Global warming

Ej kitzbrado, ker očitno ti to sam rišeš, a lahko daš še x skalo logaritemsko?

Edit: Oziroma, še bolje, če daš na x frekvenco.

Še ena malenkost za tiste, ki imajo raje številke kot slike. Če vas zanima razmerje tokov v spektralnem območju nad 2 mikrona, potem je le to 7.5:1 v prid toku izsevanemu s površja Zemlje.

EDIT: Razmerje med absorbiranim sončnim tokom (ki bi ga itak moral gledat) in izsevanim IR tokom je seveda še večje. Ima kdo mogoče info o tem, kolikšen sončni tok se absorbira na ekvatorju in kakšna je takrat približno temperatura tal (za bolj natančno oceno rabim)?

Ammm mi lahko kdo razloži kaj pomeni ta graf zdaj nazanje?
Ker jaz vidim samo tri črte.

FYI, kitzbrado. 10% napake, ki si jo zagrešil pri temperaturi Sonca, pomeni 40% njegovega izseva. Bodi malo bolj tankočuten.

Popravljeno v zadnjih dveh grafih, razen če so podatki glede temperature Sonca (5800K) napačne. Te še kaj moti?

Tele tvoje risbice so pa in grde in brez vsake utemeljitve z viri in razlogi.

Razložil sem ti že, kako dobiš tako slikico, ampak naj ti bo. Poglej zadnji dve. Rdeča je spekter Sonca na površju Sonca, kjer upoštevaš, da seva kot navadno črno telo pri 5800 K (vir za temperaturo je Wiki). Sam spekter (kot vse ostale) izraziš s Planckovim zakonom in ga narišeš. Po drugi strani lahko izračunaš razmerje med sončnim tokom, ki pride do Zemlje in tokom, ki se s Sonca izseva (padanje s kvadratom razdalje, ki ga tako dobro poznaš) in to razmerje ti da številko, s katero moraš deliti rdečo krivuljo, da dobiš sončni spekter, ki pride do atmosfere (zelena krivulja). Edino, kar ti preostane, je spet po Planckovem zakonu izračunati in narisati spekter površja Zemlje pri 14°C (modra krivulja).

Glede razmerja tokov, kjer sem podal številko. Ko imaš enkrat izražen sončni tok oz spekter Zemlje, moraš samo še pointegrirati oba izraza od 2mikrona do neskončno, kar ti da ploščino obeh krivulj nad dvema mikronoma. Razmerje krivulj, ki sem jih podal jaz (pozor, moje ocene so bile zelo konzervativne) je 7.5:1. Če najdeš karakteristične vrednosti za absorbiran sončni tok ob ekvatorju in temperaturo površja ob takem toku, lahko izračunam še to. Garantiram pa ti, da bo razmerje še večje.

Vse kar sem izračunal se da enostavno preveriti in ima fizikalno podlago. Če ti ni všeč fizika, povej, kaj te moti oziroma kako bi ti izračunal. Če ti niso všeč številke, pa pojdi sam računat.

Koliksen delez tistih 1400W/m2 sploh pride do povrsja? Dosti se namrec odbije ze preden moras upostevat albedo peska. Evo, naj Thomas poda stevilko, potem pa narisem graf in izracunam razmerje tokov v IR. Zmenjeno?

Zelena krivulja se kar neha na x osi. Zakaj se ne nadaljuje še na desno? Soncu manjka nekaterih IR dolžin?

A ti znas brati grafe? Tam je vrednost spektra pac manj kot 0.1 (enote so arbitrarne) in zaradi tega ta del spektra ni narisan. Se bom pa samo zate potrudil in poskusil spravit tudi tisti del spektra gor.

To pa ne spremeni racuna razmerij tokov, ker sem ga racunal direktno iz izraza za spekter in torej nisem zanemarjal valovnih dolzin, ki so odrezane na zadnjem grafu.

Odgovori mi na vprasanje iz prejsnjega posta in dobis novo slikico - se pa priporocam, da izracunas tudi sam, saj ni tezko.

