Koldioxidens värmeeffekt negligerbar

avtagande varmeeffekt co2

I en artikel i International Journal of Modern Physics B från 2020 görs ånyo en beräkning av klimatkänsligheten. Här är en presentation från NoTricksZone :

Dr Schildknecht är professor i fysik vid Bielefeld University ansluten till Max Planck-institutet i München.

Hans uppskattning av jämviktsklimatkänsligheten (0,5 eller 0,6 ° C för en fördubbling av CO2 från 380 till 760 ppm) är identisk med många andra senaste uppskattningar (Stallinga et al., 2020, Ollila, 2019, Smirnov, 2017, Smirnov, 2020, Harde , 2016, Bates, 2016, Kissin, 2015, Abbot and Marohasy, 2017, Gervais, 2016).

Schildknecht, 2020

“Baserat på nya numeriska utvärderingar av strålningsöverföring, omprövar vi ett argument som Schack presenterade 1972 som säger att mättnad av absorptionen av infraröd strålning av koldioxid i atmosfären sätter in så snart den relativa koncentrationen av koldioxid överskrider en lägre gräns vid cirka 300 ppm. Vi ger en kortfattad kort och tydlig framställning av växthuseffekten av jordens atmosfär. Vi hittar en jämviktsklimatkänslighet (temperaturökning ∆T på grund av fördubbling av atmosfärisk CO2-koncentration) på ∆T ≃ 0,5 ° C. Vi utarbetar konsekvensen av dessa resultat på ∆T med resultat som observationsmässigt erhålls genom satellitbaserade mätningar av korttids strålningsflöde kontra yttemperaturförändringar. ”

“Absorptionen når värden nära 100% för en realistisk CO2-halt på 0,03%, det dras slutsatsen att någon ytterligare ökning av (antropogen) CO2 inte kan leda till en avsevärt starkare absorption av strålning och följaktligen inte kan påverka jordens klimat.”

“Effekten av en antropogen CO2-ökning på klimatet på jorden är ganska försumbar.”

Men det finns en del som tror på att värmeeffekten inte alls avtar vid högre koncentrationer av CO2. Den klimatalarmistiska bloggen Sceptical Science (toppprioriterat av Google) anser att det är en myt. De gör ingen strålfysikalisk analys utan för ett lite märkligt resonemang om att ju kallare luften blir med högre höjd, desto mindre värme släpps ut i rymden. Döm själva.

Ingemar Nordin

PS. Lennart Bengtsson har tillhandahållit en bild om växthuseffekten:

vaxthuseffekten

 

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. Jonas

    Några funderingar …

    Man får ju lite olika resultat beroende på vilka ekvationer man använder för värmestrålningens transport genom atmosfären.
    Den “mest accepterade” modellen är väl den s.k. Schwartzschilds ekvation.
    Det är den som Happer och Wijngaarden använde sig av. Det ger en “climate sensitivity” på ca 2C vid konstant relativ luftfuktighet i atmosfären.

    Schildknecht använder inte den ekvation, utan han har en enklare modell, och därför får han ett lägre värde.

    Schildknecht och Happer använder samma data vid beräkningarna (HITRAN), men olika ekvationer för strålningstransport.

    Trots att jag är klimatskeptiker så håller jag med Sceptical Science på den här punkten.
    Modellerna säger att det är den ökade emissionshöjden som gör att ökad koldioxidhalt värmer jorden.
    Det är inte den ökad absorptionen som är huvudorsaken,
    Happer säger samma sak. Den stora effekten kommer från ökad emissionshöjd.

    Däremot så finns det mig veterligen inga experimentella belägg för att emissionshöjden ökar.
    Om emissionshöjden inte ökar så har Schildknecht rätt – det blir kanske 0.5C.

  2. Henrik

    #1 Jonas, kan du förklara emissionshöjd?

  3. Lennart Bengtsson

    Detta är ett felaktigt resonemang av följande skäl.

    Utstrålningen från jorden = Instrålningen från solen så när som på en mindre mängd värme som anrikas i jordsystemet.
    Denna mängd värme hamnar i havet till 90% och kan mätas med hög noggrannhet. Det uppgår till cirka 0,5 W/m2 fördelat över hela jordytan och ökar obetydligt.
    Växthuseffekten för jordens atmosfär är helt enkelt lika med skillnaden mellan värmestrålningen från jordytan – utstrålningen från atmosfären topp mot rymden. Den uppgår till cirka 155 W/m2 i globalt årsmedelvärde och har under de senaste 40 åren ökat med cirka 4,5W/m2. Den varierar kraftigt med såväl latitud som årstid. Jordens växthuseffekt kan lätt beräknas från Copernicus databas( baserat på temperaturanalyser från ECMWF). Detta visar tydligt att referensnivån för utstrålningen måste ske från en högre nivå.
    Detta visar naturligtvis inte att detta måste bero på ökade antropogena växthusgaser utan endast att detta kan ses som en högst rimlig förklaring.

  4. mattias

    #1,3 Utstrålningen av växthusgaser från atmosfärens topp. Hur skulle det sambandet tänkas se ut med tanke på koldioxidens absorberande förmåga avtar logaritmiskt?

  5. Lennart Bengtsson

    Jag har en figur som visar detta men kan inte sända de här.
    Jag bifogar en bild till Ingemar Nordin

  6. GoranA

    Om utstrålningen sker från en högre höjd och atmosfärens övre lager värms upp borde det gå att mäta.
    Väderballonger har under lång tid skickats upp som mäter temperaturen i atmosfären. Kan man se i dessa temperaturdata att det skett en uppvärmning av den aktuella atmosfärsnivån?

  7. Lennart Bengtsson

    GoranA

    Uppvärmningen omfattar hela troposfären. Den är också något högre på en höjd av 5-8 km än lägre ned i troposfären. En tillförlitlig källa här är Copernicus databasen. Över land finns ett relativt maximum vid jordytan och strax däröver. Detta beror sannolikt på speciella effekter som lägre värmekapacitet i marken samt lokala effekter kopplade till urbanisering

  8. Bjarne Bisballe

    #3 “har under de senaste 40 åren ökat med cirka 4,5W/m2”
    Det kan jeg ikke få til at harmonere med hvad IPCC selv skriver, nemlig at siden 1750 har klimagasser øget værdien med 2,8W/m2.
    Og heller ikke med hvad Howard Hayden var ude med for nylig, at en fordoblig af CO2-koncentrationen vil øge værdien med 3,5W/m2

  9. Björn-Ola J

    OT

    Är man intresserad av astronomi så är det värt att följa Anton Petrov på Youtube där han postar nyheter inom astronomi varje dag.
    Detta är intressant:
    https://youtu.be/hKugZ844tas
    Om möjlig samband mellan El Niño och den 22 åriga solcykeln.

  10. Lasse

    #3 Lennart B
    En annan troligare (del) förklaring är minskad molnmängd.
    Mer sol in således. 😉 Uppmätt av SMHI
    Solar brightening efter en period med dess motsats, dimming.

    https://www.smhi.se/polopoly_fs/1.158487.1584112368!/image/allsack_1983-lastyear.jpg_gen/derivatives/Original_1256px/image/allsack_1983-lastyear.jpg

    Att uppvärmningen ,var den än kommer ifrån, det rör sig om små ändringar i havens temperatur visar Willis E här:
    https://wattsupwiththat.com/2021/05/01/oceanic-warming-well-sorta/

  11. Ann+Löfving-Henriksson

    Ingemar, det är naturligtvis omöjligt för de flesta att hänga med med egna synpunkter på kärnan i frågan här. Intressant ändå. Kommentarerna på NoTricksZone gav inte särskilt mycket och än har WUWT inte tagit upp denna Schildknecht.
    Saknar i varje fall både Singers inställning till att i en debatt kan till och med jag ha fel och ”vetenskap ÄR debatt” enligt den omtalade Koonins kommande bok Unsettled.

  12. Jonas #1,

    “Trots att jag är klimatskeptiker så håller jag med Sceptical Science på den här punkten.”

