Maapallon pintalämpötila

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

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

Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 07.09.2017, 10:22:07

Oleellisia asioita, joiden ymmärtäminen on tarpeen, jotta voi ottaa perustellusti kantaa ilmastokeskusteluun

Jotta ymmärtäisi, mihin maapallon pintalämpötila asettuu, pitäisi osata jonkin verran termodynamiikkaa. Yleinen käsitys on, että kasvihuoneilmiö on merkittävä tekijä. Koska ilmakehän termodynamiikka on kuitenkin monimutkainen ilmiö, on syytä aluksi katsella yksinkertaistettuja malleja. Aihetta tarkastelee ainakin satunnaisesti jotkin ilmastotieteilijät, joten olisi mukavaa, jos nämäkin osallistuisivat. Otetaan muutama esimerkkiä.

1. Avaruudessa on maan etäisyydellä ohut lämpöä johtava levy, joka on kohtisuoraan auringon säteilyä vastaan ja absorboi 100% auringon säteilystä. Mihin lämpötilaan levy asettuu? (Levyn emissio e=1. Voisi myös tarkastella tapausta, jossa levy on 60 asteen kulmassa auringon säteilyä vastaan.)

2. Oletetaan, ettei ole mitään ilmakehää, mutta maan pinnan yläpuolella 10 km:n korkeudessa on hyvin ohut lämpöä johtava kalvo, joka absorboi kaiken auringon ja maan pinnan säteilyn. Mihin lämpötilaan asettuu maan pinta hyvin pitkän ajan kuluessa?

3. Jos tehtävässä 2 mukana on maan ilmakehä, mikä pintalämpötila on tällöin?

Auringon säteily maan etäisyydellä on 1360 W/m2. Kappale menettää lämpöenergiaansa teholla W = e*r*(Tk^4 -Ty^4), jossa e=1, r= 5.67*10^-8 W/K^4 ja Tk on kappaleen lämpötila, Ty ympäristön lämpötila. Avaruuden lämpötilana voi pitää 0 kelvin astetta. Systeemi asettuu termiseen tasapainoon, jossa lämpötilat ovat vakioita ja lämpö siirtyy aina korkeammasta lämpötilasta alempaan ellei jokin ulkopuolinen energialähde tätä estä. Geoterminen lämpö oletetaan merkityksettömäksi.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 08.09.2017, 10:10:59

1. Kohtisuora levy
Levy saa säteilyä auringosta 1360 W/m2. Termisessä tasapainossa levy säteilee saman 1360 W/m2 ulos avaruuteen. Aurinko näkyy levyltä niin pienessä kulmassa, että sen merkitys säteily-ympäristössä voidaan jättää huomiotta. Levyn pinta-ala olkoon A eikä kovin suuri. Saatu teho on A*1360 = 2A*r*Tlevy^4, joka on levyn molemmilta puolilta säteilemä teho. Tlevy = 331K = 59 C
Tyydyttääkö vastaus? Mikä olisi erittäin hyvin lämpöä johtavan pallon lämpötila?

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 11.09.2017, 19:35:22

2.Tehtävä
Levyn tulee säteillä saman verran avaruuteen, kun se saa auringosta. r*Tlevy^4 = 1360, josta Tlevy = 394 K = 121 C. Maapallon pinta on levyn lämpötilassa termisessä tasapainossa, kun maan pinnan ja levyn lämpötilat ovat samat. Maa säteilee saman verran sähkömagneettista säteilyä levyyn kuin levy maan pintaan. Huomaa, lämpöenergiaa ei siirry levyn ja maan pinnan välillä. Laskelma on teoreettinen.
Maapallon lämpökapasiteetti on suuri ja termisen tasapainon saavuttamiseen kuluisi ikuisuus.

