Kuva 1. CO2:n vaikutus säteilytasapainoon voi poiketa suurestikin standardi-ilmakehästä.
Hatarasti muistelen, että käyttäessäni aiemmin MODTRAN-säteilymallia havaitsin jotain outoa pilvien osalta (Linkki). Kuvassa 1 sitten näkyy jotain outoa. Käytetyt hiilidioksidipitoisuudet olivat ppm: yksiköissä 0; 200; 280; 400; 560 ja 800. Punainen kuvaaja perustuu MODTRANin tuloksiin, kun valitaan ”1976 US Standard Atmosphere” ja ”No Cloud or Rain”. Sininen kuvaaja saadaan MODTRANin lukemista, kun käytetään asetuksia ”Subarctic Winter” ja ”Stratus Cloud Base .33km Top 1.0km ”.
Kun puhutaan ns. kasvihuoneilmiöstä, tarkoitetaan usein vain hiilidioksidin vaikutusta ilmakehään. Sen uskotaan olevan lämpötilaa kohottava, niin että hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistaminen ilmakehässä lisää maanpinnan saamaa lämpösäteilyä ja sitä kautta pintalämpötilaa. Lämpösäteilyn muutos arvioituna kaavasta 1 on nyt n. 1,9 W/m2 verrattuna esiteolliseen aikakauteen ja CO2-pitoisuuden kaksinkertaistamisen pitäisi tuottaa 3,7 W/m2 lisälämmitystä.
ΔF = 5,35ln(C/C0) Kaava 1
Lämpötilan uskotaan muuttuneen hiilidioksidin vaikutuksesta jo n. 0,8 K esiteolliseen vertailuilmakehään verrattuna ja kaksinkertaistettaessa CO2-pitoisuus keskimääräisen pintalämpötila uskottaisiin kohoavan IPCC:n mukaan n. 1,5…4,5 K. Myös väljempään ilmastouskomusta esiintyy, esim. uskomalla vaihteluväliin 1,3…6,8 K parantanee mahdollisuuksiaan osua oikeaan.
Tarkastelemalla kuvaa 1, punaisesta standardi-ilmakehästä kirkkaalla ilmalla saadaan 200 ppm:n kohdalta pintateholukema 255 ja 800 ppm:n kohdalta 261,5 W/m2. Näistä saadaan hiilidioksidin kaksinkertaistamisen aiheuttama ”säteilypakote” (261,5-255)/2 = 3,25 W/m2. Ilmastotieteellisesti varsin pieni -12% virhehän tuossa on edellä esitettyyn toiseen arvioon. MODTRANin käyttö näiden laskelmien tekoon näyttää olevan ainakin Wikipediassa mahdollista (Linkki). Tämä viitannee siihenkin, ettei näissä arvoissa ole mukana mitään hitaasti tapahtuvaa palauteprosessia, vaan kyse on puhtaasti hetkellisestä säteilyarvosta. MODTRANhan on säteilymalli, eikä se ota itsessään huomioon edes pintalämpötilan muutosta, joka muuttuneesta säteilyvuosta seuraisi. Sen voisi ajatella toimivan siten, että taikasauvalla tehdään muutos ja sitten mitataan välittömästi tulos. Vaihtoehtoisesti ehkä voisi ajatella, että MODTRANiin syötettyjen arvojen uusi tilanne on tasapainotila, jonka vaatimat muut asetukset ovat näkymättömissä. Hitaasti seuraavat palautteet täytyy syöttää käsin, mikäli saa jostain sopivia arvoja syötettäväkseen.
Kun sitten tarkastelussa huomioidaan se, että pilvet peittävät keskimäärin 2/3 taivaasta (Linkki), niin voidaankin kaivaa esille kuvan 1 sininen käyrä. Esimerkiksi virhettä tuossa pilvisessä talvi-ilmastossa olisikin jo -100% verrattuna kaavan 1 antamaan arvioon, mikä on ilmastotieteessäkin merkittävä virheprosentti uskoakseni. Kuvaajan mukaanhan hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistaminen vähentää maahan kohdistuvaa säteilyä, siis toimii jäähdyttävästi, toki olemattoman vähän.
MODTRAN antaa pilvipeitteisessä ilmastossa aina hiilidioksidin lisäykselle vähäisemmän vaikutuksen kuin kirkkaassa ilmassa. Kuvaajan 1 tapaus on sentään äärilaidalta. Samalla pilvipeitteisessä ilmastossa kokonaissäteily maan pintaa kohti on suurempi kuin ilman pilvipeitettä. Tämänhän arkipäiväinen kokemus talvisäästä vahvistaa.Voisikohan asia olla niin, että pilvet ja vesihöyry jyräävät vähemmistöön jäävän hiilidioksidin vaikutuksen joskus jopa kokonaan? Ne kvantit, mitä CO2-molekyylit epäilemättä pilvien allakin sieppaavat, tulisivat siepatuiksi ilman hiilidioksidiakin? Tämä tarkoittaisi samalla, ettei hiilidioksidilla tai sen pitoisuusmuutoksilla ole läheskään niin olennaista merkitystä maan pintaan kohdistuvassa säteilyssä näissä yleisemmissä tilanteissa kuin on harvinaisemmassa kirkkaan sään tilanteessa. Oletuksena tässä on mm. se, ettei MODTRAN aivan sekoa pilvestä.
