Takaisinsäteily ei riko termodynamiikan lakeja – kasvihuoneilmiö on fysiikkaa, ei mahdottomuus

Ilmastodenialismissa sekoittuu puurot ja vellit

Suora lainaus: ”Ilmakehän takaisinsäteilyllä tapahtuva pinnan lämpötilan nousu (aka Kasvihuoneilmiö) on fysikaalisesti mahdoton ilmiö.”

-Lasse Hernesniemi

Väite on fysikaalisesti väärä. Kasvihuoneilmiö ei riko termodynamiikan lakeja, eikä ilmakehän takaisinsäteily ole mikään hypoteettinen tai tuntematon ilmiö. Se on mitattavissa oleva osa Maan energiatasetta.

Väitteessä menee sekaisin kaksi eri asiaa: 1. lämpöenergian siirtyminen ja 2. kappaleen nettolämpeneminen. Se, että viileämpi ilmakehä säteilee infrapunasäteilyä lämpimämpää maanpintaa kohti, ei tarkoita, että lämpö siirtyisi kokonaisuutena kylmästä kuumaan. Se tarkoittaa, että pinta vastaanottaa energiaa myös ilmakehästä. Samalla pinta säteilee itse energiaa ylöspäin.

Miksi takaisinsäteily lämmittää pintaa?

Fysiikan perusperiaate on yksinkertainen: kaikki absoluuttista nollapistettä (-273.15°C = 0K) lämpimämmät kappaleet säteilevät lämpösäteilyä. Ilmakehän kasvihuonekaasut, kuten vesihöyry ja hiilidioksidi, absorboivat maanpinnan lähettämää infrapunasäteilyä ja säteilevät sitä edelleen eri suuntiin, myös takaisin kohti maanpintaa. Tämä on vakiintunutta säteilyfysiikkaa.

Pinta vastaanottaa siis energiaa sekä Auringosta että ilmakehästä. Samalla se lähettää energiaa pois säteilynä. Pinnan säteilyteho voidaan yksinkertaistetussa mallissa esittää muodossa:

PNETTO = εσT4 – F↓

Missä εσT kuvaa pinnan lähettämää lämpösäteilyä ja F↓ ilmakehästä tulevaa alaspäin suuntautuvaa säteilyvuota. Auringon säteily ja muut energiansiirtotavat on jätetty tästä yksinkertaistetusta yhtälöstä pois. Kun alaspäin tuleva säteily kasvaa muiden tekijöiden pysyessä aluksi samoina, pinnan nettosäteilynä tapahtuva jäähtyminen vähenee. Pinnan lämpötila nousee, kunnes koko energiatase asettuu uuteen tasapainoon.

Mutta eikö lämpö siirry vain kuumasta kylmään? 

Tässä on ilmastodenialistisen väitteen keskeinen virhe! Termodynamiikan toinen pääsääntö ei kiellä säteilyä viileämmästä kappaleesta lämpimämpään. Se kieltää sen, että lämpö siirtyisi itsestään kokonaisuutena kylmemmästä lämpimämpään ilman muita muutoksia.

  • Lämmin maanpinta säteilee energiaa ilmakehään.
  • Viileämpi ilmakehä säteilee energiaa myös maanpintaan.
  • Näiden säteilyvirtojen erotus määrää säteilyyn liittyvän nettovaikutuksen.

 

Kokonaislämmönsiirto voi siis edelleen suuntautua lämpimämmästä kylmempään, vaikka säteilyä kulkee molempiin suuntiin. Sama periaate pätee esimerkiksi silloin, kun kaksi eri lämpöistä kappaletta vaihtaa lämpösäteilyä keskenään.

Kasvihuoneilmiö ei ole pelkkää takaisinsäteilyä

On hyvä erottaa kaksi väitettä:

1. Luonnollinen kasvihuoneilmiö: ilmakehän kasvihuonekaasut absorboivat ja emittoivat infrapunasäteilyä, minkä vuoksi Maan pinta on lämpimämpi kuin se olisi ilman tätä vaikutusta.

2. Ihmisen voimistama kasvihuoneilmiö: kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kasvu muuttaa Maan säteilytasapainoa. Aluksi avaruuteen poistuu vähemmän energiaa kuin järjestelmään tulee, joten ilmastojärjestelmä lämpenee, kunnes energiatase muuttuu jälleen tasapainoisemmaksi.

Tämä ei tarkoita, että jokainen lisäys takaisinsäteilyssä nostaisi pintalämpötilaa aina saman verran. Ilmastoon vaikuttavat myös esimerkiksi vesihöyry, pilvet, konvektio ja pinnan ominaisuudet. Perusmekanismi on kuitenkin fysikaalisesti täysin mahdollinen ja havaintojen tukema.

HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

El. vanh. tut. avaruustut.

***
Ajalla ei ole partikkelia (toistaiseksi) valolla on.

Uuden Suomen blogipalvelussa bloggaajat julkaisevat tekstinsä itse ja niissä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajien omia.

Ilmoita asiaton sisältö

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu