Mitä W / m^2 tarkoittaa?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Jotta saisi käsityksen erilaisista W / m^2 ilmoitetuista tehoista per pinta-ala, täytyy ottaa huomionn sekä aika jolla tämä säteilyteho vaikuttaa että pinta-ala johon se kohdistuu.

Laskemme energian joka tarvitaan korottamaan Maapallon valtamerten lämpötilaa yhdellä asteella, käyttäen seuraavia oletuksia:

Massa (The total mass of the hydrosphere is about m = 1.4 × 10^21 kilograms)
m= 1.4e21 kg

veden lämpökapasiteetti vakiopaineessa:
Cp= 4.18 W*s / (g*K)

Energia on:
dQ= m * Cp = 1.4e24*4.18 = 5.85e24 (W*s eli Joule)

Auringon kokonaisteho on 3.86e26 W, mutta vain 168 W/m^2 auringon säteilystä lämmittää keskimäärin Maapallon pintaa pilvien alapuolella:

http://www.tiede.fi/keskustelut/viewtopic.php?f=7&t=27279&start=120

valtamerten pinta (World Ocean) on “361 million square kilometers”, a=361e12 m^2

P = 168 W/m^2 * a = 606.48e14 W

dQ / P antaa siis ajan jossa keskimäärin valtamerten lämpötila näillä oletuksilla nousisi yksi aste;

t = 5.85e24/606.48e14 = 9.6458e+007 sekuntia

Tämä aika t olisi siis noin 3 vuotta!

Päättelin siis että idealisoidussa tapauksessa valtamerten lämpötilan nostamiseen yhdellä asteella Maapalloon osuvalla aurinkoenergialla, menisi aikaa noin kolme vuotta?

Tämä oli vai yksinkertaistettu esimerkki jotta saisi käsityksen suuruusluokista. Laskin äsken joten tämä tulos on tarkistamaton.

Sivut

Kommentit (27)

Vierailija

No mitä järkeä tämmöisessä laskelmassa nyt oli?

Vaikuttavia tekijöitä kuitenkin on vaikkapa.
1. Heijastuminen vedestä
2. Lämmön siiryminen vedestä ilmaan ja maahan(ja edelleen avaruuteen pääasiassa lämpösätelynä)
3. Onko tuo arvo tosiaan täysi keskiarvo eli onko siinä otettu yö huomioon?

Turha laskelma, edes esimerkkinä.

Vierailija
tupakka

Turha laskelma, edes esimerkkinä.



Turha kommentti, tupakka. Olisit voinut tarkistaa tuloksen suuruusluokkaa laskuissani, sekä lukea viitettäni!

Moose
Seuraa 
Viestejä203
Liittynyt2.5.2007

Minäkään en nyt ihan ymmärtänyt mitä tässä oli tarkoitus laskea, mutta siinä alkuperäisessä W/m2 oli jo aika mukana. Watti on joulea sekunnissa, W=J/s

kW MW GW - kWh MWh GWh - µ º • ø ¼ ¾ ¹ ² ³

salai
Seuraa 
Viestejä7265
Liittynyt17.3.2005

Jos tuota laskelmaa tutkii 40 vuotta, huomaa sen todistavan, että Urantia-kirja on oikeassa ja aito kosminen viesti ihmiskunnalle!

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Vierailija
Moose
Minäkään en nyt ihan ymmärtänyt mitä tässä oli tarkoitus laskea, mutta siinä alkuperäisessä W/m2 oli jo aika mukana. Watti on joulea sekunnissa, W=J/s



Minä yritän muodostaa havainnollisen mielikuvan säteilypakotteitten (RF) vaikutuksen suuruusluokasta.

Jos esim. aurinkoteho nousisi hetkessä sadasosa esimerkissäni mainitusta arvosta, eli 1.68 W/m^2, niin
tarkoittaako se sitä, että tämä mainittu säteilypakote periaatteessa voisi nostaa valtamerten lämpötilaa yksi aste noin 300 vuodessa?

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006
HSTa

dQ / P antaa siis ajan jossa keskimäärin valtamerten lämpötila näillä oletuksilla nousisi yksi aste;

t = 5.85e24/606.48e14 = 9.6458e+007 sekuntia

Tämä aika t olisi siis noin 3 vuotta!




Ihan mielenkiintoinen laskenta. IPCC:n raportin mukaan ihmisten toiminnasta tullut säteilypakotteen lisä on 1,6 W/m2, joten pitäisikö laskelma tehdä tuolla teholla? Se nyt sattuu olemaan noin sadasosa tuosta 168:sta, joten voidaanko tästä päätellä, että ihmisten toiminnan aiheuttaman lämpenemisen viive olisi sitten 300 vuotta? Ei ehkä ihan tarkka laskelma, mutta onko edes suuntaa-antava?

