Tieteessä Tapahtuu

Valvoja: Hallitus

Avatar
BorisW
Viestit: 1775
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja BorisW » 12.12.2007, 20:23:11

Tieteellisten seurojen valtuuskunta julkaisee lehteä Tieteessä Tapahtuu. Lehdet löytyvät on-line http://ojs.tsv.fi/index.php/tt/issue/archive

Numerossa 6/2007 oli Oras Tynkkysen pääkirjoitus ja kaksi muuta ilmastoon liittyvää juttua. Uusimmassa numerossa 8/2007 on minun kommenttini edellämainittujen osalta sekä myös Tynkkysen vastakommentti

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Jöns » 13.12.2007, 05:25:37

BorisW kirjoitti:Tieteellisten seurojen valtuuskunta julkaisee lehteä Tieteessä Tapahtuu. Lehdet löytyvät on-line http://ojs.tsv.fi/index.php/tt/issue/archive

Numerossa 6/2007 oli Oras Tynkkysen pääkirjoitus ja kaksi muuta ilmastoon liittyvää juttua. Uusimmassa numerossa 8/2007 on minun kommenttini edellämainittujen osalta sekä myös Tynkkysen vastakommentti


Artikkelisi oli asiallinen ja rauhallinen yhteenveto tilanteesta. Tynkkysen vastine osoittaa, että asiallista vastatiedotustyötä on tarpeen kehittää ja voimistaa, sikäli kuin vain mahdollista.
Poliitikot ovat vallankahvaan päästessään röyhkeitä. Ilman jonkinmoista organisaatiota ei saada paljoakaan aikaan, jos heidän kanssaan pitää vääntää kättä. Mm. siksi tämä GreenFree on tärkeä järjestö.

Olen muutamassa yhteydessä todennut, että hysteerisiä piirteitä saanut ilmastokampanjointi on enemmän sosiaalipsykologian, kuin esimerkiksi fysiikan tai meteorologian ongelma.
Pitäisikin tutkia, löytyisikö jostakin maamme korkeakoulusta halukkaita henkilöitä paneutumaan omien opinnäytteittensä tai muiden projektien yhteydessä problematiikan tähän puoleen.

aew
Viestit: 1
Liittynyt: 15.12.2007, 21:30:20

Viesti Kirjoittaja aew » 15.12.2007, 22:10:43

Mielenkiintoinen artikkeli myös Tieteessä tapahtuu No:6 Tuuletusta ilmastokeskusteluun: konvektio ja sademetsien hupenevat ukkospilvet: Jouko Parantainen

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 22.02.2008, 12:21:14

Poliitikoilta, jotka vielä ovat asennoituneet kaikkeen hyvin kapea-alaisesti omaa asiaansa ajaen, ei voi muuta odottaakaan kuin uskonnonomaisia kirjoituksia ottaen täysin kritiikittömästi kaiken vastaan mikä sopii itselle ja kieltäen totaalisesti kaiken muun.

Asiasta toiseen. Miksi viittamaassasi laskuohjelmassa, http://geosci.uchicago.edu/~archer/cgim ... ation.html,
säteilymaksimi näyttää olevan 15 um:n tienoilla, jolloin mustan kappaleen säteilyteorian mukaan säteilijän lämpötilan pitäisi olla vain vajaat 200K? Ei kai maapallo poikkea noin paljon ns. mustasta kappaleesta ainakaan maan pinnan säteilyn osalta.

Avatar
BorisW
Viestit: 1775
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja BorisW » 23.02.2008, 00:15:39

Asiasta toiseen. Miksi viittamaassasi laskuohjelmassa, http://geosci.uchicago.edu/~archer/cgim ... ation.html,
säteilymaksimi näyttää olevan 15 um:n tienoilla, jolloin mustan kappaleen säteilyteorian mukaan säteilijän lämpötilan pitäisi olla vain vajaat 200K? Ei kai maapallo poikkea noin paljon ns. mustasta kappaleesta ainakaan maan pinnan säteilyn osalta.


Tuo MODTRAN ohjelma niillä asetuksilla kuin se aukeaa (70 km ym) kertoo poistuvan säteily spektrijakauman. Jos katsot ilmakehäprofiilia huomaat, että hiilidioksidin absorptio ikkuna vastaa keskimääräistä säteilylämpötilaa. Näin ainakin minä olen asiaa tulkinnut. Mutta ohjelman hauskuus tulee kuin parametrejä vaihdellaan. Jos esimerkiksi muutetaan havaintokorkeus vaikkapa 500 metriin ja valitaan vaikka Standard US ilma, niin havaitaan että CO2 kaksinkertaistuminen aiheuttaa 0,09% eron (tasolla 358 W/m2 ulos säteilevässä energiassa, siis häviävän pieni. Tämä osoittaa mielestäni varsin selkeästi että ilmakehän CO2 pitoisuuden rajukaan nousu ei aiheuta lämpenemistä nimeksikään.