Jos vaikka teemme sen oletuksen, että globaali pilvipeitteisyys on keskimäärin vakio, niin noin 2/3 ilmakehää on tilassa, jossa hiilidioksidin vaikutus säteilytasapainoon on selkeästi vähäisempi, ja joskus jopa mitätön, kuin kirkkaan ilman arvoista voisi päätellä. Niinpä kirkkaan sään vakioihin täytyisi tehdä suuria korjauksia, että ne olisivat käytettävissä koko ilmastoon. Ainakin nämä korjaukset ovat osattu piilottaa niin hyvin, että ensimmäiseksi herää epäilys, että onko ne jätetty kokonaan tekemättä. Löytyneekö niitä ilmastomallien syövereistä?
Sarja jatkunee, sillä olen tehnyt joitakin laskelmia MODTRANin antamista arvoista. Järkevät ja kriittiset kommentit voivat vielä muuttaa suunnitelmiani.
Linkkejä
https://fi.wikipedia.org/wiki/Maan_s%C3%A4teilytasapaino (Linkki) Perustietoa aiheesta.
https://en.wikipedia.org/wiki/Radiative_forcing (Linkki) Mm. kaavan 1 lähde.
https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_sensitivity (Linkki) Mm. lämpötilamuutos 0,8 K.
Roskasaitti 
Siis: ”CO2-pitoisuuden kaksinkertaistamisen pitäisi tuottaa 3,7 W/m2 lisälämmitystä.” Sait siis itsekin tämä kaltaisen tuloksen Modranilla. Näihän sitä kai IPCC:kin ym sanovat keskimääräarvioin olevan.
Mutta nyt kysyn: Onko Modranissakin jo sisäänrakennettu toiminto, että jos lämpiää hitusen, niin oletataan myös vesihöyryn kasvavan jo silloin kun otaksutaan suhteellisen kosteuden säilyvän samana. Jos niin, niin tästäkin luvusta olisi kenties valta-osa itseasiassa vesihöyryn vaikutusta.
Muistan näet vuosia sitten kysyneeni asiaa esitelmöijältä, (oliko itse Räsänen tms ilmatieteen laitokselta ) Nyt en jaksa muistaa, esittelikö hän astemääräisiä nousija siinä vai ’lämmitystehoa’ mutta selvästi muistan vastauksen, että kaavion kohtaan CO2 vaikutus sisältyy myös tuo automaattiseksi oletettu vesihöyrylisäys.
Tästäkin syystä ilman vesihöyrypitoisuudet on olleet tapetilla, nouseeko vai laskeeko.
TykkääTykkää
En ole perehtynyt Modtranin sisuskaluihin, vaikka koodi näkyykin olevan julkista.
Vesihöyryä noussee seuraavassa jaksossa. Palautekytkentä vaikuttaa äärimmäisen ryntäävältä.
Käsitän niin, että käyttämilläni asetuksilla vesihöyryssä ei tapahtunut muutosta. Silmänräpäyskuvaan ei vettä löydy mistään lisää.
TykkääTykkää
Jos tuot ison kivenmöhkäleen pakkasesta olohuoneeseesi, niin lämmittääkö kiven lähettämä IR sisäilmaa? Ylöspäin mentäessä ilma tavallisesti jäähtyy. Lämmittääkö ylempien kerrosten takaisinsäteilemä IR alempia lämpimämpiä kerroksia? Parvekkeellasi oleva IR-lämmitin lämmittää parvekkeen ilmaa. Jos pystyisit poistamaan 50% hiilidioksidista, jäähtyisikö parvekkeesi 1,3-6,8 astetta? Entäpä jos pystyisit poistamaan hiilidioksidin kokonaan, olisiko sinun parvekkeellasi 33 astetta kylmempää?
TykkääTykkää
No en ihmettele yhtään.
Piäisi ilmeisesti päättää kumpi on väärässä, Modran
vai ilmasto.
Itse uskon että ilmasto on oikeassa.
http://notrickszone.com/2016/10/13/scientists-climate-model-simulations-that-include-anthropogenic-forcing-are-not-compatible-with-observed-trends/
Ilkka
TykkääTykkää
Lisäys. Mallinnuksen vihe syntyy siitä että CO2
ei ole syy vaan seuraus, ja ovat käyttäneet seurausta syötteenä joka johtaa mallinnuksen epästabiilisuuteen
eli pahimmillaan kierto-ilmiöön mahdottomine tuloksineen.
Näin minä sen tulkitsen.
Väärät syötteet.
Voin selittää lisää jos kiinnostaa.
Ilkka.
TykkääTykkää
Kiitos kommenteistasi. Minulta hajosi virtalähde käyttämästäni pöytäkoneesta. Tässä saattaa tulla vähän taukoa aiheesta kirjoittamiseen. Vielä julkaisemattomissa laskelmissani havaitsin myös varsin rajun positiivisen kosteuspalautteen, joka sekin oli ”outo”.
TykkääTykkää
Sanotaan, että vaitiolo on myöntymisen merkki. Herrat Cook ja Lewandowski olisivat varmaan tohkeissaan kuullessaan, että Suomessa on Roskasaitti niminen ilmastoblogi, jossa on 99% konsensus, että IR-säteily siirtää lämpöä kylmemmästä lämpimämpään. Modran- säteilymallista vaan lasketaan säteilypakote.
