Er jordens atmosfære i balance?

Vi taber atmosfærisk masse til verdensrummet, er det overraskende svar fra professor Eigil Kaas fra Niels Bohr Institutet på denne uges præmierede spørgsmål til Scientariet.

Salgsingeniør Klaus Rasmussen vil gerne vide, hvad der sker, hvis der tilføres store mængder gasser til Jordens atmosfære:

"Jorden har en given og defineret mængde atmosfære. Atmosfærens sammensætning og sikkert også mængde har været under udvikling siden Jordens dannelse. Til sammenligning har Venus en meget større mængde atmosfære (flere hundrede atm. tryk) og Mars har næsten ingen.

Spørgsmålet er: Er Jordens atmosfære i "balance", således at hvis man tilfører atmosfæren flere molekyler, vil de overskydende så løsrive sig til det tomme rum, og trykket vil forblive 1 atm.? Eller vil det kunne ske, at atmosfæren kan fortættes betydeligt, hvis der tilføres store mængder gasser? Jeg har aldrig kunnet få klart svar på dette spørgsmål, der ikke er blevet mindre aktuelt i problemstillingen om global opvarmning."

Professor i meteorologi, Eigil Kaas fra Niels Bohr Institutet svarer:

"Der foregår faktisk et ganske lille tab af atmosfærisk masse til verdensrummet, selv om Jordens gravitationsfelt generelt er stærkt nok til at fastholde atmosfærens gasser. Det skønnes for eksempel, at op mod 2 procent af atmosfærens (nuværende) ilt er tabt til rummet over de seneste to-tre milliarder år. Det er især lette gasser som for eksempel brint og helium, der kan undslippe, fordi de har meget større hastigheder end tungere gasser.

Ultraviolet stråling, der er kraftig i den øvre atmosfære, medfører en fotodissociation af molekyler, hvori der indgår brint. Dette har specielt betydning for vanddamp, idet solvinden kan medvirke til at øge tabet af brintioner dissocieret fra vanddamp. Heldigvis er Jordens magnetfelt i høj grad med til at modvirke et sådant tab. Der er ingen direkte sammenhæng mellem atmosfærens samlede masse og det meget lille tab af masse til rummet.

Almindelige klimavariationer medfører at atmosfærens samlede masse (5,3 × 10^18 kg) varierer en smule med tiden. Når klimaet er koldt, er massen lille, og når det er varmt, er den stor. Dette hænger især sammen med, at atmosfærens evne til at indeholde vanddamp er stærkt afhængig af temperaturen. En temperaturstigning på 1 grad C vil således medføre en stigning i atmosfærens vanddampindhold på omkring seks procent.

Da vanddamp udgør under én procent af atmosfærens samlede masse, vil selv store temperaturstigninger og -fald kun føre til små ændringer i atmosfærens samlede masse. Klimarelaterede variationer og ændringer i atmosfærens indhold af kuldioxid vil også give små variationer i atmosfærens samlede masse, men disse er langt mindre de små bidrag, der kan tilskrives vanddamp.

Det bemærkes, at variationer i atmosfærens samlede masse i princippet vil kunne ses som variationer i det gennemsnitlige lufttryk ved jordoverfladen over hele planeten. Tætheden af målestationer er dog slet ikke fin nok til, at dette kan observeres i praksis. Specielt mangler der jo observationer af lufttryk over havområderne.

Hvis man forestillede sig, at der indtraf en Venus-agtig såkaldt "run-away" drivhuseffekt, hvor alt vand i verdenshavene fordampede, ville atmosfærens masse og dermed lufttrykket stige med ca. en faktor 400!"

Klaus Rasmussen vinder to billetter til Tycho Brahe Planetarium for sit spørgsmål.

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.

Emner CO2

Kommentarer (0)