Global warming

Vprašanje je tudi, če lahko ob napaki merjenja globalne temperature +-0,7°C lahko trdimo, da smo zaznali segrevanje, nižje od te napake. Kot bi dvakrat izmeril isti kos železne cevi, prvič bi dobil 30,5 +-0,5, drugič 31 +-0,5 in bi potem trdil, da se je v času med merjenji premer povečal za 0,5.

Še zmeraj pa čakam na kakšen podoben graf, kot je na junkscience, ampak 'požegnan' s strani warmerjev, ki bo prikazoval povišanje temperature zaradi co2ja v odvisnosti od koncentracije le - tega.

@Thomas
> Za vsak foton, katerekoli barve, ki gre s tla navzgor, je najmanj en ravno tak, ki prihaja s Sonca k nam dol. Kako tista toplogredna plast ve, da te naj pa pusti skozi?
> Odgovor je, da ne ve. Da prestreza obojne. Tistih na poti navzdol celo več, ker so v večini.

Napaka na enparih predpostavkah. Od sonca pridejo fotoni ene barve, iz Zemlje se izsevajo povsem druge barve. In atmosfera jih loči ravno po barvah.

@snov
>> Vodna para, CO2, metan ... pa skal ne bi nič bolj segreli. Samo zadenfali bi ekstremne temperature navzgor in navzdol.
> To je res. Ampak ali ravno to ne pomeni zmanjšano ohlajanje Lune?

Ne snow, to še kako ni res :) Skale bi podnevi prejele celoten toplotni tok od Sonca (minus nekaj procentov odboja od atmosfere) + celoten tok iz atmosfere. Ob precej večjem toplotnem toku pa ne bi ostale kar na isti temperaturi. Seveda ostaja vprašanje kako močen bi bil efekt tople grede v primerjavi z ostali efekti, ki bi jih atmosfera dodala (npr. oddajanje toplote preko direktnega stika površina/atmosfera). Ampak dovolj močna topla greda bi povzročila da bi bila min temperatura višja kot prej max temperatura. Brez problema. Fizikalno povsem sound.

> če ne more ves paket takoj v celoti nazaj v vesolje in se ga nekaj ponovno odbije nazaj na Zemljo

Nič hudega. Vsaj en tak je v tem času prišel s Sonca, pa po isti logiki ni mogel dol.

Če je bil dan.

Če je bila noč, se manj ogreta tla počasneje hladijo.

> Sicer pa, kako bi si lahko drugače razložili 460 C na Veneri, če je pa maksimalna temperatura, ki jo idealno črno telo v tisti orbiti lahko doseže le 192 C ?

S kakšno pravilno teorijo bo treba probat. Kilava, kot je ta "toplogredarska", itak ne more dost pomagat.

>>Nič hudega. Vsaj en tak je v tem času prišel s Sonca, pa po isti logiki ni mogel dol.
Logika ni ista, ker so paketi različnih barv.
Ta, ki prihaja je rumene barve in take ozračje ne odbije ampak prepusti skozi. Zaustavlja le rdeče.

edit:
Še to je treba povedati, da tiste rdeče, ki pridejo do ozračja od zunaj, že zunanji sloj odbije in tako do površja sploh ne pridejo, imajo podobne težave, kot rdeči z zemlje.

> Zaustavlja le rdeče.

Ampak tudi tardečih lije s Sonca dol več.

> Še to je treba povedati, da tiste rdeče, ki pridejo do ozračja od zunaj, že zunanji sloj odbije in tako do površja sploh ne pridejo, imajo podobne težave, kot rdeži iz zemlje.

Torej zadeva deluje kot baldahin. VSAKE valovne dolžine je več s Sonca kot z Zemlje. In če nekaj odbija, odbija podnevi več s Sonca, ponoči z Zemlje. Vendar podnevi je promet gostejši - in imamo senčnik.

Bi imeli, če bi bil efekt znaten.

> Največ energije s Sonca pride v rumenih paketih (vidna svetloba).

To mi je jasno. Od Sonca dobimo več rumene, kot jo naredimo na Zemlji. Ampak tudi vsake druge farbe tako!

(Izjema sta radarski in TV del spektra, kar so pa drugi razlogi in čisto zanemarljive energije).

Sončni spekter iz: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Solar_Spectrum.png

Ja, ta slikca lepo grafično prikaže porazdelitev izsevane energije s Sonca.
Od tega se velik del desnega kraka odbije od zunanjega plašča ozračja Zemlje, vidni pas in nekaj levo ter desno pa dospe do površja.
(Zemljin albedo 0,367 pove, da se 37% od skupno prispele energije odbije od zunanjih plasti ozračja.)

Dejte vi meni konkretno valovno dolžino, ki jo Zemlja oddaja več, kot nam je je podnevi pošilja Sonce.

Konkretno.

Razen radarskih in TV valov, takoimenovanih.

Če vzamem sončno sevanje iz spodnje slikice, lahko določim, kolikšen delež Sončevega sevanja pride na Zemljo.

