De continenten 195 mijoen jaar geleden (Begin van het Jura-tijdperk)
Vlak voordat vrijdag de gebeurtenissen in Noorwegen het nieuws domineerden, stond er een kop op nu.nl: ‘Extreme klimaatverandering mogelijk’
UTRECHT – De hoeveelheid koolstof die wij met zijn allen uitstoten, zou wel eens kunnen leiden tot een extreme verandering van het klimaat, met een wereldwijde uitroeiing van verschillende dier- en plantsoorten als gevolg.
Het blijkt te gaan over een publicatie over de massa-uitsterving op het einde van het Trias-tijdperk, waar meer dan 20% van de soorten het niet overleefde. (zie wikipedia voor achtergrondinformatie). De publicatie is een offspin van de promotie van Micha Ruhl aan de afdeling paleoecologie van de universiteit van Utrecht: Carbon Cycle Changes during the Triassic-Jurassic Transition” (Januari 2010)
De claims in het nieuwsbericht zijn overtrokken, zoals tegenwoordig gebruikelijk is met klimaatnieuws.
Publicatie
Hier is het abstract van de publicatie waar het allemaal om gaat in het nieuwsbericht:
Atmospheric carbon injection linked to end-Triassic mass extinction.
Abstract
The end-Triassic mass extinction (~201.4 million years ago), marked by terrestrial ecosystem turnover and up to ~50% loss in marine biodiversity, has been attributed to intensified volcanic activity during the break-up of Pangaea. Here, we present compound-specific carbon-isotope data of long-chain n-alkanes derived from waxes of land plants, showing a ~8.5 per mil negative excursion, coincident with the extinction interval. These data indicate strong carbon-13 depletion of the end-Triassic atmosphere, within only 10,000 to 20,000 years. The magnitude and rate of this carbon-cycle disruption can be explained by the injection of at least ~12 × 10(3) gigatons of isotopically depleted carbon as methane into the atmosphere. Concurrent vegetation changes reflect strong warming and an enhanced hydrological cycle. Hence, end-Triassic events are robustly linked to methane-derived massive carbon release and associated climate change.
Ref:
Ruhl M, Bonis NR, Reichart GJ, Sinninghe Damsté JS, Kürschner WM., Atmospheric carbon injection linked to end-Triassic mass extinction. Science. 2011 Jul 22;333(6041):430-4. abstract
Opvallend is dat er in het abstract:
a) totaal geen link wordt gelegd naar het klimaat van vandaag
b) het hele proces van uitsterving tien- tot twintigduizend jaar in beslag nam: vergelijkbaar in snelheid dus met het einde van de laatste ijstijd.
Het einde van de laatste ijstijd nam tienduizend jaar in beslag
c) vergelijk 12000 gigaton ook met de huidige fossiele 8 gigaton per jaar.
Methaan
De bangmakerij in het nieuwsartikel wordt gedaan op de basis van methaan dat tegenwoordig gevangen zit in toendra en ongeconsolideerde sedimenten en dat een opwarming dit methaan zou kunnen vrijmaken. Nu was de situatie tijdens het einde van het Trias totaal anders als tegenwoordig, zo waren er bijvoorbeeld geen poolkappen waardoor de zeewatertemperatuur ook al hoger was, zie dit paleoecologisch kaartje van Christopher Scotese (http://www.scotese.com):
paleoklimaat aan het einde van het Trias (scotese.com) 'Global climate was warm during the Late Triassic. There was no ice at either North or South Poles. Warm Temperate conditions extended towards the poles'
De grote hoeveelheden methaan zaten dus toen niet in de toendrabodems, want die waren er gewoon niet.
conclusie
Ruhl et al hebben een goede studie gepresenteerd over de koolstofbalans tijdens de massauitsterving aan het einde van het trias, maar de draai die nu.nl er aan heeft gegeven, geeft niet weer wat de conclusies van het artikel zijn.
Links
Nederlands:
– nu.nl
– Volkskrant
– nieuws.nl
– Vroege Vogels
Engels:
– USAToday
– Science
– oi9.com
– sciencenews.org
@JWR
Die Postma theorie lijkt mij klinkklare onzin.
Waarom zou de -18°C grens bij de aarde op 5 km liggen en niet bijvoorbeeld op 10 km ?
De verklaring wordt gegeven door het broeikaseffect. De warme aarde raakt zijn energie kwijt via uitstralen van IR en gezien de temperatuur op het oppervlak kom je met de lapse-rate keurig op 5 km uit. Als het oppervlak iets warmer wordt, schuift die grens naar boven op.
En dan de thermodynamica, op 5 km is het -18°C en volgens dit verhaal zou die koude laag dus warmte afgeven naar beneden toe, een inverse van de wet van behoud van energie.
