Eksamensoppgaver Flashcards
(132 cards)
1
Q
Gi definisjonen av troposfæren, tropopausen og grenselaget.
A
Troposfæren er den nederste delen av atmosfæren der temperaturen faller medhøyden. Tropopausen er området over troposfæren der temperaturen skifter fra å falle til å stige. Grenselaget er den delen av troposfæren som blir direkte påvirket av jordoverflaten.
2
Q
Gi definisjonen av stratosfæren.
A
Stratosfæren er høydeområdet over tropopausen hvor temperaturen stiger med høyden.
3
Q
Hva er ionosfæren?
A
Ionosfæren er laget i atmosfæren fra 70 til 400 km over jordoverflaten med frie elektroner og en god del ioner. Det ioniserte, ledende laget reflekterer elektromagnetiske bølger.
4
Q
Gi definisjonen av lufttrykket på et sted i atmosfæren.
A
Lufttrykket på et sted i atmosfæren er lik tyngden per areal av ei vertikal luftsøyle over stedet og ut til atmosfærens yttergrense.
5
Q
Brenning av fossilt brennstoff bidrar til tre store miljøproblemer. Hvilke miljøproblemer er dette?
A
Brenning av fossilt brennstoff bidrar til de tre store miljøproblemene forsterket drivhuseffekt, sur nedbør og bakkenær ozon.
6
Q
Hva mener vi med et reservoar og et sluk?
A
Et reservoar er et lager for gasser og partikler. Sluk er et fellesnavn for alle prosesser som fjerner gassmolekyler og partikler fra atmosfæren.
7
Q
Gi definisjonene av levetiden for en gass i et reservoar.
A
Levetiden for en gass er den tiden det tar før gassmassen i et reservoar er skiftet ut med ny gass.
8
Q
Hva mener vi med omløpshastighet?
A
Omløpshastigheten er gassmassen som strømmer inn eller ut av reservoaret per tid.
9
Q
Gi definisjonen av tilpasningstiden til en gass i et reservoar.
A
Tilpasningstiden til en gass er den tiden det tar før 37 % av tilført gassmasse er igjen i reservoaret.
10
Q
Hva er levetiden og tilpasningstiden til CO2? Hva er grunnen til den store forskjellen mellom disse to tidene?
A
CO2 har levetiden 4-5 år og tilpasningstiden på om lag 70 år med et usikkerhetsområde fra 40 til 150 år. Denne gassen tas opp av slukene vegetasjon, vannflater og jordsmonn. Etter 4-5 år er gassen byttet ut med ny gass. Imidlertid skjer det en stadig utveksling av CO2-molekyler mellom disse slukene og atmosfæren. Samtidig som slukene tar opp CO2-molekyler avgir deandre CO2-molekyler til atmosfæren, og derfor tar det om lag 70 år før et utslipp til atmosfæren er redusert til 37 % av tilført gassmasse.
11
Q
Definer bølgelengden, svingetiden og frekvensen til en bølge.
A
Bølgelengden til en bølge er avstanden mellom to nabotopper. Generelt er bølgelengden den korteste avstanden mellom to punkter på bølgen som er i samme svingetilstand. Svingetiden er tiden som ei hel svingning tar. Frekvensener antall hele svingninger per tid.
12
Q
Hva er en dipol og en elementærpartikkel?
A
En dipol er en nøytral partikkel eller gjenstand med en positivt og en negativtladd del. En elementærpartikkel er en partikkel som ikke er sammensatt av enda mindre partikler.
13
Q
I sin laveste energitilstand er CO2-molekylet ikke en dipol. Hva er grunnen til at dette molekylet likevel ofte er en dipol?
A
I sin laveste energitilstand er CO2-molekylet lineært med C-atomet midt mellom O-atomene. På grunn av termiske bevegelser kan molekylet være bøyd, eller C-atomet kan være forskjøvet mot ett av O-atomene. Molekylet er derfor ganske ofte en dipol.
14
Q
Hva vil det si at et system er i grunntilstanden og i en eksitert tilstand?
A
Grunntilstanden er den laveste energitilstanden til et system. Et system er i en eksitert tilstand når det er i en energitilstand med høyere energi enn grunntilstanden.
15
Q
Hva er spredning?
A
Spredning er en prosess der et foton som treffer en partikkel, forandrer retninguten å utveksle energi med partikkelen.
16
Q
Hvordan oppstår koherent spredning og inkoherent spredning?
A
Koherent spredning oppstår når en eksitert partikkel går direkte ned til grunntilstanden, og det blir sendt ut ett foton. Går partikkelen fra en eksitert tilstand ned til grunntilstanden via en eller flere eksiterte tilstander, kalles dette inkoherent spredning. Den eksiterte partikkelen sender da ut to eller flere fotoner.
17
Q
Hva må være oppfylt for at vi skal få fenomenet absorpsjon?
A
For å få fenomenet absorpsjon må en partikkel kollidere mens den er eksitert.
18
Q
Nevn to typer fotokjemiske reaksjoner.
A
Fotoionisasjon og fotodissosiasjon er to typer fotokjemiske reaksjoner.
19
Q
Hva er en drivhusgass?
A
En drivhusgass består av molekyler som absorberer og emitterer langbølget stråling fra jordoverflaten, atmosfæren og skyene.
20
Q
På hvilke to måter dannes elektromagnetiske bølger?
A
Elektromagnetisk stråling dannes når ladde partikler eller dipoler er akselerert, eller når en eksitert partikkel går ned til en lavere energitilstand.
21
Q
Gi definisjonen av en svart gjenstand.
A
En svart gjenstand er en gjenstand som absorberer all den elektromagnetiske strålingen som treffer den.
22
Q
Hva menes med utstrålingstettheten til en gjenstand?
A
Utstrålingstettheten til en gjenstand er utstrålt energi fra gjenstanden per tid ogper areal.
23
Q
Hva er Planck-kurver og λtopp ?
A
Planck-kurver eller spektre viser energifordelingen i svart stråling vedforskjellige temperaturer. λtopp er den bølgelengden som gir størst
utstrålingstetthet for en bestemt temperatur.
24
Q
Formuler med ord Stefan-Boltzmanns lov. Skriv også opp det matematiske uttykket for loven.
A
Utstrålingstettheten F fra en gjenstand er proporsjonal med den absolutte temperaturen T i fjerde potens. Proporsjonalitetsfaktoren σ = 5,7∙10-8 W / m2 K4 blir kalt Stefan-Boltzmanns konstant. Matematisk formulering av denne loven er F = σ∙T 4.
25
Gi definisjonen til emissiviteten til en gjenstand.
Emissiviteten til en gjenstand er forholdet mellom utstrålingstetthetene til gjenstanden og en svart gjenstand med samme temperatur.
26
Hvorfor ligger solspektret lavere ved jordoverflaten enn på toppen av atmosfæren? Hva skyldes de markerte søkkene i solspektret ved jordoverflatene?
Solspektret ligger lavere ved jordoverflaten enn på toppen av atmosfæren på grunn av spredning og absorpsjon av solstrålingen i atmosfæren. De markerte søkkene i solspektret ved jordoverflaten skyldes sterk absorpsjon og spredning av strålingen fra de gassene som er i atmosfæren.
27
Hvordan er strålingsenergien fra sola fordelt på toppen av atmosfæren?
Ca. 43 % av strålingsenergien fra sola på toppen av atmosfæren ligger i detsynlige spektret. Om lag 7 % og ca. 49 % av solenergien er bidrag frahenholdsvis kortere og lengre bølgelengder enn synlig lys.
28
Hvordan er den ultrafiolette solstrålingen delt inn i bølgelengdeintervaller?
UVC dekker bølgelengdeintervallet 200-280 nm, UVB bølgelengdeområdet 280-320 nm og UVA 320-400 nm.
29
Hvilke navn har ståling med bølgelengder som er lengre enn synlig lys?
Stråling med bølgelengder større enn synlig lys kalles infrarød stråling, varmestråling eller termisk stråling.
30
Hva er det atmosfæriske vinduet?
Bølgelengdeområdet fra ca. 8 til 13 μm i strålingen fra jorda kalles det atmosfæriske vinduet. Det meste av den terrestriske strålingen i dette bølgelengdeintervallet går direkte gjennom atmosfæren og ut til verdensrommet.
31
Hva er stratosfærisk ozon, troposfærisk ozon og bakkenær ozon?
Stratosfærisk ozon er ozon i stratosfæren, troposfærisk ozon er ozon i troposfæren og bakkenært ozon er ozon i grenselaget
32
Gi definisjonen av en primær og en sekundær gass..