Olet oikeassa, tuo maapallo ei todellakaan ole täydellinen musta kappale. Mielenkiintoista, joskin eräiden mielestä hieman kontroversielliä luettavaa löytyy : http://arxiv.org/abs/0707.1161 ja siellä klikkamalla PDF niin saa koko jutun. Itse pidin siitä kovasti joskin herätti myös kysymyksiä. Asiaan liittyvää tekstiä on kyllä niin paljon, ettei edes eläkeläisen aika riitä kaikkeen.

Myös Wikipediasta löytyy Robert Rohden laatima varsin valaiseva grafiikka, kasvihuoneilmiön eri vaikuttajista. Lyötyy osoitteesta: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Atmo ... ission.png

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Jöns » 23.02.2008, 03:30:54

Tapsa kirjoitti:Poliitikoilta, jotka vielä ovat asennoituneet kaikkeen hyvin kapea-alaisesti omaa asiaansa ajaen, ei voi muuta odottaakaan kuin uskonnonomaisia kirjoituksia ottaen täysin kritiikittömästi kaiken vastaan mikä sopii itselle ja kieltäen totaalisesti kaiken muun.

Asiasta toiseen. Miksi viittamaassasi laskuohjelmassa, http://geosci.uchicago.edu/~archer/cgim ... ation.html,
säteilymaksimi näyttää olevan 15 um:n tienoilla, jolloin mustan kappaleen säteilyteorian mukaan säteilijän lämpötilan pitäisi olla vain vajaat 200K? Ei kai maapallo poikkea noin paljon ns. mustasta kappaleesta ainakaan maan pinnan säteilyn osalta.


15 mikrometriä on hiilidioksidin pääabsorbtiotaajuus. Mutta mihin pyrit kysymykselläsi?

Onhan ilmeistä, että ulkoavaruuteen päätyvää IR-säteilyä lähtee maan ja ilmakehän eri paikoista, joilla vuorokaudenajasta ja mittauskohdasta/korkeudesta riippuen on eri lämpötila.
Rationaalista ajattelua ja realismia ilmastokeskusteluun.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 23.02.2008, 11:36:25

15 mikrometriä on hiilidioksidin pääabsorbtiotaajuus. Mutta mihin pyrit kysymykselläsi?

Onhan ilmeistä, että ulkoavaruuteen päätyvää IR-säteilyä lähtee maan ja ilmakehän eri paikoista, joilla vuorokaudenajasta ja mittauskohdasta/korkeudesta riippuen on eri lämpötila.

Vastaus:
Kyllä CO2:n absorptiomaksimi on 15 um:n tienoilla, mutta ohjelman laskennallisten säteilykäyrien maksimi on myös samalla taajuudella vaikka tarkastelukorkeutta laskettaisiin lähelle maan pintaa. Kaasujen säteilystä ei silloin voi mallissa olla kysymys. Lähemmäs maanpintaa tultaessa säteilymaksimin pitäisi silloin siirtyä lyhyemmille taajuuksille. En tunne materiaalien säteilyominaisuuksia, liekö sitten niin, että jos emissiokerroin pienenee myös säteilymaksimin paikkaakaan ei enää voida laskea mustan kappaleen säteilyteorian perusteella?

Sehän on selvä, että kaasut säteilevät myös energiaa ympäristöönsä. Löytyyköhän mittaustuloksia maasta mitatuista IR-säteilyistä sekä yöllä että päivällä, mutta ei tietenkään auringon suunnasta ja pilvettömällä säällä?

Siitähän saisi tietoa kaasukerroksen säteilystä ja myös sironnasta.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 23.02.2008, 12:16:26

Vielä B.W.:lle:
"Mutta ohjelman hauskuus tulee kuin parametrejä vaihdellaan. Jos esimerkiksi muutetaan havaintokorkeus vaikkapa 500 metriin ja valitaan vaikka Standard US ilma, niin havaitaan että CO2 kaksinkertaistuminen aiheuttaa 0,09% eron (tasolla 358 W/m2 ulos säteilevässä energiassa, siis häviävän pieni. Tämä osoittaa mielestäni varsin selkeästi että ilmakehän CO2 pitoisuuden rajukaan nousu ei aiheuta lämpenemistä nimeksikään."

CO2 ei tietenkään pysty lämmittämään maan pinnan lähellä olevaa ilmaa ainakaan suoranaisesti, koska absorptio tapahtuu pitkällä matkalla ilmakehän paineenkin puolittuessa vasta n. 5,5 km:n tienoilla. Vaimennushan tapahtuu eksponentiaalisesti, mutta ilman paineen lasku ylös noustessa painottaa sitä alakerroksiin.