Dat CO2 IR absorbeert is een wetenschappelijk feit en je kunt uiteraard allerlei twijfels hebben over de grootte van de terugkoppellussen, maar die Postma-theorie is niet één stap te ver, maar miljoenen stappen teruguit.
@Jos, JWR,
De lapse rate wordt door velen als een soort gegeven beschouwd maar dat is een misvatting. Hij is de uiteindelijke resultante van alle klimaatprocessen samen, niet de drijver ervan of een natuurkundig gegeven. Er zijn plekken op aarde waar de temperatuur met de hoogte soms amper verandert.
Een atmosfeer zonder broeikasgassen heeft ook geen wolken. Dus komt alle zonne-energie op het oppervlak, en wordt die ook weer uitgestraald volgens Stefan Bolzmann (Sc x T^4) x de emissiviteit van het oppervlak (zonder ijs ca 99%).
Dus bij instraling van 342 W/m2 wordt de temperatuur van het oppervlak dan 279K = 5C.
Dat is toch ca 9 graden minder dan op dit moment.
Maar zonder broeikasgassen neemt die temperatuur met de hoogte niet af maar toe. Met hoeveel heb ik niet berekend (het is een strikt theoretische situatie natuurlijk) maar ik verwacht niet veel toename op 2 meter hoogte, waar we de temperatuur meten.
Als je broeikasgassen gaat toevoegen in de huidige concentraties dan wordt ca 75% van de door de aarde uitgestraalde energie meteen weer teruggestraald en geabsorbeerd door het oppervlak. Dan heb je voor evenwicht maar liefst een oppervlaktetemperatuur nodig van een graad of 80C.
Er is dus wel degelijk een broeikaseffect.
Alleen is de invloed van de sterk verkoelende watercyclus véél groter, en die wordt sterk beïnvloed (zelfs veroorzaakt) door de broeikasgassen. Zoals gezegd kan meer broeikasgas daardoor op een waterplaneet eventueel zelfs een afkoeling betekenen.
Ik ben aan het proberen om die effecten te kwantificeren.
De formules van Postma zijn vast veel knapper dan de mijne, maar ik houd me graag bij wat ik echt goed denk te begrijpen.
@Theo Wolters
Bij je berekening vergeet je dat de 1368 W/m2 die de aarde ontvangt in principe valt op een disk met een oppervlakte van pi•R^2. Met een albedo van ca. 30% kom je dan op de theoretische waarde van ca 255 °K, wat 33 °K minder is dan de 288 °K. Zie voor een uitleg bijv. :
http://www.windows2universe.org/earth/climate/sun…. De adiabatische lapse rate is een eigenschap van gassen en is aanwezig doordat er een atmosfeer is op aarde.
Postma schrijft misschien knappe formules op, maar vergeet daarbij de basiswetten van de fysica. Zijn theorie is totale onzin.
Vanuit de ruimte lijkt de aarde een bol met een temperatuur van -18C.
Die -18C is gemiddeld op 5 km, in de tropen veel hoger in de poolstreken veel lager.
En in diepe mijngangen is het warm, niet vanwege de wand maar vanwege de lapse rate.
Dat er 's-morgens een inversie bestaat is bekend, de zweefvliegers weten dat pas tegen elf uur de eerste thermiek bel er door heen kan stoten.
Een uitgebreid artikel kan men vinden op:
http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect14/Sect14_1b.html
Verder worden door Jos en Theo Wolters aangenomen dat de 342 W/m2 van Tentberg juist zou zijn.
Die berust op back radiation, die niet kan bestaan:warmte gaat niet van koud naar warm!
zie bv de blog van Johnson:
http://claesjohnson.blogspot.com/
Dat in de kassen van het Westland de temperatuur hoger is dan de omgeving is niet vanwege de bewering dat IR wordt tegen gehouden door het glazen dak, maar omdat de kassen zorgvuldig gesloten blijven.Ook daken met een dak dat IR-transparant is blijven warm.
Dat heeft in 1909 Wood al experimenteel aangetoond
http://www.tech-know.eu/uploads/Note_on_the_Theor…
Deze experimenten zijn recentelijk herhaald door van Andel,
door Ermecke:
http://www.ke-research.de/downloads/climateSavior…
en door Nahle:
http://www.biocab.org/Wood_Experiment_Repeated.ht…
Deze experimententen tonen aan dat wat men noemt het broeikaseffect niet bestaat.
@Jos
Ook in het door jou aangehaalde artikel wordt de instraling teruggerekend naar 342W/m2.
Als je daar scattering en albedo (is volgens mijn adviseurs ca 6%) vanaf trekt blijft er ca 300W/m2 over. Dat leidt tot een oppervlaktetemperatuur van -3C.
En zo kun je nog veel meer variëren, maar dat is allemaal fantasie, want je rekent dan aan een aarde die voor 70% uit oceaan bestaat, met ijskappen, terwijl je géén waterdamp meerekent.