Aihetta on lukenut yli 180. Selityksessäni on vikaa, maapallo onkin pyörivä pallo, eikä levy joka on kohtisuoraan auringon säteilyä vastaa. Palataankin vielä 1. tehtävään, jossa levy on 60 asteen kulmassa säteilyä vastaan. Geometriasta johtuen levy saa säteilyä pinta-alalle A*cos 60 = A/2. Saatu teho on tällöin A/2*1360 W/m2. Levy säteilee ulos molemmilta puolilta avaruuteen 0 K (näkökulma aurinkoon on mitätön), A/2*1360 = 2A*r*Tlevy^4, josta
Tlevy = 278 K = 5 C.
Maapallo saa sateilyä vain osalle pinta-alasta ja säteilee koko pinnalta. Oletetaan lisäksi, että pallo pyörii niin nopeasti, että se on termisessä tasapainossa, siis pallolla ei lämpöenergiaa siirry, kaikkialla lämpötila on samoissa lukemissa. Näillä edellytyksillä pintalämpötilan voi laskea. Päästäänköhän tulemiin, jotka ovat tuttuja?

Kuu on hitaasti pyörivä pallo, jolla ei ole kaasukehää. Lämpötiloja on mitattu tarkemmin ja niistä on uusi kuva. Kuun päiväntasaajalla, johon auringon säteet tulevat likimain kohtisuoraan lämpötila nouse 370 K = 97 C. Leveysasteella 60 lämpötila jää lukuun 320 K = 47 C. Elinkelpoinen lämpötila vallitsisi leveysasteiden 70 ja 80 välillä "kesäaikaan", joka toistuisi 28 päivän välein 10 päivän ajaksi.
Osa auringon lämmöstä johtuu kuun kiviin, eikä säteile ulos. Kuun pimeällä puolella lämpötila on noin 90 K = -183C, koska lämpöä johtuu sisäosista pitkän yön aikana edelleen 0,11 W neliömetriltä. Kuu ei pyöri tasaisesti, joten tarkasteltava napalämpötila vaihtelee välillä 150 -50 K riippuen navan saamasta säteilystä vuoden kuluessa.
Kuva

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 14.09.2017, 09:48:03

Ilmoitettu lämpötila-18C ei päde raalisella maapallolla, koska maapallo ei ole termissä tasapainossa.

2. Oletetaan, ettei ole mitään ilmakehää, mutta maan pinnan yläpuolella 10 km:n korkeudessa on hyvin ohut lämpöä johtava kalvo, joka absorboi kaiken auringon ja maan pinnan säteilyn. Mihin lämpötilaan asettuu maan pinta hyvin pitkän ajan kuluessa?

Pallo saa säteilyä 1/4 osalle pinnastaan. Osa lämpenee säteilystä ja kuori jäähtyy säteilemällä koko pinnaltaan pinnan lämpötilan mukaisesti. Tehtävä on siten mahdoton ratkaista. Pitää olettaa, että pallo pyörii riittävän nopeasti, jotta se kuitenkin olisi termisessä tasapainossa. Termisessä tasapainossa
pii*R^^2*1360 = 4*pii*R^2*r*Tpintakuori^4, josta Tpintakuori = 278 K = 5 C.

Termisesä tasapainossa maan pinnan ja kuoren välillä ei ole lämmön siirtoa, joten pinta on myös 5 C asteen lämpötilassa. Todellinen maapallo heijastaa 30% auringon säteilystä, heijastunut säteily ei tuo lämpöä maahan. Saatu säteily on 0.7*1360 W/m2 = 952 W/m2. Heijastus huomioiden edellisessä laskussa lämpötilaksi tulee monesti esitetty 255 K = -18C. Tuloksen saamiseksi tuli olettaa, että pallo pyörii nopeasti ja on siksi termisessä tasapainossa. Tulos -18C ei päde reaalisella maapallolla, koska hyvyin tiedämme ettei ole maapallo ole termissä tasapainossa. 33 C asteen kasvihuoneilmiön ainakin yksi peruste on virheellinen.
Viimeksi muokannut unbiased, 22.10.2017, 10:04:34. Yhteensä muokattu 1 kertaa.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 15.09.2017, 18:43:47

