Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 05.01.2017, 16:44:59

Ilmakehän hiilidioksidi ei palauta lämpöä ilmakehästä maan pinnalle

Kasvihuonekaasut lisäävät ilmakehän lämpösäteilyä. Koska ne siirtävät lämpöä säteilyn avulla avaruuteen, ei korkeammassa lämpötilassa olevalle maan pinnalle, kasvihuonekaasujen lisääntyessä ulossäteily lisääntyy ja ilmakehä viilenee. Tällöin myös maan pinta viilenee, koska maan pinnan säteily kylmenneeseen ilmakehään lisääntyy.

Heitin toisessa aiheessa tämän täysin poikkeavan ajatuksen keskustelua kärjistäen. Se katosi muun jutustelun joukkoon. Eikö kukaan rohkene kommentoida?

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

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 05.01.2017, 17:38:20

Miksi maanpinnan säteily lisääntyy?

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 06.01.2017, 11:20:09

Maanpinnasta siirtyy säteilemällä lämpöenergiaa ympäristön lämpötilan mukaisesti.
dQ/dt = 5.67/100^4*(T(maanpinta)^4 -T(ilmakehä)^4) W/m2
Jos ilmakehän lämpötila alenee, dQ/dt kasvaa.

Kasvihuonekaasut säteilevät ja pidättävät lämpösäteilyä normaaliin tapaan. Kun ne virittyvät ilmakehän molekyylien törmäilystä tai maan lämpösäteilystä, lämpöenergiaa muuttuu molekyylien sisäiseksi värähtelyksi. Viritystilojen purkautuessa syntyy sähkömagneettista säteilyä IR-alueella, josta puolet suuntautuu ulos. Tämä poistunut säteily ei ole termistä säteilyä (black-body radiation). Kasvihuonekaasut jäähdyttävät siten ilmakehää.
Ajatusta ei ole ilmastotieteessä esitetty, mutta tämä ei tietenkään kumoa päätelmää.

Ilmastotieteessä uskotellaan, että takaisin säteily palauttaa lämpöenergiaa ilmakehästä korkeammassa lämpötilassa olevalle maan pinnalle. Tässä tulee törmäys termodynamiikan kanssa. Sitten sekoillaan lisää ottamalla käyttöön netto energian siirto mainitsematta, että kysymyksessä on lämpöenergia ja sen siirtyminen. Jos kasvihuonekaasut säteilevät energiaa, kaikki tarvittava energia on tullut maan pinnasta. Ilmastotieteen ideana on saada aikaan illuusio kasvihuoneilmiöstä. Illuusion harha paljastuu, kun sanotaan yksinkertaistaen, maanpinnasta tulee iso lämpöenergiapaketti kasvihuonekaasuihin, jotka sitten palauttavat pienemmään lämpöpaketin takaisin.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 07.01.2017, 09:50:26

Ilmastotietessä ei (osata) tehdä eroa
lämmön ja SM-lämpösäteilyn eikä lämpösäteilyn ja kvanttimekaanisesti syntyvän SM-säteilyn *) välillä, käsitteet menevät sekaisin.

lämpö = aineen molekyylien värähtelyä
lämpösäteily = varattujen hiukkasten liikkeestä johtuvaa jatkuvan spektrin SM-säteilyä, maan pinnan säteily
*) säteily on kvantittunutta, tietyn allonpituuden säteilyä, säteilyn spektri muodostuu hyvin kapeista kaistoista tai piikeistä, kasvihuonekaasujen säteily
Pari kuvaa selventää asiaa
Kuva
LÄMPÖSÄTEILYN SPEKTRI
Kuva
MOLEKYYLISÄTEILYN SPEKTRI hiilidioksidin spektriä 4,3 µm:n alueella

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 10.01.2017, 11:59:45

Eikö yksikään takaisin säteilyä kannattava keksi mitää virhettä edellä sanotussa?
Oletetaan sitten että hiilidioksidi pidättää 60 W (kaikki luvut pinta-alayksikköä kohti, luku laskettu keskimääräisenä arviona; takaisin säteily 324 W, josta CO2 osuus 9-26%) maan säteilystä ja palauttaa siitä puolet, 30 W, takaisin maan pinnalle.

