Keskilämpötilan eksaktisuus

Ilmastotutkimukseen sekä sitä sivuaviin tutkimusaiheisiin liittyvät keskustelut

Valvoja: Hallitus

Avatar
Ristoi
Viestit: 49
Liittynyt: 18.09.2013, 18:50:41
Viesti:

Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja Ristoi » 27.01.2014, 19:07:09

Itselläni on kesken projekti osoittaa, ettei maapallon keskimääräisen pintalämpötilan käyttö osoittavana suureena ole eksaktia. Ja perusvastaväite on se, että keskiarvolämpötila ei ole yksikäsitteisessä suhteessa säteilyenergian määrään, vaan samaa keskilämpötilaa voi vastata joko suurempi tai pienempi säteilyenergian määrä. Tämä johtuu siis Stefanin-Boltzmanin laista, jossa lämpötila on neljänteen potenssiin.
Olisiko jollakin jo tiedossa valmiita vastauksia tms.?

Joka tapauksessa paljon selkeämpi suure olisi merivesien keskilämpötila, joka olisi ensiksikin vakaa ja toisekseen veden lämpökapasiteetti on varsin suorassa suhteessa lämpötilaan. Näin siis meren keskilämpötila kertoisi energiamääristä ja -taseesta, jota taas ilmakehän keskilämpötila ei merkittävästi kerro, koska ilman massa on "merkityksetön".
http://roskasaitti.wordpress.com/

Avatar
BorisW
Viestit: 1766
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja BorisW » 27.01.2014, 22:24:41

Pelkkä lämpötilan keskiarvo ei kerro mitään, sillä tropiikissa T vaihtelee sekä päivittäin, kuukausittain että vuosittainkin paljon vähemmän kuin esim. napa-alueilla, eli riippuu ihan siitä missä lämpömittarit ovat eri aikoina olleet vallitsevia.

Avatar
Ristoi
Viestit: 49
Liittynyt: 18.09.2013, 18:50:41
Viesti:

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja Ristoi » 28.01.2014, 17:31:16

Pistin sitten juttuni "uunista ulos". Korjaukset tulevat kommentteihin, jos aihetta ilmenee.
http://roskasaitti.wordpress.com/

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 18.11.2015, 10:44:29

Lämpötila ei vielä kerro ilman lämpömäärää. Ilman sisältämä kosteus merkitsee paljon ja siitä esimerkki
Kesäpäivänä ilman suhteellinen kosteus laskee 50 prosentista 40 prosenttiin. Miten ilman lämpötila muuttuu?

Ilman lämpötila muuttu myös pystysuorissa tuulissa (ilmavirtauksissa).
Kuiva ilmamassa nousee 100 metriä. Miten ilman lämpötila muuttuu?


Nämä esimerkit vain siksi, ettei lämpötiloja tarkkailemalla voi tietää lämpömäärän muutoksista kuin korkeintaan karkeasti. Siten mittarilukemien keskiarvon vähäisestä (muutaman asteen) muuttumisesta ei voi tehdä suoraa johtopäätöstä ilmaston lämpömäärän muutoksista, eli lämpenemisestä tai viilenemisestä. Tuhansien mittauspaikkojen keskiarvolämpötilan muutos ajan kuluessa, voiko se ilmaista lämpömäärän muuttumista? Uusimmat tilastomenetelmät (ARIMA mallit) pitävät vaihtelua satunnaisilmiönä eikä trendiä näy.

Lämpenemishypoteesia on tuettu merijään sulamisella Jäämerellä. (Maajäätiköihinhän pienillä lämpötilan muutoksilla ei ole merkitystä. Maajäätiköitten määrät riippuvat lumisateista.) Merijään määrään vaikuttaa tietenkin talven kylmyys lisäävänä ja merivirtojen muutokset sulattavana tapahtumana. Ilman lämpötilallan vähäisillä muutoksilla on mitätön vaikutus. Tämä johtuu tietenkin siitä, että ilma on huonosti lämpöä johtavaa materiaalia, eihän sitä muuten eläimet ja ihminen käyttäisi lämpöeristeenä. Ilman kierto on vain estettävä. Tuulilla onkin merkitystä merijään määrään. Talvella tuulien lisääntyminen kasvattaa jään määrää ja kesällä lämpiminä aikoina vähentää.

Ei siis jää oikeastaan mitään yksinkertaista vanhastaan tunnettua maantieteen ja fysiikan teoriaa tukemaan ilmaston lämpenemistä. Ainoastaan ilmastotieteilijöiden malleista löytyy selityksiä. Vielä kun ottaa huomioon, että ilmaston pysyvä lämpeneminen on vahvasti poliittinen kysymys, mallitkin näyttävät olevan laadittu poliittisiin tarkoituksiin poliitikkojen myöntämillä rahoilla. On omasta itsestä kiinni, mihin haluaa uskoa.

Tämä on jatkoa keskutelulle aiheessa Pocast maaradiossa, mutta kuuluu paremmin tänne. Viesteistäni näkyy, että olen todellinen "denialisti", en hyväksy ilmaston lämpenemistä (vaihtelun kylläkin) enkä kasvihuoneilmiöhypoteesia. Pidän ilmastonmuutosta ja kasvihuoneilmiötä politiikkana (en luonnotieteenä), jonka alkujuuret ovat 1970 luvun vaihteen tienoilla. Tiedättekö, mikä järjestö toi ensimmäisenä ilmastonlämpenemisen kansainväliseen tarkasteluun?

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 19.11.2015, 21:15:16

Vastaukset kysymyksiin
Kesäpäivän lämpötila olkoon 20C. Taulukosta
Kuva
absoluuttinen kosteusero on 1,6 g/m3. Tämä kosteus on tiivistynyt vedeksi, jolloin latenttialämpöä on siirtynyt ilmaan 1,6g/m3*2,3 kJ/g=3,7 kJ/m3. Ilman lämpökapasitetti on 1kJ/m3K, josta lämpötilan nousuksi tulee 3,7K.

Sääasemien lämpötilamittaukset osoittavat kyllä lämpötilan kohtuullisen tarkasti ja keskiarvo lienee noussut 0,85 astetta mittausaikana, mutta ilman vähäisetkin kosteuden vaihtelut vaikuttavat huomattavasti ilman sisältämään lämpöenergiaan. Ellei kosteusmääriä ole mitattu hyvin tarkasti, voi helposti väittää, ettei ilmasto ole lämmennyt ollenkaan. Jos pintailman (keskilämpötila 15C) absoluuttinen kosteus on vähentynyt 0,37 g/m3, ilman lämpöenergian määrä on pysynyt samana, vaikka lämpötila on noussut 0,86C. Lämpötilan nousu ei aina tarkoita lämpenemistä, tarkasti sanoen lämpöenergian kasvua. Jos kosteus on keskimäärin vähentynyt, myös lumisateet ovat vähentyneet ja jäätiköt huvenneet.

Jos osaa ratkaista tehtävän, ymmärtää myös edellisen kappaleen idean. Ilmastokeskusteluissa lämpöenergia ja lämpötila menevät samalla tavalla sekaisin kuin lämpöenergia ja lämpösäteily (terminen säteily).

Jos ilma kohoaa, sen potentiaalienergia kasvaa. Potentiaalienergian kasvuun tarvitaan energiaa ja se saadaan ilman noustessa ilman ulkopuolista työtä - ilman lämpöenergiasta. g*dh = -Cp*dT, josta dT = 9,8m/s2*100m/(1 kJ/kg) = -0,98 K

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 20.11.2015, 09:56:57

Tähän voi liittää kuvan Jyrki Kauppisen artikkelista Kuva
Huomaa, kuvan tekstissä puhutaan lämpötilan muutoksista ei lämpenemisestä. Mitään lämpenemistä ei ole tapahtunutkaan, lämpötila on kyllä kohonnut pilvisyyden vähentyessä. Pilvisyyden väheneminen johtuu luonnollisesti ilman kosteuden vähenemisestä, joka taas merkitsee ilman sisäisen latentin energian vähenemistä. Lämpötilan kohoaminen kuitenkin pitänee ilman energian vakiona, eikä ilmaston lämpenemistä tai jäähtymistä tapahdu, vaikka lämpötila vaihteleekin. Tämä on hyvin sopusoinnussa laskuesimerkkini kanssa. Jotta tarkempiin arvioitiin olisi mahdollisuus, pitäisi hankkia tiedot pilvisyyden ja ilman kosteuden suhteista.

Johtuuko ilman kosteuden muutokset hiilidioksidista. Jos johtuu, seurauksena on kyllä alailmakehän lämpötilan kohoaminen. Tästä ei kuitenkaan voi tehdä johtopäätöstä, että alailmakehä olisi lämmennyt, saanut lisää lämpöenergiaa. Voi olla myös päin vastoin, alailmakehän lämpömäärä on vähentynyt. Tämähän riippuu kosteuden vaihteluiden määrästä. Olisi mukava, kun J.K. kommentoisi asiaa.

