Tågernes kamp
Klimaet er et varmt emne på mere end en måde. På Danmarks Meteorologiske Institut, Dansk Rumforskningsinstitut, DTU, Københavns Universitet og mange andre steder sidder klimaforskere, der interesserer sig voldsomt for, hvorfor Jordens temperatur har været stigende i 1900-tallet, og ikke mindst hvad vi har i vente i fremtiden.
Det er ikke nogen hemmelighed, at der er stor uenighed blandt klimaforskerne. Ikke alle er begejstrede for ordet, men for en udefrakommende kan det bedst betegnes som en klimakamp.
Et af stederne klimaforskerne er i tæt nærkamp er kun fem minutter fra Danmarks nationalstadium Parken. Juliane Maries Vej i København ligger på en solskinsdag i juni stille og fredeligt hen. Ingen ydre tegn viser, at her foregår en del af klimakampen. Ikke indædt som kampene i Parken, men en pæn og meget faglig kamp på argumenter, som det hør og bør i videnskabelige kredse.
Tager man hovedtrappen i nr. 30 op til 2. sal kan man møde to af klimakampens mange parter. Går man ind ad døren til højre, kan man besøge Henrik Svensmark på Dansk Rumforskningsinstitut. Går man til venstre, kan man finde lektor Aksel Walløe Hansen på Geofysisk Afdeling under Københavns Universitet.
Selv om Henrik Svensmark og Aksel Walløe Hansen næsten er naboer og begge forsker inden for klimaforandringer, har de ikke noget fagligt samarbejde. Klimakampen foregår mest som skriverier i videnskabelige tidsskrifter.
Udgangspunktet er, at Jordens klima forandrer sig, og at der i 1900-tallet har været en stigning på knap en grad celsius i den globale temperatur. Der er stærke tegn på, at stigningen i den sidste del af 1900-tallet skyldes drivhusgassen CO2. Hovedparten af klimaforskerne mener, at temperaturen også i fremtiden vil øges i takt med, at indholdet af CO2 i atmosfæren vil være stærkt stigende.
Henrik Svensmark mener derimod, at de hidtil observerede klimaforandringer kan skyldes variationer i Solens magnetfelt, som er medbestemmende faktor for størrelsen af skydækket på kloden og dermed klimaet.
Dansk Rumforskningsinstitut og Henrik Svensmark fik i forbindelse med vedtagelsen af sidste års finanslov en særbevilling på 12 mio. kr. over fire år til at oprette et forskningscenter for sol og klima. Bevillingen var et af Dansk Folkepartis fingeraftryk på finansloven. Pengene skal bruges til eksperimentelt at teste et vigtigt led i Henrik Svensmarks hypotese, nemlig at kosmisk stråling kan styre mængden af småpartikler i atmosfæren, der virker som kondensationskerner for skydannelsen. Og nu er man kommet så langt, at man i dag officielt kan indvie det nye »Center for Sol-Klima Forskning«.
At CO2 er en drivhusgas, og at en stigning i mængden af CO2 i atmosfæren vil lede til en temperaturstigning (stor eller lille) på Jorden er uomtvisteligt. Henrik Svensmarks hypotese er blot, at andre effekter også har betydning for forandringerne i Jordens klima.
»Derfor må vi forstå de naturlige klimavariationer for at kunne vurdere, hvor meget mennesket påvirker klimaet gennem drivhusgasser,« siger han.
Det var den store engelske astronom William Herschel, der i 1801 lancerede ideen om sammenhængen mellem Solen og Jordens klima, da han observerede en sammenhæng mellem prisen på hvede og antallet af solpletter. Men det er en artikel fra 1997, der var startfløjtet til klimakampen og den nuværende interesse for solens indirekte indflydelse på Jordens klima.
Fup eller fakta
Henrik Svensmark og Eigil Friis-Christensen, dengang begge ansat på Danmarks Meteorologiske Institut nu begge på Dansk Rumforskningsinstitut, offentliggjorde da artiklen »Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage' a missing link in solar-climate relationships« i det videnskabelige tidsskrift Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.
Her præsenterer de to forfattere kurver og forklaringer, der viser en sammenhæng mellem Jordens skydække og den kosmiske stråling. Sidenhen er sammenhængen identificeret til de lave skyer i subtroperne. Jo færre af disse skyer, der er, jo mindre energi vil Jordens atmosfære reflektere tilbage til Universet, og jo varmere vil klimaet blive på Jorden. Den kosmiske stråling kommer primært fra supernovaeksplosioner i Mælkevejen, men antallet af partikler i den kosmiske stråling, der rammer Jorden, er reguleret af Solens magnetfelt og solvinden, som har en velkendt 11-års cyklus.
En korrelation mellem skydække og kosmisk stråling, kan derfor direkte oversættes til en korrelation mellem klima og Solens magnetfelt. Solens intensitet varierer også over en 11-års cyklus og vil derfor påvirke klimaet direkte via den indstrålede energi, men denne variation på 0,1 pct. er så lille, at den ikke kan forklare de klimavariationer, der observeres. Så når Henrik Svensmark taler om Solens betydning for Jordens klima, er der altså tale om en indirekte virkning.
Nu er en korrelation mellem to variable jo ikke noget bevis for en årsagssammenhæng, men tankevækkende er det da. Men kan man finde en direkte forbindelse mellem skydannelse og kosmiske stråling – under forhold som de, der findes i Jordens atmosfære – så er der mere substans i teorien.
Eksperimenter, der kan understøtte teorien, har længe stået højt på Svensmarks ønskeliste. En international gruppe på et halv hundrede forskere med dansk deltagelse fra Aarhus Universitet og Dansk Rumforskningsinstitut fremsatte allerede i 2000 et forslag til Cern, det europæiske center for højenergifysik, i Genève om et projekt, der eksperimentelt skulle eftervise sammenhængen mellem stråling og skydannelse.