Nostaako tämä säteily maan pinnan lämpötilaa verrattuna siihen tilanteeseen, ettei hiilidioksidia ole?
Keksikää parempia perusteluja kuin lainatut!
Wikipedia: Kasvihuonekaasu on kaasu, joka ilmakehässä ollessaan päästää lähes kaiken auringonsäteilyn lävitseen, mutta absorboi suuren osan Maan pinnalta lähtevästä lämpösäteilystä aiheuttaen kasvihuoneilmiön. Kasvihuonekaasujen vaikutuksesta Maan pinnan lämpötila on huomattavasti korkeampi kuin se olisi ilman niitä.
Ilmasto-opas: Kasvihuonekaasumolekyyli pystyy muuttamaan saamansa energian uudelleen säteilyksi, jolloin osa säteilyn energiasta palaa takaisin maan pintaa lämmittämään ja osa karkaa avaruuteen.
Ilmatieteen laitos: Maapallon ilmakehä toimii kasvihuoneen tavoin päästäen sisään auringon lyhytaaltoisen säteilyn, mutta estäen tehokkaasti maanpinnan ja ilmakehän itsensä lähettämän pidempiaaltoisen lämpösäteilyn poistumisen. Tämä ilmiö on kasvihuoneilmiö.

Wikipeia ei mitää perustetta. Tätä vanhaa harhakuvaa tuskin voi nykyään pitää perusteena "Kasvihuonekaasut luovat luonnollisen kasvihuoneilmiön, jota ilman maan keskilämpötila olisi 20–30 °C kylmempi. Ilman kasvihuoneilmiötä maa olisi elinkelvoton." Kylmempi kuin mikä?
Ilmasto-opas on keksinyt ikiliikkujan. Kasvihuonemolekyylin maasta saama energia palaa takaisin maan pinnalle lämmittäen tätä.
Ilmatieteen laitoksen vertaus on hylätty liki kaikkialla muualla. Kasvihuoneen lämpötila laskee heti, kun avaa oven. Lämpötilan nousu johtuu siis jostain muusta syytä kuin kasvihuoneen maan pinnan pitempiaaltoisen säteilyn estymisestä.
Ilmatieteen laitos voisi vertailla, miten kasvihuone lämpenisi ilmakehättömässä kuussa?

Carbonautti
Viestit: 728
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 11.01.2017, 12:04:13

unbiased kirjoitti:Ilmastotietessä ei (osata) tehdä eroa
lämmön ja SM-lämpösäteilyn eikä lämpösäteilyn ja kvanttimekaanisesti syntyvän SM-säteilyn *) välillä, käsitteet menevät sekaisin.

lämpö = aineen molekyylien värähtelyä
lämpösäteily = varattujen hiukkasten liikkeestä johtuvaa jatkuvan spektrin SM-säteilyä, maan pinnan säteily

Usein mukaan lasketaan myös latentti lämpö, vaikka se ei sovi y.o. lämmön määritelmään.

juakola
Valvoja
Viestit: 482
Liittynyt: 07.02.2010, 02:05:48

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja juakola » 12.01.2017, 10:37:31

unbiased kirjoitti:Eikö yksikään takaisin säteilyä kannattava keksi mitää virhettä edellä sanotussa?

Ei kyse ole siitä, vaan siitä ettei kukaan jaksa. Olet fakkiutunut ajatuksiisi.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 12.01.2017, 10:57:55

Carbonautti kirjoitti:
unbiased kirjoitti:Ilmastotietessä ei (osata) tehdä eroa
lämmön ja SM-lämpösäteilyn eikä lämpösäteilyn ja kvanttimekaanisesti syntyvän SM-säteilyn *) välillä, käsitteet menevät sekaisin.

lämpö = aineen molekyylien värähtelyä
lämpösäteily = varattujen hiukkasten liikkeestä johtuvaa jatkuvan spektrin SM-säteilyä, maan pinnan säteily

Usein mukaan lasketaan myös latentti lämpö, vaikka se ei sovi y.o. lämmön määritelmään.

Hyvä huomautus. Latentti on piilossa olevaa kemiallista lämpöenergiaa ei molekyylien värähtelyä, eikä lantentti lämpö ole siten määritelmän mukaistan lämpöä. Kuten ei myöskään vastaavanlainen ruudin kemiallinen energia ole molekyylien värähtelyä enen kuin kemiallinen energia vapautuu.
Ilmakehän energiassa on paljon mukana vesihöyryn kemiallista energiaa, jonka määrää ei lämpenemispuheissa ole otettu huomioon. Siksi kai puhuvatkin vain lämpenemisestä tarkoittaen sitä energiaa, mitä lämpömittareilla mitataan. Oikein olisi tarkkailla kasvihuonekaasujen aiheuttamia muutoksia ilmakehän sisältämässä kokonaisenergiassa, jossa mukana on kemiallinen energia.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 12.01.2017, 11:06:39

juakola kirjoitti:
unbiased kirjoitti:Eikö yksikään takaisin säteilyä kannattava keksi mitää virhettä edellä sanotussa?