Onko avaruudesta mitattavan säteilyn vaimennuksessa sitten kuinka suuri osuus absorptiolla jolloin lämmenneet kaasut säteilevät lämpöenergiaansa pitkäaaltoisempana kuin absorboitu vai onko mukana myös merkittävästi sirontaa, jolloin säteily hajautuu eri suuntiin samantaajuisena. Osa säteilystähän palautuu maahan takaisin molemmissa tapauksissa.

Tästä Wikipedia-vinkistä. Siellähän on näitä teoreettisia käyriä eri lämpötiloilla, mutta sen ensimmäisen, sinisellä merkatun spektrin maksimihan on 10 um:n tienoilla. En vieläkään ymmärrä miksi se tässä ohjelmassa on 15 um:n paikkeilla korkeudesta riippumatta.

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Jöns » 23.02.2008, 14:41:24

Tapsa kirjoitti:15 mikrometriä on hiilidioksidin pääabsorbtiotaajuus. Mutta mihin pyrit kysymykselläsi?
Onhan ilmeistä, että ulkoavaruuteen päätyvää IR-säteilyä lähtee maan ja ilmakehän eri paikoista, joilla vuorokaudenajasta ja mittauskohdasta/korkeudesta riippuen on eri lämpötila.

Vastaus:

Kyllä CO2:n absorptiomaksimi on 15 um:n tienoilla, mutta ohjelman laskennallisten säteilykäyrien maksimi on myös samalla taajuudella vaikka tarkastelukorkeutta laskettaisiin lähelle maan pintaa. Kaasujen säteilystä ei silloin voi mallissa olla kysymys. Lähemmäs maanpintaa tultaessa säteilymaksimin pitäisi silloin siirtyä lyhyemmille taajuuksille. En tunne materiaalien säteilyominaisuuksia, liekö sitten niin, että jos emissiokerroin pienenee myös säteilymaksimin paikkaakaan ei enää voida laskea mustan kappaleen säteilyteorian perusteella?
Sehän on selvä, että kaasut säteilevät myös energiaa ympäristöönsä. Löytyyköhän mittaustuloksia maasta mitatuista IR-säteilyistä sekä yöllä että päivällä, mutta ei tietenkään auringon suunnasta ja pilvettömällä säällä?
Siitähän saisi tietoa kaasukerroksen säteilystä ja myös sironnasta.


Olen pikimiten tuota Modrania katsonut ja ajattelen, että sen algoritmi on nimenomaan rakennettu hiilidioksidin vaikutusta havainnollistamaan - oikein tai väärin. Missään tapauksessa sen avulla ei voida päätellä mitään reaalisen ilmakehän lämpöprosesseista. Siihen tarkoitetut mallit ovat paljon monimutkaisempia ja siitäkin huolimatta epätäydellisiä.

Jos katsotaan maata ilmakehän ulkopuolelta spektrometrillä, niin IR-säteilyn eri lähteillä on kullekin ominainen taajuuskäyränsä. Hiilidioksidilla päätaajuusalueita on kolme, joista 15 mikrometriä tärkein. Kaksi muuta jäävät osin vesihöyryn peittämiksi. Järkeilyni mukaan hiilidioksidin spektri on suunnilleen saman muotoinen, vaikka lämpötilat vaihtelevat napa-alueelta tropiikkin.

Maan ja vedenpinnan suoran IR-säteilyn käppyrä "ikkunan" kautta ohi vesihöyryn ja hiilidioksidin on sekin tunnistettavissa lämpötilan vaihtelusta huolimatta. Sama pätee metaaniin, ilokaasuun yms.

Hiilidioksidin ilmakehän kaasua lämmittävä vaikutus on luonnollisesti kovin vähäinen. Suurimmillaan sen täytyy olla alaosassa, koska maatasolta lähtevä IR-säteily välittyy osaksi hiilidioksidin absorboimana ympäröivään kaasuseokseen kineettisenä energiana törmäysten kautta.
Säteilyä ei juurikaan ennätä syntyä suuren molekyylitiheyden/ilmanpaineen vuoksi. Säteilyn todennäköisyys lisääntyy ylöpäin noustessa paineen alentuessa. Tuolloin säteily myös jäähdyttää ja sitä enemmän mitä korkeammalla ollaan.