Tähän voi vaikuttaa se seikka, että yöllä meri jäähtyy, päivällä lämpenee ja teho on *keskimäärin* tuon 168 W/m2. Eli päivällä maksimiteho on noin nelinkertainen (672 W/m2) ja yöllä 0. Lämmitysteho on siis maksimissaan nelinkertainen, mutta keksimäärin 168. Lisäksi lämpöä tulee myös maalle ja ilmakehään.

edit: oops taisinpa olla melko pitkään edtointitilassa..

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Leone
Seuraa 
Viestejä4564
Liittynyt16.3.2005

Laskelmassa pitää ottaa huomioon myös se paljonko merestä siirtyy lämpöä pois säteilyn ja johtumisen kautta, sekä myös se paljonko ilmakehä säteilee ja paljonko lämpöä siitä johtuu merenpintaan.

Lopputuloksena tuo aika kasvanee huomattavasti.

Vierailija
Leone
Laskelmassa pitää ottaa huomioon myös se paljonko merestä siirtyy lämpöä pois säteilyn ja johtumisen kautta, sekä myös se paljonko ilmakehä säteilee ja paljonko lämpöä siitä johtuu merenpintaan.

Lopputuloksena tuo aika kasvanee huomattavasti.


Tein tiettyjä oletuksia ja laskin mitä niistä seuraa. Näin tieteissä joutuu aina tekemään, riippumatta siitä miten yksinkertainen tai monimutkainen laskutehtävä tai ilmiön malli on.

Jos laskut on oikein suoritettu tulos kertoo mitä tietyistä oletuksista seuraa.


The average ocean salinity is 35 ppt. This number varies between about 32 and 37 ppt

When salt is present, the heat capacity of water decreases slightly. Seawater of 35 promill has a specific heat of 0.932 compared to 1.000 for pure water.(Enc. Britannica 2001)




Tarkistin laskuni. Cp suolavedelle jonka suolaisuus on 3.5 prosenttia on hieman pienempi:
Cp= 4.1819*0.932 = 3.8975


http://en.wikipedia.org/wiki/Radiative_forcing

From Wikipedia:
In climate science, radiative forcing (RF) is (loosely) defined as the change in net irradiance at the tropopause. "Net irradiance" is the difference between the incoming radiation energy and the outgoing radiation energy in a given climate system and is thus measured in Watts per square meter. The change is computed based on "unperturbed" values; the IPCC measures change relative to the year 1750.




Tässä laskussa oletin että koko auringon säteilytehon nousu keskimäärin (esim. 1.6 W/m^2) kohdistuisi valtamerten lämmittämiseen.

Tulos on hieman alle 300 vuotta esimerkkini vakioilla ja säteilypakotteella (”total net anthropogenic”) 1.6 W/m^2 joka vastaa IPCC:n säteilypakotteen nousua aurinkopilkkujen Maunderin minimistä noin vuonna 1715.

Koska globaalinen lämpötila tuskin nousee pitkällä tähtäimellä nopeammin kuin mitä valtameret sallivat, niin kyllä nämä yksikertaiset pohdinnat tuntuvat järkeviltä oletusten puitteissa.

Vierailija
Wikipedia
The Earth's hydrosphere consists of water in all forms: the ocean (which is the bulk of the hydrosphere), other surface waters including inland seas, lakes, and rivers; rain; underground water; ice (as in glaciers and snow); and atmospheric water vapor (as in clouds). The average depth of the oceans is 3,794 m (12,447 ft), more than five times the average height of the continents. The mass of the oceans is approximately 1.35 × 1018 tonnes, or about 1/4400 of the total mass of the Earth (ranges reported: 1.347 × 1021 to 1.4 × 1021 kg.[1] )



Eli pilkunviilauksena, valtamerten kokonaismassa on pikkasen pienempi kuin koko hydrosfäärin, johon lasketaan muuallakin piileskelevä vesi.

Laskelmassa oletetaan, että meret lämpiävät kauttaaltaan - pohjasta pintaan - sen 1 asteen, mutta todellisuudessahan pinta keskimäärin lämpenee ensin, jos säteilykin tulee pinnan puolelta. Ja pinnan asukkien kannalta taitaa olla vähemmän merkityksellistä, mikä on lämpötila 10 km syvyydessä... Miten nopeasti lämmön sekoittuminen meren eri kerrosten välillä tapahtuu, lieneekin karvan verran vaikeampi rasti laskea.

Miksihän muuten nuo syvimmät osat ovat 4-asteisia, vaikka lämmöllä on ollut vuosimiljoonia aikaa tasaantua, ja merenpohjan allakin lämmittää maapallon sulat sisuskalut? Tiheys toki on tuossa lämpötilassa suurin joten ehkä paine jotenkin pakottaa siihen, täältä varmaan löytyisi numerot kunhan vain snaijaisi mekanismin.