En primær gass er en gass som blir sluppet direkte ut i atmosfæren. En sekundær gass er en gass som blir dannet ved kjemiske reaksjoner mellom andre gasser i atmosfæren.
33
Gi definisjonene av tørravsetning og våtavsetning av gasser og partikler fra atmosfæren.
Tørravsetning er direkte opptak av gasser og partikler fra atmosfæren på jordsmonn, vegetasjon eller vannflater. Våtavsetning er fjerning av gasser eller partikler fra atmosfæren med nedbør.
34
Hva er et radikal? Nevn tre radikaler.
Et radikal er et atom, molekyl eller ion med minst ett uparet elektron. Det mest reaktive radikalet er hydroksylradikalet (OH). Uten sollys er det viktigste radikalet nitratradikalet (NO3). Et tredje radikal er hydroperoksiradikalet (HO2).
35
Hvordan blir OH produsert i atmosfæren? Hvor foregår den største OH-produksjonen?
Disse to reaksjonslikningene viser hvordan OH blir produsert i atmosfæren:
O3 + hf(bølgelengde<320nm) --> O2 + O
O + H2O --> 2OH
Den største OH-produksjonen foregår over tropene hvor det er mest UV-stråling og høyest innhold av vanndamp.
36
Skriv opp de to kjemiske reaksjonslikningene som fører til ozondannelse i troposfæren. Hvilke andre gasser må være til stede for at det skal bli dannet store mengder med troposfærisk ozon?
De to reaksjonslikningene som fører fram til ozondannelse i troposfæren, er:
NO2 + hf(bølgelengde<= 410nm) --> NO + O
O + O2 + M --> O3 + M
Sammen med O2 fra atmosfæren må en eller flere av gassene CO, CH4 ellerNMVOC være til stede for å få dannet store mengder med troposfærisk ozon.
37
Hvorfor finner en ofte de største bakkekonsentrasjonene av O3 et stykke i vindretningen (medstrøms) fra NOx-kilden?
Det er flere forhold som fører til at bakkekonsentrasjonen av O3 ofte er høyest et stykke i vindretningen (medstrøms) fra NOx-kilden. Den viktigste årsaken til dette er at NO, som utgjør en stor del av NOx-kilden, bryter ned ozon etter likningen
NO + O3 --> NO2 + O2
Ellers tar reaksjonene som fører NO over til NO2 tid, og det samme gjelder også de andre reaksjonene som fører fram til O3-dannelse. Dette bidrar også til at O3-konsentrasjonen ofte er høyest et stykke fra NOx-kilden..
38
Gassen CO kan både produsere og bryte ned troposfærisk ozon. Hva er det som bestemmer om CO er ozonnedbryter eller ozondanner?
Det er konsentrasjonen av NO som avgjør om CO er ozonnedbryter eller ozondanner. Er konsentrasjonen av NO lavere enn 5-10 ppt, er CO ozonnedbryter.
39
Hvordan tilføres og fjernes ozon fra troposfæren?
Om lag 90 % av ozonet i troposfæren blir dannet ved kjemiske reaksjoner i denne delen av atmosfæren. Ca. 10 % blir tilført fra stratosfæren. Kjemiske reaksjoner bryter ned omkring 80 %, og resten på om lag 20 % tørravsettes.
40
Hvilke skader kan bakkenært ozon medføre?
1. Bakkenært ozon gir helseskader på mennesker og dyr. Det kan gi irritasjon i slimhinner, betennelsesreaksjoner i luftveier og nedsatt lungefunksjon. Symptomene øker med økende konsentrasjon av ozon. Ozon kan også føre til økt celledeling, og det kan påskynde utviklingen av kreft.
2. Vegetasjonsskader. Ozon gir nåle- og bladskader og redusert fotosyntese. Plantene tar opp ozonet gjennom spalteåpningene, og det dannes skadelige frie
radikaler. Visse tobakksplanter er mest følsomme for gassen, men mange landbruksvekster som poteter, tomater og soyabønner tar også lett skade av gassen. Avlingstapet på grunn av for høye ozonkonsentrasjoner er i flere land anslått til å ligge på omkring 5 %.
3. Materialskader. Ozon skader materialer som gummi, ulike plasttyper, tekstilfibrer og mange malingstyper. Gassen kan bryte ned dobbeltbindinger, og stoffer med slike bindinger er særlig utsatt.
41
Hvilke gasser er det som kalles ozonforløperne? Ranger disse gassene etter hvor viktige de er for dannelsen av troposfærisk ozon over Europa.
Ozonforløperne er NOx, CO, NMVOC og CH4.
| NOx er viktigst for dannelsen av troposfærisk ozon, og deretter følger NMVOC, CO og CH4.
42
Hvordan dannes termisk NOx og brennstoff NOx?
Termisk NOx blir dannet ved kjemisk reaksjon mellom nitrogen og oksygen i forbrenningslufta ved høy temperatur. Brennstoff NOx dannes ved kjemisk reaksjon mellom nitrogenet i brennstoffet og oksygenet i forbrenningslufta.
43
Nevn seks kilder for NOx.
Seks kilder for NOx er:
1. Jordsmonn under naturlig vegetasjon
2. Lynutladning
3. Fossil forbrenning og industrielle prosesser
4. Jordbruk
5. Brenning av biomasse
6. Atmosfærisk avsetning
44
Hvor store er de globale antropogene NOx-utslippene i forhold til de totale utslippene? Hvilke gasser er regulert av Gøteborg-protokollen? Hvilke miljøproblemer tar denne protokollen sikte på å redusere?
Mellom 70 og 80 % av de totale NOx-utslippene er antropogene. Gøteborg-protokollen regulerer gassene NOx, NMVOC, SO2 og NH3. Bakkenær ozon, sur nedbør og overgjødsling er de miljøproblemene som Gøteborg-protokollen tar sikte på å redusere.
45
Hvilke skader kan NO2-gass gi?
NO2 har negativ virkning på lungefunksjonen, og astmatikere er spesielt utsatt. Gassen kan også gi vegetasjonsskader, og særlig er dette tilfelle for noen planteslag når den virker sammen med SO2 og O3. Følgene av dette kan være at klorofyllet brytes ned, og at bladfallet skjer tidligere enn normalt.
46
Hvordan kan CO dannes, og hvilke helseskader kan den gi?
CO dannes i mange tilfeller ved ufullstendig forbrenning av organiske stoffer. Denne gassen øker risikoen for hjerteproblemer hos hjerte-karsyke. Oksygenopptaket blir redusert ved at CO binder seg til hemoglobinet i blodet
47
Nevn de tre største norske kildene for CO-utslipp i 2012. Hvor stor andel utgjorde hver av disse kildene av det totale norske utslippet.
De tre største kildene for CO-utslipp i Norge i 2012 var: 1. Oppvarming i husholdninger og andre næringsbygg 44 %
2. Veitrafikk 22 %
3. Luftfart, sjøfart, fiske og motorredskaper 22 %
48
Hva står forkortelsen NMVOC for, og hva er den største naturlige globale kilden for denne gassgruppen?
NMVOC er en forkortelse for non-methane volatile organic compounds, og dette kan oversettes til lettflyktige organiske forbindelser unntatt metan. Den største naturlige kilden globalt er vegetasjonen.
49
Gi definisjonen av vær og av klima.
Været på et sted er tilstanden i atmosfæren ved et gitt tidspunkt eller over et kort tidsintervall. Klimaet på et sted er gjennomsnittsverdier og variasjoner over lengre tidsperioder av de størrelser om beskriver været.
50
Hva menes med vind, luftpakke og oppdriften på en luftpakke?
Vind er luft som beveger seg horisontalt i atmosfæren. En luftpakke er en avgrenset luftmengde. I mange fenomener kan en med god tilnærmelse betrakte
luftpakken som isolert fra resten av atmosfæren. Oppdriften på en luftpakke er summen av trykkreftene fra lufta på luftpakken.
51
Hvordan beveger en luftpakke seg vertikalt når det er forskjellig temperatur i luftpakken og omgivelsene?
Luft som har høyere temperatur enn lufta omkring, stiger. Luft som har lavere temperatur enn lufta omkring, synker.
52
Definer mettet og umettet luft.
Mettet luft inneholder maksimalt med vanndamp ved en bestemt temperatur. Umettet luft inneholder mindre vanndamp enn mettet luft.
53
Hva er ustabil luft? Når er umettet og mettet luft ustabil?
Ustabil luft er luft som etter å ha blitt flyttet oppover eller nedover, fortsetter med å bevege seg i samme vertikal retning. Umettet luft er ustabil når temperaturen oppover i atmosfæren synker med mer enn 1 oC / 100 m. Mettet luft er ustabil når temperaturen oppover i atmosfæren synker med mer enn ca. 0,6 oC / 100 m.
54
Gi definisjonen av lavtrykk og høytrykk. Hvordan beveger lufta seg over et
lavtrykk og et høytrykk?
Et lavtrykk er et område hvor lufttrykket er lavere enn i omgivelsene. Et høytrykk er et område hvor lufttrykket er høyere enn i omgivelsene. Over et lavtrykk stiger lufta, og over et høytrykk synker den.
55
Lag en skisse over strålingsbudsjettet for jorda, og grei ut om hva som er hoveddrivkraften i klimaet.
Områdene omkring ekvator mottar mye mer solenergi enn områdene ved polene. I tillegg blir denne forskjellen forsterket med mer reflektert sollys på høye breddegrader enn på lave breddgrader. Forskjellen mellom disse breddegradene er mindre når det gjelder utsendt langbølget stråling, og dette gir derfor et strålingsoverskudd ved lave breddegrader og et strålingsoverskudd ved høye breddegrader. Skillet går ved ca. 38oN og 38oS. Denne ubalansen i strålingsbudsjettet gir en energitransport fra lave til høye breddegrader gjennom atmosfæren og havet. Dette er hoveddrivkraften i klimaet.
56
Hvilken retning har corioliskraften på nordlig og sørlig halvkule? Hvordan strømmer lufta rundt et lavtrykk og høytrykk på den nordlige halvkula?
På nordlig halvkule virker corioliskraften til høyre vinkelrett på fartsretningen, og den virker til venstre vinkelrett på fartsretningen på sørlig halvkule. Rundt et lavtrykk på nordlig halvkule sirkulerer lufta mot urviseren, og rundt et høytrykk sirkulerer lufta med urviseren.
57
Lag ei skisse over det idealiserte, globale sirkulasjonsmønsteret i atmosfæren.
I områdene rundt ekvator er det lavtrykk med stigende luft. Lufta synker ned i områdene nær 30oN og 30oS med høytrykk. Langs jordoverflaten strømmer den tørre lufta fra disse områdene mot ekvator. Denne sirkulasjonen blir kalt Hadley-cellen. Deretter kommer Ferrel-cellen, og lengst nord sirkulerer polarcellen med høytrykk over polene. Mellom disse to cellene ved om lag 60oN og 60oS er det lavtrykk. De polare jetstrømmene sirkulerer over disse områdene fra vest mot øst. I samme retning strømmer de subtropiske jetstrømmene over høytrykksområdene. Den tropiske jetstrømmen går over områdene ved ekvator fra øst mot vest.
58
Hva er en klimasone? Nevn de fire typene av klimasoner.
En klimasone er et område på jorda med omtrent samme klima. Den tropiske sonen, passatsonene, de tempererte sonene og de polare sonene er de fire typene av klimasoner.
59
Hvordan vil tropopausen flytte seg på grunn av den forsterka drivhuseffekten? Hva er årsakene til dette? Hvordan vil dette påvirke det globale sirkulasjonsmønsteret?
Den forsterka drivhuseffekten medfører at tropopausen flytter seg til større høyder. Årsakene til dette er at det blir en varmere troposfære og en kaldere stratosfære. Lufta over tropene vil da stige høyere oppover, og Hadley-cellene vil utvide seg. Ferrel- og polarcellene vil presses sammen, og lufta vil sirkulere over mindre områder.
60
Hva mener vi med overflatelaget og den termohaline sirkulasjonen?
Overflatelaget eller blandingslaget består av de øverste vannmassene som er godt blandet av vind og temperaturvariasjoner gjennom året. Den termohaline sirkulasjonen er havstrømmer som drives av forskjeller i massetettheter i havet.
61
Hvilke størrelser er det som gir forskjeller i massetetthet i havvannet? Hvilke prosesser har innvirkning på massetettheten til havvannet?
Det er forskjeller i saltinnhold og temperaturer som gir ulike massetettheter i havvann. Avkjøling, fordamping, isfrysing og mindre tilførsel av ferskvann øker massetettheten til havvannet. Oppvarming, issmelting og mer nedbør og økt tilførsel av ferskvann fra land reduserer massetettheten til havvannet.
62
Det hevdes av og til i media at Den norske atlanterhavsstrømmen kan stoppe opp som følge av den globale temperaturøkningen. Hva er bakgrunnen for slike påstander?
Skal Den norske atlanterhavsstrømmen kunne opprettholdes, må det foregå en nedsynking av havvannet i Grønlandshavet. Dette havvannet må ha større massetetthet enn havvannet omkring. Med et varmere klima blir det mer issmelting og økt nedbør over disse havområdene. I tillegg vil det tilføres mer ferskvann fra tilstøtende landområder. Følgene av dette vil være en saltfortynning i dette området. Dette mener noen få forskere vil stoppe denne havstrømmen. Imidlertid viser det seg at denne fortynningen langt på vei blir kompensert av et saltere havvann inn i området som følge av økt fordamping.
63
Hva er meteorologi, og hva er en værprognose?
Meteorologi er vitenskapen om de fysiske og kjemiske prosessene i troposfæren og stratosfæren. En værprognose varsler været på et gitt sted til en gitt tid.
64
Gi definisjonen av polarfrontflaten og polarfronten. Hvordan kan den polare jetstrømmen utvikle lavtrykk og høytrykk i høyden?
Polarfrontflaten er overgangssonen mellom den varme subtropiske lufta og den kalde polarlufta. Polarfronten er polarfrontflaten nær jordoverflaten. Den polare jetstrømmen beveger seg ofte i store svingninger fra vest mot øst på toppen av polarfrontflaten. Etter slike bølgebevegelser kan den polare jetstrømmen rette seg ut og flytte seg rett mot øst. Det dannes etter hvert kalde lavtrykk og varme høytrykk i nærområdet til jetstrømmen,
65
Grei ut om første fase i utviklingen av et lavtrykk på polarfronten.
Lavtrykkene utvikler seg i en bølgetopp på polarfronten. Rundt denne bølgetoppen blåser kaldlufta på nordsiden og varmlufta på sørsiden. Ei tunge av varmluft trenger inn i området med kaldluft. Den varme lufta har høyere temperatur enn lufta omkring og stiger. Som følge av dette etableres det lavt lufttrykk i området rundt spissen av varmluftstunga. Lufta begynner å sirkulere mot urviseren, og utviklingen av lavtrykket er i gnag.
66
Hva menes med varmfront og kaldfront?
Varmfronten er den delen av polarfronten øst for lavtrykket der varm luft trenger fram og skyver kaldlufta tilbake. Denne fronten presses derfor fram i bevegelsesretningen til varmlufta. Kaldfronten er den delen av polarfronten vest for lavtrykket der kald luft langs havoverflaten fortrenger varmlufta.
67
Hva er okklusjon?
Kaldfronten flytter seg vanligvis raskere enn varmfronten, og dette fører til at kaldfronten etter noen få dager tar igjen varmfronten. Frontene klapper sammen, og dette kalles okklusjon. I områdene med okklusjon har kaldlufta erobret terrenget nærmest jordoverflaten.
68
Hva er konveksjon? Grei ut om utviklinga av haugskyer.
Konveksjoner er vertikale strømninger i væsker og gasser på grunn av temperaturforskjeller. I sommerhalvåret varmer sola opp bakken slik at lufta nær bakken blir ustabil. Dette setter i gang vertikale bevegelser, og etter hvert som temperaturen nær bakken stiger, brer konveksjonen seg oppover i troposfæren. Lufta som stiger avkjøles, og den kan etter hvert bli mettet. Det dannes da vanligvis skydråper og haugskyer ofte med helt flat underside.
69
Gi definisjonen av inversjon. Hvorfor kan inversjon gi uheldige konsekvenser?
Inversjon er det værfenomenet at temperaturen i atmosfæren stiger med høyden. Dette kan få uheldige konsekvenser i storbyer og industristrøk med store utslipp av forurensninger. Den vertikale utskiftingen av lufta stopper opp, og alle mulige forurensninger samler seg opp i grenselaget.
70
Hva er monsuner? Grei ut om monsunene over det sørøstlige Asia.
