Muutamia oikaisuja harhaisiin käsityksiin CO2:n ja H2O:n energian vaikutuksista ylemmissä ilmakehän kerroksissa
Oikaisuja
Anekdoottina on yleensä liioiteltu, pelkistetty tai karrikoitu näiden kahden kaasun (CO2 ja H2O) vaikutusta, tuijottamalla vain niiden IR -absorbtiokaistoja.
Toteamus joka ei suurempia perusteluja kaipaa.
Ylemmissä ilmakehän kerroksissa kuten stratosfäärissä (n. 20 – 45km) on enää äärimmäisen vähän vesihöyrymolekyylejä (erittäin kuivaa). Säähavaintopalloilla saatujen mittausten perusteella, siellä on vain n. 4 – 10 ppm.
Mesosfäärissä, joka on stratosfäärin yläpuolella (n. 45 – 85km) on myös hyvin vähän vesihöyryä, maapallon korkeimmat pilvet ovat tällä korkeudella. Huomattavaa on, että täydessä polaarisessa kesän auringonpaisteessa lämpötila saavuttaa usein jopa 110K ja yhden mittauksen ollessa jopa 90K. Tämä on selvästi kylmin luonnollinen lämpötila maapallolla tai sen lähellä. Eli tärkeimmät erot ovat, että ilmakehän tiheys on paljon pienempi. Mesosfäärissä on enemmän otsonia kuin alemmilla tasoilla. Stratosfäärin ja mesosfäärin tuulet arvioidaan yleensä lämpötilasta.
Vaikka CO2 on suhteellisen vähäinen ilmakehän ainesosa, se on hyvin sekoittunut troposfääristä ylempään mesosfääriin, jossa pitoisuudet ovat täysin eri luokkaa, joka tutkimusten mukaan on ollut n. 340ppm vuonna 2015.
Jos vesihöyrypitoisuus stratosfäärissä on maksimi n. 10 mg/kg (10ppm), mutta CO2 -pitoisuus luokkaa n. 340 mg/kg (340ppm). Onko H2O:n (vesihöyryn) IR -absorbtion tehollisella (integroidulla) arvolla kovinkaan suurta merkitystä näissä korkeuksissa, mistä lämpö alkaa jo hyvää vauhtia karkaamaan avaruuteen.
Pitoisuudet voi tarkistaa asianmukaisista lähteistä.
E = mc2
Kun kasvihuoneilmiö yltää näin korkealle, niin mitäs kasveja siellä stratosfäärissä ja mesosfrääfissä kannattaisi kasvattaa? (sarkasmia).
Ihan perstuntumalta luulisi että kasvihuoneilmiön hyödyllisyys toteutuu ihan eri korkeudella.
Muistin virkistämiseksi, kuinka kylmää nyt olikaan esim. 10 km korkeudella?
Ilmoita asiaton viesti
Viimeisin lause on ehdottomasti oikein. En vain tiedä, mitä virkaa sillä on tässä blogissa.
Tiedän, että en saa vastauksia kysymyksiini, koska ei niitä saa kukaan muukaan, paitsi yleistä viisastelua. Kysynpä silti.
Kuinka paljon CO2.n aiheuttamasta kokonaisabsorptiosta nykypitoisuudella prosentuaalisesti on aiheutunut korkeuksissa 1 km, 11 km ja 50 km. Jos blogisti ei pysty kertomaan prosenttilukuja, niin hän ei tiedä asiaa.
Ilmoita asiaton viesti
Hyödynnä Einsteinin kaavaa. Siinä on energia, massa ja valon nopeuden neliö. Jos tulosta ei synny, et ymmärrä kaavan todellista merkitystä. Tämä ei sitten ollut viisastelua, vaan se oli matemaattinen pyyntö.
Ilmoita asiaton viesti
Yleensä tuo kaava ymmärretään väärin. Hiukkaset eivät muutu energiaksi, vaan niiden keskinäinen sidosenergia.
Ilmoita asiaton viesti
Kyllä näin on..
Ilmoita asiaton viesti
Maan pinnan emittoiman fotonin todennäköisyys päästä avaruuteen on vähäinen, säteilyikkunan kapeudesta johtuen. Niinpä todennäköisyys, että se kohtaa khk-molekyylin on suuri, ja näillä aallonpitoisuuksilla absroptiota ja emissiota tapahtuu ilmakehässä monta kertaa ennenkuin fotoni löytää raon josta pujahtaa avaruuteen.
Joten mitähän Ollila tässä oikein kyselee?
Ilmoita asiaton viesti
Kyllä, näin se periaatteessa tapahtuu.
