Klimaquiz for "dummies".

[Josik]

Man undres over så meget

Forumet her er jo fullt av kunnskapsrike mennesker med bakgrunn fra forskjellige fagfelt, så kanskje det til og med er mulig å få svar? Eller om det i det minste er mulig for noen å drodle seg fram til et sannsynlig svar?

----------------------------------------------------------------
Oppgave 1:

Vi starter med et rør fullt av vanlig luft. Røret i seg selv slipper gjennom all type stråling og påvirker ikke noe på noen måte, untatt å holde luften på plass. Røret ligger horisontalt, er mer enn 10 km. langt, og befinner seg litt over en flate som likner på en vanlig jordoverflate og som vi kan kalle for bakken. Ovenifra bestråles røret og tilliggende område av en varmekilde som likner på sola.

Vi observerer og finner at temperaturen som forventet er lik i hele røret.

Så gjør vi to ting. Vi reiser røret på høykant, og vi tilfører gravitasjon i den enden der bakken befinner seg. Gravitasjonen er til forveksling lik den vi finner på jorda. I oppreist tilstand befinner røret seg omgitt på alle kanter av tilsvarende rør. Vi kan nå kalle røret for en luftsøyle.

Hva skjer med lufta inne i luftsøylen?
Hva skjer med temperaturen oppover i luftsøylen?
Hva skjer med molekylfordelingen?

Og som mine lærere alltid sa; Begrunn svaret.
Lyse hoder vet jo ofte HVA som skjer. Men er alle enige om HVORFOR?

----------------------------------------------------------------

Så kan man jo drodle utover dette. Vi kan late som om vi flytter luftsøylen over et reservoar av H2O som vi kan kalle hav, vi kan skru av og på varmekilden, vi kan skru av gravitasjonen igjen, og vi kan forsøke å forutse om luftsøylen da vil oppføre seg annerledes.

Er det noen som føler seg kallet til å ta utfordringen?

Jeg har også et par andre oppgaver på lager

[Bebben]

De lærde ser ut til å strides om dette, Josik.

Hvis jeg forstår drivhusteorien(e) riktig, vil den vertikale luftsøylen bli isoterm (få lik temperatur overalt) dersom det ikke er "drivhusgasser" til stede.

Ifølge formelen for temperaturgradienten i "den ideelle atmosfæren", en modell som ble utviklet for flyging og romfart, vil vi imidlertid få et temperaturfall med høyden som er bestemt av gravitasjonen og varmekapasiteten til luftblandingen.

Varmekapasiteten er et tall for hvor mye varme en gass(blanding) kan holde på, og har ikke noe med "klimagasser" eller stråling å gjøre.

Temperaturgradienten som man regner seg fram til på denne måten, uttrykker forholdet mellom kinetisk energi (varme) og potensiell energi ("høydeenergi") i gassen. Jo større høyde, jo høyere potensiell energi. At dette er reell energi, er bevist og utnyttet i praksis i og med vannkraftverkene.

Merk at formelen for temperaturgradienten ("lapse rate") ikke sier noe om hvordan varmen sprer seg opp eller ned. Den er altså uavhengig av om tilført eller avgitt varme skyldes stråling, latent varme, konveksjon eller konduksjon.

For tørr luft er temperaturgradienten beregnet til ca. 1 grad per kilometer.

Den reelle temperaturgradienten på Jorden, også kalt "den observerte temperaturgradienten" eller "environmental lapse rate", er imidlertid lavere, ca. 0,6 grader per 100 meter. Dette skyldes fuktigheten i luften - vann har høy varmekapasitet (=evne til å holde på varmen).

I tankeeksperimentet ditt vil imidlertid konveksjon få dårligere forhold enn i virkelighetens verden i en åpen atmosfære som kan "boble og koke" fritt osv.

Jeg gjetter likevel på at temperaturgradienten vil være omtrent som ellers, og at den vil bli redusert over havet pga H2O.

...trur eg, som lekmann.

Jeg har i det minste vært flink på den måten at jeg ikke har slått opp noe sted.... så får de lærde heller slå meg i hodet.

