Mats Ohlin Architectural Research

Till index

 

12 aug 1997 undertecknade jag och min handledare professor Jerker Lundequist min studieplan som doktorand i ämnet Byggnad och klimat. Min forskning pågick under knappt ett år; därefter lade vi ned projektet. Frågorna som uppstod efterhand framstod som alltför omfattande och ohanterliga.

Jag har emellertid inte upphört med att fundera på frågorna om Jordens klimat och dess påverkan på och konsekvenser för mänskligt byggande. Jag har också kommit att tycka, att någon form av redovisning eller bokslut av mina forskningsrön skulle kännas tillfredsställande; en redovisning som således följer här.

 

Sidan är under byggnation!

 

 

Byggnad och klimat

 

av

Mats Ohlin

 

 

 

Inledning

På årets näst sista dag 2009 påbörjar jag detta försök till forskningssammanfattning av Byggande och klimat. Som ett brev på posten kommer en bra insändare i dagens SvD, vilken jag vill ta som avstamp för en teoribyggnad kring jordens klimat i ett långsiktigt perspektiv.

Insändarens författare, Gunnar Flyberg i Kalmar, vänder sig emot den ensidiga fokusering på koldioxidutsläpp och annan mänsklig påverkan som orsak till de klimatförändringar vi möjligen kan spåra idag. Han hävdar att det istället är solinstrålningen, som är den allt överskuggande faktorn. "Det räcker med att notera hur kallt det blir om nätterna när solen försvinner. Då hjälper inga koldioxidutsläpp i världen. Det blir kallt i alla fall..."

Man är spontant benägen att hålla med honom, åtminstone så här års; tidigt i morse avläste jag på termometern minus 24 grader; bara några timmar senare, med solen strålande från en klar himmel, kröp det upp till 11 minusgrader.

Men man måste samtidigt säga emot författarens påstående om att inga koldioxidutsläpp i världen kan kompensera nattens frånvaro av sol. Jag undrar just vilka förhållanden som råder på Venus...? Planeten har en mycket tät och mycket koldioxidrik atmosfär, och temperaturen håller sig för jämnan runt 500 plusgrader... Men så löper Venus bana betydligt närmare solen än jordbanan, givetvis. Växthuseffekten har ändå höjt medeltemperaturen med 400 grader; utan atmosfär skulle den "bara" ha varit cirka 100 plusgrader.

Den till solen än mer närbelägna planeten Merkurius saknar atmosfär, men är brännande het på de ställer som exponeras för solen; 427 grader har uppmätts. Men i skuggdalar kryper det ner till minus 183 grader - väldiga kontraster, således.

Vi kan även jämföra med vår yttre grannplanet Mars. Beroende på solförhållandena pendlar där temperaturen mellan säg 100 minusgrader och i bästa fall uppemot tjugo plusgrader. Planeten har en tunn atmosfär av mestadels koldioxid och befinner sig längre bort från solen än vad vår jord gör. Ändå ger solen upphov till en temperaturökning på över hundra grader där den gynnsamt når marsytan.

Vår egen jord har en atmosfär, men med mycket liten andel koldioxid. Atmosfären - utan nämnvärd koldioxideffekt - ger ändå upphov till en växthuseffekt. Jordens medeltemperatur är idag omkring +15 grader; utan växthuseffekten skulle den ha varit blott cirka -18 grader.

Så visst är koldioxidhalten en faktor, men kanske ändå en relativt marginell sådan. Av långt större betydelse tycks solfaktorn vara. Så i princip har nog insändarskribenten rätt. Utan att vilja negligera koldioxidfaktorn, vilken tycks verka ackumulerande, är det denna mera direktverkande solfaktor som jag här vill försöka utveckla närmare.

 

Istiderna

Såvitt vi vet, har jordens atmosfäriska egenskaper inte ändrats nämnvärt under överskådlig tid. Ändå har under de senaste årmiljonerna istider kommit och gått. Dessa kan då knappast ha berott på variationer i växthuseffekt, utan snarare på solinstrålningsförhållanden.

Om vi antar ett samband mellan solinstrålning och förekomst av istider, så måste vi också acceptera möjligheten av att solinstrålningen till jordytan har varierat - på det sättet att den varit hög under interglacialer (liksom nu) och lägre under glacialer (istider).

