Hiilidioksidin absorbtiokerroin eri troposfäärin kerroksissa

Hiilidioksidin absorbtiokerroin eri tropsosfäärin kerroksissa

Launauksia tutkimuksesta:

”Absorption coefficient of carbon dioxide across atmospheric troposphere layer”

https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(18)32460-5?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2405844018324605%3Fshowall%3Dtrue

Absorbtiokerroin voidaan määritellä tehokkaasti eksponentiaalisella laajakaista-mallilla:

Missä:

κ = absorbtiokerroin 

α = kaistan intensiteetti 

Δη = efektiivinen kaistanleveys

α’ ja ω’ = kaistanleveysmallin korrelaatioparametrit

Dimensioton kaistan kokonaisabsorbtio A* voidaan jakaa alueisiin 1 – 3 seuraavien suhteiden mukaan:

β ≤ 1

A* = τ0, missä 0 ≤ τ0 ≤ β

A* = 2√τ0β – β, missä β ≤ τ0 ≤ 1/β

A* = ln (τ0β) + 2 – β, missä 1/β ≤ τ0 < ∞

Missä dimensioton optinen paksuus kaistan keskellä ja päällekkäisyysparametri ovat:

Törmäysten efektiivinen painelaskenta:

Missä:

P0 = 1 atm

b ja n = paineen parametrit

Hiilidioksidin mooliosuus määritellään Daltonin lailla:

Total paine on:

Joten troposfäärin lämpöyhtälö menee seuraavasti:

Missä:

t = aika

ρa, cp ja ka = tiheys, spesifinen lämpö ja ilman terminen konduktiivisuus

——

Ja muutaman yhtälön jälkeen lopulta päädymme:

Missä: 

he ja ha ovat lämmönsiirtoa, joka haihtuu maan pinnasta ympäröivään ilmaan

Te ja Tg ovat maapallon pinnan lämpötiloja, ei välittömästä läheisyydestä maan pinnasta

ρE ja εE ovat diffuusi heijastavuus ja emissiivisyys

σ on Stefan-Boltzmannin vakio. 

Vertailulämpötila T (9900) valitaan lämpötilaksi, joka on lähes riippumaton lämpötilan siirtymisestä maan pinnalla. Yhtälön vasemmalla puolella oleva termi on lämmönjohtavuus maapallolta ilmakehään. Oikeanpuoleiset termit ovat lämmönsiirron konvektio troposfääriin ja maapallon säteilyn absorptio ja emissio.

Rajatilanne tropopaussissa on:

Missä:

ha∞ ja T ovat tropopaussin lämmönsiirtokerroin ja lämpötila

Yllä oleva tutkimus selvästi osoittaa, että hiilidioksidin absorbtio tapahtuu troposfääristä – tropopaussiin.

Hiilidioksidipitoisuuden nousu lisää absorptiokertoimen eroa tropopaussin ja maan pinnan välillä. Absorptiokertoimet 4.3 μm: n keskialueella kasvavat 0.04 m^-1 ja 0.155 m^-1. Tropopaussissa 0.11 m^-1  ja 0.44 m^-1, maan pinnalla hiilidioksidipitoisuuksille 100ppm ja 400 ppm.

HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI) Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä. Kantavia voimia mm. Albert Einstein. (𝝏fA / 𝝏xA, 𝝏fA / 𝝏yA) / (𝝏fL / 𝝏xL, 𝝏fL / 𝝏yL = ∇fA / ∇fL = paljon suurempi kuin 1 ts. antroposeeni dominoi

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu