Author Topic: Venus, Mars, Stefan og Boltzmann  (Read 1894 times)

Okular

  • Seniormedlem
  • ****
  • Posts: 291
    • View Profile
Venus, Mars, Stefan og Boltzmann
« on: 18.06.2015, 17:56:39 »
Sitter i sluttfasen av mine (som det ser ut nå) to bloggposter om 'drivhuseffektens' være eller ikke være, og har bl.a. kikket på Venus og Mars. Mye av interesse der, mye som det rett og slett ikke blir plass til å ta med i hovedgjennomgangen, men et par av 'oppdagelsene' tenkte jeg jeg kunne lufte her.

Man ramler borti et par regnestykker som simpelthen ikke går opp. Det dreier seg om den påståtte "tilbakestrålingen" på våre to naboplaneter.

Mars sin atmosfære består av cirka 96% CO2, Venus sin av cirka 96,5%. De resterende elementene utgjøres på Mars mer eller mindre i sin helhet av argon og nitrogen, på Venus av nitrogen. Med andre ord, sett bort ifra aerosoler, skyer og en ytterst sparsommelig blanding av sporgasser, finnes det INGEN substanser i de to planetenes atmosfærer som er effektivt i stand til å absorbere (og emittere) IR.

Likevel er 'drivhuseffekt'-tilhengernes implisitte (og eksplisitte) påstand at - for å ta Venus først - dennes brennhete globale overflate (ved 464°C) M�, i kraft ganske enkelt av sin temperatur og sin emissivitet nær 1, ifølge deres bokstavtro tolkning av Stefan-Boltzmann-likningen, stråle ut en jevn fluks på minst 16 000 W/m2. Derom hersker det tilsynelatende overhodet ingen tvil; slik M� det bare være. "Basic physics," "settled science" og dere vet ...

Problemet er bare det at Venus' globale overflate kun får inn ~17 W/m2 av solas varme (~2,5% av den potensielle gjennomsnittlige input ved 0,723 AU), takket være den ekstremt reflekterende og absorberende atmosfæren over den, og slik trenger den heller ikke å kvitte seg med mer enn 17 W/m2 for å være i termisk balanse: 17 INN, 17 UT, ingen endring i energiinnhold og slik i temperatur.

Hvordan får man så dette regnestykket til å gå opp? Man må anta at Venus' overflate uansett og helt naturlig leder noe av sin varme direkte over til gassmolekylene i den overliggende, supertette atmosfæren (altså varmetap ved konduksjon>konveksjon); ikke mye, men litt, kanskje 5-10 W/m2. Overflaten står ergo igjen med omtrent halvparten av den opprinnelig innkommende solfluksen på 17. Disse joulene, omtrent 5-10 W/m2, må ut via stråling.

Og nå kommer det: Hvordan er dette på noe som helst vis mulig å få til dersom man skal holde seg innenfor rammene av 'nettofluks'-tanken, altså ideen om at "stråling OPP minus stråling NED", "framoverstråling" (UWLWIR) minus "tilbakestråling" (DWLWIR), jevner ut til en netto overføring av radiativ energi mellom to legemer ved ulik temperatur som kalles strålingsVARME? For jordas overflate: UWLWIR, 398 W/m2; DWLWIR, 345 W/m2; nettoen (varmeoverføringen ved stråling) fra overflaten og opp: [398-345=] 53 W/m2.

Husk hvor vi begynte: Det er utelukkende CO2 som er reelt i stand til å absorbere og (re)emittere IR fra overflaten i atmosfæren like over Venus' globale overflate. CO2 absorberer og emitterer, som vi vet, i helt spesifikke bånd av EM-spekteret og ikke i det hele tatt utenfor disse. Ja, ved høyt partialtrykk vil man få hva som kalles "trykkutvidelse" ('pressure broadening') av disse båndene, men det er ikke slik at denne på noen måte noen gang vil kunne gjøre CO2-gass aktiv på tvers av hele spekteret.


Den lyseblÃ¥ Planck-kurven er for Venus-overflatetemperatur, med bølgelengdetopp pÃ¥ ~3,9 μm. Som en kan se ligger CO2 sitt hovedabsorpsjons-/emisjonsbÃ¥nd som vi kjenner sÃ¥ godt fra jorda pÃ¥ rundt 15 μm langt nede pÃ¥ kurvens hale; det er rett og slett ikke en særlig stor andel av totalenergien som strÃ¥les ut i denne delen av spekteret ved sÃ¥ høye temperaturer som en finner ved Venus' overflate. En oppdager at det er andre bÃ¥nd som kommer i spill, til venstre, men disse er langt smalere i utgangspunktet enn hovedbÃ¥ndet.

Selv om vi skulle godta at rundt halvparten av den totale utstrålingsfluksen fra overflaten ved 737K blir absorbert av den ekstremt tette CO2-atmosfæren over (da er vi svært velvillige), og at den samme halvparten blir strålt tilbake ned fra atmosfæren, så betyr dette enkelt og greit at vi like fullt ender opp med et regnestykke som ikke går opp:

16000 W/m2 OPP minus 8000 W/m2 NED er lik 8000 W/m2 i nettoresultat, altså strålingsVARME fra overflaten til (eller strengt tatt, gjennom) atmosfæren. (Jada, det finnes heldekkende, tette skylag videre opp som vil absorbere, men disse ligger noen titalls kilometer høyere enn overflatelaget og er følgelig noen hundre grader kjøligere, de kan med andre ord ikke bidra i nevneverdig grad til den endelige atmosfæriske "tilbakestrålingsfluksen".)

Men vi vet at strålingsvarmen fra Venus' overflate uansett ikke vil kunne overskride den innkommende varmen fra sola, altså 17 W/m2, aller helst enda mindre, 5-10 W/m2.

Det de som hevder en 'drivhuseffekt'-drevet oppvarming av Venus' overflate i realiteten tar for gitt er at den i praksis rene CO2-atmosfæren over overflaten er kapabel til å stråle tilbake ~99,95% (og ikke 50%) av den utgående, bredspektrede overflatefluksen, fra sine spesifikke trykkutvidede emisjonsbånd!

Dette synes helt høl i hue på meg. Og jeg kan ikke se at dette mildt sagt påfallende premisset noe sted er blitt rettferdiggjort eller engang blitt forsøkt rettferdiggjort eller forklart på noenlunde vitenskapelig grunnlag av klimamenigheten. Mulig det har gått meg hus forbi, men på meg ser dette bare ut til å være enda én av disse simpelthen forhåndsfastsatte "Sannhetene" man bygger sin storslagne hypotese på.

Her er til slutt Venus' emisjonsspekter sett fra verdensrommet (nederst; jordas øverst):


Dette spekteret er altså ikke fra overflaten (det ser man ikke), men fra det permanente, globale skylaget ved Venus' tropopause på ~60-70 kilometers høyde (200-50 mb). Venus' planetære snittfluks til verdensrommet er på ~163 W/m2 (sammenliknet med jordas 240), noe som overensstemmer med en isoterm sort-/grålegemetemperatur på 231-233K.

På Mars havner vi i samme floka, bare fra motsatt ende. Overflaten kan simpelthen ikke til syvende og sist stråle så mye ut som man hevder basert kun på temp og emissivitet (Stefan-Boltzmann-relasjonen), men snarere på grunnlag av hvor mye energi som er tilgjengelig for utstråling. Kommer, som på Venus, 17 W/m2 inn, så er det 17 W/m2 som må ut, verken mer eller mindre. Relativt uavhengig av temperaturen. På Mars blir problemet tydelig på en annen måte.

Jeg ser imidlertid nå at jeg allerede har brukt litt for mye tid og plass på dette innlegget, så jeg lar det ligge. Kan heller komme tilbake med 'resten' ved en senere anledning ::)

Smiley

  • Seniormedlem
  • ****
  • Posts: 264
    • View Profile
Sv: Venus, Mars, Stefan og Boltzmann
« Reply #1 on: 18.06.2015, 22:55:16 »
Jeg mener at Carl Sagan skrev sin doktor avhandling om drivhus effekten på Venus og det er der denne ideen kommer fra. Dette argumentet er fremført tidligere men det biter ikke på alarmister.
Jeg har faktisk fått servert en link til en forskningsrapport som begrunnet Mars sin manglende drivhus effekt ved at co2 ikke Sender ut IR under 80 grader C. Derfor ingen drivhus effekt på Mars.

Nasa sitt planetary fact sheet viser at jorden har 33 grader i forskjell på overflate temp og BB temp.
Mars har lik temp på begge.
Og alle tre planetene får rett overflatemperatur ved å bruke den ideelle gasslikningen......