Kasvihuoneilmiön määritelmä

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

Avatar
BorisW
Viestit: 1779
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja BorisW »

Kiitokset herrat myönteisestä palautteesta
Boris
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Kiitokset itsellesikin ja Anterolle, kun synnytti mielenkiintoisen väittelyn.
Antero kirjoitti:Tämä kirjoitukseni osoittaa, että Unbiased on vallanut kommenttitilan levittääkseen fysiikan vastaisia näkemyksiään. Ei toisinajattelijat voita tätä sotaa ilmastoeliittiä vastaan siirtymällä käyttämään omaa fysiikkaansa.
ja voisi tarkentaa lausettaan, jolla puolustelee omia käsityksiään heittämällä väitteen, joka voi olla totta tai sitten ei ole, sanojaan kuitenkaan itse perustelematta. Luullakseni en ole syyllistynyt samantapaiseen vaan puuttunut väitteitten puutteellisiin perusteluihin enkä henkilöön.

Anteron kuvan mukaan (vältän puhumasta fysiikasta) ilmakehän emissiivisyys on hyvin suuri, säteilyä tulee maan pinnalle 345 W/m² tuplasti enemmän kuin maa saa auringosta ja avaruuteen ilmakehän emissio on 210 W/m². Perusteena tähän kummallisuuteen ovat mittaukset, muuta perustettahan ei ole koska ilmakehän emissiivisyydestä ja oman säteilyn läpäisevyydestä ei ole juuri tietoa. Tähän oma fysiikkani antaa selityksen. MIttarit eivät mittaa säteilyä, koska se on mahdotonta vaan lämmön siirtymistä mittarista mitattuun kohteeseen tai päin vastoin. Lämmönsiirtymän arvo on nolla, jos molemmat ovat samassa lämpötilassa. Jos tässä tapauksessa lämpötila on 0 K, säteilykin on 0 W/m². Jos molempien lämpötila on 288 K, säteilyn arvoksi saadaankin 390 W/m². Säteilyn määrä siten riippuu myös mittarin lämpötilasta ja kohteen emissiivisyydestä.
Panen vielä lainauksen termisen säteilyn mittareiden tekniikasta. Tummennukset minun.
A pyrgeometer consists of the following major components:

A thermopile sensor which is sensitive to radiation in a broad range from 200 nm to 100 µm
A silicon dome or window with a solar blind filter coating. It has a transmittance between 4.5 µm and 50 µm that eliminates solar shortwave radiation.
A temperature sensor to measure the body temperature of the instrument.
A thermopile is an electronic device that converts thermal energy into electrical energy[1].
Voi kysyä, mikä osa mittarissa havaitsee säteilyä? Viisastelija voi tietenkin huomauttaa, että mittariin tuleva säteily tuo siihen lämpöenergiaa, joka tulee säteilynä. Sehän on totta, mutta sitten voi kysyä, miksi tulee havaita mittarin oma lämpötila? Mitä viisastelija siihen sanoo? Mittarin lämpötilan pitäisi olla tarpeeton, kun se ei ole mitenkään riippuvainen tulevasta säteilystä, jota pitäisi mitata. Lämpötila tarvitaan, koska säteilyn intensiivisyys on laskettu suure ei mitattu suure. Pygeometriä ennen oli jo pyranometri, jolla havaittiin auringosta säteilyn avulla siirtyvää lämpötehoa, jota voi pitää tietysti myös säteilytehona. Käytännössä, kun Anteron ilmoittamaa säteilyä maan pinnalle tulee ilmakehästä (345 W/m²), onkin mitattu säteilyn avulla maasta siirytyvää lämpöenergiaa (45 W/m² ?). Laskelman edellytyksenä kuitenkin on, että tiedetään maan emissiivisyys ja lämpötila tarkoin. Kun molemmat vaihtelevat paikan ja ajan suhteen, mielestäni maan keskimääräiseksi säteilylämpötilaksi arvioitu ja laskelmien pohjaksi otettu 288 K on otettu hatusta (korkeintaa ilmastoasintuntijan tohtorin hatusta) perusteeksi, jotta kasvihuoneilmiön täytyy olla merkittävä tekijä maapallon pintalämpötilojen määrääjänä.