Ei kyse ole siitä, vaan siitä ettei kukaan jaksa. Olet fakkiutunut ajatuksiisi.

Fakkiutua voi monella tavalla. Siitähän juuri konsensus syntyy, konsensus jossa toistetaan samaa vuodesta toiseen.
Voisit itsekin miettiä, miten kasvihuonekaasut saavat säteilyynsä tarvittavan energian, ja toiseksi, miten kasvihuonekaasut takasin säteilevät saamaansa energiaa maan pinnalle.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 13.01.2017, 10:29:05

Takaisin säteilyn lämmittävän vaikutuksen voi todistaa vaikka näin

Ilmakehätön maapallo säteilisi auringosta tulleen lämmön Wa ulossäteilynä Wm. Voidaan olettaa, että keskimäärin Wa=Wm, jossa W:t ovat säteilyn siirtämiä energiatehoja neliömetriä kohti.
Olkoon ilmakehässä kaasuja, jotka pidättävät maan pinnan säteilyä määrän Wi mutta eivät vaikuta auringosta tulevaan säteilyyn. Ilmakehä luonnollisesti säteilee saamansa energia kaikkiin suuntiin (muuten se kuumenisi tai jäähtyisi), siis puolet maahan ja puolet avaruuteen. Avaruuteen säteilee edelleen määrä Wa = (Wmi - Wi) + 1/2*Wi = Wmi -1/2*Wi. (Wmi-Wi on maan säteilemä energia ulos ja 1/2*Wi on ilmakehän säteilemä energia ulos.) Kun Wa = Wm, päädytään yhtälöön Wmi = Wm + 1/2*Wi ja Wmi > Wm. Tästä seuraa, kun maanpinta on pysynyt samanlainesena, ilmakehällisen maan pinnan lämpötilan tulee olla vähän korkeampi, jotta se säteilisi enemmän.

Mitä jäi huomaamatta vai olisiko sittenkin kasvihuoneilmiö tosiasia? Matamatiikassa ei ole vikaa, joten ei ole helppoa löytää virhettä. Siksi tästä onkin syntynyt niin sanottu tieteellinen konsensus.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 14.01.2017, 10:35:00

Ilmastoikiliikkuja

Kuva
Kuvassa on nakyy tämän hetken konsensus kasvihuoneilmiöstä.

Maan pinta saa energiaa säteilemällä 494 W/m2. Maatiaisjärjellä varustetulle herää heti kysymyksiä:
Miten maan pinta voi saada enemmän säteilyenergiaa kuin aurinko säteilee?
Kuvassa maan pintaan tulevaksi auringon säteilyksi on arvioitu 161 W/m2.
Miten maan pinta voi saada lisäenergiaa kasvihuonekaasujen takaisin säteilystä, kun kasvihuonekaasut saavat energiansa maan pinnalta?
Kasvihuonekaasut saavat energiaa myös auringosta, mutta tämä säteily on pois maan pintaan tulevasta auringon säteilystä.


Joissakin tutkimuslaitoksissa vanha maalaisjärki edelleen toimii eikä kasvihuoneilmiökonsensus ei ole lyönyt läpi. Suurin osa maapallon saamasta energiasta poistuu säteilynä ilmakehästä kylmistä lämpötiloista 91% (on 64% auringosta tulevasta säteilystä) ja vain pieni osa maan pinnasta 9%. 33 asteen ikiliikkuja-kasvihuoneilmiö-keksintöä ei tarvita.*)
UT Institute of Agriculture - University of Tennessee
Kuva
*) 5.67/100^4*(.09*288^4 + .91*251^4) = 240, maanpinnan efektiivinen säteilylämpötila on +15C ja ilmakehän -22 C jos säteilytasapaino laskuja joku hhaluaa tarkastella. Todellakin noin -22C on helppo havaita ilmakehän lämpötilaksi halvalla säteilylämpötila mittarilla kunhan pilviä ei ole edessä.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 19.01.2017, 10:21:04

Ei ole tullut vastausta kysymyksiini
Miten maan pinta voi saada enemmän säteilyenergiaa kuin aurinko säteilee?
Miten maan pinta voi saada lisäenergiaa kasvihuonekaasujen takaisin säteilystä, kun kasvihuonekaasut saavat energiansa maan pinnalta?


