Ilmaston lämpenemisen tieteelliset perusteet – kasvihuoneilmiö

Alkusanat

Olen huomannut, että Puheenvuorossa on julkaistu viime aikoina erään paljon kirjoittelevan fyysikon ilmastonmuutosaiheisia juttuja, jotka ovat hänen omia käsityksiään ilmastonmuutoksesta eivätkä suinkaan IPCC:n tieteen mukaisia tai julkaistu jossain tieteellisessä lehdessä. Testaan, että jatkuuko toimituksen linja, että ilmastonmuutoksesta voi kirjoittaa muutakin kuin IPCC:n näkemyksiä. Jutussani esitetään aina myös IPCC:n näkemys asiasta, joten lukija voi tehdä vertailua kahden eri tuloksen välillä.

Johdanto

Olen kerännyt tähän kirjoitukseeni tärkeimmät tieteelliset perusteet kasvihuoneilmiöstä IPCC:n mukaan ja miten toisinajattelijat ne esittävät. Toisinajattelijoiden tutkimukset ovat sattuneesta syystä pääosin omia tutkimuksiani, koska tunnen ne parhaiten. Käyn asiat kohta kohdalta läpi ja esitän viitteet tieteellisiin julkaisuihin ja joihinkin blogikirjoituksiini, joista lukija voi halutessaan saada tarkempaa tietoa. Sen vuoksi käytän tilaa teoreettisiin tarkasteluihin hyvin niukalti, mutta kuvien ja numeroarvojen kanssa en säästele.

  1. Kasvihuoneilmiö

IPCC:n mukaan ilmastonmuutos johtuu lähes kokonaan kasvihuoneilmiön voimistumisesta, joka johtuu ihmisen toimenpiteistä eli lähinnä hiilidioksidin määrän kasvusta ilmakehässä. Kasvihuoneilmiö näkyy havainnollisesti maapallon energiataseesta, kuva 1.

Kuva 1. Maapallon energiatase

Kuvan 1 mukainen energiatase on oma esitykseni. Sen numeeriset arvot ovat virherajojen sisällä samat kuin IPCC:n energiataseessa AR6:ssa. Merkittävin ero on, että kuvassa 1 on esitetty, mistä koostuu ilmakehästä maahan tuleva infrapunasäteily, kun IPCC:n esityksissä sitä ei ole näkyvissä.

Kasvihuoneilmiön todellisuus tulee ilmi mm. siten, että maapallo säteilee 395 W/m2 ilmakehään, vaikka maapallo saa auringosta nettoenergiaa vain 240 W/m2. Eikä siinä kaikki: pinta pystyy haihduttamaan vettä höyryksi 91 W/m2 ja siirtämään kuumaa ilmaa ylöspäin 24 W/m2. Tämä tarkoittaa, että maapallon pinnan energiataseen määrä on peräti 510 W/m2. Pinnalle tulee suoraa auringonsäteilyä 165 W/m2 ja ilmakehästä infrapunasäteilyä 345 W/m2 eli yhteensä 510 W/m2.

Kasvihuoneilmiön suuruus on siis oman päättelyni mukaan 510 – 240 = 270 W/m2.

IPCC:n määritelmän mukaan kasvihuoneilmiön suuruus on pinnan säteilemän määrän ja avaruuteen menevän säteilymäärän erotus eli 395 – 240 = 155 W/m2. Tämä erotus johtuu siitä, että ilmakehässä olevat kasvihuonekaasut, aerosolit ja pilvet absorboivat maanpinnan emittoimaa säteilyä, jota ilmakehä puolestaan säteilee kaikkiin suuntiin (aivan oikein). Tämä säteilymäärien erotus myös aiheuttaa IPCC:n mukaan maapallon pinnan lämpötilan nousun n. 33 asteella, mutta IPCC ei pysty kuvaamaan, miten se tapahtuu, koska IPCC:n kuvauksessa ei ole enää kuvausta siitä kuten oli raportissa AR5, että ilmakehästä tulisi infrapunasäteilyä maanpinnalle. Tämä AR5:n kuvaus muutettiin, koska sen mukaan maanpinnalle tuli säteilyä vain tuo 155 Wm-2, vaikka mittaustenkin mukaan sitä tulee noin 345 Wm-2. Arvelen, että yhtenä syynä oli, että olin tuonut tämän fysikaalisen mahdottomuuden esiin omassa tutkimuksessani vuonna 2020.

Koska IPCC:n mukaan kasvihuoneilmiön suuruus on vain 155 W/m2, niin IPCC:n mukaan maapallon pinnan haihduttama vesimäärä saisi energiansa jostain muusta lähteestä kuin kasvihuoneilmiöstä eli se tulisi auringosta. Tämä on kuitenkin mahdotonta, koska auringon energia tarvittaisiin selittämään pinnan säteilemä energiamäärä 395, joka olisi 240 + 155 = 395 W/m2.

Vesihöyry on kasvihuoneilmiön tärkein tekijä, koska se absorboi eniten infrapunasäteilyä ja vesihöyry ilmakehässä aikaansaa pilvet, joka on myös oleellinen tekijä kasvihuoneilmiössä. Samoin kuuman ilman kumpuaminen on oleellinen maapallon ilmaston ominaisuus, koska se selittää pasaatituulet. IPCC ei siis pysty selittämään, miten maapallo pystyy haihduttamaan vuosittain vettä noin 1 metrin kerroksen eikä se pysty selittämään pasaatituulten energialähdettä.

Todellisuudessa sekä auringon maanpinnalle tuleva määrä 165 W/m2 ja ilmakehästä tuleva säteilymäärä 345 W/m2 jakaantuvat kutakuinkin tasaisesti maanpinnalta lähtevien energiavirtojen kesken, jotka ovat mahdollisia vain näiden kahden sisään tulevan energiavirran ansiosta.  Auringonsäteily aivan varmasti haihduttaa vettä meristä ja kuumentunut maanpinta siirtää kuumaa ilmaa ylöspäin pinnalta. Samalla tavalla ilmakehästä tuleva infrapunasäteily antaa energiaa maanpinnan lämpenemiseen, koska muuten energiatase ei toteudu.

Energia ei katoa eikä sitä synny tyhjästä. Kasvihuoneilmiön ydin on siinä, että peräti 270 W/m2 (vertaa auringon nettoenergia 240 W/m2) energiaa kiertää maanpinnan ja ilmakehän välillä. Se on jäänyt loukkuun tai ansaan maanpinnan ja avaruuden väliin. Siihen on kaksi tieteellistä selitystä. Avaruuteen ei voi mennä enemmän energiaa kuin maapallo sitä saa eli sen 240 W/m2. Avaruuteen eli tyhjiöön voi siirtyä energiaa vain säteilemällä. Tästä seuraa sellainen erikoisuus, että veden latenttienergia, joka vapautuu vesihöyryn tiivistyessä nesteeksi ilmakehässä, ei voi siirtyä avaruuteen, vaan se voi vain lämmittää ilmakehän molekyylejä, jotka puolestaan Planckin lain mukaan säteilevät energiansa joka suuntaan ja se energiamäärä palaa takaisin maanpinnalle, koska avaruuteen voi mennä vain sieltä tuleva määrä.

Lopputuloksena kasvihuoneilmiön suuruus: IPCC 155…159 W/m2, Ollila 270 W/m2.

Viitteet:

1a. Ollila, tieteellinen artikkeli kasvihuoneilmiön määrittelystä: https://doi.org/10.9734/psij/2019/v23i230149

1b. Blogikirjoitus ja syvällinen analyysi kasvihuoneilmiöiden määrittelyistä englanniksi: https://www.climatexam.com/single-post/the-six-definitions-of-the-greenhouse-effect

aveollila
Porvoo

TkT, dosentti emeritus (Aalto-yliopisto)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu