Manglende forståelse av energioverføring

[Smiley]

I en debatt ble jeg møtt med argumentet om at ir stråling opp og ir stråling ned har ulikt spektrum. Den energien som ikke slapp ut var pent nødt til å gi oppvarming. Figuren som var lagt ved viste klart å tydelig en hvis forskjell på midten. Det var også litt økning på kantene noe som viste at totalt farget område var likt på både opp og ned figuren. Altså var energipotensialet likt, men spekteret litt anderledes. Det var helt umulig å få motparten til å forstå at ir lys som ble fanget og reemittert av CO2 faktisk bare hopper et molekyl til siden eller tilbake og går videre. Siden molekyler i nærheten med størst sannsynlighet er vanndamp vil den samme energien reemitteres, men med litt annet spektrum.
Ved å legge ved en figur med ir egenskaper på vanndamp og CO2 ser man klart at når CO2 reduserer utstrålingen på ca 15 micrometer så stiger utstrålingen på frekvensene til vanndamp. Det eneste et slikt spektrum beviser er tilstedeværelsen av både CO2 og vanndamp. Spektrum analyse brukes jo bla til å bestemme innholdet i gassblandinger.

Det slo meg da at legger man molekylene på en linje vil kun et fåtall av disse bestå av CO2. De resterende vil være noe annet.
Hvis dette gjentas for hvert lag med molekyler i høyden vil det finnes en uendelighet av muligheter for energien å komme ut selv om tusenvis av veier er blokkert av et CO2 molekyl. Det er altså fullstendig umulig at CO2 gir oppvarming forutsatt at energi gjør akkurat det samme som vann, nemlig følger minste motstands vei.

CO2 drevet oppvarming forutsetter altså at alle andre utveier for energien ikke eksisterer!

[Jostemikk]

Prøv å forenkle det hele så mye som mulig for å se om det henger på greip, Smiley. CO2 er en av de viktigste gassene for å fjerne varme fra jorda ut i verdensrommet. Hvordan kan jorda bli varmere av mer av en gass som gjør det kaldere? Stiger vannivået i ei bøtte saktere hvis åpner krana mer?

[P. Tuvnes]

Her er min forklaring, etter en del grubling og søk etter forklaringer.  Korrigeringer mottas med takk.

Ref. Kiehl-Trenberth "energibalanse" for jorden og atmosfæren, modifisert gjengitt i IPCC rapport AR5 WG1 fig. 2.11.
Det er ikke en energibalanse, i enheten J (Joule), men et feilaktig forsøk på å beskrive strålingseffekt i øyeblikket i enheten W/m2 (= J/sm2).  Da blir det feil å fordele solstrålingen over hele jorden på en gang, dvs gjøre jorden flat slik at solen blir "kald".

Den uriktige teorien om at stråling fra atmosfæren gir dobbel effekt av solen (Kiehl-Trenberth) har sitt utspring i at man retter temperaturmåleinstrument (pyrgeometer) mot atmosfæren og måler en temperatur. Deretter regnes temperaturen om til stråling med Stefan – Boltzmanns (S-B) lov (strålingsintensitet proporsjonal med temperaturen i fjerde potens). Men, at stråling fra et kaldt legeme skal kunne varme opp et varmere legeme strider mot et av fysikkens aksiomer (og forutsetning for bruk av S-B) om at varme kun kan overføres fra et varmt til et kaldt legeme og ikke omvendt.  Dessuten gjelder S-B bare for «sorte legemer» med omgivelse ved absolutte nullpunkt i temperatur (0 K = - 273,15 deg C).  Atmosfæren er ikke noe sort eller «grått» legeme, og da gjelder ikke S-Bs lov.  Jorden kan betraktes som et «grått» legeme mot universet, og når jorden varmes opp så øker strålingen ut fra jorden med en faktor på temperaturen i fjerde potens (T^4). Det er en vesentlig temperaturstabiliserende faktor.

