Bland klimatrealisterna finns en grupp som förnekar växthuseffektens betydelse för jordens temperatur. Jag tvekar att kalla det för en ”radikal” fraktion, ty i en politiserad värld kan det leda till missförstånd. Det handlar om diagram över energiflödena i atmosfären, som inkludera återstrålning från atmosfären mot jordytan. De ”radikala” hävdar att det enlig termodynamiken är omöjligt att den svalare atmosfären värmer den varmare jordytan.
Fysiker har stor respekt för termodynamiken, så med detta svärdshugg tycker man sig komma förbi den snåriga debatten om klimatkänslighet och förstärkningsfaktorer. Det är detta som är innebörden av ”radikal” i detta sammanhang. I ett tidigare inlägg citerade jag en IPCC-figur som anger ”återstrålning”. Det är om detta som diskussionen har pågått. Alla medier har termisk utstrålning, även i närvaro av ett varmare medium, så därför finns ingen principiell invändning mot de röda pilarna i figuren. Det som termodynamiken sätter en gräns för är att nettotransporten alltid går från det varmare till det kallare mediet. För att något tydligare illustrera detta citerar jag denna figur från Handbook of Optics (OSA &McGrawHill, NY 1976) med strålningen genom atmosfären, både uppåt och nedåt. På y-axeln ges strålningseffekten (radiansen) som funktion av våglängden, vilket är något knepigare än den transmissionskurva, med dimensionslösa %, på y-axeln, som fanns i det tidigare inlägget. 
Den översta heldragna kurvan är svartkroppsstrålningen för -1 oC (272 K), vilket är ett lämpligt medelvärde för det atmosfärsskikt som strålar. Nästa heldragna kurva är intensitetsfördelningen hos den utåtgående värmestrålningen. I detta fall är värdena beräknade för en kall och torr atmosfär som nämnts (”Midlatitude winter model”). Vi noterar att denna utåtgående strålning nära nog ansluter till svartkroppskurvan i intervallet 8-13 µm. Det dubbla absorptionbandet vid 9-10 µm är ett undantag, och vi vet från den tidigare figuren att det beror på absorption av vattenånga (H2O) och koldioxid (CO2). Figuren bekräftar alltså att i atmosfäriska fönstret 8-13 µm kan jorden stråla ut nära nog som en svart kropp genom en torr och kall atmosfär. Det ser alltså inte ut så här ovanför tropikerna. Om det blir mera vattenånga och/eller koldioxid, så reduceras denna utstrålning. Detta är kärnan i den atmosfäriska växthuseffekten, som har föga att göra med hur vanliga växthus förbättrar klimatet.
Till slut betraktar vi den streckade kurvan. Den är beräknad instrålning från atmosfären mot jordytan – dvs den omdiskuterade återstrålningen. Man ser direkt att den streckade kurvan har ett våglängdsberoende som är motsatt den streckade. Detta är i överensstämmelse med en fundamental princip. Om atmosfären inte kan absorbera i 8-13 intervallet, då kan den inte heller utsända strålning i detta intervall. Det motsatta gäller också, dvs i intervallet 14-17 µm, där atmosfären är starkt absorberande, där kan den stråla ut. En svart kropp har maximal emittans därför att den absorberar all inkommande strålning.
En termodynamisk fundamentalist skulle kunna oroas av att i 14-17 intervallet, där strålar den kalla atmosfären mer mot jorden, än vad den varmare jordytan strålar ut genom atmosfären. Återigen är det den totala effekttransporten som styrs av termodynamiken. I ett enstaka våglängdsintervall bryts inte någon princip. Om vi istället betraktar ytorna under respektive kurva (dvs integralerna), motsvarar de den totala strålningstransporten. Det syns med ögonmått att den totala utstrålningen är större än den totala instrålningen.
Strängt taget är det inte nödvändigt att utstrålningen är större än instrålningen. I den totala effekttransporten ingår också bidrag från ledning, konvektion och förångning/kondensation. I tropikerna är detta av stor betydelse, samtidigt som utstrålningen är kraftigt reducerad – där räcker det inte att räkna enbart med strålningen.
För att sammanfatta:
1. ”Växthuseffekten finns”.
2. Instrålning från kall atmosfär mot en varmare jordyta strider inte mot termodynamiken.
3. Figuren ovan visar vid vilka våglängder och i vilken utsträckning atmosfären kan behandlas som en svart kropp.
Utmärkt klargörande, CG.
I huvudsak bra, men jag skakar bara på huvudet när Ribbing kallar även folk så radikala att de förnekar existensen av en växthuseffekt för ”klimatrealister”. Vari ligger det realistiska?
Luftmolekyler med högre hastighet rör sig alltid mot områden med lägre molekylrörelser, vilket innebär kallare områden. Rörelserna är alltså konvektion. Strålningen måste väl anses vara spontan och kan alltså stråla i alla riktningar, men om uppvärmning sker kommer utjämning genom konvektion att oundvikligt skapa strömning mot kallare områden. Detta är termodynamikens oundviklighet.
Björn, enstaka luftmolekylers rörelse mot kallare områden är diffusion inte konvektion, och det är en mycket ineffektiv process för att transportera värme i gaser. Värmeledningsförmågan är så liten att det är en faktor som man med gott samvete kan ignorera. Konvektion är något annat där större luftpaket börjar röra sig.
http://climaterealists.com/index.php?id=4390
Det er et interessant spørgsmål Norm Kalmanovitch stiller
325 PPMv + 10 % = 357,5 PPMv modsvarer CO2 indholdet i atmosfæren omkring 1995-98 hvor temperaturen var højest…. der har været en kølende trend lige siden.
Utmärkt, CG
S.E Hendriksen. #5
Läste artikeln. Intressant artikel. Intressant också att den är från 2009!
Skulle vara intressant att få svar på hans fråga från personer som kan området. Han är mycket explicit!