Monsuner er storstilte vind- og nedbørsystemer som skifter med årstidene på grunn av temperaturforskjeller mellom land og hav. Over de indre østlige deler av Asia er det kaldt om vinteren. Disse områdene får mye lavere temperatur enn havområdene omkring. Havområdene avkjøles mye senere på grunn av den høye varmekapasiteten til disse enorme vannmengdene. Dette fører til nedsynking av kald luft over de indre østlige landområdene i Asia, og det dannes et kraftig høytrykk over disse landområdene, slik som vist i figuren under. Over store deler av det sørlige Asia strømmer det kald og tørr nordøstlig vind, som kalles vintermonsunen eller nordøstmonsunen.
Om sommeren blir de store landområdene i det sørlige Asia raskere oppvarmet enn havvannet. I nærområdene til India blir lufta ustabil, og det dannes et kraftig lavtrykk, slik som vist i neste figur. Lavtrykket fører fuktig og varm havluft inn over det sørlige Asia. Luftstrømmen sammen med nedbøren kalles sommermonsunen eller sørvestmonsunen.
71
Grei ut om land- og sjøvind.
Land- og sjøvind er monsunvind i liten skala over et døgn. Om dagen varmes landområdene raskere opp enn havoverflaten. Utover ettermiddagen blir lufta over land ustabil, og det dannes svake lavtrykk. Dette fører til at kaldere havluft trekkes inn over land, og denne luftstrømmen er sjøvind. Denne luftstrømmen blir kompensert av en returstrøm i motsatt retning i høyere luftlag.
Om natta avkjøles landområdene raskere enn havoverflaten, og varmere luft over havet blir ustabil og stiger. Det dannes lavtrykk over havet, og dette drar kaldere luft fra land ut over havoverflaten. Denne luftstrømmen kalles landvind. Også i dette tilfellet blir det en returstrøm i høyere luftlag,
72
Grei ut om fønvind.
Når en kraftig, fuktig luftstrøm passerer en fjellkjede på tvers, kan det oppstå fønvind på lesiden. Tvinges tilstrekkelig fuktig luft opp langs en fjellside, avkjøles den og blir mettet. Etter at vanndampen kondenseres, og det frigjøres kondensasjonsvarme, avkjøles lufta med 0,6 oC / 100 m videre oppover fjellsiden. På vei opp mot toppen faller mye av vannet ut som nedbør, og like over fjelltoppen er vanligvis lufta umettet. På vei nedover lesiden varmes lufta opp med 1 oC / 100 m. Hvordan lufta avkjøles og varmes opp over fjellkjeden er vist i figuren under. Lufta oppvarmes mer enn den avkjøles, og totalt får derfor lufta høyre temperatur på samme nivå på lesiden enn på losiden. For det tilfellet at lufta er mettet helt til topps og umettet på lesiden, blir oppvarmingen 1 oC / 100 m ∙ 1000 m – 0,6 oC / 100 m ∙ 1000 m = 4 oC.
73
Gi definisjonen av nedbør. Nevn de tre typene nedbør. Hva menes med mikroklima?
Nedbør er vann i flytende eller fast form som faller fra skyer ned på jorda. De tre typene av nedbør er: orografisk nedbør, frontnedbør og konvektiv nedbør. Mikroklimaet er klimaet i små områder like over eller på små flater.
74
Nevn og definer de fem delene i klimasystemet
De fem delene er: atmosfæren, hydrosfæren, kryosfæren, geosfæren og biosfæren. Atmosfæren er laget av gasser som omgir jorda og som holdes på plass av gravitasjonskrefter. Hydrosfæren er alt vann på og under jordas overflate i fast, flytende og gassform. Kryosfæren er den delen av jordoverflaten der vann finnes i fast fase, enten i form av isbreer, snø, tele, permafrost eller is på vann. Geosfæren eller litosfæren er jordskorpa og det øvre laget av mantelen. Biosfæren er området over og under jordoverflaten der det finnes liv.
75
Hva mener vi med paleoklimatologi, isalder, istid og mellomistid?
Paleoklimatologi er studiet av tidligere tiders klima. En isalder er en periode hvor det forekommer is på jorda. En istid er en kald periode der store deler av jorda har vært dekket med is. Mellomistider er tiden mellom to istider.
76
Nevn mulige årsaker til klimavariasjoner i perioder på mange millioner år. Gi definisjonen av albedo og klimapådriv.
Klimavariasjoner over mange millioner år kan skyldes kontinentaldrift, havbunnspredning, polvandringer og erosjon. Albedo er forholdet mellom reflektert og innkommende solstråling mot en flate. Et klimapådriv er naturlige eller antropogene prosesser som forandrer jordas energibalanse.
77
Nevn de fem viktigste årsakene til naturlige klimavariasjoner i løpet av de siste
500 000 årene.
De fem viktigste årsakene til klimavariasjoner de siste 500 000 årene er:
1. variasjon i innstrålingen fra sola på grunn av astronomiske forhold
2. variasjon iden globale albedoen
3. variasjon i gassinnholdet i atmosfæren
4. variasjon i utstrålingen fra sola
5. vekselvirkninger i klimasystemet
78
Hvilke variasjoner er det som gir istider ifølge den astronomiske teorien?
Hva er periodene til disse variasjonene?
Det er tre variasjoner som har betydning for istider.
1. Variasjon i jordbanens form er den viktigste. Jordbanen veksler mellom to ellipseformer. Den ene er nesten sirkelrund, og den andre er en litt flatklemt ellipse. Variasjonene har to perioder på henholdsvis 100 000 år og 400 000 år.
2. Variasjoner i jordaksens helningsvinkel. Helningsvinkelen er vinkelen mellom en normal på jordbaneplanet og jordaksen. Denne vinkelen varierer mellom
ytterverdiene 22,05o og 24,50o med en periode på 41 000 år.
3. Presesjon. I tillegg til variasjoner i helningsvinkel forandrer også jordaksen retning i verdensrommet. Bevegelsen kan sammenliknes med bevegelsen til en snurrebass i sluttfasen. Periodene er på 23 000 år og 19 000 år.
79
Hva er perihelion og aphelion? Hvordan er somre og vintre på NH og SH med jorda i aphelion ved sommersolverv?
Perihelion er det punktet i jordbanen som ligger nærmest sola. Aphelion er punktet i jordbanen som ligger lengst vekk fra sola. Når jorda er i aphelion ved sommersolverv, vender NH mot sola i en posisjon lengst vekk fra jorda. Dette gir kjølige somre og milde vintre på NH. På SH er det motsatt med varme somre og kalde vintre.
80
Grei ut om sammenhengen mellom innholdet av i kalkskall til foraminiferer og utbredelsen av isbreer på jorda.
Den vanligste oksygenisotopen er 16O, og den utgjør 99,8 % av alt oksygen. Isotopen 18O har to nøytroner mer enn 16O, og vannmolekyler med denne isotopen har litt større masse enn vannmolekyler med den vanligste isotopen.
Ved samme temperatur har derfor de vanligste vannmolekylene litt større fart enn molekylene med 18O. Vannmolekylene med minst masse fordamper lettest, og vanndampen som stiger opp fra havet, er anriket på 16O. Dette er også tilfelle med vannet i de skyene og den nedbøren som blir ført inn over land. I kalde perioder er derfor isen på land og havet anriket på henholdsvis 16O og 18O. Foraminiferene tar opp oksygenet til skallene fra havvannet, og sammenhengen mellom 18O / 16O i skallene og havvannet er kjent. Høye verdier av 18O / 16O i kalkskallene svarer derfor til stor isutbredelse på jorda.
81
Hvilke tre forutsetninger ser det ut til må være til stede for å få hyppige vekslinger mellom istider og mellomistider?
Disse tre forutsetningene må antakelig være til stede for å få hyppige vekslinger mellom istider og mellomistider:
1. Klimaet på jorda må være kaldt nok til at det kan dannes isbreer.
2. Det må være fjell på midlere breddegrader.
3. Klimasystemet må være følsomt for ytre påvirkning, og det må finnes
forsterkningsmekanismer som utløses ved ytre påvirkning.
82
Hva er aerosoler? Hva menes med solarkonstanten og global albedo?
Aerosoler er svevende, faste eller flytende småpartikler i atmosfæren.
Solarkonstanten er gjennomsnittlig mottatt stålingsfluks fra sola gjennom en flate
normalt på stråleretningen på toppen av atmosfæren i løpet av et år.
Den globale albedoen er all reflektert solstråling fra atmosfæren og jordoverflaten
dividert på all innkommende solstråling.