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006
Geneerinen

Miksihän muuten nuo syvimmät osat ovat 4-asteisia, vaikka lämmöllä on ollut vuosimiljoonia aikaa tasaantua, ja merenpohjan allakin lämmittää maapallon sulat sisuskalut?



Itse asiassa aika mielenkiintoinen kysymys. Mantereillahan lämpötila nousee mitä syvemmälle mennään.

Oliskohan syynä se, että napa-alueilla veden lämpötila menee joka tapauksessa lähelle nollaa ja se vesi sitten luonnollisesti valuu painavampana pohjalle?

Tarkoittaa kyllä silloin sitäkin, että suolapumppu ei ole ainoa merivirtojen käynnissäpitävä voima..

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Vierailija
ykskivi
Geneerinen

Miksihän muuten nuo syvimmät osat ovat 4-asteisia, vaikka lämmöllä on ollut vuosimiljoonia aikaa tasaantua, ja merenpohjan allakin lämmittää maapallon sulat sisuskalut?



Itse asiassa aika mielenkiintoinen kysymys. Mantereillahan lämpötila nousee mitä syvemmälle mennään.

Oliskohan syynä se, että napa-alueilla veden lämpötila menee joka tapauksessa lähelle nollaa ja se vesi sitten luonnollisesti valuu painavampana pohjalle?

Tarkoittaa kyllä silloin sitäkin, että suolapumppu ei ole ainoa merivirtojen käynnissäpitävä voima..




Eikö vesi ole tiheintä 4 C lämpötilassa, joka sitten raskaimpana vajoaa merten pohjalle.

Vierailija
ykskivi

Tarkoittaa kyllä silloin sitäkin, että suolapumppu ei ole ainoa merivirtojen käynnissäpitävä voima..



Oletko näin olettanut? Kyllähän virtausten liikkeelle paneva voima löytyy ilmavirtauksista, ts. tuulista. Niiden syynä taas on auringon maahan toimittama säteilyenergia, joka muuttuu pinnan kohdatessaan lämmöksi. Kuuma pinta lämmittää ilman, ja siitä se liike lähtee.
Sen jälkeen kuvaan tulevat maan kiertoliike, vesimassan jäähtyminen ja suolaisuuden muutokset. Lisäksi merenpohjan muodot toimivat veden virtausten ohjaajina.

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006
Jösse
ykskivi

Tarkoittaa kyllä silloin sitäkin, että suolapumppu ei ole ainoa merivirtojen käynnissäpitävä voima..



Oletko näin olettanut?



Olenko väittänyt näin olettaneeni?

Jösse
Kyllähän virtausten liikkeelle paneva voima löytyy ilmavirtauksista, ts. tuulista. Niiden syynä taas on auringon maahan toimittama säteilyenergia, joka muuttuu pinnan kohdatessaan lämmöksi. Kuuma pinta lämmittää ilman, ja siitä se liike lähtee.
Sen jälkeen kuvaan tulevat maan kiertoliike, vesimassan jäähtyminen ja suolaisuuden muutokset. Lisäksi merenpohjan muodot toimivat veden virtausten ohjaajina.

Näinkö oletat?

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006
Teräslilja_m
ykskivi
Geneerinen

Miksihän muuten nuo syvimmät osat ovat 4-asteisia, vaikka lämmöllä on ollut vuosimiljoonia aikaa tasaantua, ja merenpohjan allakin lämmittää maapallon sulat sisuskalut?



Itse asiassa aika mielenkiintoinen kysymys. Mantereillahan lämpötila nousee mitä syvemmälle mennään.

Oliskohan syynä se, että napa-alueilla veden lämpötila menee joka tapauksessa lähelle nollaa ja se vesi sitten luonnollisesti valuu painavampana pohjalle?

Tarkoittaa kyllä silloin sitäkin, että suolapumppu ei ole ainoa merivirtojen käynnissäpitävä voima..




Eikö vesi ole tiheintä 4 C lämpötilassa, joka sitten raskaimpana vajoaa merten pohjalle.

Luin jostakin, että suolaisessa vedessä tuo ei ihan pidä paikkaansa. En sitten tiedä enkä oleta että näin ei olisi

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006
ykskivi
Teräslilja_m

Eikö vesi ole tiheintä 4 C lämpötilassa, joka sitten raskaimpana vajoaa merten pohjalle.


Luin jostakin, että suolaisessa vedessä tuo ei ihan pidä paikkaansa. En sitten tiedä enkä oleta että näin ei olisi



Täältähän se linkki löytyi (sieltä voi löytyä muutakin mielenkiintoista). Minusta tuossa on kyllä jokin ristiriita, jos meren alimman kerroksen lämpötila on +4 astetta.
"What is the difference between sea ice and icebergs, glaciers, and lake ice?"
http://nsidc.com/seaice/intro.html

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat