Puheenvuoro-blogit
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.
Uuden Suomen blogipalvelussa bloggaajat julkaisevat tekstinsä itse ja niissä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajien omia.
On se Suomen kieli ihmeellistä?
Fysiikan mukaan kaikki kappaleet säteilevät sähkömagneettista säteilyä.
Mikä on lämpösäteily?
”electromagnetic radiation consisting of photons, such as radio waves, microwaves, infrared, visible light, ultraviolet, x-rays, and gamma radiation (γ)”
Ilmoita asiaton viesti
On se fysiikan sanasto ihmeellistä, kun käsitteet menevät sekaisin.
Lainaamasi määritelmä kuvaa sähkömagneettista säteilyä yleisesti, ei lämpösäteilyä yksinomaan. Radioaallot, mikroaallot, infrapunasäteily, näkyvä valo, ultraviolettisäteily, röntgensäteily ja gammasäteily ovat kaikki sähkömagneettista säteilyä. Mutta tästä ei seuraa, että kaikki sähkömagneettinen säteily olisi lämpösäteilyä.
Lämpösäteilyllä tarkoitetaan tässä yhteydessä aineen lämpötilaan liittyvää sähkömagneettista säteilyä, jota kappaleet emittoivat lämpöliikkeensä seurauksena. Maanpinta säteilee pääasiassa infrapuna-alueella, samoin ilmakehä.
Ja sitten se olennainen asia: lämpösäteilyä lähtee sekä lämpimämmästä maanpinnasta viileämpään ilmakehään että viileämmästä ilmakehästä lämpimämpään maanpintaan. Tämä ei riko termodynamiikan toista pääsääntöä, sillä ratkaisevaa on nettolämmönsiirron suunta, ei se, kulkeeko säteilyä vain yhteen suuntaan.
Jos väität kasvihuoneilmiötä fysikaalisesti mahdottomaksi, sinun pitäisi osoittaa, mikä säteilyfysiikan tai termodynamiikan laki sen estää. Pelkkä yleisen sähkömagneettisen säteilyn määritelmän lainaaminen ei sitä osoita.
Kysymys ei siis ole siitä, säteilevätkö kappaleet, vaan siitä, miten säteilyvirrat ja koko Maan energiatase toimivat. Siihen fysiikka antaa vastauksen ilman, että termodynamiikan lakeja tarvitsee rikkoa.
Ilmoita asiaton viesti
Ehkä tämä illuusio siitä, että ’lämpö siirtyy ainoastaan kuumemmasta kylmempään’, aiheutuu lämmönjohtumisen ilmiöstä?
Tällöin jää lämmönsiirron osalta niin konvektio kuin lämpösäteilykin huomiotta.
Ilmoita asiaton viesti
https://unifyphysics.com/second-law-of-thermodynamics/
Ilmoita asiaton viesti
”Kun alaspäin tuleva säteily kasvaa muiden tekijöiden pysyessä aluksi samoina, pinnan nettosäteilynä tapahtuva jäähtyminen vähenee. Pinnan lämpötila nousee, kunnes koko energiatase asettuu uuteen tasapainoon.”
Ei hitto mitä sekoilua. Ei ole lämpösäteilyä olemassakaan. Säteily on aaltoliikettä ja se ei pidä sisällään lämpöä.
Lainatussa kappaleessa on valtava ristiriita termodynaamisesti eli virheellinen väittämä. Jäähtyminen vähenee, mutta pinnan lämpötila ei nouse, vaan laskee hitaammin. Takaisinsäteily on aina pienempi kuin pinnansäteily. Se on yksinkertainen fakta.
Ilmoita asiaton viesti
Höpö höpö. Väite, ettei lämpösäteilyä ole olemassa, koska säteily on aaltoliikettä eikä sisällä lämpöä, perustuu fysiikan käsitteiden sekoittamiseen.
Sähkömagneettinen säteily kuljettaa energiaa fotonien välityksellä. Fotonit eivät sisällä mitään erillistä ”lämpöainetta”, eikä niiden tarvitsekaan. Kun aine absorboi fotoneja, niiden energia siirtyy aineeseen ja voi kasvattaa sen sisäenergiaa ja lämpötilaa. Tämä on kokeellisesti todennettava fysikaalinen ilmiö.
Lämpösäteily ei tarkoita säteilyä, jonka sisällä olisi jotakin erillistä lämpöä. Se tarkoittaa aineen lämpötilan vuoksi emittoimaa sähkömagneettista säteilyä. Säteilyn energia on fotoneissa, ja sen absorboituminen voi lämmittää ainetta.
Myös ilmakehän emittoima alaspäin suuntautuva infrapunasäteily siirtää energiaa maanpintaan, kun pinta absorboi sitä. Se vähentää pinnan nettosäteilyhäviötä verrattuna tilanteeseen, jossa alaspäin tulevaa säteilyä ei olisi. Jos pinnan koko energiatasetase muuttuu tämän seurauksena positiiviseksi, pinta lämpenee.
Se, ettei säteily sisällä erillistä lämpöainetta, ei siis tarkoita, ettei säteily voisi kuljettaa energiaa ja lämmittää ainetta. Fotonien energia ja sen siirtyminen aineeseen ovat juuri se fysikaalinen mekanismi, jonka kieltäminen tekee väitteestä virheellisen.
Ilmoita asiaton viesti