Sivulla https://arxiv.org/pdf/0707.1161v4.pdf kohdassa 3.7.4 on laskettu pallon muotoisen kappaleen eri emissiokertoimilla Plankcin lain mukainen
-efektiivinen säteilykämpötila Teff ja
-korrekti keskimääräinen säteilylämpötila Tfys. Tulokset taulukossa.
e..................Teff...............Tfys
1.00..............5.7...............-115
0.70.............-18.0.............-129
0.65.............-25.6.............-133
Jos haluaa väittää vastaan, pitää tietenkin osoittaa jokin virhe laskelmissa. En tiedä onko joku sellaisen ehkä löytänyt.
Paha virhe tehdään siinä, että arvioidaan säteilyn intensiteettiä lämmön siirtymisen avulla ja sitten säteilyn intensiteetistä lasketaan lämpötila, joka kuitenkin on se joka määrää säteilyn intensiteetin. Artikelia lainaten
The current local temperatures determine the radiation
intensities and not vice versa.
Otetaanpa kevennykseksi vielä esimerkki kasvihuoneilmiöfysiikasta. Nimi sai alkunsa sovelletusta mallista, koska lasikasvihuoneessa lämpötila on ympäristöä korkeampi. Malli onkin perustana koko ilmiölle, ilmakehä toimii kuin puutarhan kasvihuone. Valo läpäisee hyvin lasikaton, mutta lasi ei läpäise maan ja kasvien lämpösäteilyä. Lämpö jää loukkuun kasvihuoneeseen ja samaan tapaan maapallon pinnalle.
Oma fysiikkani antaa toisen selityksen puutarhan kasvihuoneelle ja ehkä se voi sopia ilmakehäänkin. Lasin emissiivisyys termiselle säteilylle on suurempi kuin kasvihuoneen sisäosien, joten lasi lisää puutarhan kasvihuoneen lämpösäteilyä eikä suinkaan estä sitä. Tämän voi testata omassa pihassaan rakentamalla lasikattoisen kasvihuoneen ilman seiniä. En ole koetta tehnyt, mutta uskon lämpötilan tässä kasvihuoneessa jäävän alhaisemmaksi kuin ympäristössä. Syynä on 20% auringon valosta heijastuu lasiseinistä, säteilyä on vähemmän ja ilma pääsee vapaasti vaihtumaan. Miten olisi maassa, ellei ilmakehää olisikaan? Siihen en osaa muuta sanoa, lämpötilat ainakin vaihtelisivat enemmän.
Viimeksi muokannut unbiased, 17.11.2019, 08:36:00. Yhteensä muokattu 2 kertaa.
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Liitetiedosto kirjoitti:In global climatology temperatures are computed from given radiation intensities, and
this exchanges cause and effect. The current local temperatures determine the radiation
intensities and not vice versa. If the soil is warmed up by the solar radiation many different
local processes are triggered, which depend on the local movement of the air, rain, evaporation,
moistness, and on the local ground conditions as water, ice, rock, sand, forests, meadows, etc.
One square meter of a meadow does not know anything of the rest of the Earth’s surface,
which determine the global mean value. Thus, the radiation is locally determined by the local
temperature. Neither is there a global radiation balance, nor a global radiation budget, even
in the mean-field limit.
Vapaa käännös:
Globaalissa klimatologiassa lämpötilat lasketaan tietyistä säteilyintensiteetistä ja
tämä asettaa seurauksen sen syyksi. Hetkelliset paikalliset lämpötilat määräävät säteilyn
intensiteetit eikä päinvastoin. Jos auringon säteily lämmittää maaperää, monia erilaisia
paikallisia prosesseja käynnistyy. Prosessit riippuvat tuulesta, sateesta, haihtumisesta,
kosteudesta ja paikallisista maan olosuhteista, kuten meri tai järvi, jää, kallio, hiekka, metsät, niityt jne.
Yksi neliömetri niittyä ei tiedä mitään muista maan pinnan ominaisuuksista, jotka vaikuttavat globaaliin keskiarvoon. Säteilyn paikallisen intensiteetin määrää vain paikan lämpötila ja emissiivisyys, joka johtuu pintojen säteilyominaisuuksista ja sileydestä. Planeetalla ei ole säteilytasapainoa eikä keskimääräistä säteilybudjettia.
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Mlnkiintoinen keskustelu hiljeni, joten täytynee jatkaa. Realclimate suvustollahan puolustellaan kasvihuoneilmiötä, joka mallisanana on virheellinen, mutta muuta kai ei ole kesitty. http://www.realclimate.org/index.php/ar ... asy-steps/
Siinähän se on
The fact that there is a natural greenhouse effect (that the atmosphere restricts the passage of long wave (LW) radiation from the Earth’s surface to space) is easily deducible from i) the mean temperature of the surface (around 15ºC) and ii) knowing that the planet is roughly in radiative equilibrium. This means that there is an upward surface flux of LW around \sigma T^4 (~390 W/m2), while the outward flux at the top of the atmosphere (TOA) is roughly equivalent to the net solar radiation coming in (1-a)S/4 (~240 W/m2). Thus there is a large amount of LW absorbed by the atmosphere (around 150 W/m2) – a number that would be zero in the absence of any greenhouse substances.
Miten tätä kritisoisi? Anteron kuva säteilyintensiteeteistä ilmaiseen samaa, joten sitäkin pitäisi kritisoida.