Mijn punt was alleen om aan te tonen dat er wel degelijk een broeikaseffect is.
> De adiabatische lapse rate is een eigenschap van gassen en is aanwezig doordat er een atmosfeer is op aarde.
Dat klopt niet. Het zou alleen kloppen als de hele wereld vulkanisch was en er continu enorme hoeveelheden gas uit zouden komen die naar het heelal ontsnappen.
Maar in een stilstaande atmosfeer is er geen adiabaat.
Doe maar de volgende gedachtenproef: pak een thermosfles en plak die stevig op een propeller.
Wacht even, totdat de temperatuur in de hele fles gelijk is. Start dan snel de motor.
De lucht op de bodem van de fles wordt nu adiabatisch gecomprimeerd en warmt dus op.
De lucht onder de dop wordt adiabatisch geëxpandeerd en koelt af.
Er is nu een lapse rate.
Wanneer de motor een tijdje met constant toerental draait, vereffent de temperatuur zich door geleiding. Na een tijdje is de temperatuur overal weer hetzelfde, ondanks het drukverloop (dat daardoor overigens wel beïnvloed wordt).
Als je de motor naar een lager toerental regelt, zal de druk nog steeds op de bodem veruit het hoogst zijn, maar is er – tijdelijk uiteraard – een temperatuurstijging van bodem naar dop. Een binnen een volume aflopende druk met een stijgende temperatuur is dus net zo goed mogelijk als omgekeerd.
Of de drukverdeling nu door centripetale kracht of door de zwaartekracht wordt opgelegd is niet van belang, de thermoskan is vergelijkbaar met de atmosfeer.
De lapse rate is een kenmerk van de adiabatische expansie, niet een eigenschap van gassen bij een bepaald drukverloop.
Deze misvatting is vreemd genoeg zeer gangbaar onder natuurkundigen. Toch pretendeer ik het als simpele fietsenmaker beter te begrijpen ;-).
Maar brand me rustig af!
@JWR
Het is een hardnekkig misverstand dat in de Standaard GreenHouse Theorie (SGHT) wordt geclaimd dat warmte van koud (atmosfeer) naar warmer (oppervlak) gaat. Het is straling dat van atmosfeer naar oppervlak (terug) gaat. Straling is niet identiek aan warmte. Het wordt pas (voelbare) warmte als het geabsorbeerd wordt. Straling laat zich niet hinderen door het medium dat het passeert. Elk vast of vloeibaar lichaam straalt IR uit, ook in de richting van een warmer lichaam. Zo ook de atmosfeer met waterdamp en wolken. Daarom is het onlogisch om te veronderstellen dat ‘back radiation’ niet kan bestaan.
Over het Trenberth schema, daarin wordt verondersteld dat er 324 W/m2 terugstraling is, en het oppervlak bij de gemiddelde temperatuur 390 W/m2 naar boven straalt. Er dus in het geheel geen sprake van een netto stralingsenergie transport van koud naar warm. Het omgekeerde is het geval. (In het schema zit wel een fout, die Trenberth mondeling ook heeft toegegeven. Het ‘atmosferisch window’ , dat straling direct naar de ruimte toelaat, is 24 W/m2 te klein. Geen 40 maar 64 W/m2. Het gevolg is dat van de 390 van het oppervlak 390-64 = 326 in de atmosfeer wordt geabsorbeerd. Het netto stralingstransport naar boven is dus slechts 2 W/m2 wat Miskolczi uit ballonwaarnemingen heeft afgeleid.)
Over Postma, vorige week heb ik reeds vier pagina’s kritiek op zijn verhaal geschreven. Ik vind er geen enkel argument in waarmee de SGHT op logische (fysische) gronden onderuit wordt gehaald. Postma maakt wel één belangrijk punt en dat is dat het Trenberth schema uitgaat van gemiddelde waarden over dag en nacht terwijl de zonstraling slechts de helft van de tijd het oppervlak bereikt. Dat geeft mogelijk een vertekend beeld. Maar Postma ziet geen kans om het effect daarvan door te rekenen. Hij ‘vergeet’ bijvoorbeeld dat met de dag en nacht wisseling ook de watercyclus wordt beïnvloed, die de belangrijkste temperatuurregelaar voor het oppervlak is.
Voorts, Postma’s formules zijn in elk standaardwerk over de atmosferische processen te vinden. Op de in de standardwerken daaruit getrokken conclusies gaat hij echter met zijn kritiek niet concreet in. Dat is niet een goede wetenschappelijke benadering om kritiek op een theorie uit te oefenen. Volgens mij verzint hij maar wat, wat de SGHT nu werkelijk wetenschappelijk inhoudt en refereert slechts naar populaire opvattingen daarover.
@JWR
> En in diepe mijngangen is het warm, niet vanwege de wand maar vanwege de lapse rate.