Enpä osaa itsekään vastata, kun tiedän, että ilmakehässä ei ole lämpökonetta eikä lämpöä tule juuri muualta kuin aurinngosta. Kun aiheeseen ei ole tullut perusteltua kritiikkiä, sitä on annettava itse, vaikka tuskin siihenkään palautettu tulee.

Kasvihuonekaasumolekyylit (KM) voivat virittyä joka maan pinnan IR-säteilystä tai sitten hyvin nopeitten happi ja typpimolekyylien törmäyksistä. Molemmissa tapauksissa virittymiseen tarvittava energia tulee pääosin maan pinnasta säteilynä, johtumalla tai latenttina energiana. KM molekyylien virtystilan pukautuessa syntyy IR-säteilyä, jonka suunta lienee satunnainen. Puolet säteilystä siten suuntautuu kohti maata ja puolet kohti avaruutta. Puolet KM:n pidättämästä maan pinnalta tulleesta energiasta palaa takaisin maan pinnalle. Kasvihuoneilmiö on siis olemassa ja kasvihuonekaasujen lisääntyessä myös palautunut energiamäärä lisääntyy, joten maan pinnan tulee säteillä enemmän muilla taajuuksilla. Tämän johdosta pinnan lämpötilan tulee olla hieman korkeampi.
Todisteeksi vielä 35 km:n korkeudelta v.2005 mitattu kuva maan pinnalta lähtevästä säteilystä. Aaltoluvun 650/cm kohdalla näkyy hiilidioksidin vaikutus 15,4 µm aallonpituudella.
Kuva

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 25.01.2017, 21:38:54

Olen esittänyt kaksi ristiriitaista väitettä: Kasvihuonekaasut viilentävät ja kasvihuonekaasut lämmittävät

Eivät ne tee tietenkään kumpaakaan, mutta voivat vaikuttaa maan pinnan lämpötilaan. Jos jokin lämmönlähde siirtää lämpöä kappaleeseen, kappaleen lämpömäärään vaikuttaa myös poistuvan lämpöenergian määrä ja tietysti lämpömäärä, missä kappale oli tarkkailun alussa. Q = Qo + Qtuleva - Qpoistuva.
Ilmakehässä maan pinnan lähellä Qo on kadonnut historian hämärään ja tällä hetkellä paikalliseen lämpömäärään vaikuttaa tulevan ja poistuvan lämmön erotus.

Voivatko kasvihuonekaasut vaikuttaa poistuvan lämmön määrään? Voidaan kai olettaa, että tulevaan lämpöön vaikutttaa vain auringon säteily. Kyllä voivat vaikuttaa, jos kasvihuonekaasut säteilevät lämpösäteilyä maan pintaa alemmista lämpötiloista. Silloin Maasta poistuva lämpösäteily vähenee, jolloin maan pinnan lämpömäärä kohoaa ja myös lämpötila kohoaa. Ilmakehässä on huomattava, että lämpömäärä voi lisääntyä tai vähetä lämpötilan muuttumatta. Lämpö voi piileskellä latenttina veden olomuodon muutos energiana.

Kasvihuonekaasujen säteily ei kuitenkaan ole lämpösäteilyä vaan viritystilojen purkautumista. Riippumatta, onko säteily termistä säteilyä tai viritystilojen purkautumista, säteily kuljettaa energiaa. Kasvihuonekaasut voivat säteillä kohtalaisesti viritystilojen purkautumisen kautta hyvinkin kylmistä olosuhteista, mutta niiden terminen säteily on hyvin heikkoa. Tästä sain idean ajatella, että kasvihuonekaasut virittyvät maan pinnasta tulevasta energiasta ja säteilevät ulos energiaa kylmistäkin olosuhteista. Siksi ne voivatkin todellisuudessa alentaa maan pinnan lämpötiloja. Tästä en ole tutkimuksia nähnyt.

Otetaan esimerkiksi patterilla toimiva diodi laser. Sehän saa energiansa patterista ja säteilee hyvin tehokkaasti, kun diodin molekyylejä viritetään sähköisesti. Tällaiselle diodille lasketaan teoreettinen säteilylämpötila normaalin kaavan mukaisesti, säteilyteho pinta-alayksikköä kohti W =s*T^4, jossa s on vakio ja T absoluuttinen lämpötila. Diodilla T:n arvoksi tulee miljoonia kelvineitä. Kasvihuonekaasujen säteily on myös virittämällä syntynyttä säteilyä mutta ei ole koherenttia (samassa vaiheessa olevaa) laser-säteilyä. Koska kasvihuonekaasut saavat energiansa maan pinnasta, niiden säteily maan pintaa kohti ei tuo lisää energiaa mutta poistuva osa alentaa maan pinnan lämpömäärää.

unbiased
Viestit: 1247
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 01.02.2017, 11:03:38

Koska kasvihuonekaasut saavat energiansa maan pinnasta, niiden säteily maan pintaa kohti ei tuo lisää energiaa mutta poistuva osa alentaa maan pinnan lämpömäärää.