83
Hva er det i atmosfæren som gir reflektert solstråling? Gjør rede for hvordan kraftig vulkansk aktivitet påvirker atmosfærens albedo.
I atmosfæren er det skyer, aerosoler og gassmolekyler som gir reflektert solstråling til verdensrommet.
Under kraftige vulkanutbrudd sendes det ut store mengder med SO2 høyt opp i atmosfæren. På vei oppover omdannes en god del av gassen til aerosoler, og disse kommer helt opp i stratosfæren. Aerosolene har en oppholdstid på ca. tre år i stratosfæren, og dette fører til økt albedo og avkjøling ved jordoverflaten.
84
Nevn fire kraftige vulkaner, og gi årstallene for når utbruddene skjedde.
Tambora i Indonesia i 1815. Mount Agung på Bali i 1963. El Cichon i Mexico i 1982 og Pinatubo på Filippinene i 1991.
85
Lag en oversikt over de forskjellige bidragene til den globale albedoen.
De forskjellige bidragene til den globale albedoen er:
Refleksjon fra skyer ca. 19 %.
Spredning fra atmosfæren ca. 3 %.
Refleksjon fra jordoverflaten ca. 7 %.
86
Grei ut om hvordan en på grunnlag av studier av iskjerner fra isbreer kan bestemme CO2-nivået i atmosfæren mange tusen år tilbake i tiden.
Snøen legger seg hvert år oppå isbreene. Mellom snøkornene i snøen og atmosfæren er det til stadighet utveksling av luft. På denne måten har de forskjellige gassene den samme konsentrasjonen i snøen som i atmosfæren. Snølaget blir etter hvert tykkere, og den nederste delen av laget omdannes gradvis til is. Samtidig blir lufta fanget inne og samlet i små luftbobler i den lufttette isen.
En får derfor kunnskap om hvordan gassinnholdet i atmosfæren var tidligere ved å måle konsentrasjonen til de ulike gassene i luftboblene. Is som dannes om sommeren, har en annen struktur enn is dannet om vinteren, og alderen kan derfor bestemmes ved å telle islag tilsvarende som en teller årringer i en tømmerstokk.
87
Ned gjennom tidene har det vært en klar samvariasjon mellom temperatur, CO2-innholdet og CH4-innholdet i atmosfæren. Hva kan disse samvariasjonene trolig skyldes?
CO2
Havvannet holder bedre på CO2-gassen i perioder med lave temperaturer, og det går en nettotransport av gassen fra atmosfæren og ned i havet ved fallende havtemperatur. Med økende havtemperatur går nettotransporten motsatt vei. Dette er trolig den viktigste årsaken til samvariasjonen mellom temperaturen og CO2-innholdet. Med lavere temperatur nedsettes nedbrytingen av organisk materiale, og dette medfører reduserte utslipp av gassen til atmosfæren. Ved fallende temperatur lagres det også mer CO2-gass i permafrost. Øker temperaturen, gir dette økte utslipp av gassen.
CH4
Med synkende temperatur går produksjonen av metan i våtmarker ned, og gassen lagres i større områder med permafrost og i bunnen under islagte innsjøer. I perioder med økende temperatur avgis det mer metan fra våtmarker, og permafrost og innsjøer er kilder for gassen.
88
Lag en skisse og en kort omtale av solas oppbygging.
Sola består av de tre hovedområdene: det indre, overflatelaget og solatmosfæren. Det indre av sola omfatter kjerne, strålingslag og konveksjonslag. Overflatelaget eller fotosfæren ligger over konveksjonslaget. Solatmosfæren inneholder kromosfæren over fotosfæren og koronaen øverst.
89
Hva er en solflekk og solflekksyklus? I hvilken del av solflekksyklusen stråler sola ut mest energi? Hva er grunnen til at sola stråler ut mest energi i denne delen av syklusen?
Solflekker er områder på soloverflaten med lavere temperatur enn omgivelsene og med intens magnetisk aktivitet. En solflekksyklus er tiden fra et solflekkminimum og til neste solflekkminimum. Antall solflekker varierer fra et minimum til maksimum og tilbake til et minimum. Gjennomsnittsverdien for lengdene av solflekksykluser er ca. 11 år. Sola stråler ut mest energi ved solflekkmaksimum. Med lavere temperatur enn omgivelsene er utrålingen fra selve solflekkene mindre enn ellers i fotosfæren. Imidlertid er utstrålingen fra områdene omkring som kalles fakler eller facula, spesielt stor. Denne utstrålingen mer enn oppveier den reduserte utstrålingen fra solflekkene.
90
Når var Maunder minimum, og hva var spesielt med denne perioden? Hva er kosmisk stråling, og hvordan påvirkes denne av solvinden?
Maunder minimum var perioden fra omkring 1645 til 1715. I denne perioden ble dat bare registret et svært lite antall solflekker. Kosmisk stråling er stråling som kommer fra verdensrommet. Solvinden reduserer den kosmiske strålingen inn mot jorda. Solvinden er ofte sterkest ved solflekkmaksimum, og den kosmiske strålinga er da svakere enn ved solflekkminimum.
91
Grei ut om hvordan mengdene av isotopene 14C og 10Be kan brukes til å stipulere styrken på solutstrålingen.
Isotopene 14C og 10Be kan dannes når noen atomkjerner i atmosfæren blir truffet av kosmisk stråling. Jo kraftigere kosmisk stråling, desto større mengder av disse isotopene produseres. Mengdene av 14C og 10Be kan måles i henholdsvis årringer og iskjerner. Perioder med mindre mengder av disse isotopene har da hatt kraftig solvind og høy solutstråling. Det gjenstår imidlertid mer forskning før disse sammenhengene er tilfredsstillende kartlagt.
92
Grei ut om hypotesen til Henrik Svensmark og Egil Friis-Christensen om sammenhengen mellom høy solaktivitet og høy global temperatur.
Skyhypotesen til Henrik Svensmark og Egil Friis-Christensen går ut på at høy solaktivitet fører til redusert lavt skydekke. Kraftig solvind reduserer den kosmiske strålingen inn mot jorda. De danske forskerne hevder at den kosmiske strålingen setter i gang prosesser som danner kondensasjonskjerner for vanndamp, slik at det dannes skydråper. Videre påstår de at dette vil føre til dannelse av lave skyer. Lave skyer virker avkjølende på jordoverflaten. Deres skyhypotese kan oppsummeres på denne måten: høy solaktivitet → sterk solvind → svak kosmisk stråling → lavt antall kondensasjonskjerner → lavt antall skydråper → redusert lavt skydekke → høy global temperatur.
93
Hva står forkortelsen NAO for? Gi definisjonen av NAO-indeksen?
NAO er en forkortelse for den nordatlantiske oscillasjonen. NAO-indeksen er knyttet til differansen mellom lufttrykket ved Azorene eller i Portugal og på Island.
94
Hva er ENSO forkortelse for? Hva menes med termoklinen?
ENSO står for El Niño og den sørlige oscillasjonen. Termoklinen eller sprangsjiktet er en overgangssone mellom varmt overflatevann og kaldere og tyngre bunnvann.
95
Lag en kortfattet beskrivelse av ENSO.
ENSO skyldes en storstilt vekselvirkning mellom hav og atmosfære over de ekvatoriale områdene av Stillehavet. Passatvindene blåser på begge sider av ekvator fra øst mot vest. Vindene får virke over stor havområder, og de drar med seg store mengder med havvann fra kysten av Sør-Amerika til vestlige deler av Stillehavet. Dette gir oppstrømming av kaldt, næringsrikt havvann ved Sør- Amerika med dannelse av høytrykk over disse områdene. På vei vestover varmes havvannet opp av solstrålingen, og over de vestlige deler av Stillehavet dannes det lavtrykk. Dannelsen av høytrykket og lavtrykket forsterker passatvindene. Denne fasen i ENSO er vist i den øverste figuren under. De østlige vindene langs ekvator opprettholder et høyere havnivå i vest enn i øst. Dette er den mest vanlige situasjonen i disse havområdene.
Etter en tid vil imidlertid overflatetemperaturen i lavtrykksområdet begynne å synke, og dette svekker de østlige vindene. Vindene blir etter hvert ikke kraftige nok til å opprettholde den skrå havoverflaten, og tyngden får overtak. Dette medfører at havstrømmen snur og får motsatt retning av tidligere. Varmt havvann strømmer mot Sør-Amerika, lavtrykket flytter seg mot øst og termoklinen hever seg. Dette er starten på en El Niño-episode, som er vist i figuren under.