TykkääTykkää
Pistä toki herroille sähköpostia (-;
Säteilyähän menee joka suuntaan, myös kylmästä lämpimämpään päin, muttei niin paljon.
Sen sijaan lämmöneriste toimii, vaikka se olisi kylmempi kuin se lämmin tila, jonka jäähtymistä se hidastaa eli ”lämmittää”.
TykkääTykkää
Nyt en ymmärrä selityksiäsi. Mitä tarkoittaa ”myös kylmästä lämpimämpään päin, muttei niin paljon”? Säteilyähän kai menee pistemäisestä lähteestä joka suuntaan yhtä paljon. Eihän se lämpimämpi alapuoli ohjaa mitenkään säteilyn määrää. Lämmöneristeellä kai tarkoitat hiilidioksidia/kasvihuonekaasuja etkä koko ilmakehää? Saavuttako hiilidioksidi ilmassa korkeamman lämpötilan kuin muut kaasut? Vesimolekyylit ymmärrän eristeenä kun veden olomuodonmuutokset sitovat/vapauttavat lämpöä, mutta mihin perustuu hiilidioksidin lämmöneristävyys?
TykkääTykkää
”Nyt en ymmärrä selityksiäsi. Mitä tarkoittaa ”myös kylmästä lämpimämpään päin, muttei niin paljon”? Säteilyähän kai menee pistemäisestä lähteestä joka suuntaan yhtä paljon. Eihän se lämpimämpi alapuoli ohjaa mitenkään säteilyn määrää. ”
Lämpö siirtyy kahden pisteen välillä. Kumpikin säteilee, toinen vähemmän, toinen enemmän. Nettovirta on aina kuumemmasta kylmempään. Mutta kumpaankin suuntaan on sätelyä.
”Lämmöneristeellä kai tarkoitat hiilidioksidia/kasvihuonekaasuja etkä koko ilmakehää?”
Lämmöneriste on mikä tahansa mikä eristää. Eriste toimii kyllä yleensä konvektion eikä säteilyn tasolla.
”Saavuttako hiilidioksidi ilmassa korkeamman lämpötilan kuin muut kaasut?”
Ei, mutta se voi imeä itseensä IR-säteilyä ja muuntaa sen IR-inaktiivisten kaasujen lämpöenergiaksi.
” Vesimolekyylit ymmärrän eristeenä kun veden olomuodonmuutokset sitovat/vapauttavat lämpöä, mutta mihin perustuu hiilidioksidin lämmöneristävyys?”
GHE-efekti johtuu hiilidioksidin kyvystä imeä joitakin aallonpituuksia ja siirtää siirtää lämpö muuhun ilmaan. Se kuinka suuri vaikutus tällä efektillä on, on suuri ja vaikea kysymys, vaikka toisinkin väitetään.
TykkääTykkää
”… kuin lämpimästä kylmään päin”.
Säteilyn osalta annetaan Roy Spencerin selittää:
http://www.drroyspencer.com/2016/08/experiment-results-show-a-cool-object-can-make-a-warm-object-warmer-still/
http://www.drroyspencer.com/2014/04/skeptical-arguments-that-dont-hold-water/
TykkääTykkää
”Lämpö siirtyy kahden pisteen välillä. Kumpikin säteilee, toinen vähemmän, toinen enemmän. Nettovirta on aina kuumemmasta kylmempään. Mutta kumpaankin suuntaan on sätelyä.” Erkki.sekoittaa reippaasti säteilyn ja lämmön. Kaikki säteily ei siirrä lämpöä ja lämpösäteily on vain yksi lämmön siirtymisen muoto. Säteily toki voi siirtyä A:sta B.:hen ja takaisin, mutta lämpö ainoastaan kuumemmasta kylmempään. Sanoo ainakin minun termodynamiikan oppikirjani.
Eristeestä ollaan samaa mieltä. Koko ilmakehä, siis pääasiassa typpi ja happi, toimii eristeenä konvektion kautta.
”Ei, mutta se voi imeä itseensä IR-säteilyä ja muuntaa sen IR-inaktiivisten kaasujen lämpöenergiaksi.” Aivan, mutta lämpö ei voi siirtyä lämpimämpäänn päin. Siis vain ylöspäin. Tällöin ns. lapse raten pitäisi muuttua. Sellaisesta ei ole mitään havaintoa hiilidioksidin lisääntymisen kaudelta.
ristoi:
ylemmässä linkissä Roy Spencer vastaa:
August 29, 2016 at 12:41 PM
”But for some reason, non of that (tarkoittaen säteilyn siirtymisen laskelmia) makes much difference to those who claim there is no atmospheric ”greenhouse effect””
Revi siitä.
TykkääTykkää
”Säteily toki voi siirtyä A:sta B.:hen ja takaisin, mutta lämpö ainoastaan kuumemmasta kylmempään”
Ei, vaan siirtymisen *nettovirta* on aina kylmempään. Kumpaankin suuntaan on liikettä. Äläkä nyt sotke lämmön johtumista tähän.
Tosin kyllähän me työtä tekemällä siirrämme lämpöä kylmästä kuumaankin.
