Den troposfære-nedkjølende effekten til CO2, vanndamp og ozon

[Amateur2]

Obelix sin kommentar gjelder bare en del av hva som faktisk kan skje for de spesielle molekylene jeg behandler, men den gjelder ikke for det fenomenet jeg forsøker å beskrive, den indre resonansen. For å klargjøre dette ytterligere må vi gå litt dypere inn i kvantemekanikk og molekyldynamikk.

Aksepterer man en kvantemekanisk beskrivelse av atomer og molekyler så vil elektronene, uavhengig av om man betrakter dem som partikler eller bølgefenomener, ha helt bestemte nivåer for sine "baner". De skifter altså fra et nivå til det neste nivå i diskrete sprang og ikke kontinuerlig, etter hvert som energi tilføres eller avigs. Det må altså en viss diskret energimengde til før et elektron kan skifte fra et lavereliggende nivå til et høyerliggende nivå og tilsvarende så avgis energi i en diskret mengde når et elektron går fra et høyereliggende nivå til et lavereliggende nivå.

I et molekyl så deles noen elektroner mellom atomene som inngår i molekylet. Det er antallet elektroner som deles som bestemmer hvor sterk bindingen mellom atomene i molekylet er. Jo flere elektroner som deles jo sterkere binding.

Avhengig av molekylets kompleksitet så kan et molekyl ha følgende bevegelsesformer:

1) Translasjon i tre orthogonale retninger  (orthogonal betyr vinkelrett på hverandre)
2) Rotasjon om de samme tre orthogonale retningene
3) Interne resonanser (såkalte "normal modes") (også ofte litt misvisende betegnet som vibrasjoner i molekylsammenheng)

1) og 2) er analogt til stivlegemebevegelser for et mekanisk system, (typisk bevegelsene for en båt: jag, svai, hiv, rull, stamp, gir)
mens 3) er det man kaller svingeformene i et mekanisk system.

En god påminnelse om tidligere tiders læringsstoff, Amatuer2. Men det er to feil i beskrivelsen:

1. Vi snakker ikke om elektroner, elektronoverganger eller elektronenergier i forbindelse med indre vibrasjoner i moleylene. Energien i IR-strålingen er langt svakere, så det mest korrekte er å snakke om kvanter eller fotoner, som beveger seg mellom grunntilstand og ulike eksiterte tilstander.

2. Et ett-atomig molekyl har ingen indre vibrasjon, slik at ditt pkt. 1 faller vekk. (Det du snakker om her er vel Brownske bevegelser?)

Jeg har tydeligvis uttrykt meg klossete ebye, (men jeg skjønner ikke helt hvor jeg har gjort det )

Det jeg hele tiden har forsøkt å få fram er to ting:

1) Det er en vesentlig forskjell på de indre "mekaniske" resonanssvigningene i et molekyl og molekylvibrasjoner av typen stivlegemebevegelser. Det er resonanssvingningene som er relevante i forhold til absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler".

2) Absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler" har ingen direkte sammenheng med eksitasjon/relaksasjon av elektroner til/fra høyere energinivåer.

[Obelix]

T1 og entropi er en viktig del av termodynamikk, og derfor setter jeg spesielt stor pris på Obelix' presisering av varmetap pr. overføring. I mange tilfelle ender vi opp med det jeg selv tenker på som søppelenergi, vitenskapelig karakterisert som høy entropi.

All energi er ikke enkelt tilgjengelig som varme, og jeg gjentar gjerne det begrepet. Varme. Det vi diskuterer er termodynamikkens 1. og 2. hovedsetning, ikke energidynamikkens 1. og 2. hovedsetning.

I helgen leste jeg ei gammel lærebok i termodynamikk. Forfatteren startet med å presisere noe som for ham tydeligvis var viktig å få fram. Han skrev noe lignende:

Når jeg nå og i resten av denne boka skriver om termodynamikk, snakker jeg om varme. Effekten utregnet ved hjelp av dyne.