Ilmoita asiaton viesti
Tässä taas todistit omassa epistolassasi, omin sanoin, että asia on sinulle varsin hämärä ja tuntematon!
:facepalm:
Ilmoita asiaton viesti
Niemelälle. Vai niin. Kun ei sinulle aukene Maxwellin yhtälöt, niin miten sitten tämän blogin yhteydessä Einsteinin energia? Joten jätä tuo CO2:n ja H2O:n IR-absortiokaistojen liika tuijottaminen ja opettele käyttäytymään niinkuin aikuiset.
Perusasiaa
Fotonin energia saa CO2 -molekyylin värähtelemään. Jonkin ajan kuluttua molekyyli luovuttaa tämän ylimääräisen energian lähettämällä toisen IR- fotonin. Kun emittoitunut fotoni on poistanut ylimääräisen energian, CO2 -molekyyli lakkaa värähtelemästä.
Molekyylit ovat jatkuvasti liikkeessä, törmäten muihin kaasumolekyyleihin, siirtäen energiaa molekyylistä toiseen törmäysten aikana.
Monimutkaisemmassa, todellisessa prosessissa CO2 -molekyyli törmäisi todennäköisesti useisiin muihin kaasumolekyyleihin ennen kuin se lähettäisi uudelleen IR-fotonin.
CO2 -molekyyli saattaa siirtää absorboidusta fotonista saamansa energian toiseen molekyyliin, mikä lisää nopeutta kyseisen molekyylin liikkeessä. Koska kaasun lämpötila on mitta kaasussa olevien molekyylien nopeudesta, molekyylin nopeampi liike, joka lopulta johtuu IR-fotonista, jonka CO2 -molekyyli absorboi, nostaa kaasujen lämpötilaa ilmakehässä.
Joten miten se Einsteinin kaava menikään (kineettinen energia)?
Antaa palaa..
Ilmoita asiaton viesti
Ahaa, Härkösen mielestä kasvihuoneilmiössä on kuitenkin se lasikatto (sarkasmia). Eli kasvihuoneilmiö ratkeaa vasta ilmakehän ylärajalla.
Eiköhän asia ole niin että ne tärkeät tehot ovat siellä aika lähellä maanpintaa ja äkkiä tulee tosi kylmä kun lähdetään ylöspäin.
Jo ensimmäisen maailmansodan lentäjät kärsivät paleltumista vaikkeivät lentäneet kuin muutaman sadan metrin korkeudessa.
Ilmoita asiaton viesti
Härköselle. Kysymys on hyvin yksiselitteisesti muotoiltu. En puhu mitään yksittäisestä fotonista ja en edes siitä, paljonko maanpinnan säteilemästä infrapunasäteilystä menee ilmakehän läpi, niin että siitä ei absorboidu lainkaan energiaa ilmakehään eli mikä on niiden fotonien osuus, jotka eivät törmää kasvihuonekaasumolekyyleihin sillä tavalla, että tapahtuu fotonin absorboituminen.
Avainsana on CO2. Siitä kannattaa aloittaa, niin ehkä kysymys vähittellen aukeaa. Jos aukeaa.
Ilmoita asiaton viesti
Jos viestintä epäonnistuu, syy ei välttämättä ole vastaanottajassa.
Mutta absorptiokerroin riippuu taajuudesta, joten jos tarkoitat maapallon lähettämää mustan kappaleen säteilyä ja kaasupatjaa jossa on tietty pitoisuus hiilidioksidia, voitaan tästä laskea korkeus vs % -kuvaaja. Sen olet ilmeisesti tehnyt kun olet jotain tällaista aiemminkin esitellyt. Mutta se on edelleen arvoitus, mitä tällä tiedolla on merkitystä.
Ilmoita asiaton viesti
Nyt härkönen on täysin väärässä, ellei sironnut fotoni ole mielestäsi ”eri” fotoni, kuin siroamaton!
Tai se voi ollakkin, muttei ole luovuttanut energiaa sille sirottaneelle aineelle.
Se, ettei fotoni kohtaa yhtään molekyyliä matkalla avaruuteen, on aika moinen sattuma, joka kyllä tapahtuu jokseenkin harvoin suhteessa fotonien määrään, mutta sitä tapahtuu koko ajan, koska fotonivuo telluksen pinnasta on mielettömän suuri, lämpötilan funktiona!
Jos fotonin energia, toisin sanoen, säteilyn aallonpituus on väärä kasvihuonekaasun absorbtiotaajuuteen, tapahtuu sirontaa (elastinen sironta) korkeintaan.
Jolloin fotoni poistuu kaasukehästämme femto-sekunneissa avaruuteen ja myös sen sisältämä energia.