Bij stilstaande lucht neemt de die gewoon de temperatuur van de wand aan. En pas als die onderin 6 graden per kilometer warmer is dan bovenin, krijg je convectie en ontstaat je lapse rate. De lapse rate is dus niet de oorzaak van het temperatuurverschil, maar het gevolg.
Je kunt de lapse rate ook opdringen, door mechanisch te gaan ventileren. Dan heb je uiteraard altijd je perfecte laps rate over de hele hoogte. Maar alweer als gevolg en niet als oorzaak.
> Verder worden door Jos en Theo Wolters aangenomen dat de 342 W/m2 van Tentberg juist zou zijn.
Die berust op back radiation, die niet kan bestaan:warmte gaat niet van koud naar warm!
Hier kan ik je niet volgen. Maar de Stefan Bolzman formule is het resultaat van uitgebreide metingen. De formule werd pas veel later theoretisch onderbouwd door Planck. Ik hecht veel waarde aan empirie!
> Deze experimenten zijn recentelijk herhaald door van Andel,
Noor was helemaal enthousiast toen ik hem mijn theorie over de adiabaat voorlegde. "Eindelijk, iemand die het snapt!" zei hij. "Daarom ligt de tropopauze op de polen ook af en toe gewoon bijna op de grond!"
Dus ik ben in goed gezelschap ;-).
Toegevoegd in reactie (twee geleden):
Als je de motor naar een lager toerental regelt, zal de druk nog steeds op de bodem veruit het hoogst zijn, maar is er – tijdelijk uiteraard – een temperatuurstijging van bodem naar dop.
Een binnen een volume aflopende druk met een stijgende temperatuur is dus net zo goed mogelijk als omgekeerd.
@Theo Wolters
Waarom zou ik een thermosfles op een ventilator plakken, als je daarna, overigens terecht, zegt dat een drukveld tgv gravitatie fysisch overeenkomt met een drukveld tgv een versnelling tgv de rotatie, een naar het middelpunt gerichte versnelling.
Waar het bij de lapse rate omgaat is dat wanneer ik een pakketje lucht virtueel verplaats in een drukveld, dan
zal tgv de (adiabatische) compressie of depressie de temperatuur toenemen resp afnemen.
Dat betekent dat door locale convectie continu het temperatuur profiel wordt aangepast.
Het is onzin om te zeggen dat een en ander niet plaats vindt bij stilstaande lucht, het gaat erom of miniscuul kleine verplaatsingen stabiel zijn of niet.
In een thermosfles met droge lucht is de lapse rate -g/cp=
-9.81 C/km en is de temperatuurverdeling niet homogeen, zoals je probeert te doen geloven. Een thermosfles heeft een hoogte van 30 cm, dus het verschil in temperatuur in het zwaartekracht veld is 0.3*0^-3*(-9.81) = 0.003 C.
Vast geplakt op een ventilator met omega^2*R=g is het verschil in temperatuur in de thermosfles ook 0.003 C.
Nogmaals lees
http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect14/Sect14_1b.html
om te zien hoe de convectie werkt tgv de adiabatische lapse rate van een droog gas of van vochtige lucht met faseovergang.
@Theo Wolters
Het kan zijn dat er een misverstand bestaat:
als ik lapse rate schrijf bedoel ik de adiabatische lapse rate wanneer een pakketje lucht een virtuele verplaatsing ondergaat; adiabatische lapse rate van droog gas op aarde
dT/dz = -g/cp (= -9.81 C/km) en voor gassen met een fase overgang zoals vochtige lucht wordt de adiabatische laps rate ergens tussen -5 en -6.5 C/km, afhankelijk van de hoeveelheid vocht.
De environmental lapse rate is waar jij over praat, dat is de temperatuur gradient tengevolge van allerlei andere processent.
In Wikipedia schrijft men lapse rate en bedoelt men de adiabatische laps rate.
@Arthur Rorsch
@Theo Wolters
In onderstaande link van Johnson wordt een en ander uitgeleg dhttp://claesjohnson.blogspot.com/2011/07/stefan-boltzmanns-law-folklore-or.html
söndagen den 24:e juli 2011
Backradiation in Stefan-Boltzmann's Law: Folklore or Science?Het komt er op neer dat Planck een en ander heeft afgeleid tussen een blackbody met temperatuur T en een blackbody met temperatuur 0 graadK.
In model 1 wordt stilzwijgend verondersteld dat voor een straling tussen twee lichamen met temperatuur Te>Ta men de twee fluxen van elkaar kan aftrekken.
Model 2 zegt dat er tussen de twee lichamen electromagnetisch informatie wordt uitgewisseld, met lichtsnelheid!, en dat dan besloten wordt dat er alleen warmte gaat van hoge naar lage temperatuur.Tussen twee zwarte platen, of in een Dewar, dus zonder dat er warmte noch door de ene wand, noch door de andere wand gaat, worden de twee modellen aan elkaar gelijk.