Jos maan pinnalle tulee säteilyä 165 (W/m²) ja maa säteilee 395.6, ja määrät on mitattu, niin jostakin pitää tulla 245 lisää säteilyä maan pinnalle, edellyttäen tietenkin lisäksi, että säteilyt ovat tasapainossa. Ainakaan aurinko ei ole säteilytasapainossa. Auringon säteilyn energia on peräisin sen ydinreaktioista. Maan säteily on peräisin auringon säteilystä, joten maata säteilytasapaino voisi koskea. Vai tarvitseeko sittenkään? Riittää, kun maahan tuleva ja siitä poistuva energia ovat karkeasti tasapainossa. Siis planeetalle tuleva ja poistuva säteily ovat energialtaan samaa luokkaa. Sillä ei ole merkitystä, miten eri energialajit planeetalla siirtyilevät. Tähän voisi kasvihuoneilmiön perustaakin, mutta miten selittää lämpöenergian siirtymisen niiden vaikutuksesta ilmakehän alemmista lämpötiloista korkampaan lämpötilaan? Kuka sen selvittää? Vai riittääkö selitykseksi, että kasvihuonekaasut jarruttavat tai hidastavat lämpöenergian siirtymistä ilmakehässä. No kertokaapa miten se selittyy. Ristiriitaiset säteilyvuot eivät anna tyydyttävää selitystä. Ainoa selitys voisi olla, että kasvihuonekaasut vaikuttavat lämpötiloihin, joista lämpöenergiaa muuttuu poistuvaksi säteilyksi. MItään näyttöä ei ainakaan vielä ole nähty. Siinäkin jäisi epäselväksi, vaikuttaisiko tämä maan pinnan lämpötiloihin.

Sitäkin olisi pohdittava, miksi säteilylle liki läpinäkyvä ilmakehä säteilee kohti maata 345,6 W/m² ja avaruuteen 211,5 W/m². Ilma on tiheämpää maan lähellä, joten voi tuo pitääkin paikkansa. Se olisi kyllä laskelmin todistettavissa, jos olisi totta. Kun laskelmia ei ole, se ei liene totta. Miten pilvisyys huomioitaisiin laskelmissa?

Maan säteilymäärää on mahdoton mitata ja mahdoton laskea. Lisäksi Stefan-Bolzmannin laki W = σ*T⁴ ei päde reaalisille kohteille. σ on teoreettinen vakio mutta ei ole vakio eri aineille ja intensiteetti riippuu jopa säteilyn aallonpituudesta.
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Pitää vielä palata säteilyintensiteettien mittaamiseen. Säteilyintensiteettejä ei pystytä mittaamaan, joten mitataan säteilyn aiheuttamaa lämpöenergoan siirtymistä. Tämä ei ole minun omaa fysiikkaani vaan käytössä olevaa säteilynmittaustekniikkaa. Siispä, kun mitataan ilmakehän säteilyä kohti maan pintaa, mittarin anturi tulisi jäähdyttää nestemäisellä heliumilla likelle absoluuttista nolla pistettä. Tämä olisi ainoa keino havaita ilmakehästä säteilyn avulla tuleva lämpöenergia ja arvioida siitä säteilyn intensiteetti, jos siihen on teoriassa edellytyksiä. Antero voisi selittää, millaisilla mittareilla ilmakehän säteily on mitattu. Epäilen mittauksissa olevan liikaa ilmastopoliitiikan vaikutusta.
CGR3 Pyrgeometer

The CGR3 is a pyrgeometer, designed for meteorological measurements of downward atmospheric long wave radiation. The CGR3 provides a voltage that is proportional to the net radiation in the far infrared (FIR). By calculation, downward atmospheric long wave radiation is derived. For this reason CGR3 mbodies a temperature sensor.
This instrument (AZO sensors) consists of a silicone dome to isolate long-wave radiation from solar short-wave radiation during daytime. It also includes a vacuum-deposited interference filter having a transmission range of approximately 3.5 to 50 µm, and a shielded case to minimize heating of the instrument due to solar radiation.