Telluksen lämpötilojen normaalijakauassa +40 – -40C suurin osa fotoneista on väärällä energiatasolla esimerkiksi CO2 molekyylin absorbtion suhteen, muttei kuitenkaan veden tai otsonin absorbtion suhteen. Otsoni on keskellä telluksen säteilyn tehomaksimia +37C lämpötilassa. Mutta yli 90% säteilytehosta sattuu otsonin absorbtio maksimiin lämpötilavälillä [-10C] – [+ 50C] lämpötilavälillä.
Tässä kannattaa muistaa, missä otsonia yleensä esiintyy saastuneimpia alueita lukuunottamatta.
CO2 on absorboinut vakiokonsentraatiossaan (~420ppm) muutaman metrin matkalla kaiken sen säteilytehon, mitä se ylipäätään voi absorboida, vedelle jää sitten loput, joten CO2 absorboimat termiset fotoni tai siis aallonpituudet, jotka ovat peräisin telluksen pinnasta ovat absorboituneet alle kilometrin korkeudessa täydellisesti!
Asian käsittääkseen, kannattaa hämmästellä sitä termisen säteilyn spektriä ja vertailla sitä absorbtiospektreihin….
Ilmoita asiaton viesti
Niemelälle. Pysyttele sinä vaan niissä käytännön asioissa (jätä teoriat ja analyysit niitä osaaville). Ja kun perus-sivistyksestä on kyse, Härkönen kirjoitetaan isolla kirjaimella.
Ilmoita asiaton viesti
Viesti meni perille amatöörille, se riittää.
Ilmoita asiaton viesti
Huomautan että mitään omiani tässä en ole esittänyt, vain mitä olen alan kirjallisuudesta lukenut. Kuten sinullekin olen suositellut.
Kun vertaat termisen säteilyn spektrejä absorptiospektreihin, jää CO2:n osalta kaksi olennaisesti asiaan vaikuttavaa ilmiötä huomiotta, mitkä tapahtuvat pitoisuuden kasvaessa. Ensinnäkin CO2:n absorptiokaista levenee (kuva). Toisekseen, se että yläilmakehässä on enemmän CO2:ta, lisää siellä tapahtuvan absorption todennäköisyyttä. Kun ollaan yläilmakehässä, valtaosa fotoneista on ilmakehän eikä maanpinnan emittoimaa
https://www.realclimate.org/images/CO2Abs4x.jpg
Ilmoita asiaton viesti
Juuri näin..
https://puheenvuoro.uusisuomi.fi/hannusinivirta/yleison-pyynnosta-kuinka-vesi-h2o-absorboi-ir-sateilya/
Ilmoita asiaton viesti
https://ibb.co/drPNCGy
Tuosta voit hämmästellä kuinka mitätön edes teoreettinen absorbtion lisääntyminen CO2 pitoisuuden nelinkertaistumisella lopultakin olisi….
Puhumattakaan siitä, että 400ppm -> 1600ppm on aika pirun pitkä matka, mikä ei ihmisen tekemänä onnistu kuin kasvihuoneessa!
Vesihöyry taas absorboi koko termisen säteilyn alueella aina jotakin!
Kuvassa näkyvällä 4,3µm CO2 spektripiikillä ei ole mitään vaikutusta, koska käytännössä mikään ei säteile em. aallonpituudella, ei tellus, eikä aurinko.
Lisäksi kaikki mikä on pidempiaaltoista säteilyä kuin 15µm on jo veden absorbtion piirissä, joten 15µm pidempi aaltoisen säteily absorbtiolla ei ole mitään merkitystä, absorboi sen sitten vesi tai CO2.
Jos katsotaan tilannetta vaikkapa helsingin kohdilta, niin TPW arvo on nyt ~10kg/m^2 ja lämpötila lienen siellä +10C kohdilla ja CO2 pitoisuus siellä ~430ppm lukemissa. Vastaavasti keskellä antarktista lienen TPW pyörii siellä 0,2kg/m^2 arvossa lämpötila luuhatessa siellä ~ -65C lukemissa CO2 pitoisuuden ollessa likipitäen sama kuin helsingin.
Tropiikissa päiväntasaajalla TPW pyörii aivan omissa luokissaan (~65kg/m^2).
https://en.wikipedia.org/wiki/Precipitable_water
Kumman veikkaat vaikuttavan lämpötilaan enemmän veden, vaiko hiilidioksidin?
Ilmoita asiaton viesti
Veikkauksia voi toki tehdä. Mutta koska ilmakehässä olevan veden (vesihöyryn) massa siellä stratosfäärissä ja mesosfäärissä (mistä energia on viime kädessä vapautumassa sinne avaruuteen) on lähes nolla, niin mihin ne IR -fotonit siellä absorboituu.
