Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

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

Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja BorisW »

Berkely Yliopiston sivuilta löytyy verrattain selkeä esitys kasvihuoneilmiöstä ja ennen kaikkea kasvihuonekaasujen absorptio-ominaisuuksista (slide 22 alkaen) http://ist-socrates.berkeley.edu/~budker/Physics138/Alyssa%20Atwood%20Atm%20Spec5.ppt.
Huom! kasvihuonekaasujen osuus maapallon korkeammasta lämpötilasta on tämän esityksen perusteella muuttunut aiemmasta 33 asteesta murto-osaan, eli 15 F (noin 8 C).

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Tapsa »

BorisW kirjoitti:Berkely Yliopiston sivuilta löytyy verrattain selkeä esitys kasvihuoneilmiöstä ja ennen kaikkea kasvihuonekaasujen absorptio-ominaisuuksista (slide 22 alkaen) http://ist-socrates.berkeley.edu/~budker/Physics138/Alyssa%20Atwood%20Atm%20Spec5.ppt.
Huom! kasvihuonekaasujen osuus maapallon korkeammasta lämpötilasta on tämän esityksen perusteella muuttunut aiemmasta 33 asteesta murto-osaan, eli 15 F (noin 8 C).


Näinhän siellä mainittiin jo alussa, mutta perusteita en löytänyt.

Itse olen kyllä sitä mieltä, että tuulet lämmittävät ilmakehää eikä tuota keskiarvoa (33 C) voida suoraan säteilytasapainolla laskea. Kuten tiedetään, laitetuulettimet laskevat laitteiden sisälämpötiloja eli siirtävät lämpöä ilmaan, samoin tekevät tuulet.

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

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja BorisW »

Tapsa kirjoitti:Näinhän siellä mainittiin jo alussa, mutta perusteita en löytänyt.

Itse olen kyllä sitä mieltä, että tuulet lämmittävät ilmakehää eikä tuota keskiarvoa (33 C) voida suoraan säteilytasapainolla laskea. Kuten tiedetään, laitetuulettimet laskevat laitteiden sisälämpötiloja eli siirtävät lämpöä ilmaan, samoin tekevät tuulet.


Näinhän se on - tuulet tai oikeammin ilmamassat siirtävät lämpöä. Mutta, kuten muistanet IPCC esittää, että ilman (without) kasvihuonekaasuja maapallo olisi mainitun 33 asteen verran kylmempi. Tämä on tietysti puppua, sillä meillä on meret ja siksi vesihöyryä, joka on tärkein kasvihuonekaasu. Jos ajatellaan teoriassa vedetöntä planeettaa, eli sellaista jossa ilmakehä sisältäisi pelkästään typpeä ja happea, niin mikähän olisi lämpötila kun molemmat kaasut ovat inerttejä infrapunasäteilyn suhteen. Tällaisen planeetan pinta lämpiäisi auringon valosta ja pinnan kosketuksessa (tuulet) oleva ilma lämpiäisi myös, mutta sen kyky menettää lämpöä säteilemällä olisi olematon typen ja hapen molekyylirakenteen takia niin tällainen ilmamassa lämpiäisi. Miten siinä lopulta kävisi on pohtimisen arvoinen kysymys - itse en siihen viitsi ryhtyä.

Lorentz4
Viestit: 472
Liittynyt: 09.05.2012, 11:17:25

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Lorentz4 »

BorisW kirjoitti:Miten siinä lopulta kävisi on pohtimisen arvoinen kysymys - itse en siihen viitsi ryhtyä.

Riittää kun tarkastelee säteilyvuota ilmakehän ulkopuolelle viritetyn pallonkuoren läpi. Albedo taitaa ratkaista.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Tapsa »

Lorentz4 kirjoitti:
BorisW kirjoitti:Miten siinä lopulta kävisi on pohtimisen arvoinen kysymys - itse en siihen viitsi ryhtyä.

Riittää kun tarkastelee säteilyvuota ilmakehän ulkopuolelle viritetyn pallonkuoren läpi. Albedo taitaa ratkaista.