TykkääTykkää
Erkki: puhuin konvektiosta en konduktiosta. Tsekkaa terminologiasi. Lämpö on molekyylien liikkeen kineettistä energiaa. Jos saat kylmemmän lämmittämään lämpimämpää niin sitten saat joetkin virtaamaan ylämäkeen.
TykkääTykkää
Hienoa, että et puhunut konduktiosta. Älä sotke myöskään konvektiota, jos tarkoitat puhua lämpösäteilystä.
”Säteilyähän kai menee pistemäisestä lähteestä joka suuntaan yhtä paljon. ”
Tässä ainakin puhuit säteilystä, kuten puhuin minäkin. Erikseen vielä sanoin, että älä puhu konduktiosta.
Internetissä joskus ajautuu siihen, että alkaa korjaamaan kun jollakulla on ”vääriä käsityksiä”. No onhan niitä, mutta verrattomasti yleisempää on tulkita rivien välistä jotain ja hyökätä sitten omaa käsitystään vastaan.
Puolustan edelleenkin väitettäni:
”Lämpö siirtyy kahden pisteen välillä. Kumpikin säteilee, toinen vähemmän, toinen enemmän. Nettovirta on aina kuumemmasta kylmempään. Mutta kumpaankin suuntaan on säteilyä.”
Enkä puhu tässä konvektiosta enkä konduktiosta, vaan lämpöenergian siirtymisestä lämpösäteilyllä. CO2 toimii absorboimalla säteilyä, sikäli kuin se siis toimii.
TykkääTykkää
Vesi virtaa alamäkeen ja ylämäkeen. Nettovirta on aina alamäkeen mutta kumpaankin suuntaan on virtausta. Eikö kuullosta tyhmältä? Valitettavasti se on analoginen sinun esityksesi kanssa lämmön siirtymisestä. Jää säteilee n. 250 W/m2 IR:a. Sinun mukaasi siis osa tästä säteilystä lämmittää olohuonettasi (20C) vaikka nettovaikutus onkin lämmön siirtyminen huoneilmasta jäähän (sulaminen).
TykkääTykkää
En ota yleensä kantaa mikä fysikaalisessa todellisuudessa kuulostaa tyhmältä. Luonto toimii ihan niin kuin se toimii, vaikka se tuntuisi tyhmältä. Makroskooppisissa vesivirroissa ei juuri ole erikseen nettovirtaa ja bruttovirtoja, että sikäli analogia ei edes toimi. Mikroskooppisissa prosesseissa takaisinvirtaus on yleensä paljon merkittävämpi käsite ja on aivan olennainen osa matemaattista käsittelyä.
Esimerkkinä hyvin klassisesta takaisinvirtauksesta on hiilidioksidin imeytyminen mereen, jossa nettovirta on mereen päin, mutta kumpaankin suuntaan on erikseen isot bruttokaasuvirrat, paljon isommat kuin keskinettovirta.
TykkääTykkää
Jatkanpa vielä, että tässä voi väännellä sanoja siksi että ”lämmittää” voidaan ymmärtää ainakin kahdella eri tavalla: joko jostain tulee lämpövirta W/m² tai jokin onnistuu nostamaan jonkin toisen lämpötilaa. Eli panen kattilan hellalle ja hellan päälle, lämmitän sitä. Jos kattila jäähtyy lämmityksestä huolimatta, voidaan argumentoida että en olekaan lämmittänyt sitä. Matemaattisen käsittelyn kannalta tällä ei ole väliä. Laskut toimivat samoin, on tulos jäähtyminen, lämpeneminen tai jopa lämpötilan pysyminen samana.
TykkääTykkää
Jos määritellään lämmittäminen toimintana, missä kohteen lämpötila kasvaa, niin voidaan ristiriidattomasti sanoa, että Aurinko ei lämmitä Maata; koska sisääntuleva W/m² on koko ajan jokseenkin sama (tasapainossa) kuin ulos menevä W/m².
Toisaalta jos Aurinko ei lämmittäisi Maata, maanpinta olisi pian 3K. Olisiko se Auringon jäähdyttämistyötä?
Kuulostaako tämä tyhmältä, en siihen ota kantaa. Kunhan vain totean, että luonnollinen kieli sisältää aika paljon liikkumavaraa merkityksien suhteen.
TykkääTykkää
Kaikki todelliset kohteet ovat lämpimämpiä kuin absoluuttinen nollapiste, ja samaten kaiken lämpöisten kappaleiden säteily siirtää (lämpö)energiaa kaiken lömpöisiin kappaleisiin. Tämä on aivan perusfysiikkaa, odotellaan että kaikki ymmärtävät asian :)
TykkääTykkää
Erkki: Ollaan etenemässä pitkälti blogin aiheen ulkopuolelle, eikä hellajuttuja ja auringon jäähdyttämistyötä kannata jatkaa. Alunperin tahdoin tuoda esiin, että lasketut IR-säteilyn intensiteetit (W/m2) esimerkiksi Modran-säteilymallista eivät kerro siitä mihin suuntaan lämpö siirtyy. Termodynamiikan 2. pääsäännön mukaan siirtyminen on yksisuuntaista ja aina lämpimämmästä kylmempään.Näinollen hiilidioksidin takaisinsäteilyllä voi lämmittää alapuolisia ilmakerroksia ainoastaan inversioilmiön aikana.