96
Grei ut om hvordan en tenker seg istider startet og utviklet seg.
Istider kan starte med så kalde somre på NH at ikke all snøen som kom om vinteren, smeltet neste sommer. Snøen reflekterte mer solstråling enn bar bakke, og dette virket avkjølende. Dette økte utbredelsen av snø og is de påfølgende årene, og etter hvert førte dette til dannelsen av en varig isbre. Utbredelsen av isbreer medførte over lang tid til lavere temperatur, og dette påvirket andre prosesser som forsterket utviklingen. Viktigst i denne sammenheng er ganske sikkert reduksjonen av konsentrasjonen til drivhusgassene vanndamp, CO2 og CH4.
97
Når var den lille istid, og hvilke årsaker kan ha gitt denne kalde perioden?
Den lille istiden varte i perioden ca. 1400 til 1900 e. Kr. I den lille istiden var solflekkaktiviteten i perioder spesielt lav, og det har også vært høy hyppighet av kraftige vulkaner. Dette er med stor grad av sannsynlighet grunnen til denne kalde perioden. Resultater fra modellkjøringer med indirekte data for solutstråling og vulkansk aktivitet underbygger dette.
98
Hva menes med likevektstemperaturen på jorda? Gjør rede for hva som ville skje etter en stabilisering av innholdet til samtlige drivhusgasser.
Likevektstemperaturen til jorda er den konstante temperaturen som den globale gjennomsnittstemperaturen stabiliserer seg på, lenge etter at innholdet til samtlige drivhusgasser sluttet å endre seg.
Selv etter at konsentrasjonen til samtlige drivhusgasser er stabilisert, vil den globale gjennomsnittstemperaturen fortsette å stige. Grunnen til dette er at jordoverflaten mottar mer energi enn den sender ut. Så lenge dette er tilfelle, vil temperaturen på jordoverflaten øke for å oppnå energibalanse. Ved at temperaturen øker sender jordoverflaten ut mer stråling og energi. Dette tar imidlertid lang tid da det er stor treghet i klimasystemet, og dette skyldes spesielt de store mengdene med havvann.
99
Grei ut om hvorfor solarkonstanten må deles på fire for å få gjennomsnittlig mottatt strålingsfluks på toppen av atmosfæren.
Det er bare den ene halvdelen av jorda og atmosfæren som vender mot sola og blir belyst. Snittflaten mellom to like jordhalvkuler er en sirkelflate. Kunne en slik sirkelflate belyses, ville den og en jordhalvkule motta samme strålingsfluks.
Da kuleflaten har fire ganger større flate enn en slik sirkelflate, må solarkonstanten divideres med fire for å få fordelt strålingsfluksen fra sola på hele toppen av atmosfæren.
100
Lag en forenklet oversikt over den globale energibalansen.
Av den innkommende solstrålingen på 340 W/m2 blir 100 W/m2 reflektert og
240 W/m2 absorbert. Det er ikke energibalanse, og det sendes ut langbølget stråling på 239 W/m2,
101
Grei ut om den forsterka drivhuseffekten. Du skal bare skrive om de naturvitenskapelige sidene til fenomenet, og du trenger ikke nevne noe om følgene av denne effekten.
Den forsterkede drivhuseffekten skyldes at vi mennesker har økt innholdet av drivhusgasser i atmosfæren over de naturlige konsentrasjoner. Dette har i hovedsak skjedd i den industrielle perioden etter ca.1750. Om lag halvparten av solstrålingen på vei mot jorda treffer jordoverflaten og varmer opp denne. Jorda sender ut langbølget stråling, og mer av denne strålingen blir absorbert av den økte mengden av drivhusgasser. Drivhusgassene og skyene i troposfæren med en lavere temperatur enn jordoverflaten sender ut stråling i alle retninger, og mindre stråling går ut til verdensrommet. Jo større temperaturforskjell det er mellom jordoverflaten og de absorberende drivhusgassene, desto mindre stråling forlater toppen av atmosfæren. På denne måten mottar jordoverflaten mer stråling og energi, og dette vil føre til temperaturøkning på jordoverflaten og i troposfæren. Denne temperaturøkningen vil igjen forsterke, dempe eller sette i gang prosesser. Disse prosessene kalles tilbakekoplinger, og de kan forsterke eller dempe temperaturøkningen. De fleste vil forsterke temperaturøkningen. De viktigste drivhusgassene i den forsterkede drivhuseffekten er CO2, CH4, O3 og N2O. Økningen av vanndampinnholdet blir behandlet som en tilbakekobling. Strålingsunderskuddet for atmosfæren øker, og latent og følbar varme øker.
102
Gi definisjonen av momentant strålingspådriv, strålingspådriv, effektivt strålingspådriv og klimafølsomhet.
Momentant strålingspådriv er endringen i netto global strålingsfluks ved tropopausen før temperaturen har forandret seg i stratosfæren.
Strålingspådriv er netto endring av den globale strålingsfluksen etter at temperaturen på nytt er stabilisert i stratosfæren. Effektivt strålingspådriv er endringen i netto global nedoverrettet strålingsfluks på toppen av atmosfæren etter at atmosfærens temperatur, vanndampinnhold og skyer har stabilisert seg mens deler av jordas overflatetemperatur holdes konstant.
Klimafølsomheten er den globale likevektstemperaturen etter en dobling av
CO2-innholdet i atmosfæren i forhold til 1750. Resultater av beregninger med forskjellige klimamodeller gir sannsynlige likevektstemperaturer i området
1,5-4,5 oC.
103
Hva er positive og negative tilbakekoblinger? Gi en kort omtale av de fire raske tilbakekoblingene.
En positiv tilbakekopling er en prosess som forsterker temperaturøkningen, som følge av et positivt strålingspådriv. En negativ tilbakekopling er en prosess som reduserer temperaturøkningen bestemt av et positivt strålingspådriv.
1 Vanndamp
Med økende temperatur i atmosfæren vil innholdet av vanndamp stige, og da vanndamp er en drivhusgass, er dette en positiv tilbakekopling.
2 Vertikal temperaturfordeling i atmosfæren
I forhold til dagens situasjon viser de fleste klimamodellene et redusert temperaturfall oppover i troposfæren. Dette er en negativ tilbakekopling.
3 Jordoverflatens albedo
Høyere temperatur reduserer arealene med snø og is, og dette gir redusert albedo. Prosessen forsterker temperaturøkningen, og dette er derfor en positiv tilbakekopling.
4 Skyer
Med økende temperatur vil høyden til skytoppen, globalt skydekke og tettheten av skydråper i skyer endres. Det er stor usikkerhet om denne tilbakekoplingen, men de fleste modellkjøringene gir en positiv tilbakekopling.
104
Gi definisjonen av globalt skydekke. Hvor stor del av jordkloden er dekket av skyer? Hvor stor er den globale avkjølende og oppvarmende effekten av skyer?
Globalt skydekke er den brøkdelen av jordkloden som er dekket med skyer. Det globale skydekket er på ca. 60 %. Den globale avkjølende og oppvarmende effekten av skyene er på om lag 45-50 W / m2 og 30-35 W / m2.
105
Gi definisjonen av tidshorisont og globalt oppvarmingspotensial (GWP). La oss anta at en drivhusgass har GWP-verdien 30. Det slippes ut 100 kg av denne gassen. Hvor mange CO2-ekvivalenter er dette?
Tidshorisonten er tiden fra utslippet skjer og til et valgt senere tidspunkt. Globalt oppvarmingspotensial (GWP) for en drivhusgass er forholdet mellom de samlede strålingspådrivene fra drivhusgassen og en referansegass med samme masse over en bestemt tidshorisont.
Dette er 30∙100 kg CO2-ekvivalenter = 3 000 kg CO2-ekvivalenter.
106
Gi definisjonen av globalt temperaturendringspotensial (GTP). Hva er GTP-verdien for CH4 med en tidshorisont på 20 år.
GTP for en drivhusgass er forholdet mellom endringen i gjennomsnittlig global overflatetemperatur som er forårsaket av drivhusgassen og CO2 med samme utslippsmasse over en bestemt tidshorisont. Med tidshorisonten 20 år er GTP- verdien for CH4 67.
107
Nevn de tre gruppene av gasser som er inndelt etter deres klimapåvirkning.