Ei riitä. Maan matosten korkeudella lämpötilat riippuvata monesta muustakin asiasta.

Lorentz4
Viestit: 472
Liittynyt: 09.05.2012, 11:17:25

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Lorentz4 »

Tapsa kirjoitti:
Lorentz4 kirjoitti:
BorisW kirjoitti:Miten siinä lopulta kävisi on pohtimisen arvoinen kysymys - itse en siihen viitsi ryhtyä.

Riittää kun tarkastelee säteilyvuota ilmakehän ulkopuolelle viritetyn pallonkuoren läpi. Albedo taitaa ratkaista.


Ei riitä. Maan matosten korkeudella lämpötilat riippuvata monesta muustakin asiasta.

Mutta kuten ennenkin tulevan ja lähtevän säteilyn pitää olla tasapainossa tai lämpötila muuttuu. Tuosta voisi yksinkertaistuksin laskea maapallon keskilämpötilan.

Harry
Viestit: 609
Liittynyt: 02.10.2010, 18:44:02

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Harry »

Lorentz4 kirjoitti:Mutta kuten ennenkin tulevan ja lähtevän säteilyn pitää olla tasapainossa tai lämpötila muuttuu.


Voisitko selvittää hieman mitä tarkoitat. Minulla kun on se käsitys että lämpötila muuttuu koko ajan. Yleensä yöksi kylmenee ja päivällä lämpötila nousee. Pitemmällä ajanjaksolla meillä on vuodenajat jne. :?

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Tapsa »

Milloinkohan Petteri "Suuri" keksii, että ilmaston lämpenemisen loppuminen johtuukin pahamaineisen metaanin lisääntymisestä, ainakin mikäli uskomme alla linkkaamiani kuvia ja miksipä emme uskoisi, onhan toinen jopa Petterin omasta kuvastosta.

Kuten tiedämme metaanin absorptiopiikit ovat aallonpituuksilla 3,3 um (wn=3000) ja 7,7 um (wn=1300).

Petterin sivun (http://ilmatieteenlaitos.fi/sateily-ja- ... svaihtelut) toisesta kuvasta näemme, että tuo 3,3 um:n piikki on vahvasti Auringon säteilyalueella,kun taas tuon toisen piikin vaikutus maapallon säteilyyn näkyy seuraavasta linkistä ja toteamme sen varsin vaatimattomaksi.

https://www.google.fi/search?q=absorpti ... B479%3B469

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

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja BorisW »

Metaanin infrapuna-absorptiosta on puhuttu ennenkin, mutta tässä kuva, jonka sanomasta tustkin voi erehtyä - ei juurikaan vaikutusta.
Liitteet
Auringon säteily ja kasvihuonekaasujen absorptiospektrit.
Auringon säteily ja kasvihuonekaasujen absorptiospektrit.

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Tapsa »

Niinkuin hyvin tiedetään, hiilidioksidipitoisuus ja lämpötila ovat tietynlaisessa kytköksessä toisiinsa. Sillä pyritään selittämään kasvihuoneilmiötä ja juurikin hiilidioksidin olevan noissa jääkausivaihteluissa syyllinen.

Syyllinenhän on löydettävä. Tuli mieleeni, että miksi lämpötila - vesihöyry - käppyröitä ei löydy. Äkkinäinen kuvittelisi, että tuo positiivinen takaisinkytkentä tapahtuisi juuri vesihöyryn kautta ja sitten kun jäätiköityminen on mennyt tappiinsa, suuntaan tai toiseen, prosessi stbiloituu, kuten nyt on tilanne lämpimässä päässä.

Tästä nyt löytyi yksi juttu:

Orbital shifts triggered a sequence of positive feedbacks, eventually leading to the large ice age climate changes detected in ice core records. Scientists examining the ice core data also observed changes in the amounts of greenhouse gases in the atmosphere during the ice age cycles. Gradually, decreasing global temperatures cause water vapour to fall as rain or snow. Over hundreds of years, the global cooling leads to changes in the carbon cycle, causing carbon dioxide and methane to be absorbed by the oceans or get locked up in frozen ground. This acts as positive feedback, weakening the greenhouse effect and causing further cooling.


http://www.sciencemuseum.org.uk/climate ... oint1.aspx

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

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja BorisW »

Hiilidioksidi on seurausta lämpötilan vaihtelusta ei suinkaan lämpötilan muutoksen aiheuttaja.