TykkääTykkää
”Näinollen hiilidioksidin takaisinsäteilyllä voi lämmittää alapuolisia ilmakerroksia ainoastaan inversioilmiön aikana.”
Tarkoitat, että aina olemassa oleva laskennallinen takaisinsäteilykomponentti ei johda lämpötilan nousemiseen maanpinnalla vaan ainoastaan laskennallisesti hidastaa pinnan jäähtymistä. Jäähtyminen on jäähtymistä vaikka sitä takaisinsäteily hidastaa. Mukavuuden vuoksi kuitenkin sanotaan, että takaisinsäteily lämmittää, vaikka siis se vain omalta osaltaan hidastaa jäähtymistä. Vähän niin kuin tosikuuma kattila jäähtyy, vaikka sitä jatkuvasti lämmitetään pienitehoisella hellanlevyllä, mutta se jäähtyy hitaammin kuin jos se lykättäisiin ulos tai intergalaktiseen avaruuteen.
Tehokkain säteilyjäähtyminen tapahtuu avaruuden 2.7K taustaan, jos kohde on lämpimämpi, sen takaisinsäteily vähentää jäähtymisen tehokkuutta enemmän kuin 2.7K tausta.
Tosin laskennallinen takaisinsäteily on aika monen stepin takana koska hiilidioksidi ilmakehässä on siirtää säteilystä saamansa lämpöenergian typelle ja hapelle, jolloin lämpötila pysyy alhaisena ja suoran takaisinsäteilyn lisäys on marginaalinen efekti. Se mikä tapahtuu on kokonaisvaltainen muutos jota ei moni jos kukaan ymmärrä. Mutta siihen liittyy muutoksia konvektiossa ja veden kierrossa, jotka mahdollisesti muuttavat lopputulosta merkittävästi.
Uskotaan kuitenkin, että trooppinen ylätroposfääri lämpenee hieman, joskin tätä ei ole saatu validoitua joten mallissa on varmaan jotain merkittävää vikaa.
Lämmittää-sanan ongelma on myös englannissa, jossa warming tarkoittaa sekä lämpenemistä eli lämpötilan nousemista että lämpöenergian siirtymistä jonnekin ilman että kohteen lämpötila nousee koska kohde samaan aikaan myös menettää energiaa.
TykkääTykkää
Komea keskusteluketju! Osa ongelmasta lieneekin juuri ”lämmittää” sanan kaksimerkityksellisyys eristeen lämmittämisenä ja lämmönlähteen lämmittämisenä.
Mitä MODTRANIIN tulee, niin sehän ei oikein ota kantaa lämpötilan muutoksiin, joita säteilytilanteen muutoksista kuitenkin seuraisi. Ne lämpötilan muutokset pitää käsitellä jotenkin erikseen.
TykkääTykkää
Eristeen lämmittävä vaikutus on vielä eri asia kuin pienitehoisen hellan.
Eristehän lämmittää (= nostaa lämpötilaasi) sinua, koska tuotat itse lämpöä ja eriste nostaa tasapainolämpötilaa jossa poistuva virta vastaa tuotantoa.
Hellassa lämmitettävä kattila ei tuota lämpöä, mutta niin ikään energiavirta joka kattilasta poistuu, on joko suurempi, pienempi tai yhtäsuuri kuin hellasta ja ympäristöstä kattilaan siirtyvä energiavirta. Virtojen erotus määrää kattilan lämpötilan muuttumisen suunnan, mutta aina voidaan sanoa hellan lämmittävän, vaikka kattila ei lämpiäisi.
TykkääTykkää
Erkki ei taida sinulle kuumetta kuitenkaan tulla peiton alla.
TykkääTykkää
En tiedä kuumeesta, mutta jos kunnolla iho eristetään, niin kyllä se ruumiinlämpö nousee niin paljon, että ruumis tulee.
TykkääTykkää
Jos niin ikävästi käy, niin se johtuu nestehukasta ei ruumiinlämmön noususta
TykkääTykkää
Ei auta juomapullo. Ihmisen oma lämpöenergiantuotanto nostaa lämpöä jos iho eristetään kunnolla vaikkapa elmukelmulla ja polyuretaanivaahdolla, jotka estävät lämmönhukan hien haihtumisella, konvektiolla ja konduktiolla.
En tiedä paljonko läähättäminen (kai siellä hengitysreikä pitää olla) auttaisi, koirahan pärjää sillä.
Mitä merkitystä sillä sitten on nouseeko ruumiinlämpö ”vähän” vai ”hengenvaarallisesti” tämän aiheen kannalta?
TykkääTykkää
Kylmemmän kappaleen säteily siirtää (lämpö)energiaa lämpimämpään kappaleeseen ja päinvastoin. Ne jotka eivät tätä hahmota eivät ole viettäneet riittävästi aikaa fysiikan laitoksella.
TykkääTykkää
Styrge: ja vesi virtaa ylämäkeen ja päinvastoin sinun fysiikan laitoksellasi?
TykkääTykkää
Terveiset Kumpulasta:
Tässä tapauksessa ”vettä” virtaa kumpaankin suuntaan.