Årsaken til at et kaldt objekt ikke kan varme opp noe som er varmere ligger i varmens natur som energi. Et varmt objekt med høy temperatur har raskere atombevegelser (svingninger) enn et kaldere, altså høyere svingefrekvens og energi. Energi, frekvens og temperatur henger sammen. Et kaldt objekt med lav temperatur, lav frekvens og lav energi har ikke høy nok energi og frekvens til å øke frekvensen på noe som har høyere svingefrekvens fra før. Dette gjelder både ved varmeledning (kontakt), konveksjon (blanding) og stråling.  Sammenlign med at for noen kjemiske reaksjoner som settes i gang med stråling så må man over et visst frekvensnivå. Stråling fra et kaldt objekt (atmosfæren) er relativt langbølget stråling med lav energi og frekvens, og denne lavfrekvente stråling kan ikke øke frekvensen på et varmere objekt (jordoverflaten) simpelthen fordi den lavfrekvente strålingen ikke har høy nok frekvens og energi til å øke (eksitere) den allerede høyere frekvensen i det varme objektet.  Den lavfrekvente «tilbakestrålingen» vil resonere med den delen av frekvensspekteret til legemet med høyere temperatur og spres deretter ut sammen med stråler av samme lave frekvens fra legemet med høyere temperatur.  Ettersom stråling er konstant ved en gitt temperatur vil lavfrekvent resonerende stråling føre til mindre tap av egen lavfrekvent stråling fra legemet med høy temperatur. Det kan føre til redusert avkjølingshastighet på det varmere legemet, men ikke temperaturøkning med mindre man har en annen varmekilde i tillegg (som f.eks. solen), og kan sammenlignes med isolasjon når varmetap foregår med vanlig (kontakt-) varmeledning, og man har en konstant varmekilde f. eks. inne i et hus.  Den ekstra varmen som noen få milliondeler CO2 skal kunne gi har vært umulig å måle (Dr. Roy Spencer) og er fullstendig neglisjerbar.

[Jostemikk]

Smiley og Tuvnes, det er flere gode poenger dere kommer med. Allikevel sitter jeg med en følelse av at dette blir unødig komplisert. Hvor enn interessant stoffet dere tar opp er, og det er også tatt opp tidligere, hva med å forsøke gjøre dette så enkelt som mulig med et ikke alt for vanskelig spørsmål?

Hva sier termodynamikkens 1. og 2. hovedsetninger? Er AGW-hypotesen forenlig med disse? Har klimatologene klart å finne alment aksepterte unntak fra 1. og 2. hovedsetning som støtter deres drivhushypotese?

Skal jeg svare dette selv etter å ha lest begge siders argumenter om dette, og da mener jeg tusener av argumenter de siste årene, er hele drivhushypotesen riv ruskende gal. Enten bør vi se på dette som en reell mulighet, ellers så er Okular rette mannen å argumentere mot. Han har gjort en aldeles kolossal innsats, og jeg har pr. nå ikke sett en eneste norsk klimarealist en gang være i nærheten av å finne feil i hans argumenter på en slik måte at det rokker ved hans hovedkonklusjoner.

Så igjen, 1. og 2. hovedsetning, hva forteller de oss om CO2- og drivhushypotesen?

[P. Tuvnes]

Kiehl-Trenberth/IPCC AR5 WG1 fig. 2.11 -modellen strider mot termodynamikkens 1. lov om konstant energi i et system fordi ved å gjøre jorden flat og solen kald, har de vært nødt til å finne opp at atmosfæren er en energikilde som varmer opp jorden dobbelt så mye som solen for å få til en gjennomsnittlig global temperatur på ca. 15 grader C.
Den samme modellen strider mot termodynamikkens 2. lov om irreversibilitet når stråling fra et kaldt objekt kan gjøre et varmere objekt (som først varmer opp det kalde) enda varmere.  Da har man en evighetsmaskin (perpetuum mobile).

[Jostemikk]

Kiehl-Trenberth/IPCC AR5 WG1 fig. 2.11 -modellen strider mot termodynamikkens 1. lov om konstant energi i et system fordi ved å gjøre jorden flat og solen kald, har de vært nødt til å finne opp at atmosfæren er en energikilde som varmer opp jorden dobbelt så mye som solen for å få til en gjennomsnittlig global temperatur på ca. 15 grader C.
Den samme modellen strider mot termodynamikkens 2. lov om irreversibilitet når stråling fra et kaldt objekt kan gjøre et varmere objekt (som først varmer opp det kalde) enda varmere.  Da har man en evighetsmaskin (perpetuum mobile).