Vesihöyry taasen on erittäin tehokas lämpötilan säätelijä, vaikka IPCC ei sitä sellaiseksi oikein uskalla nimentä.

unbiased
Viestit: 1437
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Pitäisikö hengitellä henkiin tätä vanhaa aihetta. Suhtaudun kovin negatiivisesti kasvihuoneilmiöön. Nimi ensiksi on huono ja tullut tietoisuuteen vasta ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta popularisoitaessa. Katselin hiukan lähdetiedeostoa avauksessa. Siitä kuten kaikista muistakin kasvihuonekaasutarkasteluista puuttuu tärkeä asia. Millä matkalla todennäköinen absorptio tapahtuu. Eli millä todennäköisyydellä maan lähettämä IR-fotoni osuu esimerkiksi hiilidioksidimolekyyliin.
Matka voidaan spektroskooppisesti määrätä ja absorboitumista kuvaa kaava I / Io*10 ^(-e*M*x), jossa Io on säteilyn intensiteetti, I läpi menneen säteilyn intensiteetti, e ekstinktiokerroin 1/mMol, M moolitilavuus ja x kulkumatka metriä. Muistelen, että 15µm aallonpituudella hiilidioksidilla ilmassa e*M = -0,32/m. Tästä voi havaita, että 10 metrin jälkeen säteilystä on jäljellä 0,06%.
On siten aivan saman tekevää onko hiilidioksidipitoisuus 370 Vppm tai tuplasti 740 ppm. Tällöin 99,94 % absorptiomatka vain lyhenee 5 metriin.Olisiko sillä mitään merkitystä maapallon mittasuhteissa?
Myös vesihöyryä on niin paljon ilmakehässä, että sen absorptio tapahtuu liki täydellisesti muutaman metrin matkalla.Vesihöyrynkään pitoisuus ei vaikuttane juuri mitään "kasvihuoneilmiöön". Puiden latvojen alapuolella maan pinnan lähellä lämpösäteily pysähtyy niiltä osin täydellisesti kuin mitä kasvihuonekaasut absorboivat. Tällä alueella konvektio on suurin lämmön siirtäjä näissä lämpötiloissa, joten katson ettei kasvihuonekaasujen pitoisuuden vaihtelula voi olla havaittavaa vaikutusta.
(Tietokone temppuilee ja numerotiedotkin ovat muistista. Palataan, jos asia joitakin kiinnostaa.)

Tapsa
Valvoja
Viestit: 2944
Liittynyt: 19.02.2008, 16:35:15

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja Tapsa »

Kyllähän tämä kiinnostaa. Tuossa pohdinnassasi jäi se käsittelemättä, että kuinka leveästä kaistasta on kyse. Pistetaajuudella, joka vastaa vaikka 15 um:n aallonpituutta ei ole mitään merkitystä. Hankalampaa on käsitellä spektrin leviämistä doppler-ilmiön takia.

Toinen seikka on sitten se, mitä tapahtuu absorboitumisen jälkeen. Sinkoaako molekyyli fotonin saman tien johonkin suuntaan, vai menettääkö se energiansa törmätessään vaikka typpiatomiin?

Minä en pysty ymmärtämään sitä, että varaukset värähtelisivät lähettämättä energiaansa ulos. Minä olen sillä kannalla, että on kyse sironnasta.

unbiased
Viestit: 1437
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Kasvihuoneilmiö ja kaasut

Viesti Kirjoittaja unbiased »

Tapsa kirjoitti:Kyllähän tämä kiinnostaa. Tuossa pohdinnassasi jäi se käsittelemättä, että kuinka leveästä kaistasta on kyse. Pistetaajuudella, joka vastaa vaikka 15 um:n aallonpituutta ei ole mitään merkitystä. Hankalampaa on käsitellä spektrin leviämistä doppler-ilmiön takia.