    De är ju logaritm-förnekare! 🙂

  13. Lasse

    #10 forts
    “Cloud feedback is the largest component of the model-computed ECS (the temperature sensitivity due to a doubling of the CO2 concentration)”

    Här finns lite om molnens inverkan:
    https://wattsupwiththat.com/2021/04/28/clouds-and-global-warming/

    Att koncentrera sig på CO2 är att gå i den fälla som mannen under lampan som tappat nyckeln gjorde!
    Letar där det går-inte där nyckeln tappades 😉

  14. Björn

    Om vi har absorberande gaser, vilka alltså är IR-absorberande, så kan man anta att med en ökning av dessas koncentration, ökar också hindret för den egna absorptionen att stråla ut. Alltså, dessa gaser utgör ett hinder i sig, för sin egen utstrålning och därmed uppstår en tidsmässig fördröjning av utstrålningen mot den fria rymden.

  15. Lennart Bengtsson

    En kommentar till min figur

    Tyvärr är de numeriska värdena i min figur felaktiga vilket den uppmärksammade läsaren säkert noterat. Jag har länge använt denna figur utan att kontrollera de numeriska värdena. Ingen har heller protesterat.

    Vid en temperatur på 300K (27°C) blir lamda max = 9.66my meter enligt Wiens förskjutningslag och inte cirka 16 mymeter som figuren anger. Jag ber om ursäkt härför. Figuren har hängd med alldeles för länge. x-axeln bör således korrigeras motsvarande. Vid 200K (-73°C) blir lamda max = 14.49 mymeter. Varken föreläsare eller åhörare kommer ihåg Wiens förskjutningslag vilket de borde!

  16. Lennart Bengtsson

    Bjarne

    Vad IPCC nämner är den beräknade effekten av summan av de enskilda växthusgaserna men inkluderar inte den indirekta effekten som beror på vattenånga och moln. Vad jag redovisar är den observerade och totala ändringen i växthuseffekten beräknat från dagliga/timliga systematiska analyser av temperaturen i atmosfären från ECMWF reanalyserade atmosfäriska fält ( ERA5 som Copernicus använder)

  17. Conny Andersson

    Jag hör till de här som läser allt (tack alla kunniga), men sällan skriver.
    Fråga: Hur varierar CO2 andelen uppåt? Gäller c:a 400 ppm hela vägen upp?

  18. Lennart Bengtsson

    Conny

    Precis som syre och kväve tillhör koldioxid, metan och lustgas de väl uppblandade gaserna i atmosfären så mängden avtar i samma takt som syre och kväve. På 15 km höjd finns det bara en tiondel så mycket koldioxid som vid jordytan precis som för syre.
    Vattenånga däremot kontrolleras av temperaturen och minskar därför mycket snabbare med höjden. Hälften av all vattenånga i atmosfären finns under 1,5 km, däremot bara 15 % av koldioxiden. Kommer man tillräckligt högt upp så finns det mer CO2 än H2O. 400 ppm = part per million och volym är bara ett relativt mått som inte ändras. Det är 400 ppm överallt.

  19. Björn

    Lennart Bengtsson [18]; Om mängden CO2 är bara 1/10 av den koncentration som finns vid jordytan på 15 km höjd, så stämmer väl inte den sista meningen, “Det är 400 ppm överallt”.

  20. Peter

    Björn #19
    jo det stämmer.
    Du måste anta den allmänna gaslagen.
    Anledningen att den procentuella mängden av all CO2 avtar med höjden, så också syret, är att trycket ändras.
    ex, på 4000 meters höjd är trycket ca: 2/3 av trycket vid vattenytan. Således finns här ca: 2/3 av vanliga mängden syre och du måste lite förenklat andas tre gånger här uppe för att få i dig samma mängd syre som du får om du andas två gånger vid havsytan. Detta för att volymen av dina lungor inte har ändrats. Luften innehåller således färre syremolekyler per volymsenehet. Det gäller även CO2.
    sålunda kan vi säga att den procentuella mängden av dessa gaser i luften inte har ändrats MEN antalet molekyler per volymenhet har ändrats. Detta gäller generellt. Sedan finns undantag för vissa gaser som påverkas på andra sätt av temperaturer, jmf H2O., men det påverkar inte detta resonemang. Vi säger att Luften är tunnare. Den väger helt enkelt mindre. Trafikflyget utnyttjar detta faktum och kan flyga med mindre luftmassemotstånd.
    P