Her er vi helt på linje, Tuvnes. Aldeles enige med hverandre, og på full kollisjonskurs med Watts, Spencer, Curry, Singer, Monckton, Montford og andre, ikke minst Klimarealistenes konsensusuttalelser gjennom deres forklaringer i publiserte forklarings-PDFer.

De fleste husker muligens at jeg forsøkte presse et direkte svar ut av et par klimarealister her på forumet. Det var dumt gjort, for de ville ikke svare, de ville bare eksplodere.

Det blir et innlegg om ikke så lenge om det jeg tidligere har nevnt om at fysikerne ikke er i nærheten av å forstå hva sola og dens elektromagnetiske strålinger innebærer for oppvarmingen av planeten (eller annet for den saks skyld). Den sender blant annet IR i store mengder mot og inn i jordens atmosfære. Det blir en liten fortelling om hva som skjedde for 10-12 år siden da det var alle tiders strålende påskevær med 1,2m snø på bakken, og 18 varmegrader i skyggen. Tygg litt på den så lenge. Stikkord: Bakken kunne ikke være varmere enn 0 grader...

[Jostemikk]

I en debatt ble jeg møtt med argumentet om at ir stråling opp og ir stråling ned har ulikt spektrum.

Det kommer IR fra sola i hauger og lass.

Sunlight at the top of Earth's atmosphere is composed (by total energy) of about 50% infrared light, 40% visible light, and 10% ultraviolet light.

Nå kommer en fortelling fra mars 2003. Det var noen fantastiske dager som nesten ga begrepet påskesol en ny betydning. For meg snur det også opp-ned på det meste av anerkjent forklaring på hvordan jordsystemet blir varmet opp.

Vi bodde nesten så øde som noen kan gjøre i dette landet blant myrer, tjern og tørre fururabber snaue 300 m.o.h. Null lyd fra folk eller trafikk, og null mobildekning. Dæven som jeg savner den totale stillheten! Å sitte på låvebrua om morgenen med kaffekruset og rullingsen og bare være for en stakket stund fram til de andre krabba ut av bosoa. De som aldri har opplevd noe slikt vet ikke hva jeg snakker om.

Låven i Fantasia januar 2003
[attachimg=1]

Temperatur og snøforhold, samt litt om beliggenhet

[attachimg=2]

[attachimg=3]

[attachimg=4]

De meteorologiske dataene er fra MI, Blindern, og er for kommunens daværende værstasjon. Var det en forskjell disse dagene, er det at det var 20-30 cm mer snø i Fantasia, og gradestokken på nordveggen viste et par-tre grader høyere makstemperatur de to varmeste dagene. Gradestokken var vel og merke bare et vanlig kvikksølvtermometer kjøpt på Samvirkelaget, og misvisningen grunnet dette og selve plasseringa på ytterveggen av bislaget som ikke var oppvarmet, kunne sikkert være betydelig.

Hva varma opp lufta de dagene? Bakken kan det i hvertfall ikke ha vært, den var snødekket.

Det var høytrykk, vindstille, skyfri himmel, varmt om dagen og kaldt om natta. Døgnvariasjonen var opp mot 20°C. Hvordan kunne det bli så varmt som 12 grader utover dagen? Sola varmer bakken, og æh..., nei, det gjorde den ikke, for der var det snø, og den dagen noen får den til å bli mer enn 0 °C varm bør bli en offentlig flaggdag. Så var det barskogen, men den var langt unna huset. Så var det selve huset, som var gråmalt der malingen ikke hadde flassa av. Nordveggen lå i skygge allerede fra formiddagen.

Hva var det som varmet opp atmosfæren i bakkehøyde? Det kan ikke ha vært annet enn sola, kan det vel? I så fall har vi et problem, for pr. rådende mainstream- og skeptikerparadigme, varmer ikke sola opp atmosfæren. Den blir bare "reflektert" eller stråler "rett i gjennom".

