Maapallon pintalämpötila

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

kkruuvari
Viestit: 10
Liittynyt: 18.08.2012, 17:55:46

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja kkruuvari » 31.07.2018, 18:25:57

unbiased kirjoitti:.

Nyt voidaan mennäkin löylyn heittoon. Siinä saunan ilman sisäinen energia U kasvaa (muutos dU), mutta saunan ilman tilavuus laajenee höyryn määrän verran, kun paine pysyy vakiona (dp=0). Laajennut ilma menee tuuletusaukoista ulos. dH = dU + p*dV. Oletetaan, että löylyvesi 0,2 kg höyrystyy kokonaisuudessaan. 30 m³ saunan lämpötila on 80C, jossa 100 asteista höyryä tulee ilmaan 0,2kg= 11.1 mol = 0,25 m³ ja dU= .2kg*1kJ/kgK*20K = 4kJ. Tilavuuden laajenemiseen kuluva energia 100kN/m²*-.25m³= -25kJ. Saunan ilman entalpia vähenee 21 kJ. Saunassa on ilmaa 30m³*1.3 kg/m³= 39 kg. Tämän lämpömäärä vähenee 21 kJ ja lämpötila alenee 39kg/1kJ/(kgK)*21kJ, siis noin pari astetta. Höyry tietenkin tiivistyessään luovuttaa lämpöenergiaa peräti 460 kJ, joka siiryy pääasiassa saunojien "kylmille" ihoille mukavana lämpönä. Höyryn tiivistyessä paine alenee ja tuuletusaukoista virtaa viileää ilmaa saunaan.
Jos sauna ja kivet eivät ole riittävän kuumia, höyry tiivistyy heti ilmassa näkyviksi vesipisaroksi. Tiivistymislämpö siirtyy saunan ilmaan eikä laajenemista juurikaan tapahdu. Tällöin lämpötila luonnollisesti kohoaa. Puhutaan kosteasta löylystä, kun edellisessä tapauksessa puhutaan kuivasta löylystä.


Piti näin helteellä lämmittää sauna vain voidakseni suorittaa uudelleen mun epätieteelliset mittaukset saunan lämpötilan muutoksesta löylyn heiton yhteydessä. Sekä 60 että 80 asteisessa saunassa 2dl vettä kiukaalle ja kummassakin tapauksessa lämpötila nousi ylimmän lauteen tasolla mitattuna. Tämän voi tietenkin itse kukin todeta tekemällä samat mittaukset kuin minäkin.
Ainakin tähän mennessä on ollut niin, että kun 80 asteiseen ilmaan sekoitetaan 100 asteista höyryä, niin seoksen lämpötila on yli 80 astetta.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 31.07.2018, 20:56:39

Teoria ja käytännön mittaukset ovat pahasti ristiriidassa, siis jommassa kummassa on virhettä. Luultavasti virheitä on molemmissa. Teoriassa on alkuolettamuksia, jotka eivät käytännössä toteudu, ja mittauksissa ei voida havaita lämpötilaa saunan ilman jokaisessa pisteessä, eikä keskimääräinen lämpötila ole tiedossa.

Höyry lisää saunan ilmamäärää, jos höyry säilyy ilmassa ilman laajenemisen ajan. Tällöin ilma jäähtyy laajetessaan, koska laajenemisessa lämpöenergiaa kuluu enemmän kuin höyry tuo. Kun pumppaa ilmaa pyöränrenkaaseen, pumppu kuumenee. Aika monella on virheellinen käsitys, että pumppu kuumenee kitkasta. Pumpun lämmittää pääosin kuitenkin puristettaessa lämminnyt ilma, josta lämpöä johtuu pumppuun. Ellei painetta synny, ei tarvitse lujaa painaakaan, pumppu ei juuri lämpene.

Ollaan aiheen sivuraiteiila, tieto lämpötiloista ja lämpöenergiasta on kuitenkin tarpeen ymmärtää maapallon pintalämpötiloja ja niiden vaihtelua. Helle kauden syy näyttää olevan kuiva ilma, jossa latentin energian on korvannut korkeampi lämpötila. Kaisaniemen lämpötila ja kosteusmittaukset ovat tästä selvää todistusaineistoa. http://ilmatieteenlaitos.fi/saa/helsink ... ion=100968 Ilman sisäisen energian määrä ei ole kohonnut, joten hiilidioksidi on vain median luoma syntipukki.

kkruuvari
Viestit: 10
Liittynyt: 18.08.2012, 17:55:46

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja kkruuvari » 01.08.2018, 14:10:18

unbiased kirjoitti:Teoria ja käytännön mittaukset ovat pahasti ristiriidassa, siis jommassa kummassa on virhettä. Luultavasti virheitä on molemmissa. Teoriassa on alkuolettamuksia, jotka eivät käytännössä toteudu, ja mittauksissa ei voida havaita lämpötilaa saunan ilman jokaisessa pisteessä, eikä keskimääräinen lämpötila ole tiedossa.

Höyry lisää saunan ilmamäärää, jos höyry säilyy ilmassa ilman laajenemisen ajan. Tällöin ilma jäähtyy laajetessaan, koska laajenemisessa lämpöenergiaa kuluu enemmän kuin höyry tuo. Kun pumppaa ilmaa pyöränrenkaaseen, pumppu kuumenee. Aika monella on virheellinen käsitys, että pumppu kuumenee kitkasta. Pumpun lämmittää pääosin kuitenkin puristettaessa lämminnyt ilma, josta lämpöä johtuu pumppuun. Ellei painetta synny, ei tarvitse lujaa painaakaan, pumppu ei juuri lämpene.

Ollaan aiheen sivuraiteiila, tieto lämpötiloista ja lämpöenergiasta on kuitenkin tarpeen ymmärtää maapallon pintalämpötiloja ja niiden vaihtelua. Helle kauden syy näyttää olevan kuiva ilma, jossa latentin energian on korvannut korkeampi lämpötila. Kaisaniemen lämpötila ja kosteusmittaukset ovat tästä selvää todistusaineistoa. http://ilmatieteenlaitos.fi/saa/helsink ... ion=100968 Ilman sisäisen energian määrä ei ole kohonnut, joten hiilidioksidi on vain median luoma syntipukki.


Sun teoriaan en ota kantaa paitsi, että 0,25 m3 tilavuuden lisäys on alle prosentin saunan kokonaistilavuudesta, eikä voi saunan lämpötilaan vaikuttaa sitä tai tätä. Kuitenkin on niin, että kun mun mittauspisteessä lämpötila nousi, niin ei se mitenkään voinut jossakin muualla laskea, päinvastoin lämpötila erot pyrkivät tasoittumaan. Saunan (tai minkä tahansa muun vastaavan tilan) hetkellisellä keskimääräisellä lämpötilalla ei ole mitään merkitystä tässä yhteydessä, vain muutoksen suunnalla on merkitystä.
Hiilidioksin osalta olen samaa mieltä.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 04.08.2018, 13:03:31

Tietoa ilmaston kosteuden vaihteluista Intiassa
Kuva
Muutos vuodesta 1980 vuoteen 2010 on noin 12%. Tämän kuvan avulla voi arvioida absoluuttisen kosteuden muutosta
Kuva
olettaen, että keskimäärinen lämpötila on ollut noin 30 C. Kosteus on vähentynyt luvusta 15,8 g/m³ lukuun 15,2 g/m³ eli 0,6 g/m³ ilmaa. Kosteuden vähentymisen sisältämä energiamäärä on noin 1,5 kJ/m³. Ilman lämpökapasiteetti on 1,3 kJ/m³K. Ellei ilmaston energia ole muuttunut, ilmaston keskilämpötilan olisi tullut kohota 1,2 astetta. Voi olla tottakin, että Rajasthanissa ilmasto on "lämmennyt" näin paljon tuona aikana. Ellei lämpötila ole kohonnut noin paljoa, ilmasto Intiassa menettänyt energiaa.

