Holocæn?

Answer 22

Mængden af solenergi er ikke konstant. Den varierer, og det kan resultere i korte
temperaturændringer.

Question 23

Hvad er den ”Lille Istid” og hvornår fandt den sted?

Answer 23

Den lille istid fandt sted fra 1300 til 1850. Det var en periode hvor glaciere på den nordlige
halvkugle voksede, grundet vulkanisme, ændringer i energi modtaget fra solen.

Question 24

Beskriv udviklingen i Jordens gennemsnitstemperatur i den ”instrumentelle” periode (sidste 140 år).

Answer 24

Voldsomt stigende ift. de foregående århundrede og er tæt knyttede til udvindelsen og
afbrændingen af fossile brændsler

Question 25

Hvor på Jorden har opvarmningen været størst over de sidste ca. 50 år – og hvorfor?

Answer 25

Jordens opvarming har været størst på polerne. De to vigtigste årsager til dette, er albedo
og varmere vand fra havstrømmene. I takt med isen smelter, falder albedo for polerne og
opvarmingen accelereres. Havvandet bliver opvarmet, og det varme vand bliver
transporteret til polerne vha. havstrømme så som Golfstrømmen.

Question 26

Hvor lang tid dækker de direkte målinger af atmosfærens indhold af CO2 – og hvorfor er der en årlig variation i CO2-koncentrationen?

Answer 26

Den årlige variation skyldes sæsonerne. Om foråret og sommeren laver planter fotosyntese
og trækker CO2 ud af atmosfæren. Hvorimod, om efteråret og vinteren nedbrydes organisk
materiale af bakterier og svampe, som udleder CO2 i form af respiration.

Question 27

Hvad betyder begrebet ”Jordens klima-sensitivitet” – og ca. hvor stor er den?

Answer 27

Jordens klima sensitivitet refererer til, hvor meget planetens klima reagerer på ændringer i eksterne faktorer, især på stigninger i drivhusgaskoncentrationer, som f.eks. kuldioxid (CO2).
Det udtrykkes almindeligvis som den temperaturændring, der er forbundet med en fordobling af den atmosfæriske CO2-koncentration.

En højere klimafølsomhed betyder, at jordens klima er mere følsom over for ændringer i udstrålingen, hvilket fører til mere markante temperaturændringer.

Klimafølsomheden er en afgørende parameter i klimamodeller, der bruges til at projicere fremtidige globale opvarmningsscenarier. Det Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) angiver et sandsynligt interval for ligevægts
klimafølsomhed, som i øjeblikket anslås til at være mellem 2,5 og 4,0 grader Celsius for en fordobling af CO2-koncentrationen. Den nøjagtige værdi er usikker og genstand for løbende
forskning.

Question 28

Hvordan ved vi, at opvarmningen over de sidste ca. 60 år ikke skyldes ændringer i Solens aktivitet?

Answer 28

Solens aktivitet har ikke ændret sig markant, og faktisk har været lidt faldende, mens CO2 koncentrationen er blevet højere.

Question 29

Beskriv hvilke processer der har påvirket Jordens gennemsnitstemperatur over de sidste 150 år – udover Solen og drivhusgasser?

Answer 29

Vulkansk Aktivitet:
Vulkaner kan udstøde store mængder aerosoler og partikler i atmosfæren, som kan afskærme sollys og have en kølende effekt på jordoverfladen. Større vulkanudbrud har historisk set ført til midlertidige fald i globale temperaturer

Partikler fra Industriel Forurening:
Udledning af partikler fra industrielle processer kan have lokale indflydelser på lufttemperaturen ved at påvirke solstrålingen og skydække.

Question 30

Forklar hvad der menes med ”Shared Socioeconomic Pathways (SSPs)”

Answer 30

Shared Socioeconomic Pathways er scenarier for samfundsøkonomiske globale ændringer
frem til 2100. De bruges til at fremstille scenarier for drivhusgasudledninger for forskning
og for tilrettelæggelsen af forskellige klimapolitikker.