"Kuldedøden" som er forbundet med stadig høyere entropi vil intreffe i et lukket system. Og hadde jorden vært et lukket system så har jorden hatt ca. 4,5 milliarder år på seg for å få "kuldedøden". Det at vi etter så lang tid fortsatt har en global gjennomsnittelig temperatur på ca.  13,5 grader Celsius er et bevis på at jorden er et åpent system.

Derfor vil vi hele tiden få "søppelenergien" som Jostemikk kaller det, og likevel ha vår levelige temperatur. For "søppelenergien" forsvinner ut av vårt system og til verdensrommet.  Den utgående langbølgede strålingen som satelitter måler, er energi som kan oppgis i enheten Watt  og Watt/m2, men den er for "søplete" til å varme opp noe i jordsystemet. Altså her så er den "ikke verdt noe"!

For vi må ikke bli like "tøsete" som alarmistene; De "glemmer" at det forekommer tap i hver energi-overgang. Det er dette som de må minnes på til stadighet! Deres ville tro forutsetter at man kan bruke energi og likevel beholde den, omtrent som å spise kaka og likevel beholde den. Tullerusk med andre ord   

[Jostemikk]

Deres ville tro forutsetter at man kan bruke energi og likevel beholde den, omtrent som å spise kaka og likevel beholde den. Tullerusk med andre ord   

Perpetuum mobile. Evighetskake. Det er bare å se hvordan de forsøker seg med at den denne magiske økningen i IR kan:

1. Varme opp atmosfæren, og

2. varme opp havet like mye, samtidig som

3. økningen i utgående LWIR på TOA øker.

Hva er det reklamen sa en gang? Men det er jo tre ting på en gang, og det går jo ikke an? Ifølge mainstream er det tydeligvis søppelenergi som varmer opp havet, og at den har så høy entropi at det ikke kan registreres før dybden og trykket har økt nok ved 3000m. Først da omdannes energien til registrerbar varme.

[Obelix]

Jeg har tydeligvis uttrykt meg klossete ebye, (men jeg skjønner ikke helt hvor jeg har gjort det )

Det jeg hele tiden har forsøkt å få fram er to ting:

1) Det er en vesentlig forskjell på de indre "mekaniske" resonanssvigningene i et molekyl og molekylvibrasjoner av typen stivlegemebevegelser. Det er resonanssvingningene som er relevante i forhold til absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler".

2) Absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler" har ingen direkte sammenheng med eksitasjon/relaksasjon av elektroner til/fra høyere energinivåer.

Ad punkt 1: LWIR er stråling. På norsk betyr begrepet "langbølget infrarød stråling"  Og som vi alle vet vel nå??? - Så kan ikke LWIR med en bølgelengde som er større/lengre enn det angivelige "målet"sin bølgelengde (frekvens) bli absorbert i det hele tatt.   Jamfør begrepet "Cut off"-frekvens.

Ad punkt 2) - Hva menes med dette Amateur2? Kan du utdype ditt punkt nummer 2?

[Obelix]

Hva er det reklamen sa en gang? Men det er jo tre ting på en gang, og det går jo ikke an? Ifølge mainstream er det tydeligvis søppelenergi som varmer opp havet, og at den har så høy entropi at det ikke kan registreres før dybden og trykket har økt nok ved 3000m. Først da omdannes energien til registrerbar varme.

Ja, reklamen forteller oss bare det som sant... 

Pussig at ingen har bedt ARGO-bøyene om å holde et våkent øye på "søppelenergien" som angivelig skal rase rett forbi dem?

[Amateur2]

Velkommen etter, dette er det som vi klimarealister har prøvd å fortelle alarmistene lenge! Nemlig, vi vet hvilke frekvenser strålingen er på. De er i det vinduet som kalles LWIR.  Og LWIR har betydelig mindre energi - eV - enn de mer kortbølgede strålene.
For her er cluet, for hver gang LWIR blir "brukt" til å varme opp noe, f.eks lufta med CO2 og andre "klimagasser" i seg, så får vi et tap. Dette tapet er i form av konvektiv varme. Så ved en re-emittering så er bølgelenden hakket lenger, og følgelig mindre energirik!