Ilmoita asiaton viesti
Tämä on tämän agendan pakkomielteinen väittämä, että energian on absorboiduttava väkisin yläilmakehässä. Päinvastoin siellä säteily pystyy helposti menemään suoraan avaruuteen.
Ilmoita asiaton viesti
Niin, kyllä kasvihuoneilmiön kokonaisvoimakkuudessa veden rooli on suurempi. Mutta vesi kiertää nopeasti, haihtunut molekyyli sataa alas keskimäärin viikossa. Ja muistaakseni on ollut jo puhetta siitä, mikä vaikuttaa vesihöyryn määrään ilmakehässä.
Ilmoita asiaton viesti
Vedenkierrolla ei ole mitään merkitystä absorbtioon. Tämäkin väite teoriassa on aivan käsittämätön. Sen sijaan satava vesi tuo mukanaan energiaa maahan, joka puuttuu ilmakehän energia budjetista.
Ilmoita asiaton viesti
Kuten keskinenkin kysyi, mitä merkitystä vesimolekyylin kiertonopeudella on?
Kysymys on siitä, kuinka paljon sitä vettä telluksen kaasukehässä on kullakin sekunnilla, eikä siitä, kuinka nopeasti se sataa taivaalta alas ja koska seuraava vesimolekyyli on haihtunut, sillä vesihöyry molekyylit eivät eroa absorbtioltaan, kuten me ihmiset omaamme erilaisia nimiä.
Jos viittaat CO2 vaikutukseen ilmakehän vesihöyrypitoisuudessa, niin pieleen menee, sillä antarktiksessa on käytännössä sama CO2 pitoisuus, kuin täällä, mutta täysin erilainen vesihöyryn määrä.
Ilmoita asiaton viesti
Vesihöyryn määrä ilmakehässä on pitkäkestoisten kasvihuonekaasujen palauteilmiö. Mitä enemmän näitä muita kaasuja on, sitä enemmän on myös vesihöyryä. Maalaisjärkikin sen sanoo.
Tämän kanssa ei mitenkään ole ristiriidassa se, että vesihöyryn määrä on pienempi mantereilla, mukaanlukien etelämanner. CO2 on sekoittunut ilmakehään tasaisesti, vesihöyry ei ole.
Ilmoita asiaton viesti
Tämä edellyttäisi, että vesi haihtuu vain CO2 emittoimalla aallonpituudella. Mistä saat tukea tälle väitteelle?
Ilmoita asiaton viesti
Ihan vihjeenä, CO2 ja vesi ole sekoittuneet täysin tasaisesti telluksella…
TPW arvo ei myöskään ole mitenkään itsestään selvyys, sillä havaji on taatusti tarpeeksi ison vesialueen ympäröimä ja silti TPW arvo on pienempi, kuin helsingissä, vaikka lämpötila on jotain aivan muuta.
Kaiken lisäksi ne eivät korreloi toistensa kanssa…
Mitäpä siihen tuumaat?
Ilmoita asiaton viesti
Ja vähän aikaisemmin luennoit että tropiikissa TWP on korkea.
Ilmoita asiaton viesti
Kyllä, päiväntasaajalla pääsääntönä TPW on korkealla tasolla, mutta yllättävän kapealla vyöhykkeellä.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Pasaatituulten_kohtaamisvy%C3%B6hyke
Havaji ei suoraan ole tropiikkia ainakaan minun mielestäni, vaikka se rajalla onkin….
Ilmoita asiaton viesti
Ollilalle. Tuo prosentuaalinen jakauma (absorbtio) ilmakehän korkeuden funktiona on erittäin epämääräinen, johtuen fotonien kulmanopeuden muutoksista (vaikka se on suhteellisen vähäinen), siitä syntyy riittävä kaaos. Joten on järkevämpää tarkastella fotonien kineettistä energiaa, esimerkiksi hyödyntämällä Einsteinin energiayhtälöä.
10 mg/kg (10ppm) vs. 340 mg/kg (340ppm).
Ilmoita asiaton viesti
Kai ne moolimassatkin jotain vaikuttaa noihin grammojen muuttamiseen ppm:ksi kaasufaaseissa. Eli sinun luvuilla vesihöyryä 21 ppm ja hiilidioksidia n. 210 ppm. Mitä pienempi moolimassa, sitä suurempi kaasumolekyylien määrä samalla massaosuudella samoissa olosuhteissa.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Ppm
Ilmoita asiaton viesti
On se kyllä äärimmäisen hauskaa, ettei vieläkään käsitetä vesihöyryn palauteilmiötä oikein..:)))
Ilmoita asiaton viesti