@S.E. Hendrikesn: Om min tittar på grafen ovan, så visar den att svaret är ungefär hälften. Radiansen har gått ner från ca. 50 till ca. 25 i det våglängdsområdet.
I sammanhanget är följande färska inlägg i Physics Today högst relevanta. Döm själv.
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i7/p12_s1
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i7/p12_s2
De ska vara fritt läsbara, synes det
Ny slogan?
”För en genomtänkt klimatpolitik” heter det nu.
”För en genomtänkt energi- och klimatpolitik” passar bättre tycker jag.
Båda ämnena berör ju varandra i högsta grad samtidigt som kden klimatpolitik som nu förs i högsta grad berör energipriserna i negativ riktning.
Borde ju gagna vår (och allas) sak.
Eller: ”För en genomtänkt klimat och energipolitik”
Vore bra om gemene man blev upplyst hur dessa båda inriktningar är sammanbundna.
Thomas #2
De är ”realister” genom att de kommer till den realistiska slutsatsen att antropogen koldioxid har försumbar inverkan på klimatet.
Däremot är vi överens om att deras argument för denna slutsats är ogiltigt.
Ribbing, det realistiska att göra för den som inte är klimatexpert är att lyssna på dem som är det. Inte att knåpa ihop sina egna leksaksmodeller som man tror bevisar att världens alla forskare har fel. Du är inte mer realistisk än de är, bara lite mer sofistikerad i dina fel.
Thomas, ”surt, sa räven om vindruvorna”
Thomas #13
”..världens alla forskare” – det är konsensusmyten i kvadrat! Det finns som sagt > 900 granskade ”realistiska” publikationer och de blir fler ….
Jag har inte ”knåpat ihop” några egna modeller, däremot har jag läst och lyssnat och kommit fram till att AGW-hypotesen inte är trovärdig.
Thomas: En jämförelse.
Alla (från 6 års ålder) vet att 1+1=3.
Men…om jag får betalt för att säga att 1+1=3 stämmer så hade jag hävdat det var sanningen.
Om jag sagt att 1+1=2 och därmed förlorat min ekonomiska trygghet, blivit kallad både det ena och det andra och dessutom förlorat alla ekonomiska anslag…ja…då hade jag sagt att 1+1 är tre.
Pedagogisk beskrivning av klimatdebatten…tycker jag.
Förmodar du inte håller med…
Fel av mig!!!
Första meningen ska naturligtvis vara 1+1=2!
Räknade fel på miniräknaren 🙂
Peter Stilbs #9
Den första artikeln (den från 2009) kunde jag ta till mig som allmänbildad ingenjör. Den du hänvisade till kunde jag förstå rent ordmässigt men inte vad man skall dra för slutsatser i relation till den första artikeln.
Ribbing, hur många av de där 900 publikationerna är orealistiska tom enligt ditt sätt att se på saken? Hur många motsäger egentligen inte AGW? Hur många är publicerade i slasktidskrifter som E&E? Hur mycket blir kvar av dina ”realister” när du sållat bort de värsta tokigheterna? Den där listan baseras ju på att man plockar ihop precis allt som med lite god vilja kan tolkas som kritiskt mot AGW, strunt i seriositeten.
Ingvar #18 – jag förstår inte – båda länkarna ovan i #9 går till juli 2011 ?
Den ena säger att effekter av vattenånga motverkar dem av CO2 och Pierrehumbert menar annat i den andra ?
Peter!
Mittåt.
Jag menade den artikel som S.E. Hendriksen #5 lade upp. Sedan läste jag bara den första länken du gav eftersom den andra länken såg exakt likadan ut. Fast den pekade på en annan text 🙂
Thomas #19
>Den där listan baseras ju på att man plockar ihop precis allt som med lite god vilja kan tolkas som kritiskt mot AGW, strunt i seriositeten.
Visst är det fint med sådana där påståenden rakt i luften där du vill att vi skall ta det du säger för sant utan vidare
Ingvar, du har själv gjort en kompetent bedömning av hur seriös den där listan är, eller tar du dess trovärdighet rakt från luften?
Thomas, Jag studerade listan för något halvår sedan. Jag har en uppfattning men jag tänker inte försöka påverka andra medelst substanslösa påståenden. Och om även om listan skulle innehålla 30% skräp så återstår 70%. Och listan växer, den är nu över 1000.
Sen har vi Global Warming Petition Project
http://www.petitionproject.org/
31,487 American scientists have signed this petition,
including 9,029 with PhDs
Om jag förstår dig rätt så avfärdar du allt det här som skräp eller ljug eller köpt av oljelobbyn?
I så fall är Science och Nature också slasktidskrifter eftersom de skrämts till tystnad av Hansen & co som enligt Climate Gate tvingat dem att följa den påbjudna AGW-doktrinen. De är inte objektiva.
Mark Lynas är kritisk mot IPCC i Nature ang. Greenpeace.
http://hockeyschtick.blogspot.com/2011/07/nature-editorial-hits-ipcc-hard-its.html
Inge #25, nu blir jag nyfiken. Får vi se bevisen för att Science&Nature skrämts till tystnad, för hur Hansen kom in i ClimateGate och vilka de där ”&co” är för några? För det kan väl inte vara så att du klämmer ur dig personangrepp och konspirationsteorier utan belägg?
Ingvar, när det gäller IPCC brukar det hävdas från ert håll att det inte spelar någon roll hur många som var med, så varför skall det då spela någon roll hur många artiklar en politiker lyckats få för sig strider mot AGW? 9000 med PhD må låta mycket, men ytterst få av dem har någon kompetens inom klimatforskningen, och jag hittade en siffra på att bara i USA doktorerar 18,000 personer om året.