  21. Hans H.

    #16 Lennart Bengtsson

    Jag förstår inte riktigt vad du menar. Så här tänker jag mig det hela:

    En kropp som jorden tar emot gammastrålning från solen med en viss effekt räknat per m2 jordyta. Låt mig klä mina tankar i siffror “gripna ur luften” och säga att instrålningen sker med 300 W/m2 jordyta.

    Låt oss tänka oss att jorden enbart består av havsyta. Gammastrålningen når en bit ner i havet och det är där omvandlingen till värme sker. Låt oss anta att hälften av gammastrålningen ändå reflekteras direkt tillbaka till världsrymden. Om energin i utstrålningen till rymden är mindre än instrålningen värms kroppen upp, så långt torde väl alla hålla med mig. Så temperaturen på jorden stiger tills infrastrålningen ut i rymden når 150 W/m2. En viss – mycket liten . differens kan tolereras, den leder till att temperaturen på jorden i så fall befinner sig i långsam ändring, uppåt eller nedåt.

    Nu drar vi på kroppen en för gammastrålning antar vi helt genomskinlig regnrock av ett plastmaterial som är “semipermeabelt” för infrastrålning. Dvs den värmer upp havsytan. Upp till den temperatur där utsidan av “regnrocken” fortfarande avger 150 W/m2 till rymden. (Vi är då högt uppe i stratosfären. Plastregnrocken kan få vara rätt tjock…)

    Temperaturen vid havsytan antar vi nu har ökat med grovt räknat drygt 11% procent. Dvs från 260 till 290 grader Kelvin. Det betyder att havsytan avger ungefär 55% mer intrastrålar än före “plastregnrocken” enligt svartkroppsutstrålningen proportionalitet mot T4. Men fortfarande slinker bara 150 W/m2 igenom och slutligen når ut i världsrymden. Annars har vi inte energibalans.

    Kunde vi mäta havsytans utstrålning av infrastrålning precis vid ytan skulle den då vara runt 230 W/m2. Ju högre upp vi kommer mot den slutliga “regnrocksytan”, ju mindre infrastråkning kommer vi kunna mäta oss till är riktad ut mot världsrymden. Till slut når vi den höjden då den strålningsmängden – räknat per m2 jordyta – inte längre avtar. I mitt tänkta exempel har vi då alltså en växthuseffekt på 80 W/m2.

    Jag bortser helt från om gammastrålningens reflektionsandel ut mot rymden ändras av att jordkroppen blir lite varmare. Likaså bortser jag från sådant som moln. Antar att de är och förblir konstanta till sin andel. Det jag alls inte förstår är vilken princip som gör det möjligt att med hjälp av data från en massa punkter på olika höjd räkna sig fram till hur stor växthuseffekten är? Men skam till sägandes har jag glömt vad Wienförskjutning handlar om – eller om jag ens en gång lärt mig det.

    Strålningsfysik är inte direkt en kemists hemmaplan, så ni får ursäkta en rätt ovetenskaplig kommentar här. Men glad åt “regnrocken” är jag på våra latituder – fast jag kan förstå att men kanske önskat en något tunnare vid ekvatorn!

  22. Conny Andersson

    #Lennart(18), Peter(20)
    Tack för utförliga svar

    Tycker också W. Happer ger bra svar beträffande CO2 känsligheten

    https://youtu.be/jIMpjh_7-bw

  23. Björn

    Peter [20]; Frågeställningen är knepig, för allmänna gaslagarna, som jag förstår det, gäller för slutna system. Gaspartiklarna är homogent fördelade över hela volymen i en sluten behållare. Innehåller gasen 400 ppm CO2 i behållarens gas, så är också fördelningen lika och antalet molekyler därmed lika i varje punkt av volymen. Men så är ju inte fallet med atmosfärsvolymen där vi har en påverkan av gravitationen. Därför är det problematiskt att påstå att antalet ppm för CO2 är lika fördelat över denna atmosfärsvolym. Härav är det ett frågetecken kring varför man säger att 400 ppm CO2 är homogent fördelat över atmosfärsvolymen.