Alaspäin suuntautuvan CO2-säteilyn lämpövaikutuksen täytyy olla lähes mitätön. Alhaisessa lämpötilassa olevat ylimmän troposfäärin molekyylit eivät pysty alemman troposfäärin lämpimämpää ilmaa lämmittämään.
Paljon puhutussa hiilidioksidin lämpöefektissä kyse mielestäni onkin ennen muuta ilmaseoksen eristävyyden hienoisesta kasvamisesta. Sitäkin arvioitaessa pitäisi ottaa huomioon, että hiilidioksidin lisääntyminen merkitsee myös lämmitettävän kaasun määrän kasvua eli kaasuseoksen kokonaislämpökapasiteetin kasvua.

Kumpi painaa vertailussa enemmän, "paremmasta" eristyksestä johtuva hienoinen lämpöefekti vaiko lämpötilaa alentava kapasiteetin kasvu?

En tiedä, puhunko samasta asiasta kanssasi. Mutta tällaisia aatoksia tuli kommentistasi mieleen. :)
Rationaalista ajattelua ja realismia ilmastokeskusteluun.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 23.02.2008, 15:02:48

Suurinta osaa kirjoituksestasi täytyy vielä tutkailla tarkemmin, mutta eihän tuo lämpökapasiteetin kasvu voi vaikuttaa mitään muuta kuin hidastaa muutoksia. Tulevan ja lähtevän säteilyn yhtäsuuruus pitkällä aikavälillä määrää lämpötilan massan suuruudesta riippumatta.

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Jöns » 23.02.2008, 15:44:12

Tapsa kirjoitti:Suurinta osaa kirjoituksestasi täytyy vielä tutkailla tarkemmin, mutta eihän tuo lämpökapasiteetin kasvu voi vaikuttaa mitään muuta kuin hidastaa muutoksia. Tulevan ja lähtevän säteilyn yhtäsuuruus pitkällä aikavälillä määrää lämpötilan massan suuruudesta riippumatta.


Tulevan ja poistuvan säteilyn keskimääräinen yhtäsuuruus on trivialiteetti olettaen, että maapallo ei tuota sisäisesti lämpösisältöä lisäävää nettoenergiaa. Luulen, että tässäkohtaa on monilla jonkinlainen sokea pilkku ajattelussaan (itseäni tietenkään unohtamatta!).

Materiaalisen systeemin lämpökapasiteetin pysyminen ennallaan tai muuttuminen johonkin suuntaan on aivan keskeinen seikka, j o s oletetaan, että puhumme termodynaamisessa katsannossa tasapainoa ylläpitävästä systeemistä.

Nimittäin, jos kapasiteetti kasvaa ja muut vaikuttavat seikat pysyvät ennallaan, lämpötila alenee (suuremman massan lämmittämiseen ja korkeamman lämpötilan ylläpitämiseen tarvittavaa lisäenergia-annosta ei tule mistään).

Hiildioksidin suhteen olemme tietävinämme, että sen lämmön poistumista hidastava ominaisuus on suurempi kuin lisääntymisestä johtuvan uuskapasiteetin vaatima lisäenergiapanos.

Mutta mistä me tämän tiedämme? Ainakaan satelliittimittausten tarkkuus ei tähän tarkoitukseen riitä.
Rationaalista ajattelua ja realismia ilmastokeskusteluun.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 23.02.2008, 17:30:08

Tulevan ja poistuvan säteilyn keskimääräinen yhtäsuuruus on trivialiteetti olettaen, että maapallo ei tuota sisäisesti lämpösisältöä lisäävää nettoenergiaa. Luulen, että tässäkohtaa on monilla jonkinlainen sokea pilkku ajattelussaan (itseäni tietenkään unohtamatta!).

Joo, maan sisällähän on ydinreaktio käynnissä, mutta olettakaamme sen pysyvän vakiona. Pääasiahan on minunkin pähkäilyissäni selvittää itselleni tätä lisääntyvän hiilidioksidin vaikutusta, jonka näillä tiedoilla oletan varsin pieneksi.

"Materiaalisen systeemin lämpökapasiteetin pysyminen ennallaan tai muuttuminen johonkin suuntaan on aivan keskeinen seikka, j o s oletetaan, että puhumme termodynaamisessa katsannossa tasapainoa ylläpitävästä systeemistä.

Nimittäin, jos kapasiteetti kasvaa ja muut vaikuttavat seikat pysyvät ennallaan, lämpötila alenee (suuremman massan lämmittämiseen ja korkeamman lämpötilan ylläpitämiseen tarvittavaa lisäenergia-annosta ei tule mistään)."