Gaser som absorberar värmestrålning emitterar också värmestrålning. Men det är inte det som ger växthuseffekten. Växthuseffekten är nettoskillnaden mellan absorberande sida och emitterande sida av växthusgasen. I växthusgasen blockeras värmetransporten pga strålning. Bästa liknelsen är moln. Det är precis det grafen visar. En verksam växthusgas ger kraftig återstrålning och därmed blockerad transport av NETTO energi genom gasen pga värmestrålning i dess absorberande /emitterande spectrum. I randområdet absorberar och emitterar gasen mot omliggande kroppar eller tom rymd.
Grafen och liknande grafer från andra klimatzoner visar också vilken höjd som växthusgaserna tunnas ut så att de återigen börjar släppa fram värmestrålning i sitt absorberande/emitterande spektra.
För vattenånga är det från någon eller några tusen meters höjd och högre. För CO2 är det tropopausen, och för O3 är det stratosfären.
Och för moln är det molnets topp.
Medelnivån på utgående värmebalans är inte jordytan utan en medelhöjd i atmosfären. Mitten av atmosfären 500 mbr är ett ganska rimligt överslag. Den höjden har en medeltemperatur om ca 30 grader kallare än jordytan. Precis den medeltemperatur som jorden skulle haft utan atmosfär.
Vid den emitterande höjden i troposfären värms inte atmosfären av IR från underliggande atmosfär eller jordyta, utan av konvektion och latent energi. Det beroende på att värmestrålningen från lägre höjder är i stort sett blockerad i det aktiva spektrumet. Värmestrålning utanför det absorberande spektrumet passerar direkt ut.
Det atmosfäriska fönstret ökar sin storlek med höjden för att gasen dels tunnas ut och dels minskar den viktigaste växthusgasen H20.
I Troposfären sjunker temperaturen med höjden varför utstrålningen från växthusgaserna eller molnen minskar med nivån på effektiv utstrålningshöjd enlig T^4 SB lag.
När moln bildas minskar också utstrålningen i hela spektrat som förklarar molnens kraftiga växthuseffekt.
Atmosfären värms till störst delen via konvektion inte via värmestrålning från jordytan. Atmosfärens återstrålning blockerar nettotransport till atmosfären. Det visar alla analyser.
CO2 och de andra växthusgaserna har därför ingen större betydelse för uppvärmning av atmosfären bara kylningen av den.
CO2 signaturen i utgående emissionspektrat syns inte förrän vattenångan avlägsnats vid tropopausens temperaturer om ca -55C. Det visar att CO2 emitterande kapacitet helt göms bakom vattenångans mer potenta kapacitet.
Mer CO2 höjer därför den effektiva höjden för utstrålningen till ännu högre höjder, ända in i stratosfören där temperaturen stiger med höjden.
Det innebär att utstrålande energi från CO2 sker vid varmare nivåer och det innebär att mer CO2 ökar därmed jordens värmeförluster.
Diskussionen pågår hur mycket CO2 emissionspektrats vidd ökar med mer CO2 och på så sätt minskar det atmosfäriska fönstret eller inte.
Den effekten skuggas till stor del av moln och vattenånga och skall dessutom balanseras av molnfri CO2 utstrålning ovanför troposfären. Nettot av denna effekt menar jag är mycket svagt negativ.
En av Jokrarna i växthusgasteorin är Ozon. Ozon skapas av UV strålning i stratosfären och är också en effektiv växthusgas. Mer ozon innebär varmare stratosfär. Stratosfären temperatur stiger med höjden är för att där finns ingen konvektion. Det blir ett inversionslock för troposfären. Det kan också bestämma höjden för tropopausen och därmed indirekt molnbildningen genom att troposfären får en mer eller mindre instabil temperaturgradient. Och ja UV strålningen varierar i takt med solens cykler. Mycket kraftigt. Top down effect från denna länk:
http://www.350resources.org.uk/wp-content/uploads/2010/09/sunjoinsclimateclub.jpg
Min ståndpunkt i korthet:
Atmosfären värms i huvudsak av konvektion och latent värme, inte av LW från jordytan. Växthusgasernas absorberande kapacitet blir därmed ointressant.
Växthuseffekten är en strålningsbalans mot rymden där moln måste vara med i kalkylen då planeten täcks till ca 59% av moln.
Resultatet av ökad CO2 halt blir därmed svagt kylande.
Den effektiva höjden för utgående energi i värmebalansen bestäms av molnbildningen.
Molnbildningen bestäms till stor del av atmosfärens skiktning som bestäms delvis av temperaturavkylning i höjden men också av uppvärmning vid markytan Och givetvis också av andra faktorer som kosmisk strålning, markanvändning, aerosoler, sot, partiklar, vulkanutbrott, mm mm.
@Stickan: Växthuseffekten hos CO2 bygger på att den, inom vissa våglängdsintervall, sprider inkommande strålning isotropt. Dvs. inte i det att den själv som gas absorberar strålning och blir varm. Jag kan heller inte följa ditt resonemang om att ökad halt CO2 skulle kyla jorden, utveckla det gärna lite mer detaljerat.
Nisse #29 – jag förstår inte vad Du menar. CO2 kan mycket väl förlora ”strålningsenergi” (dvs den har blivit ”varm”) via kollisioner (så att framförallt syre och kväve istället blir ”uppvärmda”)
I genomsnitt ”glöder” den med omgivningens temperatur – i de våglängdsområden som är IR-aktiva, och är i genomsnitt vibrationsexciterad enligt Boltzmannfördelningen.
@Peter Stilbs: Visst kan CO2 bli uppvärmd som gas, och kommer då att stråla ut värmeenergi som allt annat som är varmt. Men det är inte denna effekt som ligger bakom den smalbandiga absorptionen hos CO2-molekylen, vilket bl.a. H. Sjögren har kommenterat ett flertal gånger (även om han sedan drar fel slutsatser av detta faktum.)