Die worden dan ook altijd aangehaald door de alarmisten,
maar ook Lindzen,Cury,Spencer,Moncton.
Maar als Johnson gelijk heeft, en zoals men kan lezen in zijn blog noch Planck, noch Einstein waren erg gelukkig met de probabilistische aanpak van Planck en Bohr met quanta en photons, dan is het probleem van de beweerde opwarming van de aarde door CO2 opgelost!
Zonder backradiation blijft alleen de adiabatische lapse rate over, naast het minieme gedeelte van de straling, althans dicht bij het aardoppervlak.
CO2 is en blijft plantenvoedsel.
CO2 is groeigas.
Helaas was er wat weggevallen in mijn eerdere post.
@Arthur Rorsch
@Theo Wolters
In onderstaande link van Johnson wordt een en ander uitgelegd
http://claesjohnson.blogspot.com/2011/07/stefan-b…
söndagen den 24:e juli 2011
Backradiation in Stefan-Boltzmann’s Law: Folklore or Science?
Stefan-Boltzmann's Law can be formulated in the following two algebraically equivalent, but physically different forms:
1.E = sigma Te^4 – sigma Ta^4, (photon particle model: difference of two-way gross flows)
2.E = sigma (Te^4 – Ta^4) ~ 4 sigma Te^3 (Te – Ta), (wave model: net one-way flow)
where E is the intensity of the heat energy transferred from a blackbody (emitter) of temperature Te to a blackbody (absorber) of temperature Ta smaller than Te, and sigma is a constant
Het komt er op neer dat Planck een en ander heeft afgeleid tussen een blackbody met temperatuur T en een blackbody met temperatuur 0 graadK.
In model 1 wordt stilzwijgend verondersteld dat voor een straling tussen twee lichamen met temperatuur Te>Ta men de twee fluxen van elkaar kan aftrekken.
Model 2 zegt dat er tussen de twee lichamen electromagnetisch informatie wordt uitgewisseld, met lichtsnelheid!, en dat dan besloten wordt dat er alleen warmte gaat van hoge naar lage temperatuur.Tussen twee zwarte platen, of in een Dewar, dus zonder dat er warmte noch door de ene wand, noch door de andere wand gaat, worden de twee modellen aan elkaar gelijk.
Die worden dan ook altijd aangehaald door de alarmisten,
maar ook Lindzen,Cury,Spencer,Moncton.
Maar als Johnson gelijk heeft, en zoals men kan lezen in zijn blog noch Planck, noch Einstein waren erg gelukkig met de probabilistische aanpak van Planck en Bohr met quanta en photons, dan is het probleem van de beweerde opwarming van de aarde door CO2 opgelost!
Zonder backradiation blijft alleen de adiabatische lapse rate over met bijgaande convectie, naast het minieme gedeelte van de straling, althans dicht bij het aardoppervlak.
CO2 is en blijft plantenvoedsel.
CO2 is groeigas.
@JWR
Ik ben niet overtuigd en denk dus nog steeds dat de adiabaat alleen optreedt bij adiabatische expansie of comprimering.
> Waar het bij de lapse rate omgaat is dat wanneer ik een pakketje lucht virtueel verplaats in een drukveld, dan zal tgv de (adiabatische) compressie of depressie de temperatuur toenemen resp afnemen.
Dat betekent dat door locale convectie continu het temperatuur profiel wordt aangepast.
Helemaal mee eens.
> Het is onzin om te zeggen dat een en ander niet plaats vindt bij stilstaande lucht, het gaat erom of miniscuul kleine verplaatsingen stabiel zijn of niet.
Hier spreek je jezelf tegen. Als er geen luchtbeweging is, is er geen expansie of comprimering en dus geen temperatuurverandering, anders dan door geleiding. En die egaliseert uiteindelijk de temperatuur.
> In een thermosfles met droge lucht is de lapse rate -g/cp= -9.81 C/km en is de temperatuurverdeling niet homogeen, zoals je probeert te doen geloven. Een thermosfles heeft een hoogte van 30 cm, dus het verschil in temperatuur in het zwaartekracht veld is 0.3*0^-3*(-9.81) = 0.003 C.
Dat bestrijd ik dus inderdaad. Waarom zou de lucht daarin na een tijdje nog bewegen?
Ook in de link waar je naar verwees is er geen sprake van een standaard temperatuurverloop bij een bepaald drukverloop in een stilstaand luchtvolume.
> Vastgeplakt op een ventilator met omega^2*R=g is het verschil in temperatuur in de thermosfles ook 0.003 C.
Onafhankelijk van de dynamiek van het toerental?
Dat ben ik dan niet met je eens.