3. Jos tehtävässä 2 mukana on maan ilmakehä, mikä pintalämpötila on tällöin?

Ilmakehä tekee tapauksesta mahdottoman ratkaista varsinkin, kun ilmakehässä on vettä kolmessa olomuodossa. Oletetaan, että on maapallo, jolla on maan kaltainen kuiva ilmakehä, ja ohut säteilyä läpäisemätön kuori 10 km:n korkeudessa. Olkoon kuoren heijastus 30%. Lisäksi pallo on termisessä tasapainossa. (Pallon osissa ei tapahdu lämpöenergian siirtymistä. Pallo saa auringosta energiaa ja säteilee saman verran ulos.)
Kuten edellä saatiin kuori on lämpötilassa -18 C. Juuri kuoren alapuolella ilmakilogramman lämpötila on sama kuin kuoren -18C ja sen potentiaalienergialle annetaan vertailuarvo 10000 m*1kg*9,81 m/s2 = 100 kJ pyöristettynä. Maan pinnalla ilmakehän potentiaalienergia on silloin 0. Ilmakilogramman energian tulee olla myös maan pinnalla sama kuin ilmakehässä eri korkeuksilla, koska ei ole mitään voimaa tai energialähdettä, joka pitäisi yllä energiaeroja.*)
Ainoa mahdollisuus on, että maan potentiaalienergia korvautuu lämpöenergialla, molekyylien liike-energialla. Aivan kuin kiven pudotessa potentiaalienergia korvautuu liike-energialla. Kaasujen lämmönsitomiskyky on likimain sama kuin ideaalikaasuilla, joilla se on 1 kJ/kgK. !00kJ pystyy siten nostamaan ilmakilogramman lämpötilaa 100 astetta. Maan pinnalla olisi siten lämpötila -18 C+100C = +82 C. Jos säteilyä läpäisemätön kalvo olisikin 3300 metrin korkeudessa, pintalämpötilaksi tulisi -18C+33C = +15C.

Onneksi ei ole todellista kasvihuoneen kattoa 10 km:n korkeudessa. Se pilaisi maapallon asuinkelvottomaksi. On kai uskottava olettamukseen, että maa saa auringon säteilyä keskimäärin 240 W/m2, joten maapallon tulee säteillä sama 240 W/m2 ulos. Mutta mistä lämpötilasta tuo säteily lähtee, se on oleellista. Vaikuttavatko puhutut kasvihuonekaasut säteilykorkeuteen? Säteilyfyysikkojen mielestä vaikuttavat, mutta merkityksettömän vähän. Osa säteilystä voi poistua suoraan maan pinnalta noin 15 C asteen lämpötiloista ja pilvisellä säällä vain pilvien yläosista kovista pakkasista.

*) Jokainen fysiikan systeemi pyrkii energiatasapainoon.
entropia
on fysiikan termi, ja yksi vaikeimmista ymmärtää. Edes kaikki filosofian kandidaatin tutkinnon suorittaneet fyysikot eivät ymmärrä kunnolla, mitä entropia tarkoittaa.

Tässä on Wikipedian määritelmä: fysikaalinen suure, joka ilmaisee epäjärjestyksen määrän systeemissä. Entropiaan liittyvä epäjärjestys tarkoittaa useimmiten energian tai materian jakautumista yhä tasaisemmin sille varatussa tilassa, satunnaisuuden ja epätodennäköisyyden kasvamista sekä erojen ja informaation vähenemistä.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 18.09.2017, 11:06:53

Ilmaston lämpenemishypoteesissa ei ilmakehän kosteutta käsitellä

Ilmakeässä on vesihöyryä 0-400 kg neliömetrillä tai toisin ilmoittaen 0-40g ilmakilogrammaa kohti - olosuhteista riippuen. Autiomaassa vähän sademetsissä runsaasti.
Vesihöyryssä on latenttia lämpöenergiaa ympäristön lämpötilasta riippuen. -20 asteen pakkasessa liki 3 kJ/g ja 50 asteen lämpötilassa 2,4 kJ/g. (Entalpian muutos) Siis huomattavia määriä. Jos ilmaan tuodaan 2,5 kJ lisää kineettistä energiaa kilogrammaa kohti, ilman lämpötila kohoaa 2,5 astetta. (2,5kJ / [1kg*1kJ/kgK]) Normallissa 15 C asteen ilmassa on vesihöyryä 10 g/kg, joka sisältää yhtä paljon energiaa kun 40C asteen kuiva ilma.