Tuleva energia kyllä pysyy tässä tapauksessa vakiona ja itse asiassa massakin, hiilioksidinhan katsotaan tulevaksi maan sisältä ilmaston lämpiämisen liittyen. Jos se tulisi jostain systeemin ulkopuolelta se joko lämmittäisi tai kylmentäisi massaa
omasta lämpötilastaan riippuen alkuperäiseen massaan nähden. Jos se viilentäisi, se samalla pienentäisi lämpösäteilyä avaruuteen, mikä jäähdyttäisi sitä kunnes tasapaino on saavutettu olettaen kaiken muun pysyvän vakiona, jos siis absorption muutos tässä unohdetaan.

Edelliseen kirjoitukseesi vielä viitaten.:
1. Hiilidioksidin vaimennuskäyrä ei varmaankaan muutu lämpötilan mukana, mutta sekoititko nyt emission ja absorption?
Lämpösäteilyn spektri muuttuu kyllä kaasuillakin lämpötilan mukana. Ajattelepa vaikka tulen liekkiä, kaasuthan siinä säteilevät.

Kokonaan toinen asia on sitten kaasuatomit, jotka ovat virittyneet esim. alkeishiukkasten törmäyksistä ja emittoivat palautuessaan alemmalle energiatasolle kvantin, jonka taajuus on kullekin kaasulle tyypillinen lämpötilasta riippumatta.

2. Ihmettelin tässä kaasujen vaimennusta laskevassa ohjelmassa olevien kiinteiden emissiospektrien maksimien paikkoja, en siis näitä laskentatuloksia, joissa on mukana kaasujen vaimennukset. Käyrien muodot näyttävät mustan kappaleen säteilykäyriltä, mutta maksimien paikat eivät.

3. Tämä ilman eristyskyky on mielenkiintoinen asia. En tiedä CO2:n eristysominaisuuksista mitään esim. typpeen nähden. Mitä lie parin promillen muutos pitoisuudessa voida vaikuttaa, varsinkin kun ei ole kysymys mistään paikallaan olevasta kaasusta kuten vaikka uretaanivaahdossa. Ylemmistäkin ilmakerroksista täytyy säteilyä lähteä, koska siellä on niin kylmää, johtumallahan sieltä ei avaruuteen lämpöä voi karata eli tällä välillä tapahtuvaa eristyksen muutosta varmaan tarkoitit.

4. En ymmärrä mitä tarkoitat, ettei "säteilyä ennätä syntyä". Kaikki yli 0 K:n lämpötilassa oleva materiaali säteilee paremmin tai huonommin. Kylmästä yläilmasta tuleva säteily absorboituu yhtä hyvin kylmään kuin lämpimäänkin materiaan. Se voi joko lämmittää sitä tai pienentää sen jäähtymistä. Lähinnä pohdin maanpinnan ja ilmakehän säteilyjen keskinäisvaikutusta sekä kaasun lämpösäteilyä että sirontaa.

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Kasvihuoneilmiön fysiikkaa

Viesti Kirjoittaja Jöns » 24.02.2008, 07:44:23

1. Hiilidioksidin vaimennuskäyrä ei varmaankaan muutu lämpötilan mukana, mutta sekoititko nyt emission ja absorption?
Lämpösäteilyn spektri muuttuu kyllä kaasuillakin lämpötilan mukana. Ajattelepa vaikka tulen liekkiä, kaasuthan siinä säteilevät.

Kokonaan toinen asia on sitten kaasuatomit, jotka ovat virittyneet esim. alkeishiukkasten törmäyksistä ja emittoivat palautuessaan alemmalle energiatasolle kvantin, jonka taajuus on kullekin kaasulle tyypillinen lämpötilasta riippumatta.

2. Ihmettelin tässä kaasujen vaimennusta laskevassa ohjelmassa olevien kiinteiden emissiospektrien maksimien paikkoja, en siis näitä laskentatuloksia, joissa on mukana kaasujen vaimennukset. Käyrien muodot näyttävät mustan kappaleen säteilykäyriltä, mutta maksimien paikat eivät.

3. Tämä ilman eristyskyky on mielenkiintoinen asia. En tiedä CO2:n eristysominaisuuksista mitään esim. typpeen nähden. Mitä lie parin promillen muutos pitoisuudessa voida vaikuttaa, varsinkin kun ei ole kysymys mistään paikallaan olevasta kaasusta kuten vaikka uretaanivaahdossa. Ylemmistäkin ilmakerroksista täytyy säteilyä lähteä, koska siellä on niin kylmää, johtumallahan sieltä ei avaruuteen lämpöä voi karata eli tällä välillä tapahtuvaa eristyksen muutosta varmaan tarkoitit.

4. En ymmärrä mitä tarkoitat, ettei "säteilyä ennätä syntyä". Kaikki yli 0 K:n lämpötilassa oleva materiaali säteilee paremmin tai huonommin. Kylmästä yläilmasta tuleva säteily absorboituu yhtä hyvin kylmään kuin lämpimäänkin materiaan. Se voi joko lämmittää sitä tai pienentää sen jäähtymistä. Lähinnä pohdin maanpinnan ja ilmakehän säteilyjen keskinäisvaikutusta sekä kaasun lämpösäteilyä että sirontaa.


