Seuraa 
Viestejä2622

Tässä ketjussa EI keskustella siitä lämpeneekö maapallo vai ei tai onko se ihmisen aiheuttamaa.

Tämän ketjun tarkoituksena on selvittää fysiikan pohjalta, MITEN hiilidioksidi lämmittää ilmakehää. Tavoitteena on muodostaa kattava ketju auringon säteilystä hiilidioksidin ominaisuuksien kautta kasvihuoneilmiöön.

Sivut

Kommentit (1152)

H
Seuraa 
Viestejä2622

Kasvihuoneilmiön lähtökohta on säteilyn imeytyminen hiilidioksidiin. Minun ymmärrykseni asiasta on seuraava:

Hiilidioksidimolekyyli voi värähdellä muutamassa värähtelymuodossa, joilla on eri energiat. Säteilyn imeytymistä tapahtuu, kun oikean energian omaava fotoni törmää hiilidioksidimolekyyliin. Fotonin energian pitää olla tasan sellainen, että molekyyli siirtyy värähtelytilasta toiseen. Muunlaiset fotonit eivät imeydy.

Juuri oikea energisiä fotoneita on hyvin vähän. Jonkin verran imeytyy myös hieman yli- ja alienergisiä fotoneitä. Se johtuu molekyylin lämpöliikkeestä, sillä Doppler ilmiön vuoksi molekyyli "näkee" liiketilastaan riippuen fotonin taajuuden (E=hf) hieman suurempana tai pienempänä. Lämpöliike taas riippuu kaasun lämpötilasta ja paineesta.

Miten tuosta saadaan laskettua hiilidioksidin imemä energia?

Sellainen huomautus että ilma on kaasuseos, jossa muutkin kaasut absorboivat säteilyä, jota on laaja spektri. Lisäsi siinä on aerosoleja ja ioneja. Sitten on kaasun tiheys ja lämpötila.
Yhtä kaasua ei voi irroittaa tuosta kokonaisuudesta, jos halutaan nähdä sen todellinen vaikutus.
Maallikkona tälläista.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
tietää
Yhtä kaasua ei voi irroittaa tuosta kokonaisuudesta, jos halutaan nähdä sen todellinen vaikutus.

Hiilidioksidi absorboi maatasosta tulevaa matalataajuista infrapunasäteilyä. Normaalipaineessa se luovuttaa saamansa energiakvantin välittömästi ympäröivään kaasuun (happi, typpi) törmäysten kautta. Tämä on co2:n suurin lämpövaikutus. Lämpövaikutusta arvioitaessa/laskettaessa huomattava co2:n osuus ilmakehän kaasuista (0,038%).

Yläilmakehässä co2 säteilee (ylli 11 km korkeudessa) joka suuntaan. Osa säteilystä lämmittää ilmakehää, osa ei. Huomaa, että kaasun tiheys (määrä) on tuolla korkeudella pieni.
Huomaa myös, että kuvattu co2-absorbtio ei lisää kumulatiivisesti ilmakehän lämpömäärää.

H
Seuraa 
Viestejä2622
tietää
Sellainen huomautus että ilma on kaasuseos, jossa muutkin kaasut absorboivat säteilyä, jota on laaja spektri. Lisäsi siinä on aerosoleja ja ioneja. Sitten on kaasun tiheys ja lämpötila.
Yhtä kaasua ei voi irroittaa tuosta kokonaisuudesta, jos halutaan nähdä sen todellinen vaikutus.
Maallikkona tälläista.

Tässä ollaan vielä kaukana ilmasta ja sen koostumuksesta. Ensiksi pitää ymmärtää, miten ja kuinka paljon hiilidioksidi (tai molekyylikaasu yleensä) imee säteilyenergiaa. Sillä ei ole mitään tekemistä ilmakehän koostumuksen kanssa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä34690
H

Miten tuosta saadaan laskettua hiilidioksidin imemä energia?

Etsitään hiilidioksidin absorptiospektri. (http://www.infraredanalysisinc.com/i1.htm ). Sitten arvioidaan paljonko hiilidioksidia on ilmakehässä muuttamalla kaasumäärä normaalipaineiseksi kaasupatsaaksi. Seuraavaksi tarvitaan maanpinnan säteilyspektri. Siinä voitaneen käyttää mustan kappaleen spektriä. Lasketaan absorboituva teho aallonpituusyksikkä kohti, ja integroidaan koko hoito. Tämä ei ole vaikeaa.