Den teori, som man idag grundar istidsteorierna på, utgår också från detta antagande, att solinstrålningen till jorden varierar över tiden på ett så markant sätt, att det kan ge upphov till istider och interglacialer. Teorin lades fram av Milankowitch 1938, och de cykler för istider som denne då räknade fram, har senare visat stor överensstämmelse med borrprover som tagits från oceanbottnar och analyserats med modern teknik, avseende regelbundna nedisningar under de senaste 750.000 åren.

Milankowitch tog fasta på tre cykler i jordens rörelser:

När dessa tre samverkar, axellutning, axelns rotation, och jordbanans ellipticitet, så uppstår vid vissa tidpunkter optima där norra halvklotet mottar minst solinstrålning, och motsatta optima, där solinstrålningen blir maximal. Milankowitch fann att denna interaktion kan ge mer än 20 % variation i solinstrålning på nordliga breddgrader. Han drog slutsatsen att denna samverkan orsakar istider och interglaciärer.

Dagens två viktigaste teorier för att förutsäga istider är ACLIN och Imbrie & Imbrie. ACLIN prognosticerar istider med respektive kulminering om cirka

Prognoserna från Imbrie & Imbrie överensstämmer med ACLINs med undantag för den första istiden.

 

Istidscykler enligt ACLIN

 

Vår interglacial (Holocen, som började för ca 11.700 år sedan) har redan passerat sitt maximum, och är på väg mot en ny istid. Inte förrän om 125.000 år når vi här i norden motsvarande milda klimat som idag. De interglacialer som kommer att avlösa istiderna, når inte upp till vår nuvarande interglacial, utan klimatet då här hos oss kommer att likna dagens grönländska.

Den istid som infaller om 60.000 år blir den strängaste. Istäckets tjocklek beräknas till 3 km som mest. Jordskorpan trycks då ned 700 m (och höjs på nytt vid isens avsmältning). Världshaven kommer att sänkas med 150 m. Permafrost i en sektor utanför glaciärtäckta områden kan nå 500 m djup. (Scenario enligt SKB, 1993).

 

Det astrala rummet

Kommande istid kan antas ta sin absoluta början om cirka tre tusen år, föregången av en allt markantare klimatförbistring. Säg, att vi står ut häruppe i norden i två tusen år till, vilket kan vara ett rimligt antagande. Med fyra generationsväxlingar per sekel ungefär, har vi således i runda tal åttio generationer på oss att packa och ge oss iväg.

Här finns emellertid en relativt stor osäkerhetsfaktor - istider har förr kommit som blixtar från en klar himmmel - ofta föregångna av en eskalerande värmeperiod, precis som nu. Så vår "frist" kan vara kortare än tvåtusen år - eller längre. Dock kan det kanske - för den förståndige - vara dags att börja se om sitt hus redan nu?

När man studerar antiken och för-antiken, får man en intuitiv känsla av att dåtidens människor var mera medvetna om vår belägenhet i det astrala rummet, än vad vi i allmänhet vill vara idag. Astrologin emanerar ju efter vad vi vet från de tidiga civilisationerna i främre orienten, och var väl levande hos sumererna. Det handlade då ingalunda om vidskeplighet utan om realism. Kanske beroende på traderade minnen från förra istiden, som då fortfarande kan ha funnits i medvetande?

Jag tänker exempelvis på zodiaken, djurkretsen, vilken tillmättes betydelse på ett mera påtagligt sätt då än nu. Och varför det?

Djurkretsen består av tolv stjärntecken som ligger runt omkring vår jordbana, den så kallade ekliptikan, - och de finns i verkligheten. Som bekant benämns tecknen (i tur och ordning med början från forntidens vårdagjämningspunkt):

På babylonisk tid fanns ett trettonde tecken, Ormbäraren, förmodligen sammanhängande med månkalendern, vilken torde haft större betydelse i förfluten tid. Men för oss "moderna" passar tolv tecken som hand i handske med solvarvet, även om de tolv avlöser varandra på minst sagt udda datum i förhållande till vår kalenders månader.

Men vart jag nu vill komma är till, att jordaxeln, åt det håll den pekar vid varje tidpunkt, företar en vandring runt djurkretsens tecken under 21 till 23 tusen års tid. Det betyder en "avlösning" av djurtecken vart säg 1800:de år. Fenomenet kallas precession, och innebär att exempelvis vårdagjämningen (liksom midvintersolståndet, höstdagjämningen och sommarsolståndet) flyttas successivt runt hela djurkretsen inom loppet av - säg för den enkla matematikens skull - 24.000 år. I runda slängar två tusen år per tecken, i så fall.

De positioner, som rådde under förantiken, står i teorin orubbade kvar, trots att precessionen numera hunnit vrida det hela motsols ett snäpp, så att vårdagjämningen i verkligheten i dag står i Fiskarnas tecken. (När vi talar så, menar vi var solen står, således vilket av de tolv tecknen som solen har bakom sig, när vi betraktar henne från vår jordiska horisont.).

Och när jag nu har förklarat detta, att jordaxeln roterar inom loppet av 24 tusen år ett varv runt de tolv djurtecknen, så menar jag med det, att djurkretsen inte är så dum att hålla reda på (något man gjorde mera förr men inte så mycket nu), eftersom den utgör en realitet samtidigt som den är absolut (i ett astronomiskt tidmätningsperspektiv).

Genom den tidigare genomgången (rubrik: Istiden) har vi lärt oss, att precessionen (det fenomen, som vi alldeles nyss avhandlade) blott utgör en av tre faktorer, som långsiktigt påverkar vårt klimat. De andra två är jordaxelns lutning (till skillnad från dennas rotation, precessionen - nyss avhandlad) och jordbanans (ekliptikans) dynamiska avvikelse från perfekt cirkulär form.

Den förstnämnda faktorn, jordaxelns lutning, tar 41 tusen år på sig att fullborda en cykel. Här, i vårt förenklade sammanhang, vill jag tillskriva nämnda cykel en addition så, att den blir 48 tusen år. Ni kommer strax att inse varför.

Det andranämnda förloppet, jordbane-ekliptikans uttänjning och återkontraktion, tar 96 tusen år i anspråk, och det är en tidrymd, vi mycket väl kan acceptera!

Således har vi, med vår "matematik-friserings" hjälp, en "gummi-ekliptika", vilken under sitt förlopp ökar på och minskar av jordens avstånd till solen. Under det förloppet hinner jordaxeln luta mer och luta mindre, luta mer och luta mindre; med andra ord genomgå sin specifika cykel två gånger. Under samma tid hinner precessionen med fyra förlopp.

I princip innebär sagda, att det under "stor-året" (det, som tar 96 tusen år) i förstone finns fyra markanta "årstider" nämligen en varm och en kall jämte två tempererade (således en "stor-vinter", en "stor-vår", en "stor-sommar" och en "stor-höst"). Varför? Jo, fördi jordaxeln under den cykeln hinner peka mot såväl som från solen såväl i perihelium som aphelium, respektive innebärande extrem sommar; klen sommar; klen vinter och extrem vinter.

Vidare innebär sagda, att var och en av de nämnda "stor-årstiderna" genomgår varsin dipolär cykel mellan varm och kall, beroende på precessionen. Denna kan sägas orsaka en "mediär" årstid, med tolv faser, ungefär som på en mega-nivå jämfört med vår mänskliga indelning i tolv månader.

Således har vi - i ett långsiktigt perspektiv - inte en utan fyra årscykler, på olika nivåer. Vår primära nivå, den vi människor är tillvanda till, genomlider ungefär tjugofyratusen cykler på ett årstidevarv i nästa nivå. Denna i dess tur tar dubbelt så lång tid på sig för dess förlopp, och den översta nivån (såvitt vi vet idag) tar åter dubbla tiden för sin cykels fullbordan.

Nu tycks det vara så, att istiderna såväl som interglacialerna är i princip tolv tusen år långa vardera. På vilken faktor beror de därför mest? Jag överlåter åt den klarsynta och matematiskt lagda läsaren att inkomma med svar! (innan jag sedermera återupptar denna utläggning).

 

Dragningskrafter

Innan vi övergår till rubrikens ämne, vill jag försöka färdig-utreda föregående avsnitts tankenöt.

Det framstår väl som ganska uppenbart, att det är precessionen, som orsakar istiderna och värmeperioderna. Men inte ensam, utan med draghjälp av excentriciteten på jordbanan. Liksom även med tillhjälp av jordaxelns större eller mindre lutning.

Men precessionen tycks ha den avgörande betydelsen på det sättet att axeln under sitt varv pekar successivt åt olika håll i förhållande till solen. Extremlägena är:

Nummer ett och tre hänger ihop, liksom tvåan och fyran. Det första paret ger stränga vintrar och heta somrar; det andra paret ger mildare vintrar och "mesigare" somrar.

Det är det andra paret som regerar vår nutid. Men - och det är viktigt - excentriciteten på jordbanan är för närvarande liten och nära cirkulär, vilket innebär att jordaxelns pekningsförhållande spelar en förhållandevis liten roll.