Kasvihuoneteoriassa ilmakehää tarkastellaan systeeminä, jossa nimenomaisesti muutamat osakaasut hiilidioksidi etunenässä ihmisen toiminnan seurauksena lisääntyvät ja aiheuttavat "pahan" kasvihuoneilmiön. "Hyvä" kasvihuoneilmiö oli tuon teorian mukaan Goethen aikaan vuonna 1750.

Hiilidioksidin absorbtiokyvystä ei seuraa automaattisesti säteilyä. Jos CO2-molekyyli saa IR-säteilyn antaman adekvaatin energiaimpulssin, se voi purkaa viritystilansa pääasiassa kahdella tavalla: joko se säteilee, tai se siirtää lisäenergiansa edelleen kineetisenä energiana.
Jälkimmäinen on energian siirron päämuoto normaali-ilmanpaineessa 1013 hPa. Tästä seuraa periaatteessa kaasuseoksen hiuksenhieno lämpeneminen. Käytännössä voidaan todeta, että ilma ei lämpene, vaan hiilidioksidi jäähtyy muiden kaasumolekyylien lämpötilaan.
Todennäköisyys säteilyyn on alailmakehässä suuren molekyylitiheyden vuoksi luokkaa 10 prosenttia, kun se 15 kilometrin korkeudessa lähenee jo sataa. Myöskään tuo kymmenen prosentin säteilevä osa ei kykene ilmaa mitattavissa olevalla määrällä lämmittämään.
Ylhäällä törmäyksiä toisiin molekyyleihin tapahtuu hyvin vähän, joten hiilidioksidi siellä jäähdyttää. Jäähdytyksellä on sellainen käytännön seuraus, että ilmakehä hivenen litistyy ja tämä puolestaan vaikuttaa satelliittien ratoihin.

Hiilidioksidilla on, kuten mainitsit, sille ominainen säteilyspektri, joka on helppo tunnistaa. Maatason "mustan kappaleen" ja ilmakehän osakaasujen lämpötilojen skaala on sen verran suppea, ettei CO2-spektri muutu olennaisella tavalla mitataan sitten lähellä maan pintaa tai troposfäärin yläkerrassa.

Ilmaseoksen ja puhtaan hiilidioksidin lämmönjohtokyvyssä on olennainen ero. Tästä joissakin oppilaitosten koejärjestelyissä on tehty johtopäätös, että hiilidioksidi lämmittää ilmakehää. Kokeissa on yleensä verrattu puhtaan hiilidioksidin lämpenemistä ilmaseoksen lämpenemiseen.
Koejärjestelyissä ei ole yritettykään jäljitellä tosiasiallista tilannetta ilmakehässä, jossa CO2-pitoisuus on 0,038 prosenttia. Koulun kokeissa ei olisi edes mahdollista verrata keskenään kaasuja, joissa toisen CO2-pitoisuus olisi 0,038 ja toisen esimerkiksi 0,024 prosenttia, kuten esiteollisena aikana. Ja jos molekyylien suhteet vaikapa vahingossa olisivatkin oikeat, lämpötilojen eron toteamiseen nykyinen mittaustekniikka ei riitä.

Kun väitetty kasvihuoneilmiö toimii tällaisten toleranssien puitteissa, lisääntyvän hiilidioksidin kapasiteetilla pitäisi olla kasvihuoneteorian hypoteettisessa lämpötaloudessa jo merkitystä. Tämä ainakin perusfysiikan puitteissa.
Käytännön sääsysteemi suurine vesivaraajineen sisältää niin paljon erilaisia energiaa varastoivia, siirtäviä ja muuntavia mekanismeja, ettei "pahalle" kasvihuoneilmiölle simppeliversiona oikein löydy elintilaa.
Rationaalista ajattelua ja realismia ilmastokeskusteluun.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiön fysiikkaa

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 24.02.2008, 14:32:24

Jöns kirjoitti:
1. Hiilidioksidin vaimennuskäyrä ei varmaankaan muutu lämpötilan mukana, mutta sekoititko nyt emission ja absorption?
Lämpösäteilyn spektri muuttuu kyllä kaasuillakin lämpötilan mukana. Ajattelepa vaikka tulen liekkiä, kaasuthan siinä säteilevät.

Kokonaan toinen asia on sitten kaasuatomit, jotka ovat virittyneet esim. alkeishiukkasten törmäyksistä ja emittoivat palautuessaan alemmalle energiatasolle kvantin, jonka taajuus on kullekin kaasulle tyypillinen lämpötilasta riippumatta.