Thomas!
>Ingvar, när det gäller IPCC brukar det hävdas från ert håll att det inte spelar någon roll hur många som var med, så varför skall det då spela någon roll hur många artiklar en politiker lyckats få för sig strider mot AGW?
Det är en sjuhelvetes skillnad på hur många som är i konsensus och hur många som är kritiska. Kommer du ihåg Einsteins utsaga?
Utmärkt artikel, tack C-G!
Thomas #4,
Jag har märkt att terminologin varierar. Jag skulle ha använt konvektion på samma sätt som du men enligt följande Wikipediaartikel så ingår diffusion i konvektion och det du talar om kallas advektion:
http://en.wikipedia.org/wiki/Convection
Ingvar #32, och tänk jag som trodde det viktiga var om de som var kritiska har rätt, inte hur många de är…
Stickan #28, det börjar bra, men sen kommer vi till en passage som visar att du missförstått ett nyckelkoncept:
Mer CO2 höjer därför den effektiva höjden för utstrålningen till ännu högre höjder, ända in i stratosfören där temperaturen stiger med höjden.
Att vi har konvektiv energitransport i troposfären beror på att denna är så ogenomskinlig för IR att energin inte kan transporteras bort i tillräcklig grad som strålning. När vi når tropopausen är atmosfären så genomskinlig att det inte längre gäller utan strålningen kan transporteras ut direkt i rymden.
Vad som händer med mer CO2 är att tropopausen flyttar uppåt när den effektiva höjden där strålningen kan stråla rätt ut i rymden stiger. Temperaturen vid denna nivå måste vara konstant för att behålla jorden i energibalans, och eftersom vi har konvektion under denna nivå så stiger temperaturen då vid markytan ca 0,7 grader för varje 100 meter som tropopausen flyttar uppåt.
Fundere på hur en atmosfär helt utan växthusgaser skulle se ut och tänk dig sen att lägga till lite av dem så förstår du kanske hur det hela går till. För att vara den här bloggen har du läst på en hel del.
Stratosfären temperatur stiger med höjden är för att där finns ingen konvektion.
Att stratosfären blir varmare beror på att den absorberar UV-strålning från solen och värms av detta. Bristen på konvektion är en följd av temperaturinversionen, inte orsaken till den.
Bra bild som visar var atmosfären faktiskt kyls. Och värms.
http://campaign.arm.gov/rhubc/images/cooling_rates.gif
Mer CO2 flyttar placeringen på CO2 ”hotspoten” vid 200 mb uppåt där det är varmare. De lärde tvistar om hur bred den blir med mer CO2.
Som noteras är den kylande effekten bredare ovanför än under CO2 ”hotspot”. Dvs kylningen är i bredare spektrum än blockeringen pga skuggningen av H2O
Lurt är att bilden är klippt vid 100 mb.
CO2 fortsätter att kyla högt upp i atmosfären.
Som synes kyls inte atmosfären nämnvärt under H20 maximum nivån. Där är strålningen blockerad av växthusgaserna
H20 kylmaximum är där H20 tunnas ut och värmestrålningen lyckas slinka ut till rymden mellan H20 molekylerna.
Thomas!
>Ingvar #32, och tänk jag som trodde det viktiga var om de som var kritiska har rätt, inte hur många de är…
Just de 🙂
Thomas #28
”Vad som händer med mer CO2 är att tropopausen flyttar uppåt när den effektiva höjden där strålningen kan stråla rätt ut i rymden stiger. Temperaturen vid denna nivå måste vara konstant för att behålla jorden i energibalans, och eftersom vi har konvektion under denna nivå så stiger temperaturen då vid markytan ca 0,7 grader för varje 100 meter som tropopausen flyttar uppåt.”
Jaså? Har du inte blandat ihop orsak och verkan nu? Som jag ser det: Sjunker höjden på tropopausen sjunker temperaturen då vid markytan med ca 0,7 grader för varje 100 meter som tropopausen flyttar nedåt.
”Fundera på hur en atmosfär helt utan växthusgaser skulle se ut och tänk dig sen att lägga till lite av dem så förstår du kanske hur det hela går till.”
Det har jag gjort. Har du?
Resultatet skulle bli en mycket varm atmosfär med konstant inversion eftersom den då endast kyls vid markytan. Kall luft ligger kvar medan varm luft stiger. Resultatet skulle bli att atmosfären i genomsnitt skulle bli varmare än idag. Medeltemperaturen för atmosfärshavet skulle bli närmare maximala temperaturen på jordytan. Under inversionslagret i ett mycket tunt skikt runt skulle temperaturen på jordytan följa markens temperatur beroende på solinstrålningen och ytans beskaffenhet.
Räknar du bort växthusgasen H2O minskar konvektionen än mer pga kondenserande ånga försvinner varför konvektionsskiktet skulle bli än tunnare.
Om du räknar på detta är det precis de förutsättningar som skulle kunna generera en istid på höga latituder. Brist på växthusgasen vattenånga och global inversion skulle minska energi transporten till höga latituder. Alla borrkärnor visar också att klimatet under dessa glacialtider är torrt med mycket damm.
CO2? Ja glacialerna börjar alltid när CO2 halten är hög och varar 10.000 tals år med stadigt sjunkande CO2 halt. När klimatet blir varmare igen ökar CO2 halten. Vill man använda CO2 som orsak skulle man kunna misstänka att det finns två triggerpunker. En med Hög halt CO2 ger istid och en låg halt tar oss ur istiden. 🙂
Nu tror jag inte att CO2 har någon större betydelse utan att det är molnbildningen som styr klimatet.
@Stickan: Jag hänger fortfarande inte riktigt med i din modell, men din och Thomas kausalitet är riktad åt samma håll: Höjden på tropopausen styr temperaturen.