Ilman vesihöyrypitoisuutta tulisi tarkkailla, jos halutaan selvitää onko ilmasto lämmennyt, siis saanut lisäenergiaa ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä. Suomen media ei suostu julkaisemaan selviä todisteita, ettei ilmasto olekaan lämmennyt. Yksikään ilmastotieteilijä ei halua asiaa kommentoida, vaikka lukee näitäkin sivustoja. Siten ilmaston lämpenemistä voi pitää pelkkänä ilmastopolitiikkana, joka tuottaa etuja sitä ajaville ja haittaa tavallisille kansalaisille, jotka tämän politiikan joutuvat maksamaan.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 22.10.2017, 10:22:53

Maapallon pintalämpötila näyttää edellen olevan kohoamassa

Sitä ainakin UAH mittaukset osoittavat. Jos löytyisi vastaavia mittauksia ilmakehän vesihöyrypitoisuuksista, voitaisiin arvioida ilmakehän kokonaisenergian muutosta. Jos kokonaisenergia olisi lisääntynyt, sille olisi jokin syy.

Auringon säteilytehon lisääntymistä ei ole havaittu. Moni miettii tässä kasvihuoneilmiön vahvistumista. Oma olettamukseni on, että kosteus on vähentynyt edelleen maankäytön seurauksena eikä ilmakehän lämpöenergia ole muuttunut, ilmakehä ei ole lämmennyt, vaikka lömpötila on kohonnut.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 24.03.2018, 10:55:10

Useimmiten lämpötila kertoo myös lämpöenergiasta muttei aina. Tästä esimerkki.

Saunoja heittäköön kiukaalle pikku kuupallisen vettä 0,2 litraa, 200g. Kun tämä höyrystyy lämpöenergiaa siirtyy kivistä höyryn mukana ilmaan 0,14 kWh. Energiaa sanotaan piileväksi, latentiksi energiaksi, koska se ei näy lämpömittarissa. Höyryä kemistin laskujen mukaan tulee 0,25 kuutiometriä. Saunan ilmamäärä laajenee tämän verran. Saunassa on tuuletusaukko ja siitä liika ilma tunkeutuu ulos kuten myös ovien ja ikkunoiden raosta. Tähän kuluu energiaa, jonka määrän fyysikko osaa laskea. Laajenemiseen tarvittavan energian määrä on 0,007 kWh. Tämä energia saadaan saunan ilmamolekyylien liike-energiasta ei höyrystä. Liike-energian määrää mittaa lämpömittari. Saunan ilman typpi ja happi molekyylien liike-energia vähenee ja siitä syystä 10 kuutiometrin saunan lämpötila laskee pari astetta.
Lopputulos, saunan ilman energia lisääntyy ja lämpötila laskee.

On siis täysin välttämätöntä tietää ilmakehän vesihöyryn määrä, jotta voi tietää ilmakehän energian määrän ja lämpöenergian muutoksia ilmakehässä. Pitää huomata se, että ilmaston lämpenemisessä ilmakehän lämpömäärä kasvaa ja että pelkällä lämpömittarilla ei voi havaita onko ilmasto lämmennyt. Tarkasti sanoen lämpömittarilla voi havaita vain lämpötilan mutta ei ilmakehän latenttia energiaa, joka on merkittävän suuri vastaten keskimäärin lämpöenergialtaan yli 7 astetta korkeampaa lämpötilaa.

Ilmakehän lämpenemisestä ei paljoa tiedetä. Epävarmojen mittaustietojen mukaan ilmakehän kokonaisenergian määrä näyttäisi pysyvän vakiona. Tämä onkin oletettavissa, koska auringon tuottama lämpömäärä maapallolle näyttää pysyvän vakiona.