Ilmatieteen laitoksellakin on varmasti Suomen ilman kosteuden vaihteluista tiedostot, mutta ne on syytä pitää kansioissa, koska pohja ilmastonlämpenemiseltä katoaisi tietojen tultua julkisuuteen. Lämpötila onkin kohonnut kosteuden vähenemisestä johtuen eikä kasvihuonekaasujen tuottamisesta. Tämä kesä oli tästä selvä todiste kuten märkä ja kylmä viime kesäkin.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 04.08.2018, 13:27:26

Suhteellisen kosteuden laskuva kuvaavat nämäkin havainnot
Kuva
Maan pinnalla lähellä muutos on 4% viimeisen 60 vuoden aikana. Edellisestä taulukosta voi arvioida kosteuden vähentyneen likimain 0.7*1,5 g/m³. Tämän sitoma latentti energia on 2,6 kJ/m³. Ilman lämpöenergia olisi tullut kohota yli 2 astetta. Se on kuitenkin kohonnut 60 vuoden aikana havaintojen mukaan vain 0,6 astetta, joten ilmasto onkin menettänyt energiaa. Laskelma on karkea arvio, kosteuden väheneminen ja siitä johtuva lämpötilan nousu ovat kuitenkin selvästi havaittavissa.

kkruuvari
Viestit: 10
Liittynyt: 18.08.2012, 17:55:46

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja kkruuvari » 05.08.2018, 21:01:02

Mikä on ilmakehättömän maan keskilämpötila?
NASA:n Diviner projektin satelliitti mittausten mukaan kuun keskimääräinen lämpötila on noin 192-197K eli noin -80 astetta.
Vastaava maapallon keskimääräinen lämpötila, kun kasvihuonekaasuja ei olisi eli kun maapallolla ei olisi ilmakehää on 255K eli -18C. Tähän on päädytty laskemalla maapallon keskimäärin saama energia sen poikkileikkauksen pinta-alalle ja jakamalla tämä maapallon vaipan pinta-alalla huomioimalla albedo 0,3 tuloksena 240 W/m2, eli olisi aivan kuin himmeä aurinko paistaisi yöt ja päivät läpeensä. Kun sitten tätä arvoa käyttämällä lasketaan vastaava lämpötila Stefan-Boltzman lain avulla saadaan-18C .Tämän perusteella päätellään kasvihuonekaasujen vaikutukseksi 33 astetta.
Kuun albedo on 0,11 ja maan 0,30, tosin jos maalla ei olisi ilmakehää, niin todennäköisesti sen albedokin olisi suunnilleen sama kuin kuun. Voitaisiin siis ajatella, että sekä kuun ja maan keskimääräisten lämpötilojen olevan samaa suuruus luokkaa, molemmat ovat yhtä etäällä auringosta ja siten neliötä kohden molemmat saavat saman energiamäärän. Mutta entä mikä vaikutus on 28 kertaisessa erossa pyörimisnopeuksissa? Tietenkin päivällä kuuperä ennättää lämpenemään paljon enemmän kuin maan maaperä, jolloin kuun pintalämpötila on korkeampi kuin vastaavasti maan. Toisaalta yöllä kuuperä ennättää myös jäähtymään paljon enemmän kuin maaperä ja kuuperän yölämpötila on paljon alhaisempi kuin maan. Voivatko sitten kuun ja maan keskilämpötilat heti tai jollakin pidemmällä aika välillä asettua suunnilleen samoiksi? Ehkä voitaisiin ajatella tämän riippuvan kuu- ja maaperän lämmönsiirtokertoimista. Jos ne ovat yhtä suuret, niin ehkä ennen pitkää myös niiden lämpötila erot tasoittuvat tai häviävän kokonaan. Joka tapauksessa väite -18 asteen keskilämpötilasta ilmakehättömälle maapallolle on väärä.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 06.08.2018, 10:25:29

Entäpä mikä olisi keskimääräinen pintalämpötila, jos maapallolla olisi ilmakehä ilman vettä ja kasvihuonekaasuja, vaikkapa pelkästä typestä muodostuva ja paine pinnalla 1000hPa = 100 kPa?