S to številko lahko na istem grafu narišem spektra Sonca in Zemlje:


Očitno je, da plin, ki prepušča valovne dolžine pod 2 mikrona in absorbira v IR deluje toplogredno.

EDIT: To je seveda konkreten odgovor na vprašanje: "Dejte vi meni konkretno valovno dolžino, ki jo Zemlja oddaja več, kot nam je je podnevi pošilja Sonce."
EDIT2: Niti pri nekajkrat večjem sončnem toku ni v IR delu spektra skoraj nič energije- sem preveril.
EDIT3: Zdaj bi pa samo še prosil nekoga, da nalima absorpcijski spekter CO2, pa se lahko pogovarjamo naprej (na hitro ga nisem našel, čeprav ga je verjetno enostavno najti).

Omenil bi samo to, da je Gundolfova slika samo shematska, na moji so pa višine in širine vrhov pravilne (vsaj pravi red velikosti).

Pa še nekaj me zanima, če je IR svetlobe tako veliko in sveti podnevi in ponoči, zakaj se oči niso prilagodile gledanju te svetlobe? Kiks evolucije? Ne verjamem.

Ena stvar pri spektrih, ki jo je treba upoštevat glede amplitude je, da ne gledamo celotnega emisijskega spektra Sonca, ampak gledamo spekter, ki doseže Zemljo. Amplituda tega spektra je manjša, oblika pa enaka. Potem je treba še pazit, da amplituda kaže energijo, ne števila fotonov. In če se riše x os v mikronih logaritmično, smo pa že kar blizu :)

Če se naše oči niso privadile na gledanje IR svetlobe, to še ne pomeni, da nobena druga žival nima teh sposobnosti. Kolikor vem, kače svoj (toplokrvni) plen lahko opazijo s posebnimi IR senzorji.

@Gundolf: Glede računanja višine vrhov: Nisem upošteval absorpcije vidne svetlobe na poti navzdol, kar bi glede na videne spektre lahko pomenilo kakih 20% napake v celotnem toku. Višino vrha za sončni spekter sem normaliziral glede na vpadni tok (torej ne na št. fotonov ampak na energijo, kot praviš ti). Višine vrha za Zemljo ni bilo treba dodatno normalizirat, ker jo gledamo na mestu, kjer je tok definiran.

>>Pa še nekaj me zanima, če je IR svetlobe tako veliko in sveti podnevi in ponoči, zakaj se oči niso prilagodile gledanju te svetlobe?
Kiks evolucije?

Ponoči sesalci spimo, mi smo dnevne živali.
Živali, ki lovijo ponoči, naprimer kače, vidijo tudi v infrardečem spektru,

Vparašnje o učinkovitosti samo določenih valovnih dolžin in njihovi uporabi v evoluciji ni tako samo po sebi umevno in trivialno in bi bilo potrebno temeljitejše analize.

Znano dejstvo je, da vse valovne dolžine niso enako učinkovite v biokemijskih reakcijah.
Tudi peska je nenazadnje zelo veliko okoli nas in bi se lahko vprašali, zakaj ga ne jemo, ko ga je pa toliko.
Iz biokemičnih razlogov je neuporaben.

Rastline v procesu fotosinteze iz svetlobe vidnega spektra dobesedno zavržejo zeleno barvo, kot "manj vredno" (zato so rastline večinoma zelene) in koristno uporabijo svetlobo drugih valovnih dolžin naprimer rumeno in modro.
Infrardeča svetloba je verjetno iz podobnih biokemičnih razlogov "manj vredna", bolj junky od vidne svetlobe in je tudi zaradi tega v evoluciji manjkrat za kaj koristnega uporabljena. Poleg tega verjetno obstajajo tudi bolj fizikalni razlogi, kot naprimer; če se vsak predmet "blešči" v barvi okolja (ir sevanje) ga je težje videti, kot če izstopa v neki drugačni barvi kot okolje, zato je tak način registriranja predmetov manj činkovit.

Azrael, sevanje tal je dovolj veliko, da je zlahka merljivo z navadnim bolometrom.

EDIT: Enako velja za sevanje telesa. Osebno sem se igral z bolometrom in zazna sevanje mojega prsta, če se mu dovolj približam.

ABC. Sej se ni preveč za čudit. Vsi aeronavtični inženirji zadnjih 100 let niso vedeli, da si narobe razlagajo let letala. O tem smo neko temo že imeli tukajle.

Tako da ni preveč čudno, če nekega drugega ABC večina ljudi ne pozna. Niti da besno renči na tistega, ki ga pa pozna.

Zgodba videna že velikokrat.

Ja, to je Planckov zakon, ki pravi, da se pri sevanju bolj vročih teles, težišče spektra pomakne bolj na levo v ultravijolični del. Hladnejše zvezde so zato rdeče, bolj vroče rumene, še bolj vroče pa modre. Planckov zakon ne pove nič o skupni količini izsevane energije, samo o porazdelitvi izsevanega spektra v odvisnosti od temperature črnega telesa.
(Nekatere rdeče velikanke naprimer izsevajo več energije od Sonca v celem spektru, čeprav imajo površinsko temperaturo nižjo od Sonca.)

Zemlja dobi vso energijo s Sonca (geotermalno lahko zanemarimo) in spekter te energije je tak, kot ga nariše Planckov zakon za površinsko temperaturo Sonca (5780K).

Natanko toliko energije, kot je prejme od Sonca, Zemlja tudi izseva, le da je zdaj ta spekter sevanja pomaknjen desno, v infrardeči del in narisan po Planckovem zakonu za temperaturo Zemlje (255 K).

Količina energije pa je v obeh primerih enaka, saj bi bil sicer kršen zakon o ohranitvi energije.

Spekter se ne spremeni, samo tok se pa močno zmanjša. Lej, celotni tok Sonca tik ob površju (5250 K) je 4*10^7 W/m2. Do Zemljinega površja podnevi pride okoli 500 W/m2. Zdeli ti dve številki in dobil boš, za koliko se tok zmanjša na poti do Zemlje. Če potem na istem grafu želiš narisat kakšen je spekter sončne svetlobe in IR z Zemlje, potem IR spekter narišeš nenormaliziran (ker meriš tik ob telesu, ki ga oddaja), sšekter sonca moraš pa zdelit s tisto ogromno številko (86000) pa dobiš približno pravo vrednost.

Ne boš verjel, ampak končno sliko sem nalimal zgoraj in v IR je tok s Sonca mnogo mnogo manjši lpt IR tok s površja Zemlje.

Če slučajno ne veš, zakaj se tok s Sonca toliko zmanjša na poti od Zemlje - tok j ti podaja moč na površinsko enoto in ker se energija (in s tem moč) ohranja, je na površini sonca tok j1 = P/S1 (S1 je površina Sonca), ko pride do Zemlje, je pa sončni tok j2 = P/S2, kjer je S2 = 4 pi r^2, r pa razdalja od Sonca do Zemlje. Tok se torej v prvem približku (če ne upoštevaš še raznih odbojev in absorpcij) zmanjšuje s kvadratom razdalje od Sonca.

Če se že pametnega delaš, kako pada moč na kvadratni meter s kvadratom razdalje, potem bi tistih (dobrih!) 40 MW/m2 lahko množil s kvadratom razmerja med Sončevim polmerom in našo oddaljenostjo od Sonca in dobil dober kW/m2. Ne pa da zanemariš okoli 0,8 kW/m2 in priznaš samo 0,5 kW/m2, ki da "prideta do površja".

> Lej, celotni tok Sonca tik ob površju (5250 K)

Dej še mau poguglej, preveč si skromen.

The solar constant includes all types of solar radiation, not just the visible light. It is measured by satellite to be roughly 1366 watts per square meter

Thomas, ker znaš tako dobro računat, pa izračunaj še naslednje. Tok je dobrih 1300W/m2 na vrhu atmosfere (če je ta tvoj meter pravokoten na smer proti Soncu). Torej
a) koliko ti to znese na celotno površino (ki v danem trenutku ni pravokotna na Sonce, nekaj jo je pa celo v senci)
b) koliko izseva Zemlja pri 15°C
Tolko menda znaš računat, a ne? Če se počutiš zelo optimistično pa še eno nagradno vprašanje na katerega lahko ugibaš še preden greš reševat. Kaj bo več, a ali b? Kaj se bo zgodilo z a, ko upoštevaš še Zemljin albedo?

> No, tukaj se lepo vidi. Če je neko črno telo hladnejše od drugega (kot je Zemlja od Sonca, npr.), potem zaostaja po VSEM emisijskem spektru.
> Procentualna spektralna sestava se zaradi širjenja NE spremeni.
No, vidiš sej znaš razmišljat. Čisto malo ti še manjka do tega da priznaš da Zemlja izseva veliko več IR, kot ga pa prejme od Sonca. Sej bo šlo. Samo še tvoj spekter pri magari 6000K deli z razdaljo do Sonca pa primerjaj s spektrom pri 288K.

Za vse, ki še vedno ne verjamete, sem šel še enkrat pogledat spektre. Površina pod posameznimi spektri pove energijski tok.

Rdeča krivulja je spekter Sonca ob površju Sonca (5800K, sem popravil). Tok je cca 64 MW/m2. Zelena krivulja je spekter Sonca, ko pride do atmosfere (1400W/m2, po obliki je pa enak rdečemu spektru). Modra krivulja je IR spekter, ki ga oddajajo tla pri povprečni temperaturi Zemeljskega površja (14°C).

Ploščina pod krivuljami je ekvivalentna energijskemu toku in se lepo vidi, da v IR Zemlja izseva veliko več, kot v IR pride s Sonca.

EDIT: Bodite pozorni na logaritemsko skalo, ki ni tam zaradi zavajanja, ampak ker sicer na isti graf ne bi mogel narisati spektra Sončevega površja.
EDIT2: Zanalašč sem narisal spekter sevanja s Sonca, ki pride do atmosfere, čeprav se ga absorbira dosti manj - samo da se ne bi kdo obešal še na to.