Kasvihuoneilmiö on tieteelliseksi verhottu harhakuva, tehty luultavasti tahallaan poliittisten tarpeiden vuoksi. Ilmastomallit ovat vain kasvihuoneilmiöön perustuvaa huijausta. Missään näissä malleissa ei tarkastella ilmakehän lämpöenergian muuttumista ainoastaan lämpötilojen muuttumista. Tässä on kuitenkin yksinkertaisesti esitetty, että pelkkä lämpötilojen seuranta ei riitä ilmaston lämpöenergian määrän muuttumisen toteamiseen. Ilmaston lämpenemishypoteesissa on täysin perustelematta oletus, että ilmakehän vesihöyrypitoisuus on pysynyt 100 vuotta muuttumattomana.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 25.03.2018, 11:43:54

Olen miettinyt yksinkertaista esimerkkiä, jossa ilman kokonaisenergia alenee, mutta lämpötila silti kohoaa. En ole vielä saunaan verratavaa yksinkertaista ilmötä löytänyt. Kaasulakeja soveltamalla sellaisen saa aikaan, mutta siinä on liikaa monimutkaista termodynamiikkaa. Kuka keksisi?

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 25.03.2018, 13:06:21

unbiased kirjoitti:Olen miettinyt yksinkertaista esimerkkiä, jossa ilman kokonaisenergia alenee, mutta lämpötila silti kohoaa. En ole vielä saunaan verratavaa yksinkertaista ilmötä löytänyt. Kaasulakeja soveltamalla sellaisen saa aikaan, mutta siinä on liikaa monimutkaista termodynamiikkaa. Kuka keksisi?

Minusta föhn-ilmiö sopisi esimerkiksi.

Linkki Wikipediaan:
https://fi.wikipedia.org/wiki/F%C3%B6hntuuli

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 25.03.2018, 23:15:00

Kuva
Kyllä sopii esimerkiksi, mutta ilmiö on kuitenkin monimutkainen. Ilma on tuulen vaikutuksesta pakotettu nousemaan Skandien yli. Tällöin ilman potentiaalienergia kasvaa. Mistä tähän saadaan energiaa?

Huipulla ilman paine on noin 250 hPa alempi kuin vuoren juurella. Ilma joutuu siten laajenemaan ja laajenemiseen tarvitaan työtä, ilmaa on työnnettävä ilman painetta vastaan. Tähän työhön energia saadaan osin ilman kineettisestä lämpöenergiasta (ilman lämpötila alenee) ja osin vesihöyryn tiivistyessä vapautuvasta energiasta. Ilman energia vuoren huipulla potentiaalienergian ja lämpöenergian summa ja likimain yhtäsuuri kuin latentin energian, lämpöenergian ja potentiaalienergian summa ennen vuorta.

Ilman laskeutuessa alas potentiaalienergia muuttu lämpöenergiaksi ja ilma lämpenee. Ilman lämpöenergia on nyt latentin energian verran suurempi kuin ennenvuorta.

Vuorilta laskeutuessa potentiaalienergiaa muuttuu ilmamolekyylien liike-energiaksi, putoavathan molekyylit alas ja nopeus kasvaa. Vuorilla ollut ilma lämpenee meren pinnan tasoon päästessään 2000m*9.82 m/s²*1 kg/ (1kJ/kgK) , josta tulee noin parikymmentä astetta. Jos vesihöyryä tiivistyi nousuvaiheessa (satoi vettä tai lunta) 5 g/kg ilmaa, ilman lämpötila ennen vuorta oli 5g*2.5 kJ/g / (1 kJ/kgK) = 12,5 K alempi. Tätä kuvakin ilmaisee. Kuvassa on tarkemmin otettu huomioon ilman kosteus (lapse rate = 6,5 K). Kaikki kosteus ei katoa vuoren yli mennessä. Laskelmassani vuorenta tullut ilma ei enää sisällä vettä eri muodoissaan, vaan ilma on kuivaa.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 28.03.2018, 10:40:02

Vielä pieni lisäys
Vuoren tuulen puolen rinteillä sataminen on edellytys lämpötilan kohoamiselle. Pelkkien pilvien muodostuminen ei lämpötilaa kohota. Kun ilma laskeutuu vuoret ylitettyään, potentiaalienergiaa muuttuu ilman lämpöenergiaksi, jolloin pilvet "kuivuvat", johon luonnollisesti kuluu energiaa. Ilma palaa alkuperäiseen tilaansa, osa lämpöenergiasta on jälleen latentissa muodossa.