2. Ihmettelin tässä kaasujen vaimennusta laskevassa ohjelmassa olevien kiinteiden emissiospektrien maksimien paikkoja, en siis näitä laskentatuloksia, joissa on mukana kaasujen vaimennukset. Käyrien muodot näyttävät mustan kappaleen säteilykäyriltä, mutta maksimien paikat eivät.

3. Tämä ilman eristyskyky on mielenkiintoinen asia. En tiedä CO2:n eristysominaisuuksista mitään esim. typpeen nähden. Mitä lie parin promillen muutos pitoisuudessa voida vaikuttaa, varsinkin kun ei ole kysymys mistään paikallaan olevasta kaasusta kuten vaikka uretaanivaahdossa. Ylemmistäkin ilmakerroksista täytyy säteilyä lähteä, koska siellä on niin kylmää, johtumallahan sieltä ei avaruuteen lämpöä voi karata eli tällä välillä tapahtuvaa eristyksen muutosta varmaan tarkoitit.

4. En ymmärrä mitä tarkoitat, ettei "säteilyä ennätä syntyä". Kaikki yli 0 K:n lämpötilassa oleva materiaali säteilee paremmin tai huonommin. Kylmästä yläilmasta tuleva säteily absorboituu yhtä hyvin kylmään kuin lämpimäänkin materiaan. Se voi joko lämmittää sitä tai pienentää sen jäähtymistä. Lähinnä pohdin maanpinnan ja ilmakehän säteilyjen keskinäisvaikutusta sekä kaasun lämpösäteilyä että sirontaa.


Kasvihuoneteoriassa ilmakehää tarkastellaan systeeminä, jossa nimenomaisesti muutamat osakaasut hiilidioksidi etunenässä ihmisen toiminnan seurauksena lisääntyvät ja aiheuttavat "pahan" kasvihuoneilmiön. "Hyvä" kasvihuoneilmiö oli tuon teorian mukaan Goethen aikaan vuonna 1750.

Hiilidioksidin absorbtiokyvystä ei seuraa automaattisesti säteilyä. Jos CO2-molekyyli saa IR-säteilyn antaman adekvaatin energiaimpulssin, se voi purkaa viritystilansa pääasiassa kahdella tavalla: joko se säteilee, tai se siirtää lisäenergiansa edelleen kineetisenä energiana.
Jälkimmäinen on energian siirron päämuoto normaali-ilmanpaineessa 1013 hPa. Tästä seuraa periaatteessa kaasuseoksen hiuksenhieno lämpeneminen. Käytännössä voidaan todeta, että ilma ei lämpene, vaan hiilidioksidi jäähtyy muiden kaasumolekyylien lämpötilaan.
Todennäköisyys säteilyyn on alailmakehässä suuren molekyylitiheyden vuoksi luokkaa 10 prosenttia, kun se 15 kilometrin korkeudessa lähenee jo sataa. Myöskään tuo kymmenen prosentin säteilevä osa ei kykene ilmaa mitattavissa olevalla määrällä lämmittämään.
Ylhäällä törmäyksiä toisiin molekyyleihin tapahtuu hyvin vähän, joten hiilidioksidi siellä jäähdyttää. Jäähdytyksellä on sellainen käytännön seuraus, että ilmakehä hivenen litistyy ja tämä puolestaan vaikuttaa satelliittien ratoihin.

Hiilidioksidilla on, kuten mainitsit, sille ominainen säteilyspektri, joka on helppo tunnistaa. Maatason "mustan kappaleen" ja ilmakehän osakaasujen lämpötilojen skaala on sen verran suppea, ettei CO2-spektri muutu olennaisella tavalla mitataan sitten lähellä maan pintaa tai troposfäärin yläkerrassa.

Ilmaseoksen ja puhtaan hiilidioksidin lämmönjohtokyvyssä on olennainen ero. Tästä joissakin oppilaitosten koejärjestelyissä on tehty johtopäätös, että hiilidioksidi lämmittää ilmakehää. Kokeissa on yleensä verrattu puhtaan hiilidioksidin lämpenemistä ilmaseoksen lämpenemiseen.
Koejärjestelyissä ei ole yritettykään jäljitellä tosiasiallista tilannetta ilmakehässä, jossa CO2-pitoisuus on 0,038 prosenttia. Koulun kokeissa ei olisi edes mahdollista verrata keskenään kaasuja, joissa toisen CO2-pitoisuus olisi 0,038 ja toisen esimerkiksi 0,024 prosenttia, kuten esiteollisena aikana. Ja jos molekyylien suhteet vaikapa vahingossa olisivatkin oikeat, lämpötilojen eron toteamiseen nykyinen mittaustekniikka ei riitä.