Thermistors are employed to monitor the temperatures of the dome, case and environmental thermal infrared irradiance.

A detector that is coated with a black paint detects a net signal from various sources including emissions from the dome, case and targets in its field of view.

The incoming radiation is absorbed by the detector, and the heat flows through the instrument body. The thermal gradient across the thermopile creates a voltage that is relative to the net radiation.
Siis suoraa säteilyä ei voida mitata, siksi mainitaan nettosäteily. Jos mainitaan nettosäteily, pitää tietää kahden säteilyn intensiteetti. Näissä mittareissa toinen mitataan ja toinen valitaan. Miten valinta tapahtuu? Valinta voidaan tehdä sopivasti haluttujen päämäärien tavoittelemiseksi. Ehkä joku selvittää? Sattumako? 1960-70 James Hansen tutki Venusta ja esitti teoriaa irtipäässeestä kasvihuoneilmiöstä. Kaipa sitten oli tarve tutkia maankin ilmakehän säteilyä.
This instrument failed in a manner similar to the first pyrgeometer on May 28, 1974. After this date, no atmospheric radiation measurements were available at ...
Säteilymittareiden tarkkuudesta on myös tutkimus v. 2001 JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH,
Abstract. Because atmospheric longwave radiation is one of the most fundamental elements of an expected climate change, there has been a strong interest in improving measurements and model calculations in recent years. Important questions are how reliable and consistent are atmospheric longwave radiation measurements and calculations and what are the uncertainties
Mittarit ovat hyvin tarkkoja +-2 W/m² ja pitävät yhtä ilmastomallien kanssa.
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Kuva
Miten tuohon kuvaan sovittaisi pilvien säteilyn avaruuteen?
Ilmakehästä 60% on pilvessä. Jos pilvien yläosien lämpötila on -18 °C ja emissiivisyys 0,95, ne säteilevät avaruuteen teholla 227 W/m², josta keskimääräinen säteily olisi 0,6*227 W/m² = 137 W/m², joka olisi 57 % auringosta tulevasta tehosta. Lämpöenergia maapallolta poistuu suurimmaksi osaksi pilvistä säteilemällä. Sanottakoon jälleen, ettei laskelma ole varmaa tietoa, mutta on kuitenkin enemmän eksakteihin tieteisiin perustuvaa matematiikkaa kuin kuvan arviot.
AnteroOllila
Viestit: 66
Liittynyt: 18.04.2013, 11:49:01

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja AnteroOllila »

Nämä tasearvot ovat ns. keskimääräiselle taivaalle, joka minun laskelmissani on, että se on kombinaatio selkeästä taivaasta 34 % ja pilvisestä taivaasta 66 %. Ilmakehän säteilyarvot avaruuteen ovat vastaavasti 266 ja 228,6 W/m^2. Koko enrgiatase kolmelle eri pilvisyydelle löytyy minun julkaisustani:


Challenging the greenhouse effect specification and the climate sensitivity of the IPCC, Physical Science International Journal, vol 22, no 2, 2019
url: http://www.journalpsij.com/index.php/PS ... 0127/56520
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Kiitos linkistä tutkimukseesi. Tutustun siihen kunhan on aikaa. Silmiin pisti abstraktissa esitetty olettamus
The actual warming increase to 33°C of the Earth’s surface temperature according to the present GH effect definition is the infrared downward LW radiation of 345.6 Wm2 emitted by the atmosphere.
Tämä olettamus perustunee pyrgeometer-mittauksiin, joilla ei voi mitata maan keskimääräistä pinnan säteilyä (käytännössäkin mahdotonta), vaan mittaavat maan pinnasta mittariin siirtyvää lämpöenergiaa, josta säteilyn intensiteetti uskotaan saatavan, kun oletetaan maan olevan idealistinen musta kappale ja säteilevän kohti tilaa, josta ei tule lainkaan säteilyä. Molemmat olettamukset ovat epärealistisia, joten saatu säteilymäärä 395,6 W/m² (= lämpötilassa 289 K olevan mustan kappaleen säteily) ei ole kelpoinen lähtöarvo missään eksaktissa tieteessä.
Ilmakehän säteilyarvo on saatu samankaltaisella mittarilla, ja siinä perusolettamuksena on maan säteilystä saatu 395,6, joten tämäkin säteilyhavainto perustuu epärealistisiin olettamuksiin. Maan pinnan kaltaisten säteilymäärien mittaaminen tarvitsee aina referenssin, koska säteily on liian heikkoa energialtaan, joten tarvitsee havaita lämpöenergian siirtymistä.

Luonnollinen selitys maanpinnan lämpötilalle on.
Auringon tuottama lämpö poistuu suureksi osaksi ilmakehästä alhaisista lämpötiloista säteilynä.
Maan pinnalla vallitsee teoreettista lämpötilaa (kuviteltu lämpötila, jonka aurinko aiheuttaa nopeati pyörivään idealistiseen mustaa palloon) korkeampi lämpötila yksinomaa mekaanisista syistä.

Kasvihuonekaasujen vaikutus on niin mitätön, ettei sitä voi käytänössä havaita. Ilmakehän kokonaisenergia on keskimäärin vakio, potentiaalienergian, lämpöenergian, kemiallisen faasimuutosenergian ja vähäisen tuulienergian summa. Siitähän sitten lämpötilojen kohoamisen syy löytyykin hyvin helposti. Hatarien ilman kosteusmittauksien perusteella kemiallien energia on vähentynyt 1979 alkaen 0,15 g ilmakilogrammaa kohti, jolloin latentti energia on vähentynyt 380 J. Lämpötilan tulee kohota energiatasapainon vuoksi 0,37 astetta, joka näyttää tapahtuneenkin hatarasti lasketussa maapallon keskilämpötilassa. Mitään kasvihuoneilmiön muutoksia ei siis ole havaittavissa, vaikka kasvihuonekaasut ovat kohonneetkin. Osoittaa kasvihuoneilmiön mielikuvituksen aikaan saannokseksi. Tästä sitten onkin pakko keksiä lisääntyneen lämmön kadoneen meriin, sitä kun ei voi mittauksin todeta ainakaan sataan vuoteen. Sekin olisi taas mahdoton päätelmä, koska lämpöä ei voi siirtyä kylmemmästä ilmasta korkeammassa lämpötilassa oleviin meriin.
unbiased
Viestit: 1459
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiön määritelmä

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Antron artikkelissa on kuva 4, joka näyttää samoja tietoja kuin tämä kuva
Kuva
Maan pinnan läheinen suhteelinen kosteus määrä on vähentynyt v.2000 lähten voimakkaasti, mutta ilmakehän keskimääräinen vesikaasun määrä (absoluutiinen kosteus) on lisääntynyt liki 0,4 g/kg. Miten tämä on mahdollista?
Anteron artikkelin kuvassa absoluuttisen, specifisen kosteuden lisäys on likimain 1 mm, joka kai tarkoittanee 1kg g/m² = 1kg/10000kg = 0,1 g/kg, joka on vain 1/4 osa liitekuvan määrästä. Tämä määrä kosteutta sisältää latenttia energiaa noin 250 J/kg, joka vastaa ilman lämpöenergiassa 0,25 astetta. Kun ilman lämpötila on kohonnut samaan aikaan 0,4 astetta, ilmakehän kokonaisenergia on kohonnut kai 650 kJ/kg. Anteron artikkelin mukaan näin. Liitekuvan mukaan ilman energia olisikin lisääntynyt 1400 J/kg. Siis erittäin vakava ilmakehän energian lisääntyminen.

Miten suhtellinen kosteus kuitenkin voi olla alentunut? Suhteellinen kosteus riippuu lämpötilasta. Se on alentunut 1%. Maanpinnan lämpötiloissa tämä on noin 5 g/m³/20% = 0,25 g/m³/C. Lämpötila on kohonnut 0,4 astetta, joten sen vaikutus absoluuttiseen kosteuteen on +0,1 g/m³ ilmaa = 0,08 g/kg. En tiedä laskinko kiireissä oikein, jos laskin, kuvien tiedot ovat pahasti ristiriitaisia.

Sekin on kummallista, ettei absoluuttisia arvoja yleensä anneta, puhutaan vain muutoksista. Siksi epäilen, että tiedot ovat arvioitilaskelmia. Ilmakehän kokonaisvesimäärän ja siitä vesikaasuosan mittaaminen on säteilymittauksin aika mahdotonta tehdä riittävän tarkasti. Samasta syystä arvelen lämpötilamittausten olevan epätarkkoja säteilymittauksista puhumattakaan. Säteilyhän riippuu lämpötilan 4- potenssista, pinnan rakenteesta ja emissiivisyydestä.
Vastaa Viestiin