  24. Peter

    Allmänna gaslagarna gäller.
    Ex. Vid havsnivån har jag en burk med lock som jag öppnar och låter fyllas med luft. Stänger sedan locket på burken.
    Samma sak gör jag på 4000 m där trycket är 2/3 av trycket på havsnivån.
    Nu låtsas jag att det finns 1 miljon gaspartiklar i burken från havsnivån, det finns naturligtvis många flera.
    400 av dessa 1 miljon gaspartiklar är CO2, dvs 400ppm.
    I burken från 4000 meter finns det bara 670000 partiklar och 270 av dessa är CO2, dvs 400 ppm.
    Du håller med om att trycket ändras med höjden över havet och därmed gasers koncentration.
    Gaspartiklarnas utbredning förändras gradvis med det sjunkande trycket.
    Trycket är för övrigt just partiklarnas närhet till varandra per definition. Deras rörelse/vibration är ett mått på temperaturen.

  25. Jan

    Varför slänga bort tid på att diskutera Wiens förskjutningslag, halten vattenånga, antal W/m2, ECMWF, ppm, troposfären osv.. Gör istället som Sveriges journalistkår samt majoriteten av politikerkåren och lyssna på Greta så får ni reda på allt om hur det faktiskt ligger till. Dessutom är det mycket enklare än att fundera över en massa obegripliga naturvetenskapliga fenomen och diskutera dessa hitan och ditan.

  26. Lars-Eric Bjerke

    #21 Hans H.
    “En kropp som jorden tar emot gammastrålning från solen med en viss effekt räknat per m2 jordyta.”

    Solstrålningen är en elektromagnetisk strålning som har 8 procent i det ultravioletta (UV) området, 48 procent i den synliga och 44 procent i den nära infraröda (IR) delen av spektrumet.
    Solstrålningen består alltså inte av gammastrålning.

  27. Lars Cornell

    #20 #24 Peter.
    Det där stämmer nog. Men vad vill du ha sagt med det?

    “Trafikflyget utnyttjar detta faktum och kan flyga med mindre luft(masse)motstånd.”
    Ja, men varför flyger de då inte ännu högre än ca 10 000 m? Jo för att temperaturen inte sjunker däröver vilket medför att motorerna får mindre syre att förbränna.
    Och varför flyger inte propellerflygplan på den höjden utan nöjer sig med flyghöjd under ca 5 000 m.

  28. Hans H.

    #26 Lars-Eric Bjerke, #16 Lennart Bengrsson

    Sorry, min lapsus. Borde stått elektromagmetisk strålning, självklart inte gammastrålning. Turligt nog för oss stoppar jordatmosfären gammastrålning. Annars hade vårt liv på jorden nog inte varit så trivsamt.

    Men det ger mig ändå inget svar på frågan jag ställde: hur kan man med täta mätningar i lufthavet få ett begrepp om växthuseffekten?

  29. Lars Cornell

    #28 H.H. Jag är mycket okunnig jämfört med andra här. Men ändå. Man kan nog inte med täta mätningar få begrepp om växthuseffekten. Det man har är teoretisk grund-kunskap som man kan sätta samman och dra slutsatser. Därefter kan iakttagelser (mätningar) visa om det är fel eller rätt. Då kan man justera de teoretiska kunskaperna så att de iterativt stämmer bättre överens med verkligheten.

    Svante Arrhenius beräknade år 1896 koldioxidens styrka som växthusgas till 5 – 6 grader vid fördubbling av koldioxidhalten. Uppfattningen om växthuseffektens principer är (nästan) desamma nu som då. Men uppfattningen om storleksförhållanden har dramatiskt ändrats.