Sen sijaan sen päätteleminen mitä hiilidioksidin absorboima lämpö ilmakehässä tekee on vaikeampaa. Useimpien ilmastomallien mukaan se lämmittää ilmakehää. Kuinka paljon, arviot vaihtelevat huomattavasti.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä34690
meikämie
Minä kun olen aina luullut että co2 vaan heijastaa maasta avaruuteen kimpoavan lämpösäteilyn takaisin maahan.

Ei se niin tee. Se, kuten monet muutkin kaasut, absorboi säteilyä tietyillä aallonpituuskaistoilla ja lämpenee samalla itse. Hyvin nopeasti (ihmisen ajantajun mukaan) lämpö leviää tasan kaikille lähistön kaasumolekyyleille ja tuloksena koko kaasumassa lämpenee.

Neutroni
Siinä voitaneen käyttää mustan kappaleen spektriä. Lasketaan absorboituva teho aallonpituusyksikkä kohti, ja integroidaan koko hoito. Tämä ei ole vaikeaa.

Kaverit tässä yrittävät edetä askel askeleelta ja se on mielestäni oikein. Siksi omana kommenttina, että tarkkaan ottaen laskussa emme voi käyttää mustan kappaleen säteilylämpöä. Nämä teoreettiset yleistykset johtavat harhaan. Tässä kohdin suosittelen tuumataukoa.

Neutroni
Sitten arvioidaan paljonko hiilidioksidia on ilmakehässä muuttamalla kaasumäärä normaalipaineiseksi kaasupatsaaksi.

Tähän kohtaan mietittäväksi se, että troposfäärin yläosassa CO2 "haaskaa" lämpöenergiaa säteilemällä myös ilmakehästä ulos. Tämä osa pitäisi osata arvioida ja vähentää ilmakehää lämmittävästä osuudesta. Eli koko patsas ei lämmitä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä34690
Jösse

Kaverit tässä yrittävät edetä askel askeleelta ja se on mielestäni oikein. Siksi omana kommenttina, että tarkkaan ottaen laskussa emme voi käyttää mustan kappaleen säteilylämpöä. Nämä teoreettiset yleistykset johtavat harhaan. Tässä kohdin suosittelen tuumataukoa.

Miten maan- tai merenpinnan säteily sitten eroaa mustasta kappaleesta?

Tietysti aina voi ihmetellä yksityiskohtia, mutta "kotikonstein" ei tällaisessa asiassa kuitenkaan päästä kuin parhaimmillaan oikeille kertaluokille. Vaikka ilmakehään absorboituva teho tunnettaisiin tarkkaan korkeuden funktiona, ilmaston ennustaminen on äärimmäisen vaikeaa. Ei se ennuste kaadu siihen, että absorboituva teho arvoidaan hieman väärin.

Neutroni
Miten maan- tai merenpinnan säteily sitten eroaa mustasta kappaleesta?..Tietysti aina voi ihmetellä yksityiskohtia, mutta "kotikonstein" ei tällaisessa asiassa kuitenkaan päästä kuin parhaimmillaan oikeille kertaluokille. .

Ymmärrän tämän projektin ikäänkuin opiskeluksi. "Kasvihuoneilmiö" on totaalisena maailmanlopun teoriana sen verran haastava, että kannattaa paneutua.
Maanpiirin säteily koostuu maasta, vedestä eri olomuodoissaan, kasvillisuudesta ja rakenteista. Kyseessä on harmaan kappaleen säteily, jolle voimme etsiä mahdollisimman hyvän keskiarvon väliltä 0-1. Lyödään tuo luku sitten lukkoon, jos kertyy hyviä ehdotuksia. Vasta sitten mennään eteenpäin. Tämä olisi siis ehdotus.

Neutroni
Tietysti aina voi ihmetellä yksityiskohtia, mutta "kotikonstein" ei tällaisessa asiassa kuitenkaan päästä kuin parhaimmillaan oikeille kertaluokille.

Neutroni, voisitko käydä tsekkaamassa tuon Asimovin linkin? Siellä on Ahlbeckin laskelmia. Hän on niitä harvoja tässä maassa, kun on rohjennut ihan ite lähteä asiaa selvittelemään. Se kerroinhan voi löytyä suoraan sieltä, kuten paljon muutakin

H
Seuraa 
Viestejä2622
Asimov
H
Jösse
Hiilidioksidi absorboi maatasosta tulevaa matalataajuista infrapunasäteilyä.

