Jotkut ihan vakavissaan väittävät, että kasvihuoneilmiössä tapahtuu ”fotonikatoa”?

Sarjassamme kummallisia väitteitä?

Luin tässä äskettäin erästä puheenvuoroa, jossa annettiin sellainen vaikutelma, että auringosta maahan absorboituneet ja maasta ilmakehään emittoituneet ja ilmakehästä takaisin maahan absorboituneet ja siitä takaisin avaruuteen emittoituneet fotonit olisivat loppuneet kesken, joka perustuisi LBL – laskentaan. Eli käytännössä siinä lasketaan rivi – riviltä useissa kerroksissa olevaa ilmakehän läpäisykykyä kullekin kasvihuonekaasulle, jotka ovat fotonivirralle spektroskooppisesti aktiivisia tietyillä aallonpituuksilla (esim. aaltolukuina).

Tässä on kyllä täytynyt tapahtua perustavaa laatua oleva kömmähdys tai sitten tämä ks. henkilö  joka on antanut sellaisen vaikutelman tai väitteen, että fotoneja olisi ikäänkuin kadonnut johonkin, on löytänyt aivan uuden fysikaalisen ilmiön nimeltään ”fotonikato”. 

Nimittäin niin kauan kuin auringosta riittää energiaa (SW-radiation) tuottaa niitä fotoneja tänne maahan, niin kauan niitä myös poistuu maasta takaisin avaruuteen (LW-radiation), josta yksi osa jää lämmittämään maata ja ilmastoa. Tämän jälkeen toinen osa fotoneista jatkaa matkaansa avaruuden tyhjiön läpi, kunnes ne ovat vuorovaikutuksessa muiden objektien kanssa, tai ne absorboituvat muihin aineisiin. Auringosta tuleva ja maasta poistuva fotonivirta on jatkuvaa virtausta ja niillä ei ole kykyä yllättäen kadota johonkin tuntemattomaan ”mustaan aukkoon” luovuttaen kaiken energiansa. Muussa tapauksesa maasta muodostuisi vähitellen jääpallo.

Kasvihuonekaasujen absorptiospektrit

Hyvin monista spektrikaavioista ja anlyyseistä voi todeta kasvihuonekaasujen absorboiman energiamäärän eri aallonpituuksilla, aina ultravioletti-säteilystä keskellä näkyvään valoon ja siitä infrapunasäteilyyn. Jokaiselle kaasulle on annettuna oma absorptiokäyränsä, joka vaihtelee välillä 0 – 1 jokaiselle aallonpituudelle. Esimerkiksi, jos katsomme hapen ja otsonin kuvaajia, niistä voidaan todeta, että absorptio on erittäin korkea ultraviolettialueella, mutta olennaisesti nolla näkyvällä ja infrapuna-alueella, lukuun ottamatta eristettyjä huippuja.

Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että nämä kaasut absorboivat olennaisesti kaiken säteilyn ultraviolettialueella, mutta ovat läpinäkyviä näkyvässä ja enimmäkseen läpinäkyviä spektrin infrapunaosissa. Nämä kaasut ovat siten vastuussa maan päällä olevien biologisten järjestelmien suojaamisesta tappavalta ultraviolettisäteilyltä, jonka aallonpituus on alle 0.3 μm.

Muilla kaasuilla on paljon erilaisemmat absorptio-ominaisuudet. Esimerkiksi metaanilla (CH₄) on pari hyvin pientä aallonpituusaluetta, joissa se absorboi voimakkaasti ja niitä esiintyy noin 3.5 ja 8μm:ssä, jotka ovat infrapuna-alueella. Dityppioksidi N₂O jonka huiput ovat noin 5 ja 8μm, absorboituu melko kapeilla aallonpituusalueilla.

Hiilidioksidilla (CO₂) on monimutkaisempi absorptiospektri, jossa on eristettyjä huippuja noin 2.6 ja 4:ssä μm:ssä ja infrapunasäteilyn olake tai täydellinen esto yli noin 13μm:ssä. Tästä voidaan todeta, että hiilidioksidi on erittäin voimakas infrapunasäteilyn absorboija. Vesihöyryn käyrä osoittaa jopa hiilidioksidia monimutkaisemman absorptiospektrin, jossa on lukuisia leveitä huippuja infrapuna-alueella, mutta  0.8 -10 μm:ssä.

Kaikkien ilmakehän kaasujen kokonaisspektri osoittaa ”ikkunan” välillä 0.3-0.8μm (näkyvä ikkuna), joka sallii auringonsäteilyn (ilman tappavaa UV-komponenttia) päästä maan pinnalle. Maan pinnan lähettämä infrapunasäteily on maksimissaan lähellä 10μm. Ilmakehän kokonaiskäyrä (voi katsoa lukuisista esityksistä) osoittaa, että kapea ikkuna (happipiikkiä lukuun ottamatta) on lähellä 10 μm:n. aallonpituuksien alueella.

Näitä spketrijakaumia voi käytännössä tarkastella vaikkapa täältä:

https://www.e-education.psu.edu/meteo3/l2_p7.html