Större betydelse får precessionen, när jordbanans excentricitet är stor - då blir vintrarna mycket stränga, och somrarna mycket heta, när "udda paret" råder. På motsvarande sätt ger "jämna paret" förmodligen liknande vintrar som idag, men betydligt svalare somrar. Och detta sistnämnda förhållande antas orsaka istiderna.

Jag sade förut, att såväl istider som interglacialer är ungefär tolv tusen år långa vardera. Det vore de kanske idealt, om de tre inverkande cyklerna verkligen vore 24, 48 respektive 96 tusen år. Nu avviker var och en från sitt ideala värde vilket får mera komplicerade samband som följd. I "närhistorien" verkar det som om vi får en kraftig istid vart säg 125-tusende år, och en kraftig interglacial mittemellan de kraftiga istiderna. Dessemellan ligger ett antal mindre markanta istider och interglacialer, och till en sådan era tycks vi nu vara på väg, efter att ha genomlevt en kraftig interglacial.

 

Så till ämnet för detta kapitel, som är "dragningskrafter".

 

De fyra inre planeternas banor och avstånd till solen. Banornas bredd anger excentriciteten; ekliptikans höjd är lika med solens skalenliga diameter

 

Figuren visar de fyra innersta planeternas skalenliga avstånd från solen, vilka varierar respektive inom vars och ens gulmarkerade fält. De gulmarkerade fälten är således mått på banornas excentriciteter. Vi kan se att Mars och Merkurius banor varierar mycket, medan Venus och Jordens förhåller sig relativt stabila; men som vi har förstått av det föregående, så har också Jordens excentricitet stor betydelse för dess långsiktiga klimat, vilket därav pendlar mellan istider och värmeperioder.

Detta kapitel ska inte handla om vad "dragningskraft" - eller "gravitation" - kan tänkas vara för någonting. Trots Einsteins tappra försök att förstå och förklara fenomenet, återstår oss lång väg till fullständig klarhet. Vi får här nöja oss med att konstatera, att gravitation existerar och utgör en del av vår verklighet.

Planetbanornas varierande grad av ellipticitet, exempelvis, anses orsakade av dragningskrafter som de utövar på varandra - beroende på konstellationer. Och det faktum att planeterna roterar runt solen är likaledes ett resultat av dragningskraft.

Vår självklara uppfattning av tyngd - vår egen och andra kroppars - liksom vår grundläggande perceptuella konception av upp-ned, och kanske även framåt-bakåt, höger-vänster, beror av gravitationen.

Men det finns även subtilare gravitionella fenomen, som borde ha betydelse för vår upplevelse av verkligheten. Jag tänker närmast på två stycken, vilka vi ofta kanske inte är mentalt medvetna om, men som egentligen är rättså uppenbara.

Den första mekanismen varierar gravitationen över dygnet så, att den är större på natten och mindre på dagen. Vi blir således lite tyngre i mörkret och aningen lättare i dagsljuset. Detta beror på att solens och jordens gravitationer samverkar på natten och motverkar varandra under dagtid.

Det andra fenomenet har med gravitationssystemet jorden-månen att göra. Det är detta som påtagligt ger upphov till tidvatteneffekter. Och analogt med systemet solen-jorden, så samverkar månens och solens dragningskrafter vid nymåne, och motverkar varandra vid fullmåne.

Men där finns ännu en effekt i jord-måne-systemet. När månen "är uppe" och således befinner sig ovanför oss där vi befinner oss, motverkar månens dragningskraft jordens dito, och vi blir lite lärrare än normalt. När månen däremot inte "är uppe" utan befinner sig på andra sidan jorden i förhållande till oss, samverkar månens och jordens dragningskrafter, och vi blir lite tyngre än vi brukar.

Dessa nämnda variationer i gravitationsfältet borde rimligen ha åtminstone någon betydelse för våra psyken; ehuru relativt okänt hur. Förutom det då, att det ju sägs, att kvinnor ofta kan känna sig på ett särskilt sätt vid fullmåne, samt att vargar ylar då. Kvinnors menstruationscykler lär visst också i allmänhet rätta in sig efter mån-frekvensen, av någon anledning som vi inte känner, men som eventuellt skulle kunna ha ett samband med dragningskrafternas variationer.

 

 

 

 

Rubrik

 

 

Fortsättning följer!

 

 


© Mats Ohlin 2009