Huomaa, että en ota paljonkaan kantaa siihen miten relevanttia tämä on. Kunhan vaan huomautan, että CO2 absorboi säteilyä ja kun ilma myöhemmin emittoi lämpösäteilyä, sitä lähtee myös alaspäin kohti lämpimämpää maata. Kukaan ei kiistä sitä, etteikö energiavirta olisi tietyin oletuksin maasta pilviin päin yhteensä.
TykkääTykkää
esalil, säteilyllä on sellainen ominaisuus (mikä vedeltä puuttuu) että kaksi säteilyvuota voi kulkea toistensa läpi ilman vuorovaikutusta. vesivertaus on siis täysin pöljä ja virheellinen.
Voit kokeilla tätä esim. tutkimalla pystyykö taskulampun valokeila kulkemaan toisen valokeilan läpi esteettä.
TykkääTykkää
Voi voi styrge, mikä siinä on niin vaikeata käsittää, että lämpö on molekyylien liikettä, siis kineettistä energiaa. Kappale saa säteillä niin paljon kuin tahtoo, säteet saa mennä toistensa läpi, mutta jos tällä kappaleella on alhaisempi kineettinen energia (lämpötila) kuin ympäristöllään niin se ei ympäristöään lämmitä vaan jäähdyttää kunnes kappaleella ja ympäristöllä on sama kineettinen energia. Veden molekyyleillä on alamäkeen virratessaan myös kineettistä energiaa, jota ne eivät voi luovuttaa yävirran molekyyleille. Vertaus on täysin relevantti. Tarkista fysiikkasi!
TykkääTykkää
Minulla on yliopistotutkinto fysiikasta. Kylmemmän kappaleen säteily absorboituu lämpimämpään kappaleeseen ja muuttuu lämpöenergiaksi. Lämpimämmän kappaleen säteily absorboituu kylmempään kappaleeseen ja muuttuu lämpöenergiaksi. Eri suuntiin menevien energiavirtojen voimakkuus voidaan laskea Stefan-Bolzmannin laista. Laskutoimituksen lopputulos on että NETTOvirta on aina lämpimämmästä kylmempään. Tämän yksinkertaisemmin tätä fysikaalista tosiasiaa ei voine selittää.
TykkääTykkää
Voit varmaan antaa viitteen oppikirjaan tai muuhun lähteeseen, jossa kokeellisesti näytetään miten kylmempi lämmittää lämpimämpää.eli miten pienemmän kineettisen energian omaava kappale lisää suuremman kineettisen energian omaavan kappaleen kineettistä energiaa. Sotamies Honkajoki Tuntemattomassa askarteli tämä ongelman parissa.
TykkääTykkää
Kaikki fysiikan oppikirjat opettavat laskemaan kuten selitin, eli voit tutustua niistä mihin tahansa. Änkyröinti kannattaa lopettaa nyt, tai mennä kouluun.
ps. nimeä mekanismi jolla sanotaan nyt vaikka kiinteä kappale torjuu fotoneja mielensä mukaan – fysiikka ei moista tunne.
TykkääTykkää
Tasan kaikki fysiikan oppikirjat ja suunnittelussa käytettävät laskentatyökalut käsittelevät asiaa kuten sanoin.
TykkääTykkää
Kaikki fysiikan oppikirjat esittävät asian kuten esitin, ja näin säteily toimii lämpösuunnittelussa. Kaikki maailman koneet ja laitteet on suunniteltu näitä tunnettuja fysiikan lakeja käyttäen.
TykkääTykkää
Minulle tuntemattomasta syystä viestejä jää käsin hyväksyttäväksi, vaikka samalla nimimerkillä on jo aiemmin ollut mahdollisuus kirjoittaa suoraan.
TykkääTykkää
Ajattelin, että ihan vaikka netistä antaisit viitteen, mutta ei taida löytyä. Puhut laskemisesta. Kineettisen energian siirtymiseen tilasta toiseen ei tarvita mitään laskemisia. Molekyylit törmäilevät toisiinsa ja energian häviämättömyyden lain perusteella suurempienerginen luovuttaa törmäyksessä energiaansa pienempienergiselle siten, että summa on vakio, eli tasapainotilaan saavuttaessa kineettiset energiat molekyyleillä ovat yhtä suuria. Minun fysiikan oppikirjani sanoo, että prosessi noudattaa termodynamiikan toista pääsääntöä, joka on IRREVERSIIBELI, siis YKSISUUNTAINEN prosessi. Eikö sinun fysiikan kirjasi tunne tätä?
Viittaamasi Stefan-Bolzmannin laki kertoo säteilyn tehosta, ei molekyylien kineettisestä energiasta.Seuraavassa linkissä todellakin kerrotaan, että erilämpötilaiset kappaleet säteilevät toisiaan kohti siten, että säteilyvuot vähennetään toisistaan, mutta se ei kerro mitään niiden KINEETTISEN ENERGIAN MUUTOKSISTA.
https://opetus.tv/fysiikka/termodynamiikka/energia-tyo-ja-lampo/
TykkääTykkää
Kaikki säteily absorboituu kaikkiin mustiin kappaleisiin ja muuttuu lämmöksi, kertoo fysiikka. Mikä kohta tässä menee mielestäsi väärin?
ps. huomaa että kaikki oppikirjat + lämpösuunnittelussa käytettävät softat noudattavat nykyfysiikkaa ja sitä että kylmemmän kappaleen emittoima lämpösäteily absorboituu lämpimämpään kappaleeseen ja muuttuu lämmöksi
TykkääTykkää
Miksi missään alan oppikirjassa ei sanota että kylmemmän kappaleen säiteily ei lämmitä lämpimämpää? Moinen nyrkkisääntö mainittaisiin varmasti jo ensimmäsellä lämpösäteilyä käsittelevällä luennolla! Vaan eipä mainita, koska se ei ole totta.