EDIT: Za intermezzo pa evo še slika, ki jo je zahteval Thomas.

EDIT2: Komentar k tej sliki kot odgovor na Thomasovo vprasanje ("Še enkrat vprašam. Katerega dela IR spektra Zemlja proizvede več, kot ga dobiva od zgoraj, od Sonca?")- nad 5 mikronov je vec sevanja z Zemlje pri vseh spektrih. Nad 10 mikronov je 1000 x vec sevanja z Zemlje pri vseh valovnih dolzinah. Pa ne pozabit, da sem tukaj narisal mnogo prevec soncevega sevanja in premalo sevanja s tal.

> Uporabljena so bila fizikalna dejstva:
> - iz zemlje se izseva toliko energije, kot se je priseva s sonca
> - zemlja izseva vso energijo v infrardečem spektru (> 750 nm)
V prvi alineji se skriva potencialna napaka, da se zemljo razume kot zemeljsko površje. Sicer je tudi v primeru, da je bilo mišljeno narobe že druga alineja povsem dovolj da bi moralo Thomasu zapredi usta (čeprav mu jih ne bo), ampak pravilno je
- iz Zemlje kot sistema (tudi atmosfera je v to všteta) se izseva toliko energije, kot jo Zemlja kot sistem od Sonca sprejme.

>>V prvi alineji se skriva potencialna napaka, da se zemljo razume kot zemeljsko površje.

Za Zemljo kot celoto itak da velja, vendar tudi, če se omejim samo na zemljo (dobesedno na tla, na katerih stojimo) velja enak premislek, enako energije, kot je pride v tla, enako je gre tudi ven iz tal.

> Za Zemljo kot celoto itak da velja, vendar tudi, če se omejim samo na zemljo (dobesedno na tla, na katerih stojimo) velja enak premislek, enako energije, kot je pride v tla, enako je gre tudi ven iz tal.

To ja, ampak to ni enako temu, da toliko kot jo pride od Sonca v tla, je gre tudi iz tal ven. Ker tal ne greje več izključno le Sonce. Površje prejema energijo tudi od atmosfere.

> Vse je prišlo s Sonca.
Ta logika lahko pripelje do tega, da rečeš, da je vse prišlo iz bigbanga. Nam nič ne pomaga v našem primeru. Razumet je treba tako:
Toplotni tok iz površja je enak toplotnemu toku v površje. To velja takrat ko je površje v ravnovesni temperatri (se tisti trenutek ne greje, niti hladi) ali pa če vzameš povprečen tok. Upam da se glede te točke vsi strinjamo.
Ampak toplotni tok v površje je enak seštevku toplotnih tokov, ki ju prispevata Sonce in atmosfera (ali trenutnih - v času ravnovesja, ali pa povprečnih). To je pa stvar, ki Thomasa po glavi tepe. In morda še koga.

Seveda atmosfera sprejme energijo od Sonca, ali pa od površja, ki jo je sprejelo od Sonca oz. od atmosfere. Pa smo se zaciklal. In dosegli nič. Tok iz atmosfere v površje je še vedno tak kakršen je bil, ne glede na to kako globoko analiziraš, od kod je prišla energija v atmosfero.

Kaj pa če si zadevo (zelo) poenostavljeno prestavljamo kot en toplotni izolator, ki deluje samo v eno smer (sej sem rekel, da poenostavljeno a ne?).

Sonce greje Zemljo, ki jo oblečemo v izolator (toplogredne pline - voda?, CO2). Zemlja se mora zaradi tega malo segret (stefanov zakon), da skompenzira težje oddajanje toplote. Tako se znova vzpostavi ravnotežje med prejeto in oddano toploto.

