Todiste havaintoihin perustuvasta ihmistoiminnan aiheuttamasta numeerisesta muutosnopeudesta – Keeling käyrät

Johdatusta havaintoihin

  • Ilmakehästä tehdyt suorat (ja epäsuorat mittaukset): kasvihuonekaasut, lämpötila, merenpinnan nousu ja happi.

 

Lähde: 2° Institute

https://www.climatelevels.org/?pid=2degreesinstitute&theme=grid-light#

Looginen perustelu näille muutosnopeuksille on se, ettei niitä voida selittää vain luonnollisina muutoksina.  Johtopäätös on, että ihmisen aiheuttama kasvukehitys on suurempi, kuin luonnon korjaava dynamiikka.

df (x)I /dxI = ihmisen aiheuttama kasvukehitys

df (x)L /dxL = luonnon korjaava dynamiikka

Stefan-Boltzmannin laki ja ilmastonmuutosfysiikkaa pähkinän kuoressa

Stefan – Boltzmannin laki on johdettu integroimalla Planck-funktio kaikilla aallonpituuksilla ja yhden pallonpuoliskon avaruuskulman 2π steradiaanilla, mistä suora analogia valon spektriin.

  • Valon sptektri

Maapallon keskimääräinen pintalämpötila on ≈ 15°C, joka säteilee infrapunakaistalla, jonka aallonpituus on pidempi kuin näkyvän valon aallonpituus. Ja kuten tiedetään, aurinko säteilee keskellä näkyvää kaistaa.

 

Ilmakehä on suurelta osin läpinäkyvä näkyvällä kaistalla olevalle säteilylle. Mutta ei täysin läpäise infrapunakaistalla olevaa säteilyä. Oletetaan, että maapallon ilmakehä absorboi ja varastoi osan, sanotaan vaikkapa (b) tästä energiasta. Silloin maapallo säteilee:

(1 – b) Pe + Pa = Ps

Missä:

Pe on maasta emittoituva säteilyteho, Pa ilmakehästä emittoituva säteilyteho ja Ps auringosta saapuva säteilyteho.

Jos (1 – b) < 1, tämä tarkoittaisi, että säteilyn teho mikä säteilee Maan pinnasta olisi suurempi kuin jos b olisi 0. Koska säteilevä teho on verrannollinen sen lämpötilan neljänteen potenssiin, tämä puolestaan ​​tarkoittaa, että maapallon lämpötilan tulisi olla korkeampi kuin se muuten olisi, jos osa sen muutoin avaruuteen säteilemästä energiasta ei jäisi ensin ilmakehään loukkuun.

Kun ilmakehä absorboi lämpöenergiaa, se ei voi vain varastoida sitä, vaan sen täytyy myös säteillä energiaa, muuten tulisi tukalat paikat. Jos koko ilmakehää pidetään isotroppisena (suunnasta riippumattomana), se säteilee voimalla:

Pa = 4πR2 kTa4.

Ilmakehä siis lähettää säteilyä kahteen suuntaan, sekä ulos avaruuteen että takaisin maahan koko maapallon yli.

 

Jotta maapallo olisi tasapainossa tulevan auringon säteilyn kanssa, Maan avaruuteen ja ilmakehästä avaruuteen lähtevien emissioiden summan on oltava yhtä suuri kuin auringosta tuleva teho:

Eli:

(1 – b) Pe + Pa = Ps

Tämä murto-osa (b) on Maasta lähtevästä säteilystä:

bPe = 2Pa

Käyttämällä tätä relaatiota Pa :lle edellisestä lausekkeesta saadaan:

(1 – b/2) Pe = Ps

  • Hiilidioksidin säteilypakotekaava on edelleen validi

Pitkälle kehitetyt tietokonemallit, jotka laskevat säteilyn siirtymisen useiden ilmakehän kerrosten läpi, ovat hyvin sopusoinnussa havaintojen kanssa ja tuottavat seuraavan yhteyden hiilidioksidin ja säteilypakotteen välillä:

(ΔP) = 5.35 (±0.5) ln (C/C0) Wm-2

Nykyinen ilmastotiede perustuu tälle perustavaa laatua olevalle yhtälölle ja minusta olisi asiallista esittää lyhyesti, miksi se näin on.

Silloin kun nobelisti Svante Arrhenius yli 100 vuotta sitten kokeissaan ennusti hiilidioksidin kaksinkertaistumisen (300ppm:stä 600ppm:ään) vaikutuksista, se osoitti tehollista arvoa 3.36  – 4.05 Wm-2.  Miten tätä arviota voidaan verrata nykyisiin olosuhteisiin, kun se muutetaan pintalämpötila-muutoksiksi?

Nykyinen säteilypakote ≈ 3.7Wm-2. Maapallon tasapainotilanteessa oleva säteilyteho on luokkaa ≈ 240Wm-2, ja kun pintalämpötila on noussut runsaat ≈ 1°C, voimme olla kohtuullisen varmoja, että tämä arvio pitää paikkansa:

x1Wm-2 = (255°K + 1°C)4 x σ =  243.5Wm-2

x2Wm-2 = 255°K4 x σ = 239.7Wm-2

243.5Wm-2 – 239.7Wm-2 = 3.8Wm-2

Eli lähes sama kuin 5.35 ln 2 ≈ 3.7Wm-2

  • Veden (vesihöyryn) ja hiilidioksidin vaikutus lämpötilaan

Voimme laskea hiilidioksidin fluidin tiheyden F konsentraationa nykyisessä ilmakehässä 414ppm, soveltaen kaavaa:

F = ΔF = 5.35 ln 414ppm = 32.24Wm-2.

Todellinen maapallon keskilämpötila on tuo ≈15°C, joka vastaa pintalämpötilaa Ts = 288.15°K, jolloin ΔΤ = [0.31] x ΔF ja siksi ΔT = 0.31 x 32.24 ≈ 10°C. Vesihöyry lisää vielä tehoa n. 75Wm-2, jolloin kokonais ΔF = 107.24Wm-2. Pintalämpötilan nousu ΔT = 0.31 x 107.24 ≈ 33°C.

Eli hiilidioksidi ja vesihöyry (ym. kasvihuonekaasut) yhdessä nostavat maapallon pintalämpötilaa ≈ 33°C. Kasvihuonekaasut, -mukaanlukien hiilidioksidi ja vesihöyry pitävät siis pintalämpötilan ≈ 33°C lämpimämpänä, kuin se muuten olisi.

Tämä oli ensimmäinen kohta, jossa tuli numeerisesti todistettua, että ihmistoiminnan aiheuttama kasvukehitys on suurempi, kuin luonnon korjaava dynamiikka.

Viite: ”Ilmakehästä tehdyt suorat kasvihuonekaasumittaukset (Keeling käyrät)”

https://puheenvuoro.uusisuomi.fi/hannusinivirta/ihmiskunnan-aiheuttama-kasvukehitys-vs-luonnon-dynamiikka-vuodelta-2014-alkuperaisesta-puhtaaksi-kirjoitettuna/

+1
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu