Satellittmåling av CO2-effekten, og en ny trussel mot ozon-laget

Europas nye bærerakett Ariane 6 tar av fra startrampen på sin første ferd. (Bilde: ESA)

Mye som skjer, og interessante vitenskapelige publikasjoner  kommer på løpende bånd. Men først litt nytt om bæreraketter i Europa og USA. 

Hei igjen. Europa har fått en ny stor bærerakett! Det var veldig godt å se at Ariane 6 virket bra på første forsøk sist uke. Noen husker kanskje at forgjengeren Ariane 5 eksploderte kort tid etter oppskytning på sin første ferd i juni 1996. Den gangen satt jeg på et møte i en NATO-forskningsgruppe i Paris, og var ved forskningsfronten på mitt spesialfelt. Skuffelsen i møterommet var stor den gangen, men så veldig overrasket var man ikke - mange nye bæreraketter har jo feilet på første forsøk. 

Vel, gamle Ariane 5 fungerte fint etter hvert, men den ble kostbar i drift. Beslutningen i ESA om å starte utviklingen av Ariane 6 kom på ministerkonferansen i Luxemburg høsten 2014, og da var jeg der som rom-byråkrat. Nå er jeg pensjonist, og andre får vurdere når den nye Ariane 6 skal byttes ut med en gjenbrukbar europeisk bærerakett. For hvis man ser litt inn i krystallkulen, så er det nok bare de interkontinentale missilene som ikke behøver å være gjenbrukbare. 

Det dannet seg is ved motoren på Falcon-9 rakettens øvre trinn, og raketten nådde ikke den planlagte høyden der satellittene skulle utplasseres. (Bilde: Live-sendingen fra SpaceX).

Men for noen dager siden - etter mer enn 300 vellykkete oppskytninger på rad - så gikk det altså galt for SpaceX med en Falcon-9 oppskytning. Dette har vært "arbeidshesten" for satellitter de senere årene, og dette uhellet vil bety nye forsinkelser, både for norske arktiske kommunikasjonssatellitter og flere ESA-satellitter som står på kjøreplanen i år for SpaceX/Falcon-9.  

Så over til  noen vitenskapelige artikler som har blitt lest her i sommervarmen, og  noen nye tall for kloden vår.

Spektralmåling av CO2-effekten

Først en artikkel som jeg synes er veldig interessant, og samtidig litt kjedelig (fordi den ikke falsifiserer hypotesen som testes). Det gjelder Teixeira et al:"Direct observational evidence from space of the effect of CO₂ increase on longwave spectral radiances: the unique role of high-spectral resolution measurements" (EGU Atmospheric Chemistry and Physics, 2024). 

Her har man benyttet ett tiår (2003 – 2012) med målinger fra instrumentene AIRS og AMSU på NASA-satellitten Aqua for å finne datasett med svært like atmosfære-profiler for både vanndamp og temperatur, men med ulike CO2-verdier. Dermed har man kunnet identifisere bidraget fra CO₂-endringen når det gjelder utstrålingen fra jordkloden til rommet. Med AIRS-instrumentet har man kunnet undersøke dette på mange forskjellige bølgelengder i den langbølgete delen av spekteret.

Resultatene viser meget godt samsvar mellom det som teorien sier, og det som er målt fra satellitten. Artikkelen innebærer således en ytterligere styrking av CO2-hypotesen. Ingen sensasjon, altså, men det er bra at forskere tar seg bryet med å dobbeltsjekke slike fundamentale sammenhenger.

Årlig midlere radianse-forskjell pga CO2-økning i henholdsvis AIRS-observasjoner (blått) og teoretisk beregning (rødt). (Bilde: Teixeira et al, 2024).