Malo bolj jasno mi je če razmišljam v slogu, da se zemlja ne more znebit te toplote, kot pa da nekaj toplota gor v atmosfero, pa nazaj dol... ista stvar, sam mal na drugačen način povedano. Saj do tega mojega izolatorja sem prišel ko sem razmišljal o absobciji IR v atmosferi. Ko toplogredni plin absorbira oddan IR foton, ga lahko izseva bodisi stran od Zemlje, bodisi nazaj v Zemljo. Ampak če ga nazaj v Zemljo, je popolnoma enako kot, da ga Zemlja (površje) sploh nebi oddalo. Saj podobno zgodbo je nekdo par strani razlagal z ogledali, ampak mi je všeč ta izolator ;)

Ma kdo kaj v principu proti tej razlagi?

> To je zelo pomembno dejstvo, da vsa energija na Zemljo prihaja s Sonca (tisto big-bang sevanje iz ozadja lahko mirno zanemariš )
Naro be si razumel - tudi Sonce je nastalo iz bigbanga, vso njegovo energijo se da nazaj do bigbanga potegnit, zato sem to analogijo potegnil.

> Ozračje ne proizvede niti erga dodatne energije, sicer bi bilo to kršenje zakona o ohranitvi energije (kolikor not, toliko ven).
> Se mi zdi, da nekateri malo mešate pojma energija in temperatura.
Ja vsi se strinjamo da ozračje nič energije ne 'proizvede'. Kdor take tule še vedno ven meče samo kaže, kako se mu niti sanja ne, kako druga stran razmišlja.

Kot je snow rekel, očitno vam je nekaterim prekomplicirano razmišljat v tej smeri, da si dve stvari med sabo izmenjujeta energijo. Da atmosfera deluje kot izolator je čisto spodobna začetna predpostavka. Tako kot bunda ne pusti, da bi ti pozimi hladno ozračje odvzelo preveč toplote, tako atmosfera ne pusti, da bi v hladno vesolje odsevalo preveč energije. Samo je treba obdržat v mislih, da še vedno toplotni tokovi tečejo v obe smeri. Kot če gledaš promet, ki teče po avtocesti. Šteješ avtomobile v eno smer, šteješ avtomobile v drugo smer. Če pa gledaš celoto in se ti število avtomobilov v eno in drugo smer odšteje, pa ne smeš kar predpostavit, da prometa na cesti ni.

Če si ne predstavljaš vsega tega preveč statično, kot eno bundo, ki visi na remenih, ampak kot dinamično izmenjavo, so zadeve veliko bolj jasne.

Lej, ce si predstavljas na tvoj nacin, potem se prej ali kasneje zapletes, saj ne ves, od kod je kateri foton prisel.

Veliko lazje si je zadevo predstavljati (in racunati), ko ze ves, da si v ravnovesju. Imas dva toka proti povrsju (soncni tok + IR tok iz atmosfere) in enega v drugo smer (tok s povrsja) in vsota vseh treh mora biti 0. Kaj se je dogajalo pred tem, je popolnoma vseeno. Lazje je zato, ker so tokovi med sabo odvisni, edina neodvisna spremenljivka je soncni tok.

Jasno je, da je solarna energija gonilo vsega skupaj, ampak posameznim fotonom ne mores slediti, zato nima prevelikega smisla.

EDIT:
a)gani-med: ce ze navso silo vztrajas v svoji predstavi, potem vseeno moras dodati se fotone iz atmosfere kot nekaksne zakasnjene fotone iz sonca, ker soncni tok ne bo dovolj.
b) Pricakoval sem kak Thomasov odgovor na moj prejsnji post - samo za njega sem sel namrec popravljat graf, ki je bil prej ze cisto razumljiv.

Vidim, da je že kitzbrado nekaj podobnega odgovoril, pa bi na njegovo še tole dodal: fotonom sploh ne moreš sledit, zato ker čim ga nekaj absorbira, tega fotona ni več. Tudi če ta snov že naslednji trenutek izseva čisto isto količino energije, to ne bo isti foton. Imaš le skladišča energije, med katerimi se le-ta pretaka.

Se komentar glede snowove predstave z izolatorjem. Problem s tem modelom je, da pri izolatorju veljajo vsa pravila, ki jih je trobil Thomas. Toplota lahko torej tece samo od toplejsega k hladnejsemu telesu, izolator pa samo povzroci pocasnejse "odtekanje" toplote.