Avatar
BorisW
Viestit: 1766
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja BorisW » 20.11.2015, 15:11:34

Pikaisesti ajatellen, auringon lämmittämästä merenpinnasta haihtuu vettä, joka tiivistyy pilviksi, jota taasen seuraa merenpintaan säteilevän aurinkoenergian väheneminen ja siis myös haihtumisen väheneminen - eikö olekin kaunis termostatti vaikutus? Siitähän Kauppisenkin käyrässä on kyse.

abc
Viestit: 118
Liittynyt: 13.03.2009, 12:43:01

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja abc » 20.11.2015, 15:32:04

Kauppisen paperissa on pilvidatat väärin, koska niissä todettiin systemaattisia virheitä 2000-luvun lopulla. Oikeat datat ovat täällä ja ne näyttävät täysin erilaista kulkua kuin mitä Kauppinen on käyttänyt: http://isccp.giss.nasa.gov/climanal1.html

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 20.11.2015, 16:33:34

Kuvia löytyy monen laisia. Kuka päättää, mikä kuva on juuri se oikea. Pilviä on montaa tiheyttä, mikä pannaan rajaksi. Kuviin saattaa tulla myös eroja datan tilastollisesta käsittelystä. Miten valitaan juuri oikea tilastollinnen tapa?
Tässäkin kuvassa (ISCCP:n aineistoa myös, ei Kauppisen) näkyy sama käänteinen yhteys pilvien määrän ja lämpötilan välillä, jonka Kauppinen totesi.
Kuva

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 20.11.2015, 16:50:52

BorisW kirjoitti:Pikaisesti ajatellen, auringon lämmittämästä merenpinnasta haihtuu vettä, joka tiivistyy pilviksi, jota taasen seuraa merenpintaan säteilevän aurinkoenergian väheneminen ja siis myös haihtumisen väheneminen - eikö olekin kaunis termostatti vaikutus? Siitähän Kauppisenkin käyrässä on kyse.

Taitaapa tuo termostaatti toimia niin tarkasti, että ilmakehän energia säilyy vuodesta toiseen likimain vakiona. Ilman sisältämät kosteuden vaihtelut aiheuttavat keskilämpötilaan vaihtelua. 1g/m3 keskimääräinen kosteuden vaihtelu aiheuttaa 2,3 asteen lämpötilan vaihtelun. Lisääntyminen alentaa lämpötilaa ja väheneminen nostaa. Nykyinen lämpötila-anomalia 0,85 astetta, joka seuraa, kun ilman keskimääräinen kosteus voisi olla alentunut 0,37 g/m3, jolloin ilmakehän energia olisi pysynyt vakiona.

Keskimäärin, vuodessa sataa 500000 km3/a = 122 g/m2 tunnissa. 0,37 g on tästä 0,3%. Globaalit ilmakehän kosteuden vaihtelut ovat jopa hyvin todennäköisiä.

Carbonautti
Viestit: 728
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 21.11.2015, 15:36:42

Minua on kiusannut seuraava ajatusleikki. Ensin istun tynnyrin päällä, joka on täynnä 0-asteista vettä. Sitten istun toisen tynnyrin päälle, joka on täynnä 0-asteista jäätä. Miksi en huomaa mitään eroa, vaikka toisen tynnyrin sisällä on paljon enemmän energiaa? Molemmat tynnyrit säteilevät yhtä paljon. Tämä pistää miettimään, mikä on eksaktia. Asia riippuu kai siitä, mistä näkökulmasta asiaa tarkastellaan.

Avatar
BorisW
Viestit: 1766
Liittynyt: 08.08.2007, 10:38:11
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja BorisW » 21.11.2015, 21:42:33

Onko tuo kuvitteellinen tynnyri kannellinen; jos kyllä, istut siis kannen päällä, joten kummassakin tapauksessa kannen lämpötila on sama, eli nolla astetta. Sen sijaan, jos istut kannettomalla tynnyrillä takapuoilesi kastuu kummassakin tapauksessa, vaikka jäällä istuminen ei kastele housujasi yhtä nopeasti. Itse istuisin hetken mieluummin jään päällä kuin veden.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 22.11.2015, 11:06:54

Eihän säteilyllä ole juuri mitään merkitystä carbonautin ajatuskokeessa. Lämmön siirtyminen ja kylmyyden tunne johtuu pelkästä lämmön johtumisesta. Jos tynnyri on peltiä, heti huomaa eron, onko tynnyrissä vettä tai jäätä. Puukansi on jo hyvä lämmön eristin (puu sisältää 50% ilmaa ellei ole märkää), eikä eroa huomaa.
Säteilyä tulee vain kannen pinnasta ja intensiteetti riippuu kannen lämpötilsta. Joka tapauksessa housujen persus säteilee lämpöisenä enemmän. Säteilyhäviöitten kannalta on miltei sama, vaikka kansi olisi termisesti säteilemätöntä ihmeainetta.

unbiased
Viestit: 1250
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja unbiased » 08.12.2015, 19:20:14