1. Gasser som bare har direkte GWP.
2. Gasser som har ingen eller ubetydelig direkte GWP, men som har indirekte
GWP. De påvirker drivhuseffekten ved kjemiske og fysiske prosesser i
atmosfæren
3. Gasser som har både direkte og indirekte GWP.
108
Hvor store er de antropogene CO2-utslippene i forhold til de totale utslippene? Hvorfor øker CO2-innholdet i atmosfæren, selv om de antropogene
CO2-utslippene utgjør en relativt liten andel av de totale utslippene?
De antropogene CO2-utslippene er i underkant av 4 % av de totale utslippene av denne gassen.
CO2 blir ikke brutt ned i atmosfæren ved kjemiske reaksjoner. Gassen blir tatt opp av havet, vegetasjonen og jordsmonnet. Men disse slukene gir også fra seg CO2 til atmosfæren. Før vi menneske startet med å sende ut denne gassen, var det en hårfin balanse mellom opptak og utsending av CO2 mellom atmosfæren, havet, vegetasjonen og jordsmonnet. I flere tusen år var innholdet av denne gassen i atmosfæren omtrent konstant. Etter at vi mennesker begynte med å tilføre ekstra CO2 til atmosfæren, har ikke naturen hatt evne til å ta opp all gassen. Noe av denne har blitt igjen i atmosfæren. Problemstillingen kan sammenliknes med et kar med avløp som blir tilført vann. Renner det like mye vann inn i som ut av karet, vil vannivået i karet holde seg konstant. Er det imidlertid en liten økning i vanntilførselen, vil vannivået stige på same måte som CO2-innholdet nå stiger i atmosfæren.
109
IPCC har konkludert med at CO2-økningen i atmosfæren skyldes menneskelige aktiviteter. Hvilke tre fakta bygger IPCC denne konklusjonen på?
1. Økningen av CO2-innholdet i atmosfæren på ca. 40 % i forhold til førindustrielt nivå er mye større enn naturlige svingninger over samme tidsrom.
2. Måleresultatene av CO2-innholdet viser at økningen av gassinnholdet har utviklet seg parallelt med økningen i de antropogene CO2-utslippene. Fra 1957 har CO2-utslippene med sikkerhet vært større enn CO2-økningen i atmosfæren. CO2-økningen er litt større på NH enn SH, noe som passer godt med at de største utslippene er på NH.
3. Det relative innholdet av 14C i CO2-gassen har gått ned, og dette er i overensstemmelse med at CO2-utslippene fra fossil brenning ikke inneholder denne isotopen.
110
Nevn de antropogene kildene og slukene for CO2 i det globale antropogene karbonbudsjettet. Hvor stor andel av de totale antropogene CO2-utslippene etter 1750 kommer fra fossil brenning? Hvor stor andel av de totale antropogene
CO2-utslippene etter 1750 er fortsatt i atmosfæren?
Kildene for de antropogene CO2-utslippene er fossil brenning, sementproduksjon og endring av landområder. Avskoging dominerer når det gjelder endring av landområder. Slukene er havet og landområder. Om lag 2/3 av de totale antropogene CO2-utslippene etter 1750 kommer fra fossil brenning. Omkring
43 % av de totale antropogene CO2-utslippene etter 1750 er fortsatt i atmosfæren.
111
Hvilke fordeler og ulemper har bilkatalysatoren?
Fordelen med bilkatalysatoren er at den reduserer utslippene av NOx, CO og hydrokarboner (HC).
Imidlertid er det noen ulemper med denne katalysatoren.
1. Økning av N2O-utslippene.
2. Utslippene av ammoniakk (NH3) øker.
3. Bilkatalysatoren kan bli ødelagt av bly, sink og fosfor i bensinen.
4. Eksosen kan lukte vondt av H2S.
5. Noe platina kan løsrives fra katalysatoren. Platina helseskadelige
effekter.
6. Det kreves energi for å produsere en bilkatalysator.
112
Hva menes med CO2-håndtering? Grei ut om de tre mest aktuelle metodene for utskilling av CO2-gass ved CO2-håndtering.
CO2-håndtering omfatter utskilling, deretter transport og til slutt lagring.
1 Eksosrensing.
CO2-gassen i eksosen vaskes ut med en CO2-absorberende væske med lav temperatur som inneholder forskjellige aminer. Deretter varmes aminet opp, slik at gassen avgis.
2 Fjerning av CO2 før forbrenning
Ved en kjemisk reaksjon reagerer metan og vanndamp til hydrogen og CO2. CO2 kan deretter skilles fra hydrogen med samme metode som ved eksosrensing. Hydrogen kan da brukes som energikilde, og ved brenning dannes det hovedsakelig vann. Den høye flammetemperaturen ved brenning av hydrogen har medført tekniske utfordringer.
3 Forbrenning ved bruk av ren oksygen
Ved bruk av tilstrekkelig mengde ren oksygen dannes det bare vanndamp og CO2. Vanndampen og CO2 kan deretter skilles ved avkjøling. Det forskes mye for å skille ut ren oksygen fra lufta på en lite energikrevende måte.
113
Nevn de tre største norske CO2-utslippene i 2013, og gi andelen de utgjør av det totale norske utslippet det året.
De tre største norske utslippene i 2013:
1. Olje- og gassutvinning 30 %
2. Industriprosesser og bergverk 25 %
3. Veitrafikk 22 %
114
Hvordan blir metan dannet? På hvilke måter blir metan fjernet fra atmosfæren?
Metan blir dannet ved nedbryting eller brenning av organisk materiale med for liten tilgang på oksygen.
Det viktigste sluket for metan er reaksjon med hydroksylradikalet i troposfæren
etter reaksjonen CH4 + OH → CH3 + H2O. I mindre omfang skjer også denne
reaksjonen i stratosfæren, og i tillegg reagerer der metan med Cl og O*. Det tredje sluket er opptak i jordsmonnet.
115
Hva er den største naturlige metankilden? Nevn seks globale kilder for menneskeskapte metanutslipp. Hvor store var de antropogene metanutslippene i perioden 2000–2009 i forhold til de totale globale metanutslippene?
Våtmarksområder er den største naturlige metankilden.
Seks globale antropogene metanutslippkilder:
1 Aktiviteter knyttet til fossile stoffer
2 Husdyr som er drøvtyggere
3 Rismarker
4 Avfall
5 Husdyrgjødsel
6 Kloakk
De antropogene utslippene utgjør mellom 50 og 65 % av de totale globale utslippene.
116
Hva er levetiden og tilpasningstiden til metan? Hva er GWP-verdien til metan? Hva er det som bidrar til at metan har høyere GWP-verdi enn CO2?
Metan har levetiden 9,1 år og tilpasningstiden 12,4 ± 1,4 år. Gassen har GWP-verdien 28.
CH4 har både direkte GWP-verdi og positiv indirekte GWP-verdi, mens CO2 bare har direkte GWP-verdi. Metan har også større direkte GWP-verdi enn CO2, og dette skyldes at denne gassen har mindre molekylmasse, lavere konsentrasjon og større drivhuseffekt per molekyl enn CO2. Metan har mye kortere tilpasningstid enn CO2, og dette bidrar til å redusere denne verdien. Ved nedbrytingen av metan dannes det CO2, troposfærisk ozon og vanndamp i stratosfæren, og det er dannelsen av disse drivhusgassene som gir bidraget til den positive indirekte GWP-verdien.
117
Hvor stor har nedgangen av de norske metanutslippene vært i perioden 1990–
2013? Nevn fire norske antropogene kilder for metangass.
De norske utslippene av metan har gått ned med i underkant av 15 % i perioden 1990-2013.
Landbruk, avfallsdeponi, olje- og gassvirksomhet og oppvarming i andre næringer og husholdninger er antropogene kilder for metangass i Norge.
118
Hvordan blir lystgass dannet, og hvordan blir denne gassen fjernet fra
atmosfæren?
Lystgass blir dannet ved nedbryting av nitrogenholdige stoffer med lite eller ingen oksygentilgang. Det meste av lystgassen blir brutt ned i stratosfæren av UV-stråling. Omkring 90 % av gassen blir spaltet av UV-strålingen i bølgelengdeområdet 180-230 nm i den første reaksjonen og deretter reagerer O* med N2O
N2O + hf → N2 + O*
N2O + O* → 2NO
De resterende om lag 10 % av gassen blir brutt ned av O* dannet fra andre reaksjoner enn fotodissosiasjonen ovenfor. Det tyder også på at det er et lite sluk i jordsmonnet.
119
Hvor stor andel utgjør de antropogene utslippene av lystgass i forhold til de totale utslippene globalt av denne gassen? Nevn fire globale antropogene kilder for lystgass.