Question 31

Er vi på vej til at ”klare” målet om at holde Jordens gennemsnitstemperatur under de 2C (som beskrevet i Paris-aftalen)?

Answer 31

Nej - det er usansynligt at holde den under 2C

Question 32

Hvad menes der med ”climate tipping points” – og hvorfor er de vigtige?

Answer 32

Climate tipping points er hvor forskellige jord-processer bryder ned eller vigtige klimaregulerende processer stopper.
Det kan fx være golfstrømmen.

Dette er vigtigt, da disse tipping points kan yderligere påvirke klimaet negativt, og bidrage med en yderligere opvarmning.

Question 33

Hvor meget energi modtager Jorden i gennemsnit fra Solen (fordelt over hele Jordens areal) – og hvilken bølgelængde har denne indstråling?

Answer 33

340w/m2 - væsentlig mindre ved polerne, da det skal spræde sig over et større areal

bølgelængden for lyset, som når til jorden, varierer fra høj-frekvens i form af UV-stråling og lav-frekvens i form af infrarød stråling.

Question 34

Nævn nogle af de vigtigste drivhusgasser – og hvor stor er den samlede drivhuseffekt?

Answer 34

H2O,CO2,CH4, O3

Den samlede drivhuseffekt er 109% - altså drivhusgasser optager 109% af den infrarøde udstråling fra jorden. Med andre ord er effekten 33 grader celcius.

Question 35

Hvad ville Jordens gennemsnitstemperatur være uden drivhusgasser?

Answer 35

uden drivhusgasser: -18 C
gennemsnit temperaturen er: 15 C

Question 36

Hvorfor er der kun meget lidt UV-stråling ved Jordens overflade?

Answer 36

Størstedelen af UV-indstrålingen bliver absorberet af ozon ( ) - specielt de meget højfrekvente
UV-stråler.

Question 37

Beskriv hvordan Coriolis-kraften virker

Answer 37

Et roterende legeme udsættes for en trækkende kræft væk fra legemets centrum - kraftvektoren vil afbøjes mod højre på den nordlige halvkugle og venstre i den sydlige halvkugle.

Question 38

Beskriv atmosfærens overordnede cirkulationsmønster.

Answer 38

Overordnede set er atmosfæren styret af varmeindstrålingen, der fordamper vand. Dette skaber konvektionsceller.

Bevægelsen af konvektionscellerne er ikke lineær, og denne bøgende bevægelse skyldes Coriolis-kraften.

Question 39

Hvad hedder de tre overordnede konvektionsceller mellem ækvator og polerne - og hvordan opstår de?

Answer 39

Hadley - ækvator
Ferrel - Tempereret og subtroperne
Polar - polerne
De opstår på grund af fordampning fra ækvator.

Question 40

Hvorfor falder der så meget regn ved ækvator mens der er tørt i subtroperne?

Answer 40

Fordampningen er største ved ækvator, hvor den opvarmede vanddampsindholdige luft stiger til
vejrs og danner er regn. Denne tørre luft vil bevæge sig imod et lavtryk på højere breddegrader
(subtroperne). Det samme gælder den kolde tørre luft fra polerne - den er koldere og vil bevæge
sig hen mod mindre breddegrader.

Question 41

Hvad er en jetstrøm og hvordan opstår den?

Answer 41

Pga. Corilois-kraften bliver vind afbøjet ind imellem kovektionscellerne, den varme vind er stærkere og derfor bevæger den sig med retningen fra ekvato

Question 42

Hvad er den Nordatlantiske Oscillation (NAO) og hvad styrer den?

Answer 42

NAO styrer atmosfærens cirkulation over Nordatlanten - her ændre den været i de omgivende egne inkl. Danmark.
Det sker ved at jetstømmen bliver afbøjet.

Ved negativ NAO:
Kold og tør Danmark.