Og LWIR re-emittert har en for lang bølgelengde til å bli emittert av andre molekyler med høyere temperatur enn der hvor LWIR-strålingen kom fra. Det er dette som menes med begrepet "Cut off"-frekvenser som Tuvnes har skrevet om - med henvisning til Claes Johnson.  Og som er en forklaring på at klima-alarmistenes ville tro bryter med T2.

Her er tror jeg repetere hvilken mekanisme det er som gjelder når CO2 molekylet absorberer og re-emitterer det du kaller LWIR.

Det CO2 absorberer og re-emitterer er IR-stråler med bølgelengder som tilsvarer egenfrekvensene til de indre resonans-svigningene. Dette er de "mekaniske" bøyesvigningene i molekylet. De har ingen direkte relasjon til hverken temperatur eller elektronenes eksitasjonsnivå (det kan vær en meget svak sammenheng, men for alle praktiske formål så er den helt neglijserbar.) Disse mekaniske bøyesvingnigene i molekylet har helt bestemte frekvenser og eksiteres kun når de treffes av stråler med disse frekvensene. Dette er en mindre stabil tilstand enn molekylets grunntilstand og det re-emitteres derfor meget lett tilsvarende foton som de som eksiterte svingningene. Disse resonansfrekvensene har overhodet ingen sammenheng med temperaturen for gassblandingen der molekylet befinner seg, de er kun avhengige av molekylets "mekaniske" egenskaper. CO2 kan absorbere og reemittere IR stråler ved disse frekvensene uavhengig av hvilken temperatur gassblandingen i seg selv har.

[Amateur2]

Jeg har tydeligvis uttrykt meg klossete ebye, (men jeg skjønner ikke helt hvor jeg har gjort det )

Det jeg hele tiden har forsøkt å få fram er to ting:

1) Det er en vesentlig forskjell på de indre "mekaniske" resonanssvigningene i et molekyl og molekylvibrasjoner av typen stivlegemebevegelser. Det er resonanssvingningene som er relevante i forhold til absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler".

2) Absorpsjon og re-emittering av IR-fotoner fra "drivhusgassmolekyler" har ingen direkte sammenheng med eksitasjon/relaksasjon av elektroner til/fra høyere energinivåer.

Ad punkt 1: LWIR er stråling. På norsk betyr begrepet "langbølget infrarød stråling"  Og som vi alle vet vel nå??? - Så kan ikke LWIR med en bølgelengde som er større/lengre enn det angivelige "målet"sin bølgelengde (frekvens) bli absorbert i det hele tatt.   Jamfør begrepet "Cut off"-frekvens.

Ad punkt 2) - Hva menes med dette Amateur2? Kan du utdype ditt punkt nummer 2?

Se innlegget mitt over, dvs #35.

[Obelix]

Se innlegget mitt over.

Ikke mye hjelp! For i innlegget over er det feil i fremstillingen din Amateur2. Det at et CO2-molekyl re-emitterer stråling i frekvensbåndet som er innenfor LWIR-frekvens-vinduet er så sin sak. Det er ikke re-emitteringen som er poenget. Det er spørsmålet om den re-emitterte energien kan bli absorbert av andre molekyler, som er poenget!  Og for at det skal skje, så må et bestemt krav være oppfyllt; Nemlig at strålingens frekvens er innenfor "Cut off"-nivået! Er strålingen fra et 'kaldt' objekt og det angivelige målet er et 'varmt' objekt, så vil ikke det 'varme' objektet absorbere noe som helst av den re-emitterte strålingen fra det 'kalde' avgiver-objektet.