Kun väitetty kasvihuoneilmiö toimii tällaisten toleranssien puitteissa, lisääntyvän hiilidioksidin kapasiteetilla pitäisi olla kasvihuoneteorian hypoteettisessa lämpötaloudessa jo merkitystä. Tämä ainakin perusfysiikan puitteissa.
Käytännön sääsysteemi suurine vesivaraajineen sisältää niin paljon erilaisia energiaa varastoivia, siirtäviä ja muuntavia mekanismeja, ettei "pahalle" kasvihuoneilmiölle simppeliversiona oikein löydy elintilaa.


Ehkä tietoni tästä fysiikan lajista ovat vanhentuneet, en nimittäin tiennyt että molekyyleilläkin on jotain viritystiloja, vaan ainoastaan atomeilla. Liekö sitten niin, että IR ei voi aiheuttaa CO2:lle lämpövärähtelyä, tuskin vesihöyryn tapauksessa kuitenkaan on kyse pelkistä viritystiloista. Mikroaallot, jotka ovat omaa alaani ainakin aiheuttavat vesimolekyyleissä värähtelyjä.

En tiedä olenko ilmaissut itseni oikein siinä asiassa, että minäkään en usko CO2:n mitenkään merkittävästi ainakaan voivan aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Juuri vesihöyryn osuushan on oleellinen. varmaan suurin osa näille palstoille kirjoittajista on varsin kriittistä myös omille mielipiteilleen ja haluaa varmempaa tietopohjaa suuntaan tai toiseen, kuulumme molemmat varmaan tähän joukkoon.

Eikö hyvä tähtäin olisi pyrkiä yhteistyöllä saamaan jollakin aikavälillä esitys julkaistuksi mielellään arvovaltaisella foorumilla, joka pohjautuisi mahdollisimman lujaan faktaan.

Siinä kai tukisi keskittyä vain hiilioksidin vaikutuksiin. Epäilen, että sen pitoisuuden muutoksilla olisi kummempia yhteisvaikutuksia muiden kaasujen kanssa, jotka tekisivät asian kovin monimutkaiseksi, vaikka ilmasto onkin todella monimutkainen.

Jöns
Viestit: 338
Liittynyt: 17.07.2007, 05:58:58

Re: Tieteessä Tapahtuu

Viesti Kirjoittaja Jöns » 24.02.2008, 16:13:00

Hiilidioksidin niskoille syydetään niin paljon tehtäviä, että se tuskin niistä selviää. Yritin osaltani selvittää tuota perusmekanismia sen vuoksi, että yleensä keskusteluissa hiilidioksin absorbtiokyvystä johdetaan suoraan sen säteilyvaikutus.
Kunnollisissa oppikirjoissa sentään asiaa selvitetään sen verran, että CO2-molekyylin kokonaisenergian kerrotaan koostuvan rotaatioenergiasta, vibraatioenergiasta, sähköisestä energiasta ja kineettisestä energiasta. Pikku juttu ehkä, mutta hiilidioksidin lämmitysmahdollisuuksien kannalta sentään olennainen.

Jos tarkastellaan eri osakaasujen määräsuhteita, tullaan väistämättä johtopäätökseen, että hiilidioksidilla on kylläkin ilmaseosessa oma lämpövaikutuksena, mutta vähäinen. Se ei riitä selittämään kasvihuoneteorian nimikkeen alle asetettuja uhkakuvia. Siitä johtuu teoretisointi eräänlaisista turbovaikutuksista tai takaisinkytkennöistä, joiden avulla pakoteluvut alkavat näyttää riittävän suurilta.

Käsitykseni mukaan käytössä oleva "kasvihuoneteoria" on yksinkertaisesti virheellinen ja liioittelee (arvovaltasyistä ?) 80-luvulta tähän päivään suunnilleen samanlaisina esitettyjä efektejä. Aivan tuorettakin, peruskäsityksen kyseenalaistavaa tutkimusta syntyy. Kannattaa vilkaista esim. tätä:
http://www.worldclimatereport.com/index ... t-so-fast/

Chylek, P., and U. Lohmann, 2008. Aerosol radiative forcing and climate sensitivity deduced from the Last Glacial Maximum to Holocene transition. Geophysical Research Letters, 35, L04804, doi:10.1029/2007GL032759.

U.Lohmann on perusteellisesti tutkinut auringon säteilyä, myös aivan kenttämittausten tasolla. Chylek on minulle tuntematon, mutta nimet on varmaan syytä panna mieleen.
Rationaalista ajattelua ja realismia ilmastokeskusteluun.

Vastaa Viestiin