Projektforslaget blev dog ikke godkendt af Cern. Cern har længe været i økonomiske problemer, og det var ifølge Henrik Svensmark en grund til, at projektforslaget ikke kunne støttes.
1997-artiklen og efterfølgende artikler af Henrik Svensmark i samarbejde med bl.a. Nigel Marsh i Physics Review Letters i 1998 og 2000 fik stor opmærksomhed, og mange klimaforskere i ind- og udland diskuterede indgående emnet. Men ikke alle var begejstrede. Og nogle af de største kritikere findes herhjemme.
Hverken Torben Stockflet Jørgensen fra DMI eller Aksel Walløe Hansen fandt, at 1997-artiklen havde ført bevis for en årsag-virkning sammenhæng, når det drejer sig om skyerne og den kosmiske stråling. De fik optaget en femsiders kommentar i Journal of Atmospheric and Solar-Terrestial Physics i 2000, som imødegik 1997-artiklen på flere punkter.
Også Peter Laut fra DTU var en markant kritiker. Han afviste ikke i princippet, at der kan være en forbindelse mellem solens aktivitet og jordens klima, men han hævdede bl.a. i en artikel i Journal of Atmospheric and Solar-Terrestial Physics, at de fremsatte data i Svensmarks artikler ikke understøtter en sådan teori.
Det vil komme for vidt her at gengive hele den videnskabelige diskussion med svar og modsvar, men på et mere generelt punkt er Torben Stockflet Jørgensen kritisk over for den manglende videnskabelig fairness.
»Som videnskabsmand har man en forpligtelse til både at lægge de data frem, der støtter en teori og de data, der taler imod. På dette område fejler Henrik Svensmark«.
Vanskeligt eksperiment
Hvor klimakampen hidtil har været udkæmpet med teoretiske våben, tages der nu eksperimenter i brug.
I kælderen under Dansk Rumforskningsinstitut er opbygget et skykammer. Selve skykammeret er en otte kubikmeter stor kasse, hvor man nøje kan kontrollere sammensætningen af gasser. Her skal man studere om gaspartikler kan klumpe sig sammen under påvirkning af den kosmiske stråling og vokse sig store, så de kan fungere som kondensationskerner for skydannelse.
Jens Olaf Pepke Pedersen har haft ansvaret for opbygningen af målefaciliteten. Han forklarer:
»Selvom vi kalder reaktionskammeret for et skykammer, og den indeholder vanddamp, får vi altså ikke små skyer til at svæve rundt i kammeret. Vor opgave bliver derimod at måle størrelser og koncentrationer af de partikler, som dannes i kassen«.
Ind i kammeret sender man SO2, ozon (O3) og vanddamp (H2O), og ved at bestråle kammeret med ultraviolet lys sætter man gang i kemiske reaktioner, som danner svovlsyremolekyler H2SO4. Disse kan i første omgang samle sig til små klumper af en størrelse omkring 1-2 nanometer, som over nogle timer kan vokse til en størrelse på ca. 100 nanometer, der er størrelsen for skykondensationskerner.
Opgaven bliver at måle produktionen af partikler både under påvirkning af den kosmiske stråling og med den kosmiske stråling »slået fra«.
Når den kosmiske stråling, som i hovedsagen er energirige protoner, rammer atmosfæren dannes en lang række ladede partikler, bl.a. myoner, som er negativt ladede elementarpartikler, der er en slags tungere storebrødre til elektroner.
Myoner har en levetid på et par mikrosekunder, men da de bevæger sig med relativistiske hastigheder, og de derfor »oplever«, at tiden går langsomt, kan de nå ned til Jorden og bl.a. ramme ind i skykammeret, hvor teorien altså er, at de ioniserer gasserne i kammeret og sætter gang i sammenklumpningen af bl.a. svovlsyremolekyler.
»Vi skal måle koncentrationer, der svarer til de naturligt forekommende i de mest øde egne af Stillehavet. Det svarer til »parts per million« eller »parts per billion« området, så det kræver uhyre nøjagtigt udstyr,« forklarer Jens Olaf Pepke Pedersen. Han vurderer, at der er brugt en indsats på to mandår foruden indkøbt udstyr for to millioner kroner for at gøre skykammeret klar til brug.
Opgaven bliver altså at sammenligne partikelstørrelser og koncentrationer i skykammeret, når den kosmiske stråling er »tændt« og »slukket«. Man »slukker« for den kosmiske strålings virkning ved at påtrykke en spændingsforskel på 10 kV mellem to elektroder i skykammerets sidevægge. Det elektriske felt, der opstår, vil tømme kammeret for de ladede ioner, som myonerne har dannet.
»Vi forventer, at de første resultater af vore målinger er klar om et halvt års tid,« siger Henrik Svensmark.
Tidsspilde
Målingerne vil uden tvivl blive indgående diskuteret, men skeptikerne lader sig næppe overbevise.
»Henrik Svensmark risikerer at spilde tiden i laboratoriet. Han kan ikke sikre sig, at eksperimenterne vil fortælle os noget om den virkelige atmosfæres indhold af partikler. Luften over Stillehavet i 1-2 kilometers højde er ikke sådan at afgrænse i en kasse som i Henrik Svensmarks forsøg. Randbetingelserne i kassen kan gøre situationen helt forskellig,« siger Aksel Walløe Hansen.
Han vil betegne eksperimenterne som nødvendige, men ikke som tilstrækkelige til at eftervise den påståede årsagssammenhæng. u