Och menar du i det andra stycket att en atmosfär utan växthusgaser endast kan kylas via direktkontakt med marken? Dina gaser förlorar alltså inte energi via strålning då de har en temperatur över 0K?
Precis nisse
En atmosfär utan växthusgaser absorberar ej heller emitterar värmestrålning. Den värms eller kyls bara med direktkontakt med markytan.
Det går bra att värma en fluid i botten av en behållare men du kan inte kyla hela behållaren från botten utan omrörning=konvektion.
Behållaren=atmosfären får efter en tid den maximala temperatur som du värmer botten i behållaren med. En mycket liten del i botten följer den temperatur du värmer med.
Precis så skulle en växthusfri atmosfär fungera.
Stickan #38,
Sjunker höjden på tropopausen sjunker temperaturen då vid markytan med ca 0,7 grader för varje 100 meter som tropopausen flyttar nedåt.
Helt riktigt, men tropopausen sjunker om du *sänker* CO2-halten, dvs det är då det blir kallare. Det jag säger är inget kontroversiellt, du kan hitta exakt samma beskrivning hos t ex Lindzen.
Jag hade i mitt tankeexperiment tänkt mig en situation där jordytan belyses konstant utan trassliga dygnsvariationer. Då får, i en atmosfär utan växthusgaser, marken mycket lägre temperatur, närmare bestämt svarkroppstemperaturen. Eftersom atmosfären inte kan stråla ut mot rymden så får den också denna temperatur rätt igenom. Atmosfären blir inte varmare utan jorden och lägre delen av atmosfären blir kallare. Givet diskussionen ovan kan man beskriva det som att man flyttar ned tropopausen till marknivån när strålningen redan där kan försvinna rätt ut i rymden.
På en roterande jord blir det mer komplicerat. Du har rätt i att konvektion gör att atmosfären på högre höjd värms upp till markens maxtemperatur, (en motsvarighet till hur havsdjupen kyls ned av jordens kallaste områden) men det är fortfarande så att marken i genomsnitt blir 33 grader kallare utan en växthuseffekt.
Det är dygnsvariationerna som driver vädret och därmed klimatet.
Marken får svartkroppstemperatur med någon fördröjning vilket på eftm i öken områden blir väldigt varm och i hemisfärerna med vinter väldigt kallt. Men det är jordytan. Vi mäter temperaturen i atmosfären. Inte på jordytan.
Och ja tropopausen hamnar då vid markytan men temperaturen i atmosfären bestäms inte av den genomsnittliga markytetemperarturen utan av den högsta mest extrema markytetemperaturen. Just för att det inte går att att få kall luft att stig upp i atmosfären. Konvektionen försvinner vid avkylning. Global inversion uppstår. Man brukar skojsamt prata om medelmåtternas tyranni men i AGW världen är det tyvärr så att medeltemperaturernas tyranni förstör mycket.
Thomas ## 35 & 41 och Stickan no1 #28 m fl
Jag följer er diskussion med stort intresse, och inser att det finns än ännu radikalare version av växthuseffekt, som Stickan presenterat: Att CO2 kyler.
I detta läge vill jag påminna om att i en hypotetisk atmosfär utan växthusgaser, så finns det p g a gravitationen en adiabatisk avkylning. Det uppstår därför en vertikal temperaturgradient på flera grader/km (6 eller 9 ?, just nu minns jag inte). Det finns de som vill förklara nästa allt med detta även i vår verkliga atmosfär.
Förekomsten av inversion och isens frysning trots att luften > 0 oC, visar dock att strålningen har betydelse.
Ribbing, det finns ingen adiabatiskt temperaturgradient utan växthusgaser i atmosfären! En sådan kan bara uppstå om du har uppvärmning i botten och avkylning i toppen. En atmosfär utan växthusgaser blir isoterm (i alla fall om vi förutsätter att energitillflödet är konstant).
Stickan no1#
Två triggpunkter istid(negativfas)från istid(positiv fas),Solens två faser.
Solens fasomkoppling i feb i år?
ALI.K.
Stickan no1#
Solens fasläge ,bör man mäta och se utanför vårt solsystem.
ALI.K.
Thomas #44,
Eftersom det alltid kommer att finnas luftrörelser i en sådan atmosfär gissar jag att den potentiella temperaturen kommer att utjämnas och att vi får en adiabatisk profil.
Om vi inte har en jämn potentiell temperatur kommer varje luftrörelse att leda till advektiv värmeöverföring som strävar efter att utjämna den potentiella temperaturen. Endast när den potentiella temperatur är likformig kan det ske luftrörelser utan att det blir någon advektiv värmeöverföring.
Luftrörelserna orsakas av den ändrade temperaturen mellan natt och dag vid jordytan som ger naturlig konvektion på dagen samt av månens gravitation.
ALI.K. # 46
Det är vad jag kallar, för resa det!
En kopp kaffe i Stavsnäs?
En Lindeman.
Solen omkopplings tid,220 000 år hela svängnings förloppet.
Den händelse vintras med solen påstods äga rum var 200 000 år.
Påhitt?.
ALI.K.
Man har nog redan skickat en satellit långt ut, som ska för att göra långdistansmätningar mot Jorden.
ALI.K.
Per Green#
Räknar du från Brahehus till Stavnäs med fika då,lite kort sträcka
kanske.
ALI.K.
Pehr #47, vi diskuterade det där förut och jag trodde faktiskt att du ändrat dig, men tydligen inte.
Numerologi och Fysik,det är det hoppar i kring med,där hänger inte
många med.
Bra definitioner tycker jag det är.
ALI.K.
Ribbing
Adiabatisk värmning och kylning gäller fortfarande när luftmassor rör sig i vertikalplan. men inversion blockerar de vertikala luftrörelserna.
