Daisy World är en datorsimulering som skapades av Lovelock och Watson (1974) för att illustrera den så kallade Gaiahypotesen. Gaiahypotesen går ut på att planeten som system är självreglerande och därmed kommer att se till att systemet bibehåller en lämplig miljö för liv på jorden så länge som möjligt när förutsättningarna ändras. Det är en mycket enkel modell av en planet där det finns tusenskönor och barmark. I det enkla fallet, som du ska testa, finns det två växter – vita och svarta tusenskönor. Blommorna växer bäst i en viss temperatur. De har ett optimum runt 21-22°C och kan inte växa om temperaturen är för låg eller för hög.

Temperaturen där blommorna växer beräknas med en energibalans baserat på den inkommande och utgående strålningen och på markens albedo, α. Växternas albedo kommer därmed att styra temperaturen eftersom albedot bestämmer hur mycket av energin som absorberas av de vita respektive svarta blommorna. Standardvärdena för blommornas albedo är 75 % för vita blommor och 25 % för svarta. Barmarken har ett albedo på 50 %.

Utifrån blommornas albedo och deras geografiska utbredning bestäms det totala albedot, α_p, för planeten. Planetens temperatur, Tp, beräknas sedan med följande ekvation för energibalansen för globen:

T_p= L S (1-α_p)/4σ

där So är solarkonstanten som är satt till ett värde So =1367 Wm-2. L är ljus­styrkans andel av solarkonstanten (som vid standardinstrålning är 1.0), och σ är Stefan Boltzmanns konstant. Det finns också villkor uppsatta för när blommorna kan börja växa och hur länge de lever. När du kör modellen kommer andelen, L, av solinstrålningen att ändras och effekten av detta på den globala temperaturen är det du ska studera.

I denna övning ska du använda den illustrativa modellen Daisyball som finns tillgänglig på nätet och som på ett trevligt sätt illustrerar hur en återkopplingsmekanism i klimatsystemet kan fungera. Man kan göra enklare tester genom att bara använda ursprungsinställningarna, men det finns även möjligheter till att ändra inställningarna och göra mer detaljerade tester som är lite mer inriktade på modellens funktion och känslighet. Allt detta inklusive beskrivning av processerna som bygger upp modellen finns på Ginger Booths hemsida. Det finns många varianter av modellen på nätet men de flesta kräver att man laddar ner filer som körs med ett speciellt program. Ginger Booths version är enkel att köra och kräver inte några större datorresurser

1. Tryck på frågetecknet i den blå rutan till vänster och läs igenom hemsidans texter om ekvationerna och de processer som bygger upp modellen. Var finns fysiken och hur kopplar den till biologin?
2. Om det inte hade funnits några blommor på planeten alls, hur tror du att temperaturen hade ändrats med ökande ljusstyrka?  Testa genom att ändra till barmark. Gör det någon skillnad om det är bara en av tusenskönorna och barmark?
3. I det aktuella exemplet med två sorters blommor ändras inte temperaturen med ökande ljusstyrka mellan 0.72 och 1.58. Blommorna kompenserar alltså på något sätt för den ökade energitillgången. Hur? Vad är detta för typ av återkopplingsmekanism?
4. Vill du fördjupa dig i olika alternativ? Prova att ändra inställningarna längst upp till vänster i den blå rutan. Varför inte testa hur modellen reagerar med många olika typer av blommor? Eller att under Advanced ändra albedo och andra faktorer? Du hittar information om de olika faktorerna under de andra länkarna.
5. En återkoppling som mildrar effekten av en förändring kallas för en negativ återkoppling. Kan du komma på andra exempel på sådana återkopplingar? Vad finns det för exempel på positiva återkopplingar i klimatsystemet, dvs sådana som förstärker effekten av en förändring?
6. Om du är intresserad: Kan övningen användas som ingång till ekologiska frågeställningar kring växters miljöanpassning eller konkurrenskraft i ett ekosystem? Har funktionen med ett temperaturoptimum en bas i verkligheten? Hur viktig är den i naturen?

Utforska gärna Ginger Booths sida med länkar till andra modeller (Portfolio – Environment). Frågorna kan också kopplas till andra delar av modulen.

Som inledning till arbetet kan man också läsa texten om Återkopplingar i klimatsystemet