Altså, vilkåret for mulighet til ny absorbsjon må være på plass.  Og når vi vet at frekvensen/bølgelengden forandrer seg for hver energi-overføring, så blir det verre og verre å finne mulige mål for de re-emitterte LWIR-strålene.
Til slutt blir de re-emitterte LWIR-strålene så langbølgede at de i realiteten har blitt "søppelenergi" som ikke kan varme opp noe som helst. Og til slutt finner disse strålene seg veien opp til TOA før de stråler ut i verdensrommet. Borte fra oss for godt.

[Amateur2]

For vi må ikke bli like "tøsete" som alarmistene; De "glemmer" at det forekommer tap i hver energi-overgang. Det er dette som de må minnes på til stadighet! Deres ville tro forutsetter at man kan bruke energi og likevel beholde den, omtrent som å spise kaka og likevel beholde den. Tullerusk med andre ord   

Hverken termodynamikkens første eller andre hovedsetning gir grunnlag for å hevde dette. Det kan utmerket godt tillates energioverganger uten det Obelix kaller "tap" uten at termodynamikkens hovedsetninger ruineres.

At de fleste energioverganger innebærer at noe av energien går over til varme, altså et "tap" i Obelix sin terminologi, det er så, men vi kan ikke utelukke at de kan finnes energioverganger hvor dette ikke skjer.

Absorpsjon og re-emmitering av IR-stråler fra f.eks. CO2 molekyler kan være et slikt tilfelle. Der må man akseptere at det ikke er noe "tap" inntil noen viser at det er et "tap" også der. Det betyr at frekvensen på de re-emitterte IR-strålene kan være lik frekvensen på de absorberte, men frekvensen på de re-emitterte IR-strålene kan aldri bli høyere enn frekvensen på de eksiterende IR-strålene.

[Amateur2]

Se innlegget mitt over.

Ikke mye hjelp! For i innlegget over er det feil i fremstillingen din Amateur2. Det at et CO2-molekyl re-emitterer stråling i frekvensbåndet som er innenfor LWIR-frekvens-vinduet er så sin sak. Det er ikke re-emitteringen som er poenget. Det er spørsmålet om den re-emitterte energien kan bli absorbert av andre molekyler, som er poenget!  Og for at det skal skje, så må et bestemt krav være oppfyllt; Nemlig at strålingens frekvens er innenfor "Cut off"-nivået! Er strålingen fra et 'kaldt' objekt og det angivelige målet er et 'varmt' objekt, så vil ikke det 'varme' objektet absorbere noe som helst av den re-emitterte strålingen fra det 'kalde' avgiver-objektet.

Altså, vilkåret for mulighet til ny absorbsjon må være på plass.  Og når vi vet at frekvensen/bølgelengden forandrer seg for hver energi-overføring, så blir det verre og verre å finne mulige mål for de re-emitterte LWIR-strålene.
Til slutt blir de re-emitterte LWIR-strålene så langbølgede at de i realiteten har blitt "søppelenergi" som ikke kan varme opp noe som helst. Og til slutt finner disse strålene seg veien opp til TOA før de stråler ut i verdensrommet. Borte fra oss for godt.

Jeg greier ikke å se den feilen du mener er i det jeg har skrevet. Hverken ut fra å lese mine egne innlegg, eller ut i fra det du skriver. Beklager.

[Okular]

T1 er nødvendig når man skal etablere en beskrivelse av fysikken ved absorpsjon og re-emittering for de molekylene det gjelder. Hvis man ikke forutsetter T1 så kan man risikere å etablere en beskrivelse som tilfredstiller T2 samtidig som den genererer energi. Da er man på ville veier.

Nei, vi har ikke lukket system i jordssytemet vårt. Atmosfæren er stor og åpen. Det er heller ikke riktig å late som at hvert enkelt molekyl er et lukket system. Og det som "ødelegger" for en slik tanke, er at molekylene vitterlig for tilførsel av energi. Et lukket system har ikke tilførsel av energi fra utenifra "systemet".