Kuva
Kuva
Kuvat globaaleista sademääristä ja lämpötiloista. (Vainko, etten osaa venyttää aika-akseleita kohdalleen. OpenOfficessa se onnistuu, mutta päällekkäiskuva tulisi tallettaa jollekin yleiselle palvelimelle.)
Sademäärät ovat selvästi hieman lisääntyneet, ehkä 50 mm 100 vuosisadassa. Se ei ole paljon, kun Suomessakin sataa noin 600 mm/a. Jos ilman kosteus on verrannollinen sademäärään, kuten ole olettanut, alailmakehän energia on kasvanut enemmän kuin IPCC väittää. Lämpötilan kohoaminen ja kosteuden kohoaminen molemmat nostavat ilmakehän sisäistä energiaa. Kuvista on vaikea nähdä mitään yhteistä lämpenemiselle ja sademäärille. Tuntuu kuin molemmat vaihtelisivat satunnaisella tavalla toisistaan riippumatta. Sademetsien hakkuut eivät ole ainakaan sademääriin vaikuttaneet.

Sääasemilla mitataan myös ilman kosteutta. Näistä ei liene tehty minkäänlaisia keskimääräisiä globaalisia aikakäyriä. On kovin omituista, että vain lämpötilaa seurataan. 15 C asteen kuivan ilman energia on 3/2*RT = 3/2*8,3 J/molK*288 K = 3.59 kJ/mol. Jos ilmassa on absoluuttista kosteutta 0,1 % (0,0285 g/mol = 1,3g/m3), ilman moolimassa on likipitäen sama, mutta termisen energian lisäksi on latenttia energiaa 0,0285g/mol*2,3 kJ/g = 0,066 kJ/mol ja kokonaisenergia on 3,656 kJ/mol. Kuivalla ilmalla on yhtäsuuri terminen energia, jos lämpötila on 2/3*3656/8,3 K = 293,6 K = 20,5 C. Pienelläkin määrällä kosteutta on ilmeisen suuri merkitys ilman sisältämään energiaan. Jos haluaa todistaa, että kasvihuoneilmiö lämmittää ilmakehää (=lisää ilmakehän kokonaisenerergiaa), säteilypakotelaskuissa on ilman muuta ilman kosteus otettava huomioon.
Yhdistetyn kuvassa (NOAA ym.) lämpötila on noussut 1980 lähtien puolisen astetta. Jos samana aikana ilman vesihöyryn määrä on vähentynyt 0,4%:sta (5,2 g/m3) määrään 0,39% (0,51 g/m3), ilman energia on pysynyt entisellään. (Tarkennus, kosteudella tarkoitetaan aineen sisältämän veden määrää, siis höyryn, veden tai jään määrää. Edellä olen viitannut huolimattomasti kosteudella vain kaasumaisen veden määrään. Nestemäisen veden määrällä ei ole juurikaan vaikutusta ilman lämpötilaan ja energiaan ellei olomuodon muutoksia tapahdu, johtuen siitä, että nestevettä voi olla vain prosentin osia ilmakehässä.)

Tätä en ole IPCC:n taholla havainnut tapahtuvan. Joko ei oisi huomattu, jota suuresti epäilen, tai kosteuden mukana olo murskaisi lämpenemishypoteesin perustan, jonka arvelisin vaikuttaneen kosteushavaintojen poisjättämiseen. On myös mahdollista, ettei ilman kosteutta voi globaalisti edes arvioida riittävällä takkuudella. Laskuni mukaan kosteuden vaihtelua olisi tullut havaita 0,05%:n tarkkuudella (1 asteen lämpötilan nousu).

Kyllä asia on niin, että meitä huijataan luopumaan energian käytöstä, jottei rahaa virtaa ISISille ja muille liki yhtä vaarallisille sivilisaatioille. Voisi muuten kertoa totuudenkin. Se vain on vaikeaa kuin antautumista. Länsimainen sivilisaatio on kuitenkin kadottanut sotilasmahtinsa viimeisen maailman sodan jälkeen, joten muuta keinoa ei ole, kuin yrittää keksiä uusia energialähteitä. Ydinvoima ei käy. Ydinenergia-aineita, ei edes jätteitä, ei saa joutua terroristien käsiin.

Carbonautti
Viestit: 728
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Keskilämpötilan eksaktisuus

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 20.04.2016, 14:00:35

NoTricksZonen sivulla kerrotaan, että GISSin lämpötilasivuja on parannettu. Siellä on mm. näkyvissä maapallo, jonka pinnalla mittausasemat näkyvät pisteinä. Maapalloa voi käännellä ja zoomata. Kun osoittimen vie mittauspisteen kohdalle, tulee näkyviin lämpötilakäyrä. Erilaisilla suodattimilla voi määrittää hakutuloksia.

Kun zoomasin Suomen suuremmaksi, huomasin, että Suomen alueella on vain kolme mittauspistettä. Mitä, jos näiden kolmen aseman perusteella pitäisi määritellä Suomen keskilämpötila. Pitäisikö mittaustuloksia justeerata jotenkin? Miten? Onko kellään ehdotuksia?

Vastaa Viestiin