V primeru tople grede (oziroma na splosno v primeru sevanja crnih teles pri koncni temperaturi) pa preprosto ne velja, da te hladnejse telo ne more segreti, ker vsako telo pri T ni 0 seva nenicelni tok in torej greje vsa telesa v okolici. Zaradi tega imajo nekateri tudi probleme z razumevanjem problema.

EDIT: To recimo pomeni, da Zemlja greje Sonce. To si je podobno tezko predstavljat kot recimo to, da te Zemlja vlece z gravitacijsko silo prav enako mocno, kot ti vleces njo.

Če z ogledalom del svetlobe usmerim na neko točko na zemlji, ali je ta dodatni snop energije na tisto točko prispel s Sonca ali iz ogledala?

Odličen primer. Recimo, da s takim ogledalom odbiješ del od tal odbite sončne svetlobe nazaj na del tal, ki jih opazuješ, pri tem pa ne narediš sence vpadnim sončnim žarkom. Počakaš nekaj časa, da pride do ravnovesja, potem pa greš gledat tisti del tal. Ugotoviš, da je tok s sonca še vedno enak, kot je bil preden si postavil svoje ogledalo (saj ni sence), obenem pa pada na tvoja tla se drugi žarek, ki tla dodatno greje. Oboje prihaja s Sonca, samo končno stanje tako lažje primerjaš z začetnim in ugotoviš, kolikšno je dodatno gretje.

Kako da ne? Predstavljaj si tak eksperiment: imaš majhen kovinski kvader z albedom 0.5 (pobarvaš ga), na katerega svetiš z lasersko svetlobo (zaradi senc -> glej skico). Sicer ga imaš v vakuumu, tako da ni dodatnih virov toplote. Recimo, da si sistem okoli kvadra ohladil na 0 K (ali vsaj blizu), tako da dejansko ni drugih virov energije.

a) če ne svetiš z laserjem, se temperatura kvadra približa 0 K.
b) če svetiš z laserjem z nekim svetlobnim tokom j0, temperatura telesa ustreza T1 = (0.5*j0/sigma)^(1/4)
c) če dodaš še 100% ogledalo, se absorbira še 50% odbitega toka in se temperatura zviša na T2 = (0.75*j0/sigma)^(1/4)

Še (grda) skica (ni senc):

EDIT: Kje zdaj manjka flux?

No počasi bomo prešli na račune s CO2. Koliko CO2 odbija toploto glede na koncentracijo.

To naj kar moderatorji naredijo.

Da vidimo, če razumejo
Oziroma, če smo bili dovolj jasni, sicer gremo nazaj na razprave

Tudi efekt tople grede ima svoj maksimum in se ga ne da v nedogled povečevati.
Maksimum je prvenstveno odvisen od influxa energije in manj od tega, s čem ga povzročimo, s plini, z ogledali s čemerkoli že.
Dejstvo je, da brez influxa energije tudi toplogrednega efekta ni, pa karkoli že namešamo skupaj.

Verjetno je na Veneri ta maksimum že dosežen in se ga ne da še bolj povečati.

Kolikšna je maksimalna temperatura, ki bi jo na kakršenkoli način, ki si gaje mogoče zamisliti bilo mogoče doseči na Zemlji, je treba šele izračunati, ni pa izključeno, da je koncentracija CO2 že dosegla svoj maksimum efekta ( v tem razmerju z drugimi plini).

Manjkajo izračuni, zato to še ni dorečeno, sploh pa ne dokončno ugotovljeno ali to drži ali ne.

Meni je od mojih še najbolj všeč tale, samo škoda, da puščice bolj na desno ne postajajo vedno bolj tanke (prerisovat se mi pa ne da)
ker potem bi idealno prikazovala, kako deluje kopičenje toplote (toplogredni efekt). V tej skici je morda tudi namig za izračun maksimalnega efekta tople grede (naslednji odboj ne more vsebovati več energije, kot predhodni odboj ali original paket).
Torej, kakšna je lahko teoretično maksimalna vsota vseh odbojev.






edit:
Ker se vse izseva, bi rekel da tudi vsota vseh odbojev skupaj ne more preseči vrednosti energije izvornega paketa.

ganimed - ne, ta ne pride v poštev. Premalo informativna, sugerira na diferencialne enačbe, ampak z realnostjo nima veliko veze. Že prva puščica od leve (iz sonca) je čudna.

Primerjava "tople grede" in odeje je neustrezna. Odeja greje živega človeka, ki oddaja svetlobo. Mrliča odeja ne greje, celo če nanj sije Sonce.

Boste vprašali, kaj je narobe s slikcami, ki jih neumorno producira kitzbrado. Zakaj so mi tako nagravžne?

Ker so preprosto napačne, zato. Tisti delež IR sevanja, ki ga on riše, je odtekanje toplote z Zemlje v Vesolje. Nobeno gretje Zemlje, kot si warmerji to predstavljajo. Kvečjemu gretje mrzlih plasti zraka visoko nad nami, kar pa nas tudi ne bo ogrelo.

Edini vir toplote je foton, ki pride s Sonca. (Če tiste iz magme zanemarimo).

Poleg tega, večina toplote zapusti Zemljo ponoči, prišla je pa podnevi. Praktično vsa z IR sevanjem, na površini PRECEJ večji, kot je površina obsijana s pravokotnim Soncem. Ali pa skoraj pravokotnim. In tako naprej. Toplota/svetloba vpada vsak trenutek le na manjši del Zemlje. 1/4.

Recimo, da je Sonce ravno nad sečiščem ekvatorja in londonskega poldnevnika. Že 10 stopinj severno, južno, vzhodno in zahodno, je preceje nepravokotno. Pa gre le za 1% površine Zemlje. Na naszprotni strani se hladi 50%. Pa še večina od Sonca obsijane površine je nagnjena vsaj za 45% proti temu toku.

Iz geometrijskih razgogov že, je influx Sonca bistveno večji tam kjer je, da bi bila lahko influx in outflux enaka.

"Zemlja sije v IR bolj kot Sonce", je že zaradi tega nemogoč bluz. Bi se hitro ohladila "neomejeno globoko".

Zemlja prestrega le 1/4 površine, na kateri oddaja. Zato mora biti influx 4 krat gostejši, kot je outflux.

Vso stvar se da razumeti tudi geometrijsko.

dzinks63, ne če ogledalo postaviš recimo v vesolje, tako da senca ne zadane Zemlje. Ampak nima veze ta špegu.

Glede slikce - a una iz wikipedie pa ni dobra? Je ena izmed najbolj simple slikic na temo tople grede (razen une moje :)) Če že hočete met slikico seveda.

Zdej če mislite da osnove tople grede pa že vsi obvladamo (bo Thomas hitro priletel z novo pripombo iz katere bo vidno, da on je ne) pa lahko rečemo kej na temo, zakaj se večanje optične debeline še vedno pozna na njenem efektu, tudi ko topla greda že požre vse fotončke, ki izvirajo iz Zemlje. Kar je za nekatere 'zasičenje' oh in sploh neka meja, ki je že dosežena in čez katero vsako večanje koncentracije nima efekta. Torej, tu se lahko vrnemo k wikipediini slikici:
Glavna nova stvar na tem mestu je ta, da na slikci očitno atmosfera ne seva enako navzgor kot navzdol. Oz. na te slikci sevanje in ostali prenosi energije na žalost niso ločeni, tako da puščica navzdol kaže sevanje + ostale oblike prenosa energije. Ampak ostaja dejstvo, da se navzdol izseva več, kot navzgor. Tolko do jutri v razmislek, da si boste ob nečem lahko glavo razbijali :) Mal logičnega razmišljanja pa se da ugotovit, zakaj se navzdol izseva več.

@Thomas
Psi lajajo, karavana (ki ve kako deluje tolpa greda) gre dalje.