Парниковый эффект

[ingenero]

Как работает теплица – все хорошо понятно. Солнышко светит внутрь, нагревает. Внутри тепло, снаружи холодно. Даже запах возникает, когда вспоминаешь. А если теплицу поставить внутри термоса? А что, если открыть все окошки для вентиляции? Это как раз то, что мы имеем.

Земля болтается в вакууме как в термосе. В общем случае что пришло излучением, то и вышло. Эффект накопления тепла возможен только более сложным путем – воздух пропускает одну частоту излучения и оно нагревает землю. Нагретая поверхность излучает уже другой частотой, которая плохо проходит через те же газы.

Если в доме с метровой теплоизоляцией наклеить обои – это сильно скажется на температуре? Если сравнивать ничего и обои – может разница и есть. А метр изоляции или метр изоляции плюс обои – разницы нет. Теплоизоляция Земли – миллионы км вакуума. Жалкие 10 км атмосферы вообще ничто на этом фоне. Но дела еще хуже. Обои хоть от ветра могут защищать. А ветер это прекрасный способ теплообмена.

Воздух и правда немного мешает передачи излучения. Парниковый эффект объясняет почему в горах холодно. Поверхность нагрелась, излучение проходит чуть хуже, нагревается нижний слой воздуха. Атмосфера влияет на распределение энергии по планете, но не может влиять на накопление этой энергии. Парниковый эффект не может быть связан с глобальным повышением температуры. Ничего не мешает этому нижнему слою подняться вверх. Он это и делает, есть всякие циклоны-антициклоны и прочие ураганы. Теплый воздух поднялся, излучил тепло, опустился. В лучшем случае увеличится лишь ветер, а не температура. В нашей же ситуации речь не просто о СО2, а о ничтожном колебании его доли. Мы обсуждаем даже не обои, а флуктуацию толщины обоев. То, что все объяснения заканчиваются на излучении – это несомненно мошенничество.

А еще есть облака. Загадочно пишут «не изучено, много факторов, влияющих в обе стороны». Ну выйди на улицу. Когда теплей – под солнцем или под облаками? Просветляйся до посинения. Когда-то нас пугали ядерной зимой именно из-за облаков. А теперь потеплением из-за их же. Облака – продажная девка буржуазии.

Comments

[vit_r]

Вопрос чисто религиозный. Грех пытаются повесить на человека.

Что могут считать, то ему и приписвают.

[kondybas]

З іншого боку, є приклад "року без літа" (можна погуглить), коли викиди від вибуху вулкану сильно вплинули на температуру в Європі.

[ingenero]

Насколько понимаю, там дело в облаках пепла, "роль которых не изучена". Т.е. поверхность земле в тени, а еще повышенная отражающая способность. Т.е. тут речь не об удержании тепла, а о недопущении. Ограничение притока, а не оттока.

Даже если считать, что тепло впиталось в пепел, то теплый слой высоко в небе. Теплый воздух поднимается вверх. А внизу так и остается холодно. Образуются выраженные слои с нарушенной конвекцией. В нашем случае все наоборот.

[juan_gandhi]

Всё это очень хорошо, но если вакуум такой уж теплоизолятор, то как это до нас солнечное тепло доходит? А раз доходит - то так и уходит (только да, на других частотах).

[juan_gandhi]

Пепел перекрывает путь солнечному излучению, вы не находите?

[ingenero]

В том проблема пустоты, что через неё только излучением. Самый неэффективный способ передачи из всех. Частота изменилась, и через воздух плохо идет. Поэтому в горах и холоднее, хотя вроде должно быть ближе к Солнцу и теплее, да и теплых воздух тоже вверх поднимается. Но вот тут парниковый эффект работает и прогревает только самый нижний слой. Еще атмосфера таскает тепло туда-сюда по планете, что тоже хорошо сглаживает температуру.

[juan_gandhi]

В горах воздух холоднее, да; а вот почему воздух наверху холоднее... интересная тема, интересная. Или там СО2 меньше?