TykkääTykkää
Esitätäkö ihan tosissasi moisia vai oletko vaan trolli? Siis jää, joka säteilee 250W/m2 lämmittää vettä? Jää lämmittää vettä kunnes jää on kylmentynyt absoluuttiseen nollapisteeseen? Vesi kiehuu, jolloin voit syntyvän höyrykoneen tekemän työn avulla tehdä lisää jäätä? Heureka! Honkajoelta homma jäi kesken mutta styrge keksi sen.
Ehkä nyt ymmärrät miksi missään alan oppikirjassa ja fysiikan luennolla ei asiasta kerrota.
TykkääTykkää
Kukahan tässä trolli on?
Vettä ja jäätä kun sekoitat, nettoenergiavirta on jäähän päin, joka lämpenee, sulaa ja lämpenee taas samalla kun vesi jäähtyy.
Silti jää lämmittää todellakin vettä ja samalla vesi jäätä.
Lämmittää-sanalla on useita merkityksiä, esimerkiksi talvitakki lämmittää ja keskuslämmityskattila lämmittää, myös silloin kun lämmitettävä kohde lämmittäjän pienitehoisuuden vuoksi hieman jäähtyy. Jos tämä tuntuu vaikealta ymmärtää, niin kehotan vain lopettamaan olkiukon hakkaamisen.
Lämmittämisessä voidaan tarkastella joko lopputulosta eli lämpötilan muutosta, tai sitten voidaan tarkastella yksittäisiä lämpöenergiavirtoja lämmityksen kohteen ja ympäristön välillä. Näitä kahta ei kannata ehdoin tahdoin sekottaa.
TykkääTykkää
Näin. Nettovirta.
TykkääTykkää
Kyllä, 250W/m2 lämpötehoa säteilevä jääkimpale lämmittää tuolla teholla ympäristöään ympäristön lämmöstä huolimatta. Jos jääkimpale korvattaisiin absoluuttisessa nollapisteessä olevalla kimpaleella joka ei lämmitä ympäristöään, ympäristö tuntisi puuttuvan 250W/m2 välittömästi.
Ajatusrakennelmasi lämpötilan muutoksista ja höyrykoneista perustuvat väärinkäsityksiin.
TykkääTykkää
”The key to the answer is recognizing that the second law of thermodynamics prohibits spontaneous flow of a certain form of energy: thermal energy – from cold to hot. It does not prohibit the flow of energy in general. ”
minun lisäykseni: esimerkiksi säteilyenergiaa
Reference https://www.physicsforums.com/threads/transfer-of-heat-by-radiation-and-second-law-of-thermodynamics.691278/
TykkääTykkää
Joko sait vastauksen tähän vai pitääkö vielä selittää?
TykkääTykkää
ristoI:n alkuperäinen lause ”Säteilyähän menee joka suuntaan, myös kylmästä lämpimämpään päin, muttei niin paljon” Ymmärsin lauserakenteesta hänen tarkoittavan että säteilylähteestä, josta joka suuntaan lähtee säteilyä lämpimän suuntaan lähtee vähemmän kuin muihin suuntiin. Sitä kysymyksessäni ihmettelin. Mutta hän ilmeisesti tarkoittikin, että kylmästä lähteestä lähtee vähemmän säteilyä kuin lämpimästä lähteestä. Se on minullekin selvä asia.
Styrgelle vielä kysymys: jos.jää lämmittää 250 w/m2 teholla ympäristöään niin nouseeko ympäristön lämpötila, jos se alkutilanteessa on 1C tai korkeampi? Jos vastauksesi on kyllä niin mistä löydän mittaustulokset jotka tukevat vastaustasi?
TykkääTykkää
Ympäristön lämpötila ei nouse, mutta se laskee hitaammin verrattuna tilanteeseen jossa jäämöykyn tilalla on lämpösäteilemätön absoluuttisessa nollapisteessä oleva kappale.
TykkääTykkää
Tottakai se laskee hitaammin ihan Newtonin jäähtymislain perusteella. Mutta se koskee kaikkea lämmön siirtymistä, johtumalla, konvektiolla ja säteilemällä.
Käytät ilmeisesti lämmittää-verbiä tilanteissa joissa lämpötilan alentuminen on hidastunut. Minä olen yrittänyt koko tämän ketjun aikana puhua lämmittämisellä tilanteista, joissa lämpötilan sanotaan nousevan.
TykkääTykkää
Kylmemmän kappaleen säteily absorboituu lämpimämpään kappaleeseen ja muuttuu lämmöksi. Tämä on ”lämmittämistä” vaikka lämpimämmän kappaleen lämpötila olisi laskussa.