Jeg antar det er noe enkelt jeg har oversett. Det må det jo være. Var det påskehare-effekten?


http://en.wikipedia.org/wiki/Sun#Sunlight

[Smiley]

Nå er min mening at drivhuseffekten er vitenskapens største tabbe siden jorden var flat. Det jeg finner vanskelig å forstå er at utstrålingen fra CO2 kanskje kan senke avkjølingen av jorden på sin frekvens men jorden har jo flere frekvenser til å kvitte seg med varmen.

I tillegg blandes atmosfæren og man har konveksjon så energien finner alltid en annen vei. Jeg mener derfor at tilbakestrålingen kun går et par molekyler tilbake, absorberes av noe annet enn CO2 som for eksempel vanndamp som gir annet spektrum samt at konveksjon bringer energien videre oppover. Energi går alltid fra overskudd mot underskudd og tar alltid letteste vei. Mot strømmen og ned til bakken er vi jo alle enige om at ikke er mulig. Vann er energi i bevegelse og det går aldri mot strømmen.

[Jostemikk]

Vann er energi i bevegelse og det går aldri mot strømmen.

Nå er det vel en annen naturlov som påvirker i hvilken retning vannet renner? Kanskje er å påpeke at en ikke opplever tilbake-konduksjon en bedre analogi?

Ellers er jeg som allerede nevnt ikke særlig uenig med deg i det du skriver, og det er viktig at flest mulig resonnerer seg fram til sin egen versjon/forståelse av hvorfor det bør stilles spørsmål ved både energibudsjett og generell harselering med T1/T2. Det jeg tenker mer og mer på etter hvert som tiden går, er om en ikke bør bli enda mer nøye på å nevne termodynamikkens lover i debatten, og da mener jeg like mye overfor skeptikere som alarmister. Som jeg skrev i et tidligere innlegg, har jeg forsøkt å gjøre dette med skeptikere. Dessverre uten hell. De fant ikke noe skeptikerkonsensus å støtte seg til...

Et annet argument er at hvis denne ekstra energien virkelig eksisterer andre steder enn på matematikkrunkernes rableark, hvorfor har de ikke forlengst laget tilbakestrålingskraftverk for å utnytte IR-energien? Den er jo dobbelt så kraftig som solas oppvarming. Både "skeptikere" og alarmister nekter å svare på slike spørsmål, og alle forstår at årsaken til tausheten er alt annet enn at de befinner seg på tjukk is.

[Amatør1]

Hva varma opp lufta de dagene? Bakken kan det i hvertfall ikke ha vært, den var snødekket.

Det var høytrykk, vindstille, skyfri himmel, varmt om dagen og kaldt om natta. Døgnvariasjonen var opp mot 20°C. Hvordan kunne det bli så varmt som 12 grader utover dagen? Sola varmer bakken, og æh..., nei, det gjorde den ikke, for der var det snø, og den dagen noen får den til å bli mer enn 0 °C varm bør bli en offentlig flaggdag. Så var det barskogen, men den var langt unna huset. Så var det selve huset, som var gråmalt der malingen ikke hadde flassa av. Nordveggen lå i skygge allerede fra formiddagen.

Hva var det som varmet opp atmosfæren i bakkehøyde? Det kan ikke ha vært annet enn sola, kan det vel? I så fall har vi et problem, for pr. rådende mainstream- og skeptikerparadigme, varmer ikke sola opp atmosfæren. Den blir bare "reflektert" eller stråler "rett i gjennom".

Jeg antar det er noe enkelt jeg har oversett. Det må det jo være. Var det påskehare-effekten?

Nok et interessant tankekors!

Et problem er at det er vanskelig å måle lufttemperatur i solskinn, for den som befinner seg i sola (person eller termometer) har lett for å bli varmet opp av sola. En annen ting er at ved vinstille i kupert terreng og solskinn, kan det vel danne seg kalde og varme strømmer, men de vame har jo lett for å stige....

Kan sola varme lufta direkte? På hvilken måte? Kan f.eks. sola skinne på snøen som sublimerer og danner vanndamp, og som deretter fanger sola og varmer atmosfæren?

[Jostemikk]

Nok et interessant tankekors!

Et problem er at det er vanskelig å måle lufttemperatur i solskinn, for den som befinner seg i sola (person eller termometer) har lett for å bli varmet opp av sola. En annen ting er at ved vinstille i kupert terreng og solskinn, kan det vel danne seg kalde og varme strømmer, men de vame har jo lett for å stige....