    När IPCC-AR5 skrevs grundade den sig på vetenskapen så som den var för ca 10 år sedan. Då angav man koldioxidens styrka till TCR=1,6 (*) vilket med en höjning av koldioxidhalten från nu 0,04% till 0,06% år 2100 blir ca en grad.

    Iakttagelser visar att även det är för högt och att rätta värdet mer troligt är omkring 0,6° (Om det är TCR eller ECR framgår ej av artikeln). Det innebär en temperaturuppgång på ungefär 0,4 grader.

    Andra sätt att göra iakttagelser är att följa SMHIs exempel. De tittar på sina finansiärer, dvs den grönmarinerade regeringen, och försöker tolka vad de vill ha för svar. Därefter gör SMHIs propagandagrupp förändringen från tidigare modell TCR=1,8° till 2,4°. Det innebär att SMHIs klimatmodell blir mer felaktig än de tidigare var. Men politiskt blir de mer användbara och Johan Kuylenstierna får anledning till ytterligare ett skrämselframträdande i TV4.

    Så går det till.

    (*) TCR är reaktionen efter ca 100 år. Det finns även ECR med 1000 års horisont. Det ligger så långt i framtiden att både kallperioder och varmperioder hinner inträffa vilket helt undanröjer de parametrar som ECR grundar sig på. ECR är därför bra teori men utan intresse för oss som inte är modellprogrammerare.

  30. Lennart Bengtsson

    Björn

    Den allmänna gaslagen är fullt tillämpbar i atmosfären. Om Du vill en härledning och Du saknat lämpliga läroböcker så kan Du ladda ned allt önskvärt från nätet. Därtill har den mätts och studeras i drygt 200 år och befunnits lika tillförlitlig som tyngdkraften.

  31. Hans H.

    #29 Lars Cornell

    Tack för svar. Du tycks ha samma tveksamhet som jag i den sak jag frågade om.

    Lennart Bengtsson skriver i inlägg #3: “Växthuseffekten för jordens atmosfär är helt enkelt lika med skillnaden mellan värmestrålningen från jordytan – utstrålningen från atmosfären topp mot rymden.”

    Jag försökte med många ord beskriva i mitt inlägg #21 att jag uppfattar växhuseffekten just så. (tyvärr kallade jag infallande solstrålning för gammastrålning och inte elektromagnetisk strålning. Min lapsus)

    Lennart Bengtsson skriver vidare i inlägg #3: “Jordens växthuseffekt kan lätt beräknas från Copernicus databas( baserat på temperaturanalyser från ECMWF). Detta visar tydligt att referensnivån för utstrålningen måste ske från en högre nivå.”

    Finns det någon här som kan utveckla detta närmare på lättbegriplig svenska? Hur går detta till? Och hur stora felkällor kan det finnas i dessa beräkningar?

  32. Lasse

    #22 Tack för en bra referens.
    En föreläsning med Happer.
    25 min in så ser vi hans bidrag till debatten.
    Ökning från 400 PPM till 800 PPM ger marginella effekter.
    CO2 har gjort sitt för växthuset.
    Men molnen har ännu möjlighet att dölja solen. Effekten av detta märktes i helgen! 😉

  33. Även om skillnaderna är små och gaserna är väl blandade så borde skillnaderna i molekylstorlek ha någon inverkan på fördelningen av gaser i atmosfären. Vi vet att fuktig luft är lättare och att plötsliga koldioxidutsläpp från underjorden kan ligga kvar i en dal tillräckligt länge för att människor ska dö. Naturligtvis sprids den snart men det kan vara för sent. Men om vi tar fördelningen av kväve 28, syre 32, argon 40 och koldioxid 44 så borde halten av de tyngre minska en aning med höjden. Är detta mätbart?

  34. Peter

    Lars 27,
    Anledningen att jag diskuterade allmänna gaslagarna var en direkt fråga från Björn 19.
    När det gäller din diskussion om flyghöjden för trafikflyg.
    Jag nämnde endast som kuriosa att trafikflyg utnyttjar faktumet att luften är tunnare på hög höjd vilket ger dem fördelar med luftmotståndet.
    Din fråga om varför och ditt svar är intressant.
    Min åsikt i den frågan,
    Idealisk flyghöjd anses vara mellan 35 000 och 42 000 fot (10 668 till 12 801 meter). Höjden hör ihop med planets vikt – tyngre flygplan bör flyga något lägre än lätta.
    Det handlar om att hitta den rätta – minst bränslekrävande – kombinationen av flyghöjd och hastighet.
    Det är givetvis mer komplicerat än så med vingarnas yta för att kunna starta och landa i förhållande till starthastighet och sedan motstånd i luften, planets hastighet, etc.
    Man kan även här ta in konstruktion och kostnader. Tryckskillnaden mellan kabin och omgivande på March höjd blir snabbt ett problem vid högre höjder, du får även ganska kraftiga problem med materials utvidgning vid temperaturskillnader. Sedan kommer givetvis väderförhållande vindar, etc. in i bilden, men det korta svaret är att hitta den minst bränslekrävande kombinationen av flyghöjd och hastighet.
    Syrebrist, ett plan som färdas med kanske upp mot 350m/s har inte syrebrist.

  35. Peter

    Sten 33,
    Troposfären (0 – 11 km). Troposfären når i medeltal 11 km över jordytan, 7 km vid polerna och 17 km vid ekvatorn och innehåller omkring 80 % av atmosfärens gaser. Temperaturen minskar med höjden. I troposfären blandas luften livligt vertikalt på grund av att varm luft stiger uppåt där temperaturen är lägre, däremot blandas luften mycket lite mellan norra och södra halvklotet. Blandningen mellan troposfären och stratosfären är också liten. Dessa blandningar av luft med olika temperaturer och därav också tryck ger upphov väder. Dessa blandningar som äger rum hela tiden kan ses som att du blandar om i oboyen hela tiden och det uppstår inga större skiktningar. Din idé om att ’tyngre’ molekyler skulle sjunka i förhållande till lättare får nog avfärdas. Lokalt i ett rum ja, koldioxid är ju som bekant tyngre än syrgas och lägger sig på golvet och kan vid höga koncentrationer trycka ut syret.
    Tekniskt sett talar man om den fria medelväglängden, (FMV) som är den genomsnittliga sträcka en molekyl färdas mellan två kollisioner. Den beror av luftens densitet och därmed atmosfärstrycket.
    Vid jordytan är FMV av storleksordningen miljarddels meter; 66 nm (nanometer). Under denna extremt korta sträcka hinner inte molekylen falla långt på grund av gravitationen utan dess rörelse är helt dominerad av kollisionerna. Atmosfärens sammansättning av olika gaser bestäms därför av turbulensen, som på några sekunder, minuter eller timmar blandar om på skalan mm upp till flera meter och till och med kilometer. Tänk på exempelvis virvlar i gathörn eller när en människa går genom luften. Denna blandning av atmosfären är väldigt effektivt.
    Den turbulenta omblandningen dominerar upp till ca 100 km höjd, där FMV=0,22 m. En molekyl rör sig alltså hela 22 cm i genomsnitt mellan varje kollision.

    Allt väder äger rum i troposfären, och nästan alla moln finns i troposfären.
    Atmosfärens volym består, om vattenånga inte räknas, av omkring 78 % kväve, 21 % syre, 1 % argon, 0,04 % koldioxid och 0,01 % andra gaser. De nämnda gaserna utgör mer än 99,999 % av atmosfärens massa. Hela denna gasblandning kallas allmänt för luft och dess densitet är omkring 1,29 kg/m³ vid standardtryck och -temperatur. Vattenånga utgör normalt mindre än 1 upp till 4 procent av luften, men detta varierar stort med bland annat tid på dygnet, årstid, klimat, temperatur och höjd.

  36. Lennart Bengtsson

    När det gäller fuktigheten så sätter Clausius- Clapeyrons relation en övre gräns. Lyssna till exempel här:

    https://www.youtube.com/watch?v=fuqIKAOpVN0