Ved positiv NAO:
Varm og våd Danmark

Question 43

Ved hvilken temperatur er hhv. ferskvand og saltvand tungest?

Answer 43

For ferskvand observeres dette ved omkring 4 grader Celsius, og det skyldes vandets unikke egenskaber, når det fryser. Vand udvider sig, når det fryser, og derfor er dets densitet højere ved temperaturer tæt på, men over frysepunktet.

For saltvand, som typisk har en lavere frysepunkt på grund af saltets indvirkning, vil maksimal densitet normalt forekomme ved en temperatur lidt lavere end 4 grader Celsius. Dette afhænger af saltholdigheden i vandet, da mere koncentreret saltvand vil have en lavere frysepunkt og derfor en lidt lavere temperatur for maksimal densitet.

Question 44

Beskriv Ekman-spiralen og hvordan den opstår.

Answer 44

Når vinden rammer overfladen af vandet bevæger energien sig ned igennem vandet, og Coriolis effekten gør at vandets bevægelse bliver højreforskudt så nettotransporten af vand bliver 90 grader til højre. For den sydlige halvkugle vil det være en forskydelse til venstre.

Question 45

Beskriv hvordan en nordgående vind langs Sydamerikas vestkyst kan skabe ”upwelling.”

Answer 45

Når vinden blæser lang en kyst så nettotransporten er væk var land vil det vand der bliver skubbet væk blive erstattet med vand nede fra der bevæger sig op -> Upwelling. (Her kommer alger også op til overfladen)

Hvis nettotransporten af vand var ind imod kysten ville vi have downwelling (mindre organisk aktivitet)

Question 46

Hvad kendetegner hhv. en haloklin, thermoklin og pycnoklin?

Answer 46

Haloklin:
Definition: Haloklin refererer til en lagdeling i havvandet, der skyldes variationer i saltholdighed.
Karakteristika: I en haloklin ændres saltholdigheden med dybden, hvilket kan føre til en opdeling af vandet i lag med forskellig saltholdighed. Dette kan påvirke densiteten og dermed den vertikale bevægelse af vandet.

Thermoklin:
Definition: Thermoklin refererer til en lagdeling i havvandet, der skyldes variationer i temperatur.
Karakteristika: I en thermoklin ændres temperaturen med dybden. Normalt er vandet varmest ved overfladen og køles gradvist af med dybden. Thermoklinen markerer grænsen mellem de varme, overfladelag og de koldere, dybere lag i havet. Det kan have betydning for opvarmning og blanding af vandmasserne.

Pycnoklin:
Definition: Pycnoklin refererer til en lagdeling i havvandet, der skyldes variationer i densitet.
Karakteristika: Pycnoklinen opstår, når der er en betydelig variation i densiteten af vand med dybden. Dette kan skyldes kombinerede effekter af temperatur- og saltholdighedsændringer. Pycnoklinen markerer området, hvor der er en betydelig overgang i vandets densitet, og det kan have indflydelse på oceanografiske processer som cirkulation og stratifikation.

Question 47

Beskriv den termohaline cirkulation og hvad der driver den.

Answer 47

Når det varme vand kommer op imod polerne bliver det koldere og mere indholdigt af salt, da noget af vandet kan fryse -> større koncentration af salt/større densitet og dermed synker det. Den vertikale bevægelse af vand kalder man den termohaline cirkulation. Når der kommer i sammenspil med vinden er det den helt store cirkulation der kan dannes nemlig conveyor bæltet.

Question 48

Hvor på Jorden findes der dybvandsdannelse?

Answer 48

Dybvandsdannelse, som er en afgørende del af den termohalin cirkulation, forekommer primært i polare regioner, hvor klimatiske forhold skaber betingelser for, at overfladevandet bliver så koldt og tungt, at det kan synke ned mod bunden og danne dybtvandsmasser.

Question 49

Hvor lang tid tager det et vandmolekyle at ”rejse” hele Jorden rundt med den termohaline cirkulation?

Answer 49

ca. 1500 år