Toinen seikka on sitten se, mitä tapahtuu absorboitumisen jälkeen. Sinkoaako molekyyli fotonin saman tien johonkin suuntaan, vai menettääkö se energiansa törmätessään vaikka typpiatomiin?

Minä en pysty ymmärtämään sitä, että varaukset värähtelisivät lähettämättä energiaansa ulos. Minä olen sillä kannalla, että on kyse sironnasta.

Hiilidioksidia on jo nyt ilmakehässä niin paljon, että absorboituminen tapahtuu lyhyellä matkalla. Kemian tutkimuksessa käytetyissä IR-spektrometreissä valo kulkee ehkä puolisen metriä. Kuitenkin on käytettävä ilmaa, josta hiilidioksidi on poistettu, koska hiilidioksidin pidättämät taajuudet heikkenisivät liikaa ja häiritsisivät tutkittavan aineen spektriä.
Maan pinnan lämpösäteilyn pidättyminen tapahtuu pinnan läheisyydessä, jossa konvektio on suurin lämmön kuljettaja. Hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistumisellakaan (kulkumatka lyhenee puoleen) ei voi olla vaikutusta lämpötiloihin. Siksipä pelottelu fossiilisten polttoaineiden aiheuttamlla lämpenemisellä on vain politiikkaa eikä perustu tieteeseen.

Sironta on vähäistä IR-aallonpituuksilla. Lyhemmillä aallonpituuksilla sironta on merkittävää. Taivaan sininen väri, joka oli lauantaina hyvin voimakasta johtuen kuivasta polaari-ilmasta, syntyy auringon UV-valon sironnasta (Compton sirontaa).

Kun hiilidioksidimolekyyli on virittynyt viritys purkautuu ja molekyyli säteilee saamansa energian tai osan siitä. Törmäyksetkin tapahtuvat tiheään, joten energiaa viritysenergiaa purkautuu näinkin. Löysin seuraavia aikoja, törmäysväli 1 ns ja CO2 15µm hajoamisaika-arvio 1-10 µs. This also means that only about 1 in 10,000 excited molecules decays by emission of radiation rather than collision. https://noconsensus.wordpress.com/2010/ ... -lifetime/
Lause kuvaa myös sitä, että johtuminen maan pinnan ja ilman välillä on moninkertaista säteilyenergian vaihtoon verrattuna.

Kasvihuoneilmiön perustana on laskelma, että maan pinta mustana kappaleena säteilee saamansa auringon säteilyenergian ulos. Näin saadaan maanpinnan efektiiviseksi säteilylämpötilaksi (240/5,67E-8)^.25 = 255 K = -18 C. (240 on arvioitu maan saama auringon keskimääräinen teho neliömetriä kohti.) Mittareilla kuitenkin havaitaan lämpötiloja välillä +60C - -80C ja efektiivisenä lämpötilana pidetään lukua 15C, joka on 33 astetta korkeampi lämpötila kuin laskuista tullut. Moni fyysikko kiistää laskelmat.

Itse kiistän laskelman sillä perusteella, että suurin osa maan energiasta poistuu säteilemällä pilvistä, joiden lämpötila vaihtelee 0 ja -50 C-asteen välillä. Myös osa energiasta poistuu suoraan ilmakehän typen ja hapen termisenä säteilynä 15 C astetta matalammista lämpötiloista. Vaikka kaasut ovat heikkoja termisiä säteilijöitä ja pidättäjiä, 10 tonnin massa neliömetrillä säteilee varmasti ja myös pidättää termistä säteilyä. Jonkinlainen säteilytasapaino siis vallitsee. Jos tätä kutsutaan kasvihuoneilmiöksi, hyväksyn huonosti valitun kasvihuoneilmiö sanan. Mitään kasvihuonekaasuja en pidä merkittävinä maan pintalämpötiloille.

Vastaa Viestiin