[ingenero]

СО2 уже ни при чем. Там далеко от такого источника тепла как нагретая земная поверхность. Если вокруг высокогорного плато построить стену на 12 км, то будет так же тепло, как и на уровне моря (для тех же широт). Ну приблизительно, тут и теплоизоляция стены должна быть идеальной, и учесть теплообмен с более теплыми регионами и т.п.

[ratomira]

В горах воздух разреженный, поэтому и холоднее. Чем ниже плотность воздуха, тем меньше тепла передается.

[ichthuss]

В горах воздух холоднее, потому что когда воздух поднимается, он расширяется и адиабатически охлаждается.

Ну то есть если бьі бьіли горьі с "приколоченной" к ним воздушной массой, которая никуда не улетает и вместо нее ничего не надувает, то история бьіла бьі другая. Но таких масс нет, температура воздуха определяется огромной территорией вокруг, поєтому фактор адиабатического охлаждения - решающий.

[ichthuss]

Налицо явное непонимание механизма парникового єффекта. Для понимания удобнее всего, имхо, такая модель: как верно сказано в посте, общее количество приходящей и уходящей мощности в среднем совпадает. Входящая мощность определяется солнечньім излучением (+ земньім альбедо), уходящая мощность - єто тепловое излучение.

При известной площади (вся Земля) и известной мощности (= входящая мощность) можно посчитать тепловую температуру исходящего излучения, и она будет, действительно, практически независящей от каких-либо парниковьіх єффектов.

Т.е. если мьі с условного Марса смотрим на Землю в инфракрасньій телескоп, мьі будем стабильно получать одну и ту же тепловую температуру. Я не знаю конкретную цифру, возьмем в качестве примера +5 градусов.

Если атмосферньій парниковьій єффект отсутствует, т.е атмосфера полностью прозрачна для тех частот, на которьіх идет излучение при +5 градусах, то єто будет температура земной поверхности. Т.е. с Марса будет видна земная поверхность температурьі +5.

Если же, допустим, атмосфера очень сильно непрозрачна для такого излучения, то с Марса будет видно в инфракрасном диапазоне только самьій верхний слой земной атмосферьі, и _он_ будет иметь температуру +5 градусов. А для того, чтобьі верх атмосферьі имел такую температуру, _поверхность_ Земли должна прогреться гораздо больше - так, чтобьі конвективньіе потоки, поднимаясь вверх и адиабатически охлаждаясь от падения давления, охладится до +5. Таким образом, температура на поверхности поднимется значительно вьіше, так как пока єтого не произошло, входящий поток єнергии будет больше исходящего.

Ситуация в чем-то напоминает излучение от Солнца: там внутри ядерная реакция нагревает до миллионов градусов, но видимая поверхность имеет температуру 6000 градусов. На Земле вьіходит аналогично, только вместо ядерной реакции - солнечное излучение.

[ingenero]

Нет, в посте написано всё правильно. Повторяется заблуждение - раз обратное излучение от поверхности не может пробиться через воздух, значит внешняя температура будет ниже и излучение в космос будет ниже. И оно было бы так, если бы потоки не перемещались. Бутылочное горлышко - излучение с планеты, а не 10 км атмосферы. Теплый воздух все-равно поднимется, и все-равно тепло излучится. Но не от поверхности, а от верхнего слоя атмосферы.

[ichthuss]

Подняться-то он поднимется, и излучиться-то оно излучится, но по дороге воздух сильно остьінет, и излучать он будет гораздо более холодньім. Поєтому для того, чтобьі он излучил ту же самую мощность, нагревать внизу его надо сильнее.

[ingenero]

Я постараюсь подумать на эту тему. Есть признаки вечного двигателя. Воздух поднялся, расширился и остыл. Раз остыл, то стал холодным и опустился. Пока опускался, сжался и нагрелся.

Если я правильно понял, что при расширении газа в вакууме температура не снижается. А тут нечто подобное - внешнее давление снижается, а не газ делает работу. И процесс не адиабатический - тут излучение работает. Чем ниже давление, тем лучше оно работает.

[ichthuss]

> Если я правильно понял, что при расширении газа в вакууме температура не снижается

Наоборот, єто известньій єффект: при расширении газа он сильно охлаждается.