> Nogmaals lees
http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect14/Sect14_1b.html
om te zien hoe de convectie werkt tgv de adiabatische lapse rate van een droog gas of van vochtige lucht met faseovergang.
Heb ik gedaan en daar staat niets in dat jouw redenering onderbouwt.
@JWR
De alternatieve benadering van Stefan Bolzman boeit me niet zo. Ik kan het verhaal ook wiskundig niet volgen.
Ik gebruikte SB voor de uitstralende zijde, en ben ervan overtuigd dat die formule op grond van waarnemingen meer dan nauwkeurig genoeg is voor mijn toepassing. Ik kan niet nagaan of de andere berekening klopt.
Maar ik gebruik hem niet voor het berekenen van de terugstraling vanuit de atmosfeer. Ik kan me goed voorstellen dat er een flinke fout zit in de manier waarop daarover in alarmistische kringen gedacht en gerekend wordt. Volgens mij is er niemand die nog helder voor ogen heeft hoe dat in de zeer gecompliceerde klimaatmodelen verwerkt zit.
Daarom heb ik daar andere formules voor ontwikkeld.
@Theo Wolters
"Ook in het door jou aangehaalde artikel wordt de instraling teruggerekend naar 342W/m2."
Klopt, ik had niet goed gelezen, mijn excuses. Je moet echter wel de albedo meerekenen en die is gemiddeld toch circa 30%, er zijn veel referenties daarover op het internet te vinden, maar enkele daarvan :
http://en.wikipedia.org/wiki/Albedo : 30-35%
http://www.eoearth.org/article/Albedo?topic=54300 : 30%
http://www.climatedata.info/Forcing/Forcing/albed… : 0.31.
http://yly-mac.gps.caltech.edu/OH/OH%20ref/Goode_… : 0.297 ± 0.005
"Maar in een stilstaande atmosfeer is er geen adiabaat."
Dat klopt als je met "stilstaande" bedoelt dat de gasmoleculen niet mogen bewegen. Natuurlijk bestaat dat niet. Warme lucht op het oppervlak van de aarde stijgt op en daar de druk afneemt als de hoogte toeneemt, gaat het gas expanderen met als gevolg dat de temperatuur afneemt. Adiabatische expansie, zie bijv. http://en.wikipedia.org/wiki/Adiabatic_process. Zonder gassen in de atmosfeer is er geen adiabatische lapse-rate van ca 10 °C/km. In vochtige lucht is de afname per km lager doordat water condenseert tijdens het stijgen, waarbij warmte vrijkomt, gem. ca 6.5 °C/km.
"Ik ben aan het proberen om die effecten te kwantificeren".
Je ontkent niet het broeikaseffect, maar zegt wel dat meer broeikasgas tot een afkoeling kan leiden op een waterplaneet. Interessante bewering. Alle feedback loops als gevolg van aerosolen, waterdamp en wolken zijn omgeven door een heleboel onzekerheden, waarbij op deze site in mijn ogen graag een bepaalde zijde van de onzekerheidsmarge belicht wordt. Het onderwerp is zeer complex, maar ik ben benieuwd of "een simpele fietsenmaker" ooit al deze effecten kan kwantificeren en die afkoelende bewering kan staven.
"Maar brand me rustig af!".
Kunnen we beter helemaal achterwege laten, er wordt over dit onderwerp al genoeg "afgebrand" of met modder gesmeten. Bij een discussie over wetenschappelijke onderwerpen moeten de argumenten prevaleren en moet niet alle wetenschappelijke vooruitgang van het verleden eventjes bij het grof vuil gezet worden. Van mij mogen de kwantum mechanica, de black body radiation theorie, IR absorptie door gassen, de ideale gaswet en de eerste wet van de thermodynamica nog even blijven.
@Theo Wolters
Kennelijk weet je niet de betekenis van virtuele verplaatsingen.
Dat zijn denkbeeldige verplaatsingen om de stabiliteit te onderzoeken.
In omega^2*R , zit wel degelijk het toerental !
Omega is hoeksnelheid in radialen per sec,
of toerental n= omega/2/pi.
@Jos
Hoe groot de albedo is, is voor de gedachtengang (is er een broeikaseffect of niet) niet van belang, maar de albedo van het oppervlak is ca 6,2%. (nl ca. 70% oceaan met 2%, 23% nat oppervlak met 8%, en 7% woestijn met 40%).
De door jouw genoemde albedo is de planetary albedo, inclusief met alle reflectie vanuit de atmosfeer, met name door wolken. Die zijn er geen bij een broeikasgasloze atmosfeer.
Maar zo zie je maar weer hoe theoretisch de beschouwing was.
> “Maar in een stilstaande atmosfeer is er geen adiabaat.” Dat klopt als je met “stilstaande” bedoelt dat de gasmoleculen niet mogen bewegen. Natuurlijk bestaat dat niet. Warme lucht op het oppervlak van de aarde stijgt op en daar de druk afneemt als de hoogte toeneemt, gaat het gas expanderen met als gevolg dat de temperatuur afneemt.