Miten niin alentaa? Tämä säteily ei ole normaalia lämpösäteilyä, termistä säteilyä
astro.utu.fi kirjoitti:Terminen säteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituusjakautuma noudattaa mustan kappaleen säteilyjakautumaa. Atomien lämpöliikkeestä johtuva säteily on tällaista, mistä säteilyn nimikin johtuu.

Ei-termisiä säteilymuotoja ovat synkrotronisäteily, jarrutussäteily sekä maser ja laser.

Luettelosta puuttuu viritys säteily, jonka erikoistapauksia ovat maser ja laser. http://www.astro.utu.fi/zubi/radiat/maser.htm
astro.utu.fi kirjoitti: Jos atomiin(tai molekyyliin) osuu fotoni, jonka energia on sopiva eli sama kuin atomin (molekyylin) nykyisen ja jonkin korkeamman tilan energioiden erotus, atomi voi eli absorboida fotonin. Fotoni tuhoutuu ja atomi (molekyyli) virittyy korkeampaan energiatilaan. Hieman karkeasti ottaen tapahtumaa voidaan kuvata siten, että elektroni siirtyy ulommalle radalle. (Molekyylissä molekyylin atomit oskilloivat toistensa voimakentissä.)

Kunkin alkuaineen atomeilla (molekyyleillä) on täsmälleen tietty joukko erilaisia energiatiloja. Ellei atomiin (molekyyliin) osuvan fotonin energia vastaa kahden energiatilan erotusta, atomi (molekyyli) ei pysty absorboimaan sitä.

Kullakin atomin (molekyylin) tilalla on sille ominainen keskimääräinen elinaika, jonka kuluttua atomi (molekyyli) palaa alempaan energiatilaan ja elektroni siirtyy sisemmälle radalle. Sanomme, että atomin (molekyylin) viritys laukeaa. Samalla atomi (molekyyli) säteilee eli emittoi fotonin, joka kuljettaa pois vapautuvan energian. Fotonin energia on sama kuin atomin (molekyylin) tilojen energioiden erotus. Mitä suurempi energiaero on, sitä sinisemmältä (lyhempi aaltoiselta) syntyvä fotoni näyttää.

(Suluissa omat lisäsykseni) Molekyyleillä (esim. CO2) virittyminen tapahtuu µm aallonpituus alueella alueella. CO2 säteily ei siten ole yhteydessä lämpötilaan eikä ole lämpösäteilyä. Huonossa ilmastotieteessä ei erosta mainita. Virheellisesti sanotaan hiilidioksidin säteilevän takaisin maan pinnan lämpösäteilyä. Se säteilee kyllä kohti maan pintaa viritystilojensa purkautumissäteilyä. Mutta säteilyn energia on peräisin maan pinnan lämpösäteilystä ja ilmamolekyylien lämpöliikkeen aiheuttamista törmäilyistä.

Jos oletetaan, että CO2 viritys säteilyä kohdistuu takaisin maan pintaan 50 W/m2. Maan pinnasta tuleva säteily- ja johtumisenergia olisi 100 W/m2, koska purkautumis säteilyn suunta olisi satunnainen. Netto menetys olisi 50 W/m2. Siten hiilidioksidi ei voi mitenkään lisätä maan pinnan lämpötilaa mutta aivan selvästi se voi alentaa maan pinnan lämpötilaa ainakin, kun CO2 molekyylien törmäilyenergiasta puolet poistuu säteilyn avulla avaruuteen.
Viimeksi muokannut unbiased, 02.02.2017, 10:36:09. Yhteensä muokattu 1 kertaa.

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

Re: Kasvihuonekaasut viilentävät eivät lämmitä?

Viesti Kirjoittaja Tapsa » 01.02.2017, 11:51:41

Mielenkiintoinen tuo ajatus säteilyjen erilaisuudesta, täytyy miettiä tarkemmin, mutta lisäämissäsi suluissa lienee lipsahdus, suurempi energiaero tarkoittaa isompaa taajuutta eli pienempää aallonpituutta.

Vastaa Viestiin