Avatar
BorisW
Viestit: 1766
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja BorisW » 01.04.2018, 17:54:55

[quote="unbiased"]Vielä pieni lisäys
Vuoren tuulen puolen rinteillä sataminen on edellytys lämpötilan kohoamiselle. Pelkkien pilvien muodostuminen ei lämpötilaa kohota. Kun ilma laskeutuu vuoret ylitettyään, potentiaalienergiaa muuttuu ilman lämpöenergiaksi, jolloin pilvet "kuivuvat", johon luonnollisesti kuluu energiaa. Ilma palaa alkuperäiseen tilaansa, osa lämpöenergiasta on jälleen latentissa muodossa.[/quote]

Miksi väität, että pilvien muodostuminen ei lämpötilaa kohota?

Eikö vuoren rinnettä ylös nousevassa ilmassa tapahdu ilman paineen alenemisestä johtuva adiabaattinen lämpötilan lasku. Sen seurauksena nimenomaan vesihöyry tiivistyy pilveksi. Samalla vapautuu energiaa ympäröivään ilmaan alkuperäisen vesihöyryn sisältämää haihtumisenergiaa vastaava määrä. Pilvissä riittävä määrä kondensoitunutta vettä yhtyy suurimmiksi pisaroiksi ja putoaa alas. Samalla ympäröivät ilmamolekyylit, lähinnä happi ja typpi, saavat tiivistymisen vapauttamaa lisäenergiaa (lämpenevät) ja saavat lisänostetta.

Vuoreen törmäävä ilmamassa valuu kineettisen energian voimasta toiselle puolelle ja siellä vallitseva alempi ilmanpaine sallii ilmamassan painuvan suojanpuoleista rinnettä alas, ilman- paine kasvaa (kerää kinettistä energiaa) ja sen lämpötila nousee. Lopputuloksena on laaksossa vallitseva kova fööntuuli.

Vai olenko ymmärtänyt jotain väärin?

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 01.04.2018, 19:59:30

Kiitos kommentista. Ei föhn-tuuli ole niin yksinkertaisesti selitettävissä, kun lyhyesti selitin. Energian säilyvyyden laki kuitenkin toimii siinäkin. Jos kuiva ilma kulkee vuoren yli, sen lämpötila on sama vuoren molemmin puolin samalla korkeudella. Potetiaalienergia kasvaa korkeuden mukaan ja lämpöenergia alenee vastaavalla määrällä. Tuulella ei ole suurta merkitystä. Muistaakseni ilmamolekyylien vauhti on keskimäärin 700 m/s normaalioloissa. (Ilmakilon liike-enerkia olisi 245 kJ) Tuulen nopeus myrskyssäkin on vain 25 m/s (Ilmakilon energia 312 J, 0,1%), joten myrskyn energia on pieni verrattuna lämpöenergian määrään. Tuulen energia ei jaksaisi ilmaa kovinkaan suuren kummun yli kuljettaa, ellei ilma noustessaan kevenisi.

Ellei sadetta ilmene, syntyvien pilvien mikroskooppiset vesipisarat laskeutuvat ilman mukana vuoren takana. Ilma lämpenee ja paine kasvaa, pilvet haihtuvat pois. Pisaroiden haihtumisenergia saadaan ilman lämpöenergiasta. Jos tiivistyminen/haihtuminen tapahtuvat täsmälleen samoissa määrin kuin vuoren molemmilla puolilla, lämpötilakaan ei muutu. Föhn-tuulen edellytys on siten veden poistuminen ilmasta nousuvaiheessa.
Etsin kuvia tai selityksiä netistä. Tämä taisi olla paras https://www.youtube.com/watch?v=C-YqSo8L4sk Ilmatieteen laitos osaa kyllä asiansa, jos ei ole ihmisen aiheuttamasta ilmastonlämpenemispolitiikasta kysymys. *)
Tässä videossa näkyy vuoren ylittävä pilvi, joka kuivuu ennen maan pintaa.
https://www.youtube.com/watch?v=LyWYk1V4xe8