Med tiden kommer då temperaturen att utjämnas pga vanlig hederlig värmeledning på molekylnivå med resultat att det blir en isoterm atmosfär
Thomas #52,
Uppenbarligen har du inte förstått att jag inte har ändrat mig och vi kan naturligtvis inte båda ha rätt.
Vi är väl i alla fall överens om att värmeledning inte kan utjämna temperaturen i atmosfären så att den blir isoterm. Detta skulle ju förutsätta att atmosfären skulle hålla sig absolut stilla i storleksordningen tusen år med den låga värde värmeledningstalet som luften har.
Solens upp- och nedgång rör om även i en atmosfär utan växthusgaser!
Thomas #44
Inte behövs det någon växthusgas för att skapa den adiabatiska temperaturprofilen. Den uppstår pga gravitationen.
Uppvärming nerifrån ges av solens absorption i jordytan.
och Stickan #54
Jag är mycket tveksam till att värmeledningen i atmosfären skulle kunna ge större effekt än den adiabatiska avkylningen. Ärligt talat har jag inga siffror tillgängliga och jag har glömt laddaren till min dator.
OT? Har ni inte skissat en atmosfärsmodell som inte bara saknar klimat utan också väder?!
@Stickan: Förstår jag dig rätt att du menar att en gas inte fungerar som en svartkropp, dvs att den ej strålar ut energi med ett spektrum motsvarande dess temperatur?
Ribbing;
en atmosfär utan växthusgaser är en atmosfär utan väder pga att H2O är den viktigaste växthusgasen. När atmosfären ovanför är varmare än den stigande luften avstannar luftens hävning.
Pehr Björnbom;
1000 år är en kort tid med en geologisk tidsskala.
Nisse
Ja. Utan växthusgaser är per definition det atmosfäriska fönstret vidöppet.
Rykande färsk (25/7-11) studie av Spencer/Braswell angående detta ämne:
http://www.mdpi.com/2072-4292/3/8/1603/pdf
Sammanfattat av James Delingpole:
http://blogs.telegraph.co.uk/news/jamesdelingpole/100098972/polarbeargate/
”NASA satellite data from the years 2000 through 2011 show the Earth’s atmosphere is allowing far more heat to be released into space than alarmist computer models have predicted, reports a new study in the peer-reviewed science journal Remote Sensing. The study indicates far less future global warming will occur than United Nations computer models have predicted, and supports prior studies indicating increases in atmospheric carbon dioxide trap far less heat than alarmists have claimed.
@Stickan: Men vad är det då som ger en ljuslåga dess färg? Och varför är en gaslåga, med dess högre temperatur, blåare, precis som om den skulle vara den svartkropp du säger att den inte är?
ALI.K # 51
Var lite flexibel så får du en fika i Stavsnäs!
Jag lämnade Huskvarna o Brahehus 1974!
Thomas #52,
Här är en litteraturreferens som stöd för mitt uppfattning att advektiv värmeöverföring går i riktning från hög till låg potentiell temperatur och alltså inte nödvändigtvis från hög till låg temperatur i vertikal riktning. En logisk konsekvens av detta är att atmosfären strävar efter att utjämna skillnader i potentiell temperatur vilket leder till en adiabatisk temperaturprofil.
Första meningen artikeln Priestley och Svinburne (1947) Vertical Transport of Heat by Turbulence in the Atmosphere lyder:
http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/189/1019/543.short
A necessary consequence of the classical theory of the turbulent transfer of heat in the atmosphere is that the flux of heat is in the direction from high to low potential temperature, and this normally involves the flux being from low to high actual temperature.
Författarna menar alltså till och med att den advektiva värmeöverföringen i vertikal riktning normalt går från hög till låg temperatur.
C- G Ribbing
Atmosfärens återstrålning
”….Fysiker har stor respekt för termodynamiken, så med detta svärdshugg tycker man sig komma förbi den snåriga debatten om klimatkänslighet och förstärkningsfaktorer. ….”
# 56
”……OT? Har ni inte skissat en atmosfärsmodell som inte bara saknar klimat utan också väder?!….”
Tack för det som jag kallar för ett verkligt fredagsmys .
Precis nu 24.oo berättar Barack Obama ” tiden har nästan runnit ut” medan Thomas et al fortfarande söker i sina ”leksaksmodeller” efter den ” adiabatiska temperaturprofilen.”
Priestley och Swinbank skulle det vara …
Stickan #58,
1000 år är en kort tid med en geologisk tidsskala.
Visserligen sant, men det lär hända en hel del på tusen år i alla fall. Och detta gissar jag leder till att den potentiella temperaturen utjämnas.
Nisse #60,
Jag antar att din poäng är att hur man än vrider och vänder på det hela så kommer det alltid att finns stoftpartiklar/aerosoler i atmosfären och dessa kan avge och ta upp strålning.
Dessutom avger även kväve och syre en del strålning till världsrymden även om den är av försumbar storlek jämfört med om det finns växthusgaser. Pierrehumbert diskuterar detta i sin artikel:
http://geosci.uchicago.edu/~rtp1/papers/PhysTodayRT2011.pdf
På Saturnus måne Titan är kvävgas den viktigaste IR-aktiva molekylen.
Pehr #66 – ”…kvävgas den viktigaste IR-aktiva molekylen …” – vad menar Du egentligen?
Ribbing #56, du missade hälften av vad jag sa. En atmosfär utan växthusgaser kan värmas underifrån av en soluppvärmt mark, men den kan inte kylas ovanifrån. Alltså får man ingen temperaturgradient.
Thomas #56
Visst inte missat, men komplettera med adiabatisk gradient så är atmosfären inte isotermisk.
Jag vidhåller också att det är irrelevant med att prata vädeer om en värld utan vatten.
Ribbing, att påstå att en adiabatisk temperaturgradient inte är isoterm är en truism, men likafullt kommer du inte få någon adiabatisk temperaturgradient.