Millä tavalla? Kuinka paljon? Kaipaan kaavoja.

Etkö osaa käyttää Googlea?

Täällä on kaavoja: http://www.john-daly.com/co2-conc/ahl-co2.htm

En ota kantaa sivun sisältöön.


Google antaa mahdottoman paljon linkkejä hiilidioksidiin liittyvillä hauilla johtuen ilmastonmuutosinnostuksesta. Juuri sanan absorption kaksoismerkitys aiheuttaa ongelmia. En etsi linkkisi kaltaisia sivuja, joissa ihmetellään hiilidioksidi poistuu ilmakehästä.

H
Seuraa 
Viestejä2622
Neutroni
H

Miten tuosta saadaan laskettua hiilidioksidin imemä energia?



Etsitään hiilidioksidin absorptiospektri. (http://www.infraredanalysisinc.com/i1.htm ). Sitten arvioidaan paljonko hiilidioksidia on ilmakehässä muuttamalla kaasumäärä normaalipaineiseksi kaasupatsaaksi. Seuraavaksi tarvitaan maanpinnan säteilyspektri. Siinä voitaneen käyttää mustan kappaleen spektriä. Lasketaan absorboituva teho aallonpituusyksikkä kohti, ja integroidaan koko hoito. Tämä ei ole vaikeaa.

Yrität oikaista. Jotta voidaan ennustaa hiilidioksidin käyttäytymistä eri paineissa, lämpötilassa jne. tarvitaan fysiikan perusteisiin nojaava teoria. Sen oikellisuutta pitää sitten testata vertaamalla laskettuja tuloksia mitattuihin. Kaipaan sitä teoria puolta.

H
Seuraa 
Viestejä2622
Asimov
Tässä lisää (suomenkielistä) tekstiä aiheeseen liittyen: http://www.iti.fi/ilmasto/i2b3.htm#hiilidioksidi

Vaikka hiilidioksidin osuus ilmakehästä on yhä erittäin pieni, sen tekee merkittäväksi ilmastonmuutoksen kannalta hiilidioksidin fysikaaliset ominaisuudet. Kuva 10 näyttää maasta lähtevän lämpö- eli infrapunasäteilyn määrän aallonpituusalueella 7-20 mikrometriä.


Hyvä! Lähestyt ketjun aihetta. Jotain tuollaista olisi hienoa saada aikaan laskennallisesti lähtien perusteista.

H

Hyvä! Lähestyt ketjun aihetta. Jotain tuollaista olisi hienoa saada aikaan laskennallisesti lähtien perusteista.

Yritän tulkita kuvaa. CO2:n absorbtiotumppi näkyy alueella 15 mm. Koska lämpötila on -53 C, on kysymys troposfäärin yläkerroksesta, yli 11 km jossa CO2 pystyy alhaisen paineen vuoksi säteilemään. Toinen CO2:n piikki puuttuu eli 4 mm:n alue.

Vesihöyryn mahtavuus näkyy kuvassa. Tässä on kysymys troposfäärin keskikorkeudesta lähtevästä säteilystä eli vesihöyrystä ja pilvistä, koska lämpöä on tuo -13 tai vähemmän.
Ikkunat ovat maaikkunoita eli suoraan maasta ja vesistöistä avaruuteen karkaavan lämmön kaistoja. Säteilylämpötila on +7 C, ellen väärin näe. Se on tämän mittauksen maanpinnan keskilämpö. Oma pieni tumppi löytyy metaanille, ilokaasulle ja otsonille.

Jos tästä kaaviosta pitäisi arvioida, niin hiilidioksidin absorbtioprosentti jää kovin pieneksi, ehkä vajaa kymmenesosa kokonaisuudesta? Vanhan oppikirjan mukaan kamppailussa vesihöyryn kanssa hiilidioksidi jää absorboijana noin yhteen seitsemäsosaan vesihöyrystä. Tämä kaavio ei sitä tietoa ainakaan kumoa. Kuvaan sisältyy yksi selvä viesti: hiilidioksidi ei rajoita lämmön pääsyä maanpiiristä avaruuteen!

Emme tästä ehkä saa vielä H:n kaipaamaa tietoa, mutta selvitystä onkin syytä kuljettaa eteenpäin.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat