Klimatologian mysteerit

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

AnteroOllila kirjoitti: 19.10.2020, 09:12:49 Unbiased virittelee taas keskustelua päästäkseen esittelemään omaa erikoista fysiikkaansa. Jos muistan oikein, hänen mielestään kaasumaiset aineet eivät säteile eikä ilmakehä sen vuoksi säteile 345 W/m2 maanpinnalle ja jos säteileekin, niin se ei lämmitä, eikä sitä säteilyä voida edes mitata. Hän oikaissee, jos muistan jotakin väärin.
Säteilystä kannattaa perehtyä varmaan tietoon, jossa tarkastellaan lämmön siirtymistä säteilemällä https://www.engineeringtoolbox.com/radi ... d_431.html Tätä sivua klimatologia ei ole mysterisoinut.
Kaasujen emissiivisyydestä ei ole mitään tietoja, koska kaasujen säteilyä ei matalissa lmpötiloissa pystytä havaitsemaan. Kiinteiden materiaalien emissiivisyydestä on melkoisesti tietoa. https://www.engineeringtoolbox.com/emis ... d_447.html Jos kaasujen emssiivityyttä tunnettaisiin, siitä löytyisi dataa.
Maanpinta säteilee eli emittoi pitkäaaltoista eli infrapunasäteilyä 395 W/m2. Tästä säteilystä absorboituu ilmakehään 155 W/m2 eli säteilyenergia muuttuu lämmöksi, ilman absorptiota säteilyä menee ilmakehään suoraan 28 W/m2 ja lukuisten absorptio ja emissiotapahtumien jälkeen avaruuteen menee 212 W/m2 (avaruuteen yhteensä 240 W/m2). Lukuarvot hieman vaihtelevat eri esityksissä, mutta tästä asiasta ovat kaikki energiatase-esitykset yksimielisiä. Kasvihuonekaasujen molekyylit siis absorboivat ja emittoivat. On toinenkin mekanismi, jonka avulla kaikki materiaali pystyy säteilemään sen lämpötilan perusteella.
Maan pinta siis säteilee 395 W/m². Tästä säteilystä Ollila väittää absorboituvan 155 W/m², joka muuttuu lämmöksi. Jos näin tapahtuu, lämpöenergia ei voi palata takaisin korkeammassa lämpötilassa olevalle maan pinnalle. Ei edes säteilemällä.
Suoraan avaruuteen menee 28 W/m². Minne maan pinnan säteilystä katoaa 212 W/m²? Jos ilmakehään absorboituu 212 W/m² ja muuttuu lämmöksi, Tämäkään lämpöenergia ei voi enää palata maan pinnalle vaan häipyy avaruuteen säteilynä. Ilmakehä säteilee energiaa avaruuteen kaikkiaan 155 W/m² +28 W/m²+212 W/m² = 395 W/m². Jossakin on vikaa. Onko termodynamiikan 2. pääsäänto sittenkin väärässä?
Ilmakehän tulisi heijastaa pinnan säteilystä 155 W/m² takaisin maan pinnalle. Eli kasvihuonekaasut eivät absoboikaan säteilyä vaan heijastavat sen takaisin.
Kasvihuonekaasut kuitenkin virittyvät tietyistä säteilytaajuuksista ja viritys purkautuu millisekunnin osissa ja säteilykvantti lähtee satunnaiseeen suuntaan. Tilastollisesti puolet säteilystä palaisi takaisin maan pinnalle ja puolet katoisi avaruuteen. 155 W/m² säteilystä palaisi 77,5 W/m² takaisin maan pinnalle. Avaruuteen poistuisi silloin 395 W/m²- 77,5 W/m² = 317,5 W/m², joka sekin on väärässä. Muiden ilmakehän kaasujen tulisi siten palauttaa lisäksi toiset 77,5 W/m².
Ei ole helppoa ratkoa klimatologian mysteerejä. Ilman keskimäärinen emissiivisyys olisi hyvä tietää.
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

unbiased kirjoitti: 18.10.2020, 17:02:42
AnteroOllila kirjoitti: 18.10.2020, 07:15:43 Kyllä jää säteilee 300 W/m2, jos sen lämpötila on nollan paikkeilla. Kaikki materiaali maailmankaikkeudessa säteilee sähkömagneettista säteilyä.

Miten se sitten lämmittää, onkin eri juttu. Jonkin kohteen lämpötila määräytyy siihen tulevien ja siitä poistuvien energiavirtojen perusteella.
Siis milloin ja miten materiaali, ja erityisesti kaasumainen materia, säteilee?

Jäähän voi sulaa sekä auringon paistaessa tai pilvisellä säällä, eikä lämpötila olekaan tulevan ja lähtevän säteilyn yksikäsitteinen funktio. Onko edes koskaan riittävän tarkasti?
Näihin kysymyksiin tietysti jäi kommetoimatta.
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Itse en puhuisi kasvihuoneilmiöstä

vaan ymmärrän lämpöenergian tulevan pääosin auringosta. Maan etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 147.1-152.1 miljoonaa kilometriä, johtuen radan elliptisyydestä. Siten säteilyn teho vaihtelee välillä 1413 W/m² ja 1321 W/m², ollen keskimäärin 1366 W/m².
Mikä määrä tästä säteilystä jää maapallolle onkin jo vaikeampi tehtävä selvittää. Säteilystä oletetaan heijastuvan 30% ja maahan tulisi keskimäärin 956 W/m². Maa säteilee lämpönsä pois nelinkertaiselta pinta-alalta, joten poistuvan säteilyn keskimääräinen teho olisi 239 W/m², jos maa olisi energiatasapainossa, mitä sen ei tarvitse olla tuhansiin vuosiinkaan.
Lämpötilan teoreettinen arviointi on epätarkka arvio, koska maa säteilee huomattavasti tehokkaammin auringon lämmittämältä pinnalta, kuin jo jäähtyneeltä pinnalta eikä maa ole musta kappale. Säteilyarvioiden epätarkkuus on selvästi suurempi kuin kasvihuoneilmiön oletettu säteilypakote. Säteilytehojen arvioinnin hankaluus ilmenee luvussa 2, https://arxiv.org/pdf/0707.1161.pdf

Lämpö maapallolta poistuu sähkömagneettisena säteilynä infrapuna-alueella. Maapallon pinnalta lämpö poistuu ilmakehään siirtymällä, latenttina energiana ja säteilynä. Jokainen ilmiö näistä vaihtelee suuresti paivän aikana. Ilmakehästä lämpö poistuu vain säteilynä avaruuteen. Poistuvasta säteilyn keskiarvosta 239 W/m² voi arvioida mustan kappaleen säteilylämpötilaksi 255 K = -18 C. Jos kappaleen emissiivisyys olisikin 0,9 säteilylämpötila olisikin 262 K = -11 C. On selvää, että oletettu 1 asteen ilmaston lämpeneminen peittyy arvioitivirheisiin. Kaipa ilmakehän pilvisyyden vaikutus emissokertoimeen on huomattavasti suurempi kuin 0,1.
Ilmakehän emissivisyydestä ei ole tietoa, vai löytääkö joku. Kaasut ovat huonoja emittoijia matalissa lämpötiloissa. Jos laskelmassa ilmakehän emiisiivisyydeksi asettaa 0,6, lämpötilaksi tulee 16C. Näemme kuinka hataralla pohjalla kasvihuoneilmiö lepää kuviteltujen mustan kappaleen säteilyineen. Jokaiselle luonnontieteitä ymmärtävälle on selvää, että ilmakehä vaikuttaa lämpötilohin. Päivällä ilmakehä alentaa lämpötiloja ja yöllä nostaa.
AnteroOllila
Viestit: 67
Liittynyt: 18.04.2013, 11:49:01

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja AnteroOllila »

Lainaus: "Minne maan pinnan säteilystä katoaa 212 W/m²? Jos ilmakehään absorboituu 212 W/m² ja muuttuu lämmöksi."

Tämä Unbiased-nimimerkin lainaus osoittaa, että on ihan turhaa jatkaa mitään keskustelua asiasta. Hän vääntää kaikki lauseet ihan miksi huvittaa. Kirjoitin, että 155 W/m2 muuttuu lämmöksi, niin hän kirjoittaa, että olen väittänyt, että 212 W/m2 muuttuu lämmöksi. Hänen argumenteissaan ei ole enää päätä eikä häntää.
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Ollila itse kirjoitti
AnteroOllila kirjoitti:lukuisten absorptio ja emissiotapahtumien jälkeen avaruuteen menee 212 W/m2
Jos maanpinnan säteily absorboituu ilmakehään, on kaksi mahdollisuutta, joko kolmiatominen molekyyli virittyy (kasvihuoneilmiöksi sanottu) tai sähkömagneettinen säteily lisää molekyylin liike-energiaa, syntyy lämpöenergiaa. Atomien elektroneja maan pinnan säteily ei pysty virittämään. Siihen tarvittaisiin korkea yli 500 sadan C-asteen lämpötila. Ilmamolekyylien lämpöenergia lisääntyy ja myös niiden säteilemä IR-säteily lisääntyy. Pitää muistaa, että säteilyn avulla lämpöenergiaa siirtyy aina korkeammasta lämpötilasta alempaan eikä saa sekoittaa samassa kuviossa lämpö ja säteilyenergioita. Absorboitunut energia ei enää palaa maan pinnalle.