Om du anser att denna gradient är så självklar, varför hittar du den inte ovanför tropopausen? Vad är det som gör att din ”naturlag” upphör gälla där?
Thomas #68 – nu begriper jag ingenting av vad Du skriver.
Om planetytan är varm, man har en atmosfär, och världsrymden är kall
Skulle det då inte finnas en temperaturgradient i atmosfären ??
Peter Stilbs, hur tänkte du dig att transportera värme från atmosfären till den ”kalla” rymden om atmosfären i fråga saknar växthusgaser och därför inte kan stråla ut i IR.
Thomas # 70
Förnekar du existensen av den adibatiska temperaturgradienten – som inte på något vis är ”min” naturlag? Vem eller vad stödjer du dig på?
I tropopausen är atmosfärstätheten låg och gravitationen har minskat, så det är inte så konstigt om den inte går att mäta upp där.
Evad gäller icke växthusgaser: N2, O2 etc så kan de i 2:a ordningen stråla i IR. Det är inte konstigare än att kisel har ett svagt absorptionsband i IR.
Ribbing
”Jag vidhåller också att det är irrelevant med att prata väder om en värld utan vatten.”
Men det är PRECIS vad AGW gänget gör. De exkluderar vatten i sina grundläggande CO2 teorier och ansätter att halten H2O i atmosfären är en funktion av CO2.
Forcing och feedback som funktion av CO2. Hur ofta har vi inte hört det?
I jordens begynnelse kan så varit fallet men nu finns vattenånga och moln i systemet som självspelande parametrar utan att vara en funktion av CO2 halten i atmosfären. Bland alla andra parametrar som inte är CO2 relaterade. AGW har blivit en religion där CO2 är den heliga graal som är orsak till alla väder och klimatfluktuationer i alla tider.
Thomas #72. då får man förlita sig på konvektion och värmeledning av normalt slag. En temperaturgradient uppstår hursomhelst.
Ribbing #73, du har uppenbarligen inte insett förutsättningarna för att vi skall få en adiabatisk temperaturgradient.
I tropopausen är atmosfärstätheten låg och gravitationen har minskat, så det är inte så konstigt om den inte går att mäta upp där.
Det är inga problem att mäta temperatur i tropopausen och långt däröver. Varför skulle atmosfärstätheten ha betydelse, och varför ligger tropopausen på så olika höjd vid ekvatorn och polerna? Men strunt samma, din fortsättning gör det så klart att du bara fabulerar fritt att vidare diskussion är meninglös. Jorden har en radie på 640 mil. Tropopausen ligger på 10-15 km höjd, dvs gravitationen är där ca 0,4% lägre. Denna lilla skillnad kan naturligtvis inte vara någon förklaring.
Peter Stilbs #75, du tänker dig konvektion och värmeledning mot vacuum. Hur skulle det gå till?
Stickan #74, De exkluderar vatten i sina grundläggande CO2 teorier och ansätter att halten H2O i atmosfären är en funktion av CO2.
Vatten finns med i alla grundläggande klimatteorier i alla fall sedan Arrhenius dagar. Det är inte heller så att man anser att halten CO2 är en funktion av CO2, utan det är *temperaturen* den varierar med. Detta är väl empiriskt belagt. Det är bara jämföra mängden vattenånga i atmosfären i kallt och varmt klimat. Det är också precis vad man väntar sig utifrån mycket grundläggande teorier om klimatet.
@Peter, Thomad etc.: Enligt den vanligaste tolkningen av fysiken så strålar även en gas med en temperatur över 0K ut elektromagnetisk strålning, inklusive IR, på samma sätt som vilken annan kropp som helst.
Peter #67,
Jag syftar på det som står i Pierrehumberts artikel på sidan 35, det stycke som börjar längst ner i vänstra spalten med orden Gases exhibit continuum absorption … och slutar med exemplet Titan:
http://geosci.uchicago.edu/~rtp1/papers/PhysTodayRT2011.pdf
En av de möjliga mekanismerna för denna IR-aktivitet beskrivs i artikeln så att om två kvävgasmolekyler kolliderar så finns under mycket kort tid ett övergångstillstånd som kan liknas vid en IR-aktiv molekyl med ett dipolmoment.
Thomas m. fl.
Jag hittade en mycket intressant artikel som berättar om några av den meteorologiska fysikens vetenskapliga giganter i samband med utvecklingen av de vädermodeller som används för väderprognoser:
http://www.aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/gkv/history/Lewis-on-Phillips98.pdf
C. H. B. Priestley, som tillsammans med Swinbank skrev att A necessary consequence of the classical theory of the turbulent transfer of heat in the atmosphere is that the flux of heat is in the direction from high to low potential temperature, and this normally involves the flux being from low to high actual temperature (se min kommentar #62 ovan) finns på bild i fig. 3, sidan 44.
Det skulle förvåna mig om man kommit fram till någon annan teori i atmosfärfysiken sedan Priestley och Swinbank skrev detta, men du kanske i så fall har någon referens, Thomas.
Teorin visar alltså att atmosfären genom turbulent värmeöverföring strävar att utjämna den vertikala potentiella temperaturen. En konstant potentiell temperaturprofil är detsamma som en adibatisk temperaturprofil i fråga om vanlig temperatur.
Det krävs alltså inte att värme passerar atmosfären från jordytan till rymden för att den adiabatiska temperaturprofilen skall uppstå. Den kan uppstå ändå. Om temperaturprofilen minskar mindre med höjden än den adiabatiska så sker turbulent värmeöverföring uppifrån och ner, från lägre till högre temperatur, vilket enligt Priestleys och Swinbanks mening är det normala.
Pehr, du brukar ha en förmåga att citera text utan att satt dig in i sammanhanget, så låt mig gissa att du även denna gång missat att diskussionen handlade om klimatet på jorden där värmetillförseln underifrån anses vara en självklarhet.