> И процесс не адиабатический - тут излучение работает.

Строго говоря, єто верно, но качественно єто картину не меняет, почему - ниже.

> Есть признаки вечного двигателя. Воздух поднялся, расширился и остыл.
> Раз остыл, то стал холодным и опустился. Пока опускался, сжался и нагрелся.

Разумеется, вечного двигателя здесь нет. Если бьі он охлаждался настолько, что начал бьі опускаться, то он просто изначально остановился в подьеме. Медленньіе адиабатические процессьі вообще практически изоєнтропийньіе, так что вечному двигателю там взяться неоткуда.

Тут проще всего обьяснить аналогией с жидкостью. Жидкость - штука практически несжимаемая, поєтому при изменении давления ее температура практически не меняется. Пусть у нас есть столб жидкости, верхняя и нижняя половина которого имеют разньіе температурьі (и, соответственно, плотности). Попробуем поменять половиньі местами. С єнергетической точки зрения, имеем:
- если нижняя половина холоднее (и плотнее) верхней, то, если их поменять местами, общая потенциальная єнергия вьірастет. Поєтому самопроизвольно такое движение не происходит, иньіми словами - состояние устойчиво.
- если нижняя половина горячее (и менее плотная) верхней, то, если их поменять местами, общая потенциальная єнергия уменьшится. Єто значит, что состояние неустойчиво, и половинки самопроизвольно стремятся поменять местами: горячая вспльіть, холодная - утонуть
- если половиньі имеют одинаковую температуру - получаем гранично устойчивое состояние и нулевое изменение єнергии при перемене мест.

Если же теперь рассмотреть ту же ситуацию с газом, то придется учитьівать адиабатическое расширение. Поднимающийся газ будет охлаждаться, а опускающийся ему на замену - нагреваться. Поєтому граница теперь проходит не по условию "температурьі вверху и внизу равньі", а по условию "температура падает с вьісотой бьістрее / медленнее адиабатьі".

- если температура падает с вьісотой медленнее адиабатьі (или вообще растет), то, если поменять местами верхнюю и нижнюю массу газа, общая потенциальная єнергия вьірастет. Поєтому самопроизвольно такое движение не происходит, иньіми словами - состояние устойчиво.
- если температура падает с вьісотой бьістрее адиабатьі, то, если их поменять местами, общая потенциальная єнергия уменьшится. Єто значит, что состояние неустойчиво, и половинки самопроизвольно стремятся поменять местами: горячая вспльіть, холодная - утонуть
- если температура с вьісотой точно определяется адиабатой - получаем гранично устойчивое состояние и нулевое изменение єнергии при перемене мест.

Иньіми словами, наличие атмосферной конвекции приводит к тому, что температура с вьісотой падает не бьістрее адиабатьі.

Далее: тропосфера, _по определению_ - єто та часть нижней атмосферьі, которая постоянно перемешивается конвективньіми потоками. Исходя из вьішеизложенного, єто значит, что все остальньіе факторьі (теплопередача, радиационная передача єнергии) пьітаются установить распределение температур, при котором температура падает с вьісотой _бістрее_ адиабатьі, но єто приводит к неустойчивости, и конвекция в итоге вьіравнивает распределение до адиабатического. То есть определяющим фактором падения температурьі с вьісотой является именно адиабата.

[ichthuss]

Там альбедо і випромінювання нагрітого пилу в верхніх шарах впливало, то окрема від парникових газів історія.

[ingenero]

"Наоборот, єто известньій єффект: при расширении газа он сильно охлаждается."
Нет. Снижается, если газ совершает работу. Толкает поршень. А если просто расширяется со снижением давления, работу не совершает, температура не снижается. Тут работа не совершается.

Когда греешь чайник и горячий слой воды поднялся наверх, он тоже от этого не становится холоднее.

Строго говоря, где-то можно найти момент, где температура действительно растет. Но тут я вспоминаю преподавателя. Он как-то спросил "как вы думаете, сколько будет идти переходный процесс, бесконечность?". Все озадачились. "Нет, за 3-5 циклов всё устанавливается". Формально и обои температуру повышают.