NASA:n Diviner projektin satelliitti mittausten mukaan kuun keskimääräinen lämpötila on noin 192-197K eli noin -80 astetta.

Luku lienee saatu mittaamalla lämpötila eri paikoissa eri aikoina ja laskemalla aritmeettinen keskiarvo. Voi kysyä, millä perusteella on valittu aritmeettinen keskiarvo, kun tähän ei ole mitään teoreettista fysikaalista syytä. Muitakin keskiarvoja on annettu, Wikipedia 250 K, sekä ylimmän 393K ja alimman 40K keskiarvo 216,5 K.

Syy moniin arvioihin on siinä, ettei lämpötilojen keskiarvolla ole fysikaalista merkitystä kuin vain erikoistapauksessa. Jos sekoitetaan 1kg 10 asteista ja 1kg 30 asteista vettä, seoksen lämpötila on (10+30)/2 = 20 astetta. Jos sekoitetaan 1 kg 10 asteista vettä ja 1 kg 30 asteista alkoholia, seoksen lämpötila ei enää olekaan 20 astetta. Laskutoimitus ei enää olekaan lämpötilojen aritmeettinen keskiarvo. (Olisiko oikea vastaus 13,7 astetta?)
Entä mikä olisi loppulämpötila, kun pannaan 10 g 30 asteista suolaa 1 kg 10 asteista vettä?

kkruuvari
Viestit: 10
Liittynyt: 18.08.2012, 17:55:46

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja kkruuvari » 01.09.2018, 11:00:53

Samaan tulokseen päästään integroimalla yli kuun pinnan.

Carbonautti
Viestit: 730
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 01.09.2018, 11:12:50

unbiased kirjoitti:...Voi kysyä, millä perusteella on valittu aritmeettinen keskiarvo,...

Olisikohan syynä se, että se on helppo laskea?

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Maapallon pintalämpötila

Viesti Kirjoittaja unbiased » 02.09.2018, 19:41:11

Carbonautti kirjoitti:
unbiased kirjoitti:...Voi kysyä, millä perusteella on valittu aritmeettinen keskiarvo,...

Olisikohan syynä se, että se on helppo laskea?

Varmaankin niin ja perinne pysyy, vaikka nykyään tietokoneet laskevatkin minkä lajin keskiarvon tahansa. Aritmeettinen keskiarvo yhdistettynä pienimmän neliösumman menetelmän avulla saatavaan lämpenemisennusteeseen antaa alarmisteille juuri sopivasti suurimman lämpenemistrendin. Sanonta on virheellinen, koska vain lämpötila on kohonnut, ilman energian muutoksista, ei tiedetä mitään, ellei vesihöyrypitoisuutta mitata myös. Ennen kuin voidaan puhua ilmaston lämpenemisestä, siis sisäisen energian kasvusta, tulee tietää vesihöyrypitoisuuden muutokset. Tämä on fakta. Ilmastonlämpeneminen on filosofista tiedettä kuin aikoinaan maakeskinen universumi. Siltä maailma näytti ja siihen oli helppo uskoa.
Entä mikä olisi loppulämpötila, kun pannaan 10 g 30 asteista suolaa 1 kg 10 asteista vettä?

Systeemin sisäinen energia ei muutu miksikään, mutta suolan liukeneminen sitoo termistä energiaa ja lämpötila laskee, vaikka systeemiin tuodaan lisää lämpöenergiaa. Muutoksen voi laskea melko helposti, kun ottaa selville suolan ominaislämmön, liukenemislämmön ja veden ominaislämmön. Loppulämpötila on noin 8,4 astetta.

Vastaa Viestiin