En annen interessant artikkel er Schoeberl et al: “Evolution of the Climate Forcing During the Two Years after the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Eruption” (Preprint, 2024). Jeg har tidligere omtalt resultater fra de samme forfatterne for det første året etter det store undersjøiske vulkanutbruddet i januar 2022. Da var de tydelige på at det nedkjølende bidraget fra svovel-aerosolene i stratosfæren var sterkere enn det oppvarmende bidraget fra vanndamp-økningen i stratosfæren i 2022. Nå har de regnet seg grundig igjennom både 2022 og 2023, inkludert den dynamiske påvirkningen fra utbruddet på ozonverdier, sirkulasjon og temperaturfordeling i stratosfæren. Konklusjonen er fortsatt at vulkanutbruddet totalt sett virket litt nedkjølende i 2022-2023. De avslutter med å si at klimapådrivet fra Hunga Tonga har avtatt til nesten null ved utløpet av 2023.

Her må imidlertid kommenteres at satellittene fortsatt måler ganske høye vanndamp-verdier i stratosfæren. Jeg har derfor vondt for å tro at dette ikke skal ha gitt noe positivt klimapådriv i 2024:

Vanndamp-innholdet i ulike høydelag i stratosfæren ved 60 grader Nord, observert gjennom 20 år fra NASA-satellitten Aura. (Bilde: NASA GSFC)

Blir romfarten en trussel mot ozon-laget?

Det var tankevekkende å lese artikkelen «Potential Ozone Depletion From Satellite Demise During Atmospheric Reentry in the Era of Mega-Constellations» (Ferreira et al, GRL, juni 2024), som ble omtalt redaksjonelt her på forskning.no for et par uker siden. Forskerne har regnet på hvor mye aluminium som ender opp i mesosfæren (høydelaget over stratosfæren) når henholdsvis meteoritter og satellitter brenner opp der. Problemet er at det dannes aluminiumsoksid, som etter noen år drysser ned i stratosfæren, og der tilrettelegger for at klor kan «spise» mer ozon.

Hvert år dundrer mye meteoritt-masse inn i atmosfæren vår, men med nokså lite innhold (ca. 1 %) av aluminium. Ozon-produksjonen i stratosfæren har i tusenvis av år vært i en slags balanse med meteorittene. Problemet som diskuteres i artikkelen, er at satellitter består av mye aluminium, samt at det er planer om å skyte opp veldig mange lavbane-satellitter de neste to tiårene. Disse satellittene skal deretter brennes opp i atmosfæren etter bruk, for ikke å ende opp som romsøppel i populære baner i årene 2050 - 2100.

Ferreira et al. skriver at tilbakevending av satellitter bare etterlot ca. 2 tonn med aluminiumsoksid i mesosfæren i 2016, men at dette tallet økte til 16 tonn i 2022. På basis av publiserte planer for mega-konstellasjoner (Starlink, Kepler, OneWeb, …) skriver forfatterne at mesosfæren vil få tilført mer enn 300 tonn aluminiumsoksid årlig når disse satellittene avslutter sin ferd.

Et av ESAs ATV-fraktefartøy til Romstasjonen brenner opp i atmosfæren etter uført oppdrag i verdensrommet. (Bilde: ESA og NASA).

Virkningen på ozon-laget vil ikke være umiddelbar på grunn av lang falltid for røykstøvet fra mesosfæren ned til stratosfæren, der ozonlaget ligger. Men forfatterne avslutter sin oppsummering med at "As aluminium oxide nanoparticles may remain in the atmosphere for decades, they can cause significant ozone depletion". Vel, vi får se hva fremtiden bringer. Sikkert er det at 20 nye Starlink-satellitter brant opp i atmosfæren da bæreraketten fra SpaceX feilet for noen dager siden. 

Global temperatur

Som forventet, så ble det en ny solid varmerekord for juni måned både ved klodens overflate og i troposfæren. Juli måned ligger imidlertid an til å bli vesentlig jevnere. 

I tvekampen mellom 2023 og 2024 om å bli det varmeste året, er det foreløpig ingen tegn til at 2024 skal "sprekke" på oppløpssiden. Havoverflate-temperaturen ser nå ut til å følge fjorårets kurve:

Temperaturen i havoverflaten har foreløpig ikke falt noe under nivået fra i fjor. (Bilde: Climate Reanalyzer / Univ. of Maine).

Vi ses igjen her på bloggen i august.