Annoin edellä linkin fysiikan teoriaan lämmön siirtymisestä säteilyn avulla
engineeringtoolbox,com kirjoitti:Net Radiation Loss Rate
If an hot object is radiating energy to its cooler surroundings the net radiation heat loss rate can be expressed as
q = ε σ (Th⁴ - Tc⁴) Ah (3)
where
Th = hot body absolute temperature (K)
Tc = cold surroundings absolute temperature (K)
Ah = area of the hot object (m2)
Tätä voi soveltaa kohtalaisen hyvin kiinteisiin kappaleisiin ja nesteisiin, jos vain niiden emssiokerroin tunnetaan ja on kaikkialla sama. Ellei ole, yhtälöstä (3) tulee hyvin monimutkainen. On siis selvä, että maan pinta menettää lämpöenerigaa säteilemällä kohti ilmakehää ja ilmakehä vaikuttaa maan pinnan lämpötilaan. Ilmiö on kuitenkin paljon monimutkaisempi kuin ilmastomysteerikot selittävät omasta päästään joko ilmastohysterian puolesta tai vastaan.

Yhtälön (3) soveltaminen kaasuihin on käytännössä mahdotonta, voimalaitoksissakin tieto jää paljolti kokeilujen varaan. Ilmastomytologiassa lakia sovelletaan itsetietoisesti vaikka ilmakehän emissiokertoimista ole havaintoja. Sekoitetaan sähkömagmeettisen säteilyn energia ja lämpöenergia aivan kuin ne olisivat sama energialaji. Netto säteilystä (lähtevän ja tulevan säteilyn erotus) johtuva lämmön menetys on tietenkin eri asia kuin netto lämmönsiirto. Puhutaan jopa lämmön nettosiirrosta ajatuksena, että lämpöä siirtyy edes takaisin. Jos tajuaa, mitä lämpöenergia on, tietää kyllä netto lämmönsiiron tolkuttomuuden. Valitettavasti ilmastomytologiaepidemia on jo levinnyt lukion opetukseen postmodernina fysiikkana.

Kokeilin hakusanaa netto lämmönsiirto
Mielestäni tämä termodynamiikan 2. lain sanamuoto on epäonnistunut ja se on aiheuttanut kaiken tämän häsäkän. Oikeampi muoto, joka kattaisi kiistatta myös lämmön siirron säteilemällä, pitäisi olla
Netto lämmönsiirto tapahtuu aina lämpimästä kappaleesta kylmään kappaleeseen”. Tämä sanamuoto pitäisi sisällään sen tosiasian, että energiaa säteilee molempiin suuntiin kahden kappaleen välillä, mutta netto lämmönsiirto on aina kuumasta kylmään.8.4.2020

Termodynamiikan säännöt kasvihuoneilmiön taustalla ...
Fysiikassa en tiedä mitään muuta, joka säteilisi (liikkuisi suurella nopeudella), kuin sähkömagneettisen säteilyn ja hiukkassäteilyn, jotka ovat oikeastaa sama asia. Kvanttiteorian mukaan sähkömagneettinen säteilykin on hiukkasia.
Lämpöenergia on muuta, aineen hiukkasten satunnaisiin värähtelyihin varastoitunutta liike-energiaa. Se juuri aiheuttaa sähkömagneettista säteilyä, jos hiukkaset ovat sähköisiä, ja lämpötila alenee, kun energiaa kuluu sähkömagneettisen säteilyn synnyttämiseen.
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Sähkömagneettisesta säteilystä ei ole selvää käsitystä. Se on joko kuvan mukaista aaltoliikettä tai massattomia hiukkasia, tarpeen mukaan kumpi käsitys kuvaa paremmin havaittua ilmiötä. Esimerkiksi optiikassa ja radiotekniikassa aaltoliike kuvaa riittävästi SM-säteilyn ominaisuuksia. Atomien ominaisuuksia tutkittaessa fotonikäsite ilmaisee asian selvemmin. Alemmassa kuvassa ilmenee syy, miksi matalaenergisiä IR fotoneita ei voi havaita. Matalenergiset fotoni eivät pysty irroittamaan elektroneja herkästäkään materiasta. (Irronneet elektronit on helppo havaita. Yksittäiset valomonistinputkella tai suuri joukko suoraan heikkona sähkövirtana.) Siksi on havaittava IR-fotonien kuljettamaa energiaa ja säteilyn absorboituessa aiheuttamaa lämpötilan muutosta. Lämpöenergian ilmaisimena toimii termoelemetti tai termistori. Lyhytaaltoisella IR-alueella voidaan käyttää myös fotodiodia, joka sähkön johtavuutta IR-säteilyn fotonit lisäävät.
Kuva
Kuva
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Toisessa aiheessa on julkaistu kuva, joita netti tulvii hakusanalla green house effect
Kuva
Kuva on tyypillinen ilmastomysteerikkojen levittämää todistetta kasvihuoneilmiöstä. Kaavamaisen kuvan uskotaan kuvaavan globaaleja keskiarvoja maapallon energiatasapainosta. Tämän kaltaiset kuvat, joista olen itsekin kiistellyt näillä sivuilla, ovat ristiriidassa käytännön fysiikan kanssa.