*) Kun oli aikaa katsoa video tarkkaan, huomasin epäkohdan energiasta ei mainita. Ilma ei lämpiä ilman jostain saatua energiaa. Ilmaa ei lämmitä vuoren yli kulku vaan energia, joka sisältyi ilmamassan latenttiin energiaan. Videosta saa kuitenkin hieman harhaisen käsityksen, että ilma lämpenisi itsestään ja pelkästä liikkeestä. Energiaa ei tule tyhjästä ja se viekin ajatukset ilmastonlämpenemiseen ihmisen päästöjen johdosta. Energiaa tulee vain auringosta, kasvihuonekaasut eivät sitä voi lisätä, ei vaikka mitä takaisinsäteily-taikatemppuja kuvailtaisiin.

Vuoren ylityksessä ilman vesihöyrypitoisuus vähenee ja vesihöyryn latenttia energiaa siirtyy ilmaan lämmittäen ilmaa, lämpötila kohoaa jopa 10 astetta. Ilmakehän vesihöyrypitoisuus on voinut vähentyä 100 vuoden aikana. Ihminen on tuhonnut metsiä, joten haihtuminen on vähentynyt ja seurauksena ilman vesihöyrypitoisuus on alentunut. Ilman kokonaisenergia ei ole voinut muuttua, aurinko säteilee samalla teholla, joten lämpötila on kohonnut yhden asteen, koska latentin energia osuus on vähentynyt. Vesihöyrypitoisuus on keskimäärin 10 g kilogrammassa ilmaa. On vaikeaa havaita 100 vuoden aikana tapahtunut 0,4 gramman muutos, joka riittää lämpötilan kohoamiseen. Vesihöyrypitoisuus voi muuttua myös auringon hiukkassäteilyn vaikutuksesta. Se voi lisätä tiivistyskeskuksia, jolloin vesihöyryä poistuu ilmakehästä ja ilman lämpötila nousee kuten föhn-ilmiössä.

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

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 03.04.2018, 09:50:15

Föhn-tuuli on hyvä esimerkki ilmiöstä, jossa ilman lämpöenergian määrä, latentti ja lämpömittarilla havaittava, vähenee ja ilman lämpötila kuitenkin kasvaa.

Ilmastonlämpenemisväitteissä tästä on vaiettu, en ole ainakaan viittauksia huomannut. Kun mahdollisesti on vielä havaittu, että ilman sisältämän vesihöyryn määrä vuoden 1980 jälkeen on vähentynyt 0,15 g/kg ilmakilogrammassa, vähentyneen latentin energian määrä on 2,5 kJ/g*0,15 g/kg = 0,38 kJ/kg. Ilma on samaan aikaan lämmennyt 0,4 C, joten lisääntyneen lämpöenergian määrä on 0,4 kJ/kg. Ilmakehä ei ole siten lämmennyt eikä viilentynyt vuoden 1980 jälkeen, koska sen kokonaisenergia on pysynyt muuttumattomana mittaustarkkuuden rajoissa.

Tämä on ilmeisen selvää sellaisille, jotka ymmärtävät energian säilymisen lait ja huomaavat eron käsitteissä lämpötila ja lämpöenergia.
Johtopäätös on selvä, ilmasto ei ole lämmennyt ihmisen aiheuttamista kasvihuonepäästöistä. Ilmastonlämpenemispolitiikan voi hyväksyä vain poliittisena päämääräänä, jos joku osaa kertoa pätevän selitykset, että luopuminen nopeassa tahdissa fosiillisisten polttoaineitten käytöstä on ihmiskunnalle edullista.

Vastaa Viestiin