Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

Tronic
Viestit: 350
Liittynyt: 15.08.2010, 16:38:00

Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Tronic »

AR4 WG1 luku 1, sivu 79:
The energy that is not reflected back to space is absorbed by
the Earth’s surface and atmosphere. This amount is approximately
240 Watts per square metre (W m–2). To balance the incoming en-
ergy, the Earth itself must radiate, on average, the same amount
of energy back to space. The Earth does this by emitting outgoing
longwave radiation. Everything on Earth emits longwave radia-
tion continuously. That is the heat energy one feels radiating out
from a fire; the warmer an object, the more heat energy it radi-
ates. To emit 240 W m–2, a surface would have to have a tem-
perature of around –19°C. This is much colder than the conditions
that actually exist at the Earth’s surface (the global mean surface
temperature is about 14°C). Instead, the necessary –19°C is found
at an altitude about 5 km above the surface.


Maan pinnalle keskimäärin saapuva säteily on 340 W/m² (http://tinyurl.com/2wzvu54) ja tekstissä esiintyvä lukema 240 W/m² saadaan kertomalla tämä (1 - 0.3):lla, jossa 0.3 on Maan albedo. Kaikki hyvin tähän saakka, mutta huomioitavaa on, ettei Maata käsitellä nyt mustana, vaan harmaana kappaleena (absorptiokerroin 0.7).

Seuraavaksi on laitettu yhtäsuuruusmerkki edellä saadun lukeman ja mustan kappaleen säteilyn välille (emissiokerroin 1.0), jolloin tasapainotilaksi saadaan 255 K eli -18 °C.

Mikäli vastaava laskelma suoritetaan käyttäen samaa kerrointa emissiolle ja absorptiolle (eli kyse on harmaasta kappaleesta), tulee tasapainolämpötilaksi 279 K eli 6 °C. Maan todellinen keskilämpötila on n. 14 °C.

En löytänyt ratkaisulle perusteluja. Emissiokerroin 1.0 edellyttäisi pinnan (maa ja valtameret) olevan IR-alueella (jolla ne säteilevät) täysin mustaa. Osaako joku asiasta paremmin tietävä kertoa miten perusteltu tällainen approksimaatio on? Eikö esimerkiksi merenpinnan heijastavuus (emittoitunut IR-säteily palaa takaisin) jo itsessään pienennä emissiokerrointa merkittävästi, samoin kuin se kasvattaa albedoa? Merestä tuleva säteily vieläpä kokonaisheijastuu, jos se yrittää karata pinnan läpi yli 50 asteen kulmassa (normaaliin nähden).

Sinänsä koko tasalämpötila-approksimaatio on hyvinkin epätarkka, eikä huomioi esim. napojen erilaista tilannetta mitenkään, mutta nyt olen kiinnostunut siitä miten IPCC voi esittää tuollaista teoriaa...

EDIT: korjattu typoja
Viimeksi muokannut Tronic, 16.08.2010, 05:17:53. Yhteensä muokattu 2 kertaa.
Lorentz3
Viestit: 1884
Liittynyt: 23.12.2009, 13:55:45

Re: Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Lorentz3 »

Tronic
Viestit: 350
Liittynyt: 15.08.2010, 16:38:00

Re: Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Tronic »

Ei, sillä se ei käsittele emissiota, vaan absorptiota.
Lorentz3
Viestit: 1884
Liittynyt: 23.12.2009, 13:55:45

Re: Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Lorentz3 »

Tronic kirjoitti:Ei, sillä se ei käsittele emissiota, vaan absorptiota.

Taulukosta 1. näet kuitenkin eri pintojen mitattuja(?) albedoja.
Tronic
Viestit: 350
Liittynyt: 15.08.2010, 16:38:00

Re: Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Tronic »

http://en.wikipedia.org/wiki/Stefan%E2% ... _the_Earth

Kävin kirjoittamassa aihetta käsittelevän osuuden Wikipediasta uusiksi ja ainakaan vielä kukaan ei ole ehtinyt revertoimaan muutoksia tai valittamaan niiden sisällöstä. Olisin kuitenkin edelleen kiinnostunut siitä millaista emissiokerrointa pitäisi käyttää ja millä perustein. Mikäli emissiokertoimen tulisi olla olennaisesti ykkösestä poikkeava, on tässä kohtaa AR4:n tieteellisessä osassa merkittävä virhe. Harmillisesti taitaa olla vähän kiven alla sen tason osaaminen, että tähän saisi selkeää vastausta :(
Lorentz3
Viestit: 1884
Liittynyt: 23.12.2009, 13:55:45

Re: Stefan-Boltzmann AR4 WG1:ssä

Viesti Kirjoittaja Lorentz3 »

Kannattaisiko tarkastella asiaa ilmakehän ulkopuolelta, ts. käyttää keskimääräistä avaruudesta havaittavaa albedoa (pilvet mukana kuvioissa)?
Vastaa Viestiin