Helemaal mee eens. Ik zeg ook niet dat er geen adiabaat is. Ik zeg alleen dat het geen gegeven is dat samenhangt met de dalende druk in de atmosfeer. JWR stelt dat er altijd een adiabatisch temperatuurverloop is in de atmosfeer, zelfs in een thermosfles.
Ik stel dat die lapse rate ontbreekt op plaatsen waar geen verticale luchtbeweging mogelijk is.
Bijvoorbeeld op de zuidpool. Daar is het oppervlak -40C, 's winters tot -80C, en de lucht erboven aanzienlijk warmer. Daar is geen convectie mogelijk (stijgend of dalend). De temperatuur stijgt dan ook de eerste kilometer, in strijd met de lapse rate, blijft dan een paar kilometer gelijk, en daalt pas weer waar de CO2 warmte uitstraalt naar het heelal, boven de 5km. Daar is dus weer een temperatuurverschil als drijver, waardoor op dat stuk opeens weer de bekende lapse rate opduikt. Maar daarboven is er maar liefst 20 km lang geen temperatuurverandering.
(Zie "The new climate theory of dr. Ferenc Miskolczi" van Van Andel, pag 9; http://ruby.fgcu.edu/courses/twimberley/EnviroPhi….
Dit is in strijd met een vaststaande lapse rate als gevolg van een daling van de luchtdruk.
Een tweede voorbeeld is een 2 km diepe goudmijn in Botswana, in de woestijn.
Buitenluchttemperatuur 's middags 50C.
Stel dat de wanden in de mijn op 2 km diep 35C zijn. Dan kan er geen luchtbeweging optreden: opstijgende lucht zou kouder worden door de expansie, en dus nóg zwaarder worden dan de lucht erboven. Resultaat: compleet stilstaande lucht en een temperatuurverloop van onderin de mijn naar de ingang van 35 stijgend naar 50C.
Maar het ruikt er wat onfris, dus men zet de ventilatoren aan en pompt droge buitenlucht naar beneden. De temperatuur daarvan stijgt dan in 2 km 20 graden (als gevolg van droge adiabatische compressie) tot 70C waardoor de mijnwerkers beneden gepasteuriseerd worden.
Er kan pas convectie van onderin de mijn naar de ingang plaatsvinden als de lucht op de bodem meer dan 20 graden warmer is dan die bij de ingang.
Dus het temperatuurverschil veroorzaakt convectie, en die veroorzaakt een adiabatische expansie/compressie, waardoor de lapse rate zich instelt. Niet omgekeerd.
En alleen bij voldoende groot temperatuurverschil (dus groter dan de lapse rate).
> Je ontkent niet het broeikaseffect, maar zegt wel dat meer broeikasgas tot een afkoeling kan leiden op een waterplaneet. Interessante bewering.
Ik stel dat broeikasgassen wel degelijk invloed hebben op de temperatuur, als reactie op de stelling van JWR dat CO2 geen enkel effect op de stralingsbalans heeft.
Ik zou zelfs willen stellen dat de broeikasgassen bepalend zijn voor de watercyclus en daarmee voor het hele klimaat op aarde. Maar in de huidige situatie verwacht ik eerder een verkoelend effect dan een opwarmend effect bij toename. Maar zoals gezegd: ik ben nog aan het rekenen.
> Het onderwerp is zeer complex, maar ik ben benieuwd of “een simpele fietsenmaker” ooit al deze effecten kan kwantificeren en die afkoelende bewering kan staven.
Ik doe mijn best ;-).
> “Maar brand me rustig af!”.
Kunnen we beter helemaal achterwege laten, er wordt over dit onderwerp al genoeg “afgebrand” of met modder gesmeten.
Sorry, dat bedoelde ik niet zoals het blijkbaar overkomt. Ik wilde iedereen uitnodigen om gaten in mijn verhaal te schieten. Ik voer de discussie zelf ook het liefste op argumenten.
@JOS
ALs antwoord op Theo Wolters uitspraak “Maar brand me rustig af!”.schreef je:
"Kunnen we beter helemaal achterwege laten, er wordt over dit onderwerp al genoeg “afgebrand” of met modder gesmeten. Bij een discussie over wetenschappelijke onderwerpen moeten de argumenten prevaleren en moet niet alle wetenschappelijke vooruitgang van het verleden eventjes bij het grof vuil gezet worden. Van mij mogen de kwantum mechanica, de black body radiation theorie, IR absorptie door gassen, de ideale gaswet en de eerste wet van de thermodynamica nog even blijven."Ik maak hieruit op dat je vindt dat met het klimaatalarmisme betreffende CO2 "wetenschappelijke vooruitgang" is geboekt, en dat vraagtekens die daarbij worden gezet geinterpreteerd worden als "bij het grof vuil zetten".