1. Kuva ei edusta todellisia säteilyintensiteettejä tai niiden kuviteltuja keskiarvoja edes nuolien suunnassa.
2. Kuva ei kuvaa todellisia 3-ulotteisia säteilyvektoreita.
3. Eivät sovi Faynman-kaavioiden puitteisiin, jotka on käytetty matemaattisessa kvanttikenttäteoriassa. https://en.wikipedia.org/wiki/Feynman_diagram
4 Poikkeavat esitystavoista, jotka ovat tavanomaisia teoriasysteemeissä ja tekniikkajärjestelmissä.

Kuvassa näkyvät säteilyn tasapainopiirrokset ovat soveltumattomia ja harhaanjohtavia silloinkin, kun niiden oletetaan kuvaavan keskimääräisiä määriä. Herää myös kysymys, miten piirroksen säteilyintensiteettien määriä osoittavat luvut on saatu mitatuiksi. Todisteeksi ei riitä, että niitä on mitattu monella taholla ja saatu samoja tuloksia. Jos havainnot on tehty samantapaisilla mittareilla, samantapaisissa olosuhteissa ja samoilla seuduilla, tulokset luonnollisesti ovat samantapaisia.

27.10
Kuvio väittää kasvihuonekaasujen absorboivan 155/367 = 42% maan pinnan imakehään jäävästä säteilystä. Maapallon pinta-alasta on ainakin 60% pilvessä, joka pidättää kaiken pinnasta tulevan säteilyn 60%*395 = 237. Pilvien pidättämätöntä säteilyä jää kuvan mukaan 367-237 = 130<155. No ei ole tämäkään laskelma mitään tiedettä, koska käsitellään keskiarvoja, joita liian erilasissa olosuhteissa ei voi hyväksyä.
Viimeksi muokannut unbiased, 27.10.2020, 11:37:47. Yhteensä muokattu 1 kertaa.
kkruuvari
Viestit: 17
Liittynyt: 18.08.2012, 17:55:46

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja kkruuvari »

unbiased kirjoitti: 18.10.2020, 19:32:41
esalil kirjoitti: 17.10.2020, 22:44:08 Kiitos selvästä vastauksesta. Unbiased tuolla ylempänä sanoo, että auringon säteilyteho vaihtelee 1 watin verran/m2. Sinun mukaasi tämä siis edustaa 0.27C.
Et ottanut kantaa jään säteilyyn.
Jos auringon teho lisääntyy 1 W/m2 eli 1.000733 kertaiseksi, lämpötilojen muutoksesta ei voi sanoa mitään paitsi jos olettaa kaikkien muiden lämpötilaan vaikuttavien tekijöiden säilyvän entisen kaltaisena. Maan ulossāteily W = jokinvakio*Tpot4 ja verrannollinen tulosateilyyn. Siten Tu =Tv*4.juuri(1.000733) = 288*1.000183=288.053 kelvinia. Täysin mahdoton havaita.
Todennäköisesti lämpötiloihin vaikuttavat olosuhteet vaihtelevat, mutta pysyvät keskimäärin valikoima.
Auringon tehon muuttuessa vähän voidaan sen vaikutus lämpötilaan voidaan laskea seuraavasti:
T= (I/sigma)pot0,25 >
lnT = 0,25ln(sigma) + 0,25lnI >
dT/T = 0,25dI/I >
dT/dI = 0,25T/I
Jos T= 288 ja I= 391 > dT/dI = 0,18K/W
unbiased
Viestit: 1477
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Klimatologian mysteerit

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Lähdetään yhtälöstä I = s*T⁴ (s=sigma), josta derivoimalla dI/dT = 4sT³ = 4*I/T, joten dT = T/(4*I)*dI
Jos auringon tehon muutos on 1W, maahan tulevan säteilyn muutos on 0.7*1 W/4 = 0,175 W = dI
I= 240 W/m² ja T =288 K, dT= 0,053 K

kkruuvari tarkoitti kai auringon tehon muutoksella maahan tulevan keskimääräisen tehon muutosta, jolloin tulokseksi tulisi 0,3 K/W. Auringon säteilytehon olisi tarvinnut lisääntyä 5,7 W/m². Lämpötila riippuu lämpöenergian tulevasta ja poistuvasta määrästä, joka taas riippuu nettosäteilyn siirtämästä lämpöenergiasta, joka ei ole 391 W/m².

390 W/m² on mysteerinen maapinnan bruttosäteily eikä edes keskimääräinen havainto, koska sen mittaaminen on mahdotonta nykyisinkin välinein.
Vastaa Viestiin