Sorry, men du roter med systemene her, Obelix. Jordsystemet er så definitivt et lukket termodynamisk system. Faktisk et klassisk eksempel. Et lukket system er et system som utveksler energi fritt med sine omgivelser, bare ikke masse/stoff. Et isolert system utveksler ingen av delene. Et åpent system utveksler både energi og masse/stoff med omgivelsene.

T1 omhandler spesifikt og distinkt både åpne, lukkede og isolerte systemer. For isolerte systemer endres ikke U (den interne energien). Den interne energien kan endre form, men aldri skapes eller tilintetgjøres. For lukkede systemer gjelder den kanskje mest kjente varianten: dU = dQ - dW.

[Amateur2]

Et lukket system er et system som utveksler energi fritt med sine omgivelser, bare ikke masse/stoff. Et isolert system utveksler ingen av delene. Et åpent system utveksler både energi og masse/stoff med omgivelsene.

T1 omhandler spesifikt og distinkt både åpne, lukkede og isolerte systemer. For isolerte systemer endres ikke U (den interne energien). Den interne energien kan endre form, men aldri skapes eller tilintetgjøres. For lukkede systemer gjelder den kanskje mest kjente varianten: dU = dQ - dW.

Takk for den presiseringen Okular. Jeg har lett i hjernevinningene etter hvordan jeg skulle få uttrykt akkurat det.

Det er nettopp på grunn av det du skriver at man MÅ kreve at T1 skal tilfredstilles for en fullstendig beskrivelse av absorpsjon og re-emmitering fra f.eks. CO2 molekyler. Det er kun energiutveksling, ingen masseutveksling.

(edit: Fixet en link som ble borte)

[Obelix]

Sorry, men du roter med systemene her, Obelix. Jordsystemet er så definitivt et lukket termodynamisk system. Faktisk et klassisk eksempel. Et lukket system er et system som utveksler energi fritt med sine omgivelser, bare ikke masse/stoff. Et isolert system utveksler ingen av delene. Et åpent system utveksler både energi og masse/stoff med omgivelsene.

Sorry Okular, du roter med din virkelighetsoppfatning! Jordsystemet er ikke et lukket system, hverken i liten skala, på molekylnivå, eller i stor skala. Jordsystemet får vitterlig energi utenfra hver eneste dag! Kilden er sola. Et lukket system mottar ikke energi utenifra.  Klassisk kunnskap dette her, gitt.

[Jostemikk]

Kan det være litt snubling i begrepene her? Det er vel forskjell på lukket og isolert i denne sammenhengen? Forskjeller på energi og masse?

[Obelix]

Hverken termodynamikkens første eller andre hovedsetning gir grunnlag for å hevde dette. Det kan utmerket godt tillates energioverganger uten det Obelix kaller "tap" uten at termodynamikkens hovedsetninger ruineres.

At de fleste energioverganger innebærer at noe av energien går over til varme, altså et "tap" i Obelix sin terminologi, det er så, men vi kan ikke utelukke at de kan finnes energioverganger hvor dette ikke skjer.

Absorpsjon og re-emmitering av IR-stråler fra f.eks. CO2 molekyler kan være et slikt tilfelle. Der må man akseptere at det ikke er noe "tap" inntil noen viser at det er et "tap" også der. Det betyr at frekvensen på de re-emitterte IR-strålene kan være lik frekvensen på de absorberte, men frekvensen på de re-emitterte IR-strålene kan aldri bli høyere enn frekvensen på de eksiterende IR-strålene.

Amateur2, du roter med din fysikkforståelse. Energi kan ikke brukes og samtidig være bevart! Komplett umulig! Avgir et CO2-molekyl varme pga. virbering, altså konvektiv varme, så kan ikke CO2-molekylet sende fra seg samme energimengde som det fikk. Det som det faktisk gjør, er å sende fra seg lavereverdig energi, altså LWIR i lengre bølgelengder enn det det mottok, ergo stråling med mindre energi; eV.  Vi har tap i hver eneste energi-overføring.