Afgezien de verschrijving "black body radiation" i.p.v
"back radiation", ik begrijp dat je hele huis in elkaar valt omdat back radiation tegen de tweede Hoofdwet van de Thermodynamica is en dus dat wat genoemd wordt het "broeikas effect" niet bestaat.
Maar je moet het toch met mij eens zijn dat als het klimaatalarmisme berust op een verkeerde interpretatie van natuurkundige wetten, zoals ik en met mij anderen vinden dat wij dat dan moeten zeggen, vooral als hierdoor de economie naar de knoppen wordt gebracht door een carbon tax.
Je begrijpt wel de adiabatische lapse rate, wat Theo Wolters niet doet, en dat heb je met mij toch ook aan hem gezegd! Je zegt toch ook dat Postma onzin vertelt!Ik geloof niet in consensus in de wetenschap.
Praten over consensus in de wetenschap, dat is met modder gooien naar die wetenschap.
Ik weet niet hoe oud je bent, maar als je nog enkele jaren hebt te gaan, zoek een andere bezigheid.
CO2 is niet de oorzaak van klimaatschommelingen.
CO2 is plantenvoedsel.
Het is een groeigas.
@Theo Wolters
Dank voor je uitgebreide antwoord.
De grootte van het albedo voor een eerste orde benadering van het broeikaseffect is inderdaad het bekende zout op de slakken.
Je theoretische aarde zonder broeikasgassen, maar met water, heeft wel degelijk een adiabatische lapse rate. De droge is gegeven door g/Cp met g = zwaartekrachtsconstante en Cp = de specifieke warmte van het gas (voor lucht ca 1000 J/kg•K). Voor de afleiding van deze formule zie Wikipedia. Zolang er een atmosfeer is, is er dus een droge adiabatische lapse rate. Zolang er water aanwezig is, is er dan tevens een natte adiabatische lapse rate en condenserend water heeft de neiging om wolken te vormen. Als gevolg hiervan zal een aarde met water maar zonder broeikasgassen wel degelijk wolken hebben.
Ik ben het verder zeker met je eens dat er geen vaststaande lapse rate is, die 6.5 is alleen maar een gemiddelde. In je voorbeelden is verder geen gat te schieten, warme lucht stijgt alleen op als de lucht erboven kouder is. Meestal is dat het geval, maar inderdaad niet altijd.
Hoewel zeker een interessante discussie, zijn we inmiddels volledig off-topic geraakt van de massa-extinctie. Ik ben benieuwd naar je broeikasgas-afkoelings-verhaal, gaan we dan weer verder.
Groeten, Jos
@Theo Wolters,
Terwijl ik bezig was een post te editen aan Jos betreffende het "modder gooien", zie ik nu dat je een post hebt gestuurd aan Jos.
Daarin toon je opnieuw dat je adiabatische lapse rate niet begrijpt.
Voor droge lucht is die bepaald door
dT/dz = -g/cp =-9.81 C/km
Voor vochtige lucht -6.5 C/km
Dat zijn dus niet optredende lapse rates, het is een getal dat vergeleken moet worden met de optredende environmental lapse rate om vast te stellen of er een convectie kan optreden.
Men heeft de gewoont om te zeggen dat de lapse rate 9.81 is of 6.5 zonder het minteken. Waarom?
Omdat we de environmental lapse rate moeten vergelijken met de adiabatische lapse rate en het vergelijken van negatieve getallen tot verwarring kan leiden.
Als de adiabatische lapse rate kleiner is dan de environmental lapse rate, dan zou een kleine verstoring -bv door een mus – aanleiding geven tot een thermiekbel dwz de verstoring groeit aan, immers het pakketje lucht door de mus in beweging gebracht wordt bij het stijgen warmer dan de omgeving.In de link die ik eerder aangaf
http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect14/Sect14_1b.htmlwor… dat met plaatjes en diagrammen goed geillustreerd.
Ik begrijp niet dat je eerder schreef dat die link je niet aansprak.Dat in de tropopauze een en ander niet opgaat ligt daaraan dat voor lage drukken de benadering van ideaal gas niet meer geldig is.
@JWR
Ik kan er toch niks anders van maken dan dat de twee lapse rates waar jij het over hebt POTENTIËLE temperatuurverlopen zijn, die als natuurkundige wetmatigheid optreden zodra de lucht vertikaal beweegt.
Ik zie geen reden voor een temperatuurverloop zolang die lucht stilstaat.
Neem de genoemde mijn.
Of denk jij dat er wél een adiabaat optreedt, dus dat de lucht in de mijnschacht 20 graden koeler wordt van de bodem tot onder de ingang, en dan vlak onder de ingang opeens een verloop van 15C naar 50C