Kan sola varme lufta direkte? På hvilken måte? Kan f.eks. sola skinne på snøen som sublimerer og danner vanndamp, og som deretter fanger sola og varmer atmosfæren?

Termometeret hang i skyggen på nordveggen og oppnådde høyeste måling flere timer etter at sola ble borte. Når det gjelder sublimering og vanndamp kan dette sannsynlig vis gi en effekt, men sjekk snødybden fra dag til dag. Kan ikke være mye energi samlet sett. Jeg minner om:

Sunlight at the top of Earth's atmosphere is composed (by total energy) of about 50% infrared light, 40% visible light, and 10% ultraviolet light.

Dessuten tror jeg det er mye mer som ikke er forstått/forklart når det gjelder EM-stråling. Et eksempel er hvor det blir av energien etter den delen av det ultrafiolette lyset som kravler seg gjennom ozonlaget? Vi kjenner den ikke som varme på huden før det begynner å brenne av skadene UVen påfører den.

Får kjøpe meg litt måleutstyr, samt noen blokker isopor og noen lamper/pærer/filtre. Det må da være ca. 5000 eksperimenter som IKKE er gjort? Skal begynne å spare, så forteller jeg om resultatet om 3-4 år...

[Smiley]

Det med vann var bare et eksempel på hva vannet gjør når du stikker en pinne ned i elven. Vannet som treffer pinnen går ikke tilbake mot strømmen,men rundt pinnen og videre i samme retning som resten. Energi uansett form går jo fra høyt potensial til lavere. Jo større forskjell i potensial jo raskere flyttes energien. Altså alltid letteste vei, akkurat som vann. I atmosfæren må forskjellen i potensial alltid være størst oppover mot mot kulden. Potensialet nedover er jo negativt.

Så uansett frekvens så må varme energien gå oppover for å forholde seg til termodynamikkens lover.

[Jostemikk]

Det med vann var bare et eksempel på hva vannet gjør når du stikker en pinne ned i elven. Vannet som treffer pinnen går ikke tilbake mot strømmen,men rundt pinnen og videre i samme retning som resten. Energi uansett form går jo fra høyt potensial til lavere. Jo større forskjell i potensial jo raskere flyttes energien. Altså alltid letteste vei, akkurat som vann. I atmosfæren må forskjellen i potensial alltid være størst oppover mot mot kulden. Potensialet nedover er jo negativt.

Så uansett frekvens så må varme energien gå oppover for å forholde seg til termodynamikkens lover.

Nå skjønner jeg hva du mener med vann-analogien din, Smiley. Var ørlite treg der.

Ellers er verd å merke seg det jeg har skrevet om de varme marsdagene. Der varmer sola bakken til 0 grader C, og hvis skeptikere og alarmister har rett, skal bakken deretter varme lufta til UNDER 0 grader C, i hvertfall ikke mer enn 0. Hvor kom de ti-tolv ekstra varmegradene fra? Atmosfæren var mye varmere enn bakken.

[Smiley]

Okular har vel muligens svaret på hvor de tolv gradene kommer fra. Luftens egen kinetiske energi kan omgjøres til varme når luften presses mot fjell og underlag. Slik luft kan jo flyte inn over kald bakke og siden varmen stiger oppover vil muligens oppdriften være større enn varmestrålingen nedover.
Så varmestråling nedover er praktisk talt ikke eksisterende. Eller så var det enkelt og greit bare enda kaldere luft over det varme luftlaget og varmen gikk mot laveste potensial.

[Jostemikk]

Takk for svar, Smiley!

Eller så var det enkelt og greit bare enda kaldere luft over det varme luftlaget og varmen gikk mot laveste potensial.

Ja, det kan være en forklaring, men vi sitter allikevel igjen med et problem, og det er at atmosfæren kan varme bakken, og gjør det når bakken har snø-/isdekke, men aldri mer enn til 0 grader C, men hva varmet opp atmosfæren til 12 grader C?

Det finnes sikkert en enkel forklaring på dette, men akkurat nå har jeg gått meg litt fast.