Nisse #78, alla kroppar strålar inte ut likadant. En gas kan inte stråla ut i de frekvenser för vilka den är genomskinlig.
@Thomas: Hur kan då en ljuslåga ha en färg?
Thomas,
Nej, sammanhanget är mycket klart för mig eftersom problemställningen som de diskuterar ligger väldigt nära en liknande problemställning inom kemitekniken, mitt eget ämne. Inverkan av naturlig konvektion på turbulent värmeöverföring är som du kanske kan förstå viktigt inom kemitekniken.
Det ante mig att du inte skulle ange någon referens. Men om du har någon som kan visa att jag har missförstått detta så är jag tacksam för svar.
Stickan #74 och Thomas ##77 och 76
Det är inte så att IPCC-modellerna utelämnat vatten, som är felet, men annars instämmer jag med Stickans kritik. Det är istället att man underordnar vattenångan. Så när Thomas skriver att det är temperaturen som styr vattenhalten, så utelämnar han att modellerna låter CO2 styra temperaturen, som i sin tur ökar halten av vattenånga. Och det är vattenångan som är den starka växthusgasen. Detta är bakgrunden till den famösa förstärkningsfaktorn, som numera på empiriska grunder är mycket ifrågasatt.
Beträffande atmosfärens ”täthet”, så medger jag att jag borde skrivit ”fuktighet” istället. Det är den som avgör var tropopausen ligger, så då blir det enklare. Wikipedia:
”The tropopause is the atmospheric boundary between the troposphere and the stratosphere. Going upward from the surface, it is the point where air ceases to cool with height, and becomes almost completely dry.”
Då är det inte heller konstigt att den ligger på olika höjd över tropikerna och polerna.
Och Thomas, menar du fortfarande att en växthusgasfri atmosfär skulle vara isoterm? Jordytan kan stråla direkt ut mot världsrymden, OK. Den adiabatiska principen gäller dock oberoende av strålningstransport, så du måste inkludera båda mekanismerna. I din atmosfär blir det en torradiabat – OK, men den är inte noll. Jag vill inte förklara ”allting” med det adiabatiska temperaturavtagandet, men den baserar sig på energiprincipen, så jag förstår inte på vilken grund du kan underkänna den helt?
Repetera gärna Pehr #55, där han underkänner ditt argument att värmeledning skulle ge en isoterm atmosfär.
När jag tittar tillbaka på din tidigare kommentar noterar jag att du inte bara eliminerat växthusgaserna, utan också solens upp och nedgång. Det tar bort konvektion. Är det en förklaring till att du får ett så egendomligt resultat?
Ribbing #84, du fortsätter gräva ned dig i ett djupt hål. Du väljer, förnuftigt nog, att inget säga om den där svagare gravitationskraften, men din övergång till att tala om vattenånga håller inte. Om adiabaten var den naturliga temperaturgradienten skulle frånvaro av vattenånga bara leda till att denna blev större i den högre atmosfären, det förklarar inte varför den helt upphör.
Pehr #83, du har själv i din tidigare diskussion haft med referenser som visar på att adiabaten inte är ett jämviktstillstånd. T ex citerade du en artikel som visade på att en vanlig numerisk approximation gav fel svar därför att den ledde till en adiabatisk gradient, vilket författaren konstaterade sedan länge var känt var fel.
Nisse #82, ett vanligt ljus består av kolväten som bildar en massa komplicerade föreningar med emissionslinjer över hela spektrum när den brinner. Tar du istället och bränner väte+syre får du en nästan osynlig låga eftersom den saknar emissionslinjer i den synliga delen av spektrum.
Thomas #85
Låt mig påminna om att det är ditt hål – det var du som införde ”leksaksatmosfären” utan växthusgaser. Varför??
Jag och många med mig håller inte med dig om att den skulle bli isoterm, men däremot har jag inga problem med att jorden skulle bli kallare om växthusgaserna inte fanns.
Den viktiga fråga vi är oense om, är hur stort bidraget från (antropogen) koldioxid till den totala växthuseffekten är! För mig står det klart att IPCC och GCM-modellerna överdriver koldioxidens bidrag via förstärkningsfaktorn, som använts mer eller mindre som en anpassningsparameter.
Thomas #85,
Jo, men jag har också senare i samma diskussion haft med en referens enligt vilken adiabaten är det ”konvektiva jämviktstillståndet” och att det termodynamiska jämviktstillståndet (som ger isoterm atmosfär) överhuvudtaget inte är tillämpbart på atmosfären .
Detta är enligt James Clerk Maxwell i boken Theory of heat.
Vad Priestley och Swinbank skriver enligt tidigare kommentarer av mig ovan stämmer perfekt överens med detta.
Thomas #85 (forts.),
Dessutom, angående de referenser som du omnämner så vad där beräknades var den temperaturprofil som gör att entropin i systemet blir maximal vid konstant total inre energi.
Detta är ett tillräckligt villkor för termodynamisk jämvikt men inte nödvändigt för alla typer av jämvikt, exempelvis den så kallade konvektiva jämvikten. Vissa ändringar i entropin kan nämligen endast ske genom så långsamma processer att de i realiteten inte är verksamma.
Att stratosfären inte ens närmar sig konvektiv jämvikt beror på att den oavbrutet värms uppifrån av solens ultravioletta strålning och därmed sammanhängande processer. Den kyls av värmestrålning från koldioxid och vattenånga. Detta leder till att den har en ständigt upprätthållen inversion vilket undertrycker konvektion och turbulens:
http://en.wikipedia.org/wiki/Stratosphere
@Thomas: Och er hypotetiska atmosfär utan växthuseffekt saknar alltså all absorption och emission, dvs. den är totalt perfekt transparent? Då är jag med igen. (Jag trodde att den istället, analogt med ljuset, hade ett konternuerligt absorptions och emissions-spektrum).