[Brattbakkallen]

Man undres over så meget

Forumet her er jo fullt av kunnskapsrike mennesker med bakgrunn fra forskjellige fagfelt, så kanskje det til og med er mulig å få svar? Eller om det i det minste er mulig for noen å drodle seg fram til et sannsynlig svar?

Dette var et artig innlegg, synes jeg! 

----------------------------------------------------------------
Oppgave 1:

Vi starter med et rør fullt av vanlig luft. Røret i seg selv slipper gjennom all type stråling og påvirker ikke noe på noen måte, untatt å holde luften på plass. Røret ligger horisontalt, er mer enn 10 km. langt, og befinner seg litt over en flate som likner på en vanlig jordoverflate og som vi kan kalle for bakken. Ovenifra bestråles røret og tilliggende område av en varmekilde som likner på sola.

Vi observerer og finner at temperaturen som forventet er lik i hele røret.

Så gjør vi to ting. Vi reiser røret på høykant, og vi tilfører gravitasjon i den enden der bakken befinner seg. Gravitasjonen er til forveksling lik den vi finner på jorda. I oppreist tilstand befinner røret seg omgitt på alle kanter av tilsvarende rør. Vi kan nå kalle røret for en luftsøyle.

Hva skjer med lufta inne i luftsøylen?

Mitt forslag til svar: I og med at denne luftsøyla er innesluttet i et fast volum, så forblir molekylmengden inni der uforandret.

Hva skjer med temperaturen oppover i luftsøylen?

Den blir lavere og lavere etterhvert som vi beveger oss oppover i søyla. (p₀ v₀på T₀ er lik p₁ v₁ på T₁). p står for trykket og T for tempen i kelvin. v som står for volumet, er altså konstant.
(Denne siste formuleringen var så altfor kort og klønete, så jeg stryker den.) (Jeg har fortjent å stryke selv også. Riktig svar men feil begrunnelse.    )

Hva skjer med molekylfordelingen?

Her er jeg litt usikker på hva du egentlig er ute etter, men jeg vil tro at det pga tyngdekraften er flere molekyler nederst i søyla enn øverst, selv om de nederste "rør mer på sig" enn de lengre oppover.

Og som mine lærere alltid sa; Begrunn svaret.

Jeg har forsøkt meg. Sto jeg eller strøk jeg?

For å være litt vrang og som har en viss relevans til avslutningen på innlegget ditt: Denne analogien med gasser innesluttet i søyler holder vel ikke helt i det virkelige liv? Det skjer vel en utveksling av molekyler mellom de forskjellige luftsøylene?
Ellers så synes jeg altså at du fokuserer på vesentlige spørsmål. 

Lyse hoder vet jo ofte HVA som skjer. Men er alle enige om HVORFOR?
----------------------------------------------------------------

Så kan man jo drodle utover dette. Vi kan late som om vi flytter luftsøylen over et reservoar av H2O som vi kan kalle hav, vi kan skru av og på varmekilden, vi kan skru av gravitasjonen igjen, og vi kan forsøke å forutse om luftsøylen da vil oppføre seg annerledes.

Er det noen som føler seg kallet til å ta utfordringen?

Jeg har også et par andre oppgaver på lager

Kom med dem! Dette er gøy! 

BBK

[Obelix]

1) Hva skjer med lufta inne i luftsøylen?
2)  Hva skjer med temperaturen oppover i luftsøylen?
3)  Hva skjer med molekylfordelingen?

Jeg for forsøke meg, da 

3)  Det meste av molekyelene havner å bunn av røret, grunnet gravitasjonskraften.

2)  Temperaturen avtar oppover i røret, grunnet svaret i 3).

1)  Lufta blir "stale"  (som med stillestående vann), siden det blir forverret utveksling av lufta fordi det er i et rør. Varm luft fra bakken skal jo stige, og kald luft skal jo synke, men med lufta fanget i et trangt rør, så blir det ikke plass (eller dårligere plass) til både oppadgående strømmer og nedadgående strømmer. Vi vil få en variant av fenomenet  inversjonslokk et eller annet sted i røret. - Men altså et invertert inversjonslokk med andre ord.

[Jostemikk]

Blir det vakuum i toppen av røret når det reises?