Fråga en forskare - Miljö

Jag undervisar mellanstadieelever i naturvetenskapliga ämnen. När jag förklarar att temperaturen sjunker när man kommer högre upp brukar jag förklara det med att luften inte värms så mycket av solen utan att solens strålar värmer marken som i sin tur värmer luften. Därmed blir det kallare ju längre upp man kommer. Jag undrar om det är en korrekt förklaring. Jag tycker nämligen inte att resonemanget håller när man kommer upp på ett berg eller högland eftersom solen borde ju kunna värma berget som i sin tur värmer luften. Jag undrar också om luftens täthet istället kan vara orsaken till temperatursänkningen. Tunnare luft borde rimligen hålla mindre värme. /Mats

Svar 1: Du är inne på rätt spår och din förklaring rörande hur luften värms upp stämmer bra. När solens strålar, i flera olika våglängder, kommer in i jordens atmosfär sker ett visst direkt upptag av värmeenergi, men huvudkällan till luftens uppvärmning är så kallad reradiation. Som du påpekar värmer solstrålningen upp jordytan som i sin tur värmer upp den ovanförliggande luften genom att återstråla ut långvågig (infraröd) stålning, eller med andra ord värme. Hela 94 procent av den långvågiga strålningen från jordytan tas upp i atmosfären. Det är framför allt vattenångan och koldioxiden i atmosfären som orsakar denna absorbering och det är ju det som brukar kallas för ”växthuseffekten”.

När det gäller temperaturvariation med höjden så avtar/tilltar temperaturen med i genomsnitt ca ½ grad per 100 meter vertikalt i atmosfärens nedre skikt, den så kallade troposfären, där väderprocesserna sker som påverkar jordytan och oss människor. Som du är inne på spelar här luftens tryck en avgörande roll. Lufttrycket minskar med ökad höjd över jordytan och ett luftpaket som stiger uppåt får då ökad volym på grund av tryckminskningen. Volymökningen kräver dock energi som tas från luftpaketet i form av värmeenergi, vilket leder till att luftens temperatur sjunker. På motsvarande sätt värms ett luftpaket upp när det sjunker ner mot jordytan. Luften komprimeras då av det ökande trycket vilket frigör energi som tas upp av luftpaketet i form av värme. Ett sammanfattande begrepp för dessa processer är ”adiabatisk temperaturändring”.

Vanligtvis är det alltså kallare på bergstoppen än i den intilliggande dalgången. / Med vänlig hälsning, Björn Segrell, universitetslektor i geografi

Svar 2: Instämmer med Björns svar. Jag kan också tillägga att förutom värmestrålningen från marken värms det mest marknära luftskiktet (någon millimeter) också från värmeledning. Så det stämmer som frågeställaren beskriver, solen värmer inte luften utan marken värmer luften med värmestrålning och värmeledning. Att så är fallet kan man se t.ex. från temperaturkurvor där luften fortsätter att kylas en bra stund efter att solen har gått upp. Denna fördröjning är också kopplad till frågan om uppvärmning av luft från berg eftersom luften ofta inte hinner värmas på den korta tid den är nära berget. Det stämmer att samma sak sker på högre höjder, luften närmast ett berg värms av berget, men det tar som sagt ganska lång tid för luften att värmas och då skulle det behövas ett stort platt bergsområde (högplatå) och svag vind för att det skulle ha betydelse. Uppehållstiden för luft på marknivå (som ju har en enorm yta), där den får tid att värmas, är tillräckligt lång för att markens temperatur ska påverka den marknära luftens temperatur rejält.

Däremot uppe i den fria troposfären är det väldigt skiktat med kallare luft uppåt och liten uppvärmning, men med lite extra uppvärmning från berg om det inte är en väldigt stor och platt bergsyta som ett högland. / Mvh, Magnus Gålfalk, universitetslektor i miljöförändring (disputerad inom fysik/astronomi)

 

Jag undrar hur plast i havet kan påverka vår hälsa. Jag har läst på lite olika sidor om något som kallas toxiner och att djur som lever i havet kan få i sig de men jag förstår inte riktigt vad toxiner är för något och hur det påverkar djuren. Jag läser naturvetenskapsprogrammet och kemi/biologi är något som intresserar mig, så det är därför jag gärna hade velat veta mer om dessa toxiner och hur de påverkar oss. / Ellen

Om och hur vi själva påverkas av dessa främmande kemikalier som ibland är gifter (toxiner) är svårt att säga. En del av dessa kemikalier, t.ex. flammskyddsmedel, tillsätts till en del plaster redan vid tillverkningen. Och eftersom plastytan delvis har samma egenskaper som fett, kan fettlösliga kemikalier tas upp från vattnet.

Den jag tror du är ute efter, är att om något djur får i sig mycket plast så skulle dessa kemikalier kunna frigöras och ha någon sorts giftverkan på djuret. Det är i alla fall det man ofta hör i debatten. Men det är inte så att någon, djur eller människa, skulle dö direkt, utan det man fruktar är långsiktiga effekter. De studier jag känner till av hur kemikalierna skulle kunna tas upp av sjöfåglar och sälar tyder dock inte på att detta är något stort problem. Det kan kanske vara ett problem tör t.ex. djurplankton och koraller, men så vitt vi vet idag inte för stora djur som oss själva.

Egentligen är giftverkan hittills mest spekulationer. Jag är personligen mer oroad av de rent fysiska effekterna av plasten. Till och med så stora djur som valar kan fastna och dö, och om magen på ett djur blir fullt med plast kan det svälta ihjäl. Koraller och andra fastsittande djur som täcks av plast mår också dåligt av att inte få tillgång till ljus och mat. / Hälsningar, Henrik Kylin, professor i miljökemi