I underkant av 40 % av de totale lystgassutslippene globalt er antropogene.
Fire globale antropogene kilder for lystgass:
1 Fossil brenning og industri
2 Landbruk
3 Biomassebrenning
4 Ekskrementer fra mennesker
120
Hvor stor har nedgangen av de norske lystgassutslippene vært i perioden
1990-2012? Nevn tre norske antropogene kilder for lystgass.
De norske lystgassutslippene har blitt redusert med ca. 36 % i perioden 1990–2012.
Tre norske antropogene kilder for lystgass:
1 Landbruk
2 Industri og bergverk
3 Veitrafikk med avgasser fra bilkatalysatorer
121
Hva er halokarbon? Nevn to viktige grupper av halokarbon. Hvilke egenskaper
har KFK?
Halokarboner er karbonforbindelser som inneholder halogenene fluor, klor, brom eller jod. KFK-gassene og halonene er to viktige grupper av halokarboner. KFK-gassene er ikke brennbare, ikke giftige, billige å produsere, lette å lagre og kjemisk stabile.
122
Grei ut om hvilken virkning et svekket ozonlag har på den globale
gjennomsnittstemperaturen.
Det er tre årsaker til at et svekket ozonlag reduserer den global gjennomsnitts-temperaturen.
1. Et svekket ozonlag slipper gjennom mer UV-stråling til troposfæren og jordoverflaten. Dette har en oppvarmende virkning.
2. Lavere ozonkonsentrasjon i stratosfæren fører til at mer langbølget stråling passerer tropopausen og går ut til verdensrommet. Den naturlige drivhuseffekten er blitt redusert, og dette virker avkjølende.
3. Et svekket ozonlag har lavere temperatur enn normalt, og følgene av dette er at stratosfæren sender mindre langbølget stråling gjennom tropopausen og ned mot jordoverflaten. Virkningen av dette er avkjøling.
Alle disse tre faktorene gir altså totalt reduksjon i global gjennomsnitts-temperatur.
123
Hva er felles for alle erstatningsstoffene til KFK? Hvilke fordeler har disse stoffene framfor KFK? En gruppe erstatningsstoffer for KFK skader ozonlaget, mens en annen gruppe ikke gjør det. Hva heter disse gruppene, og hva er forkortelsene for dem? Hva er grunnen til at den ene gruppen skader ozonlaget?
Erstatningsstoffene til KFK har ett eller flere hydrogenatomer. Fordelen med dette er at de kan brytes ned av hydroksylradikalet (OH). Likevel viser det seg at en liten del når opp til ozonlaget. Gruppen erstatningsstoffer som skader ozonlaget heter hydroklorfluorkarboner (HKFK), og den uten skadelig påvirkning kalles hydrofluorkarboner (HFK). HKFK bryter ned litt ozon i stratosfæren da disse gassene inneholder klor, og noen molekyler kommer helt opp til ozonlaget.
124
Nevn tre fullfluoriserte gasser. Hva står PFK for? Hvorfor er tilpasningstiden for PFK flere tusen år?
Svovelheksafluorid (SF6), karbontetrafluorid (CF4) og dikarbonheksafluorid (C2F6) er tre fullfluoriserte gasser. PFK er en forkortelse for perfluorkarbon. PFK-gasser er svært stabile og transporteres til høyder over stratosfæren før de brytes ned. Det tar flere tusen år før gassene kommer så høyt at UV-strålingen blir kraftig nok til å fjerne gassene fra atmosfæren.
125
Nevn to tidligere kilder for SF6 og PFK. Hvilke egenskaper har SF6, og hva brukes gassen til?
Produksjon av magnesium og aluminium var tidligere to kilder for SF6 og PFK. Det er nå utviklet nye metoder for framstilling av disse metallene uten utslipp av disse gassene. SF6 er en helt spesiell god isolator og flammehemmer. Gassen brukes i elektrisk utstyr med høye spenninger, og den gjør det mulig å lage kompakte og trygge høyspenningsanlegg.
126
Hvorfor er usikkerheten i beregnet globalt gjennomsnittlig strålingspådriv fra økningen i troposfærisk ozon større enn fra økningen av drivhusgassene som er godt blandet?
Det er de store variasjonene i ozonkonsentrasjonen både regionalt og vertikalt som gjør det vanskelig å beregne det globale strålingspådrivet for denne gassen. Dette strålingspådrivet er spesielt følsomt overfor variasjoner omkring tropopausen med lave temperaturer, og i dette området er det mangelfullt med måleresultater.
127
Nevn de fire største, norske drivhusgassutslippene i 2013 og hvor stor andel de utgjør av de totale utslippene omregnet i CO2-ekvivalenter.
De fire største, norske kildene for utslipp av CO2-ekvivalenter og deres andel er:
1 Olje- og gassutvinning 27 %
2 Industri og bergverk 22 %
3 Veitrafikk 19 %
4 Annen transport og motorredskaper 13 %
128
Nevn den oppvarmende effekten og de avkjølende effektene av NOx-utslipp. Hvorfor gir trolig NOx-utslipp nær tropopausen bidrag til den forsterkede drivhuseffekten?
NOx er en ozonforløper som bidrar til produksjon av troposfærisk ozon. NOx-utslipp øker derfor mengden av troposfærisk ozon. Dette er den oppvarmende effekten. Samtidig øker disse utslippene konsentrasjonen av OH ved reaksjonen NO +HO2 → NO2 + OH. Da OH bryter ned metan, medfører dette reduserte metankonsentrasjoner. Dette er den ene avkjølende effekten. I tillegg gir NOx-utslipp bidrag til avkjølende aerosoler.
Er NOx-utslippene nær tropopausen, produseres troposfærisk ozon i et kaldt område, og gassen har stor oppvarmingseffekt. I dette tilfellet dominerer trolig denne oppvarmingseffekten over avkjølingseffekten fra mindre metanmengder og avkjølende aerosoler.
129
Nevn seks forskjellige typer aerosoler.
Seks ulike typer av aerosoler: ammoniumsulfat, ammoniumnitrat, fossilt organisk karbon, fossilt svart karbon, mineralstøv og bakterier.
130
Grei ut om den direkte og indirekte effekten av økende aerosolmengder av ammoniumsulfat på klimasystemet.
De fleste aerosolene virker direkte inn på jordas strålingsbalanse ved spredning av sollys og absorpsjon av kortbølget stråling. Med ammoniumsulfat i aerosolene virker de bare spredende på solstrålingen. Noe av strålingen blir sendt tilbake til verdensrommet, og jordoverflaten mottar mindre solstråling. Dette virker derfor avkjølende på jordoverflaten.
Den indirekte aerosoleffekten består av den første og andre indirekte effekten. Aerosoler av ammoniumsulfat viker som kondensasjonskjerner for vanndamp. Økende mengder av disse aerosolene fører til flere og mindre skydråper, noe som gir skydråpene et større samlet overflateareal. Et større overflateareal øker den reflekterte solstrålingen tilbake til verdensrommet, og mindre stråling treffer jordoverflaten. Dette er den første indirekte effekten, og den virker avkjølende.
Den andre indirekte effekten har sammenheng med mindre effektiv nedbørsdannelse. Med mindre skydråper tar det lengre tid å danne regndråper, og dette forlenger levetiden til skyene
131
Hva er den semidirekte aerosoleffekten? Hvilken virkning har denne effekten på klimaet?
Semidirekte aerosoleffekt er at sotpartikler reduserer skydannelse. De absorberer solstråling, og dette varmer opp de nærliggende områdene. Temperaturøkningen fører til at mindre vanndamp kondenseres på kondensasjonskjerner.
Denne effekten virker oppvarmende på klimaet.
132
Grei ut om hvorfor reduksjon i brenning av kull uten SO2-rensing på kort sikt fører til oppvarming.
Grunnen til at reduksjon i brenning av kull uten SO2-rensing på kort sikt gir oppvarming er den store forskjellen på tilpasningstiden for CO2 og levetiden for SO2 og sulfataerosoler. Reduseres denne typen brenning, vil det ganske raskt skje en utflating og deretter en reduksjon i konsentrasjonen av sulfataerosoler. Samtidig med dette reduseres den avkjølende effekten av aerosolene. Reduksjonen i brenning av kull vil føre til redusert vekst i CO2-konsentrasjonen, men den vil øke i lang tid framover og medføre oppvarming. På kort sikt vil derfor reduksjon av slik brenning virke oppvarmende.