TykkääTykkää
Kylmemmän kappaleen lämpötilan pitää laskea jos. se menettää lämpöään lämpimämmälle kappaleelle. Epäilenpä edelleen, ettei tällaisia mittaustuloksia kirjallisuudesta löydy.
TykkääTykkää
Ei oikeastaan ollenkaan näin. Kylmät kappaleet eivät menetä lämpöä lämpimille kappaleille (kokonaislämpövirta on kylmään päin), mutta kylmästä kappaleesta pois säteilevä energia on otettava kokonaisuudessaan huomioon kun lasketaan sitä, mitä kylmän kappaleen lämpötilalle tapahtuu. Lämpötila VOI laskea. Silti se ei laske koskaan pelkästään siksi, että kylmä kappale säteilee energiaa jonka jokin lämmin kappale absorboi.
Toisaalta kappaleet voivat jäähtyä tai lämmetä sisäisen tilansa muutoksen vuoksi. Olet kai joskus sekoittanut Plastic Paddingia tai käyttänyt urheilija instant-kylmäpakkausta?
Sitten vielä yksi kysymys. Mitä iloa tästä hirveästä inttämisestä on?
TykkääTykkää
Ei sen tarvitse laskea, lämmön nettovirtahan on lämpimämmästä kappaleesta kylmempään.
TykkääTykkää
Olisi kiva kun tuon inttämisen sijaan saisin selviä mittaustuloksia, missä näytetään, että lämpimämmän kappaleen lämpötila nousee ja kylmemmän laskee. Ei ole mitään lämmön nettovirtaa. Lämmön siirtyminen on irreversiibeli yksisuuntainen prosessi!
TykkääTykkää
Toistetaan tässä tilanteen erittäin hyvin ymmmärretty fysiikka (tiedetty ennen vuotta 1900):
”Kylmemmän kappaleen säteily absorboituu lämpimämpään kappaleeseen ja muuttuu lämpöenergiaksi. Lämpimämmän kappaleen säteily absorboituu kylmempään kappaleeseen ja muuttuu lämpöenergiaksi. Eri suuntiin menevien energiavirtojen voimakkuus voidaan laskea Stefan-Bolzmannin laista. Laskutoimituksen lopputulos on että NETTOvirta on aina lämpimämmästä kylmempään. Tämän yksinkertaisemmin tätä fysikaalista tosiasiaa ei voine selittää.”
…eli mikä ylläolevassa faktassa on sellaista mitä et voi hyväksyä?
TykkääTykkää
Pyysin viitettä ja mielellään mittaustuloksia. Kai ymmärrät että tuo toteamus on vastoin termodynamiikan 2. pääsääntöä? Lakkaan heti inttämästä kun saan selvää dataa.
TykkääTykkää
Ei, vaan tuo on nimenomaan temodynamiikan lakien mukaista, mistä syystä kaikki fysiikan oppikirjat opettavat näin. Nettovirta ratkaisee.
Kiistätkö että kappaleet lähettävät ja absorboivat lämpösäteilyä?
TykkääTykkää
Arvasinkin jo, ettei sinulta mitään viitteitä tule, kun niitä ei ole.
TykkääTykkää
Oletko siis kumonnut S-B kaavan tai sen että kappaleet absorboivat lämpösäteilyä? Fysiikka ei ole moisesta kumouksesta kuullutkaan. Toivottavasti haluat katsoa yksityiskohtia tarkemmin, silloin sinulle saattaa selvitä missä kohden mennään vikaan.
TykkääTykkää
Mitä ihmettä s-B:llä on tämän kanssa tekemistä? Sen avulla lasketaan paljonko säteilytehoa kappaleesta lähtee. Lämmön siirtymisestä lämpimästä kylmempään tai kylmemmästä lämpimämpääm se ei kerro mitään.
Styrge, Erkki ja osittain ristoi:kin puhuvat lämmön siirtymisestä nettona, vaikka termodynamiikan 2. pääsääntö sen ehdottomasti kieltää. Jos nettosiirtyminen olisi mahdollista, niin se pitäisi i kappaleiden lämpötiloja seuraamalla todeta. Minun tietääkseni sellaista mittausdataa ei ole olemassa. Styrgellä ei ainakaan ole siitä viitettä. Entä teillä Erkki ja ristoi, löytyykö dataa jossa transientisti lämmin lämpenisi ja kylmä kylmenisi yhtäaikaa? Jos ei löydy, niin voidaanhan vaikka millaisia teorioita esittää, että kylmästä kappaleesta lähtee lämpösäteitä lämpimämpään, joka nostaa lämpimämmän lämpötilaa, sitä vaan ei voida mittauksin osoittaa. Minun nähdäkseni nettolämmön siirron puhujat ovat tässä vaiheessa.
TykkääTykkää
Plonk.
TykkääTykkää
Kylmemmän kappaleen säteilemä enegia absorboituu lämpimämpään kappaleeseen koska lämpimämmällä ei ole mitään keinoa torjua kylmemmän kappaleen fotoneja. Lähdeviitteitä moiseen torjumiseen on skeptikoilta kysytty, mutta vastauksia ei ole kuulunut. Myöskään ko. haamumekanismin nimi ei ole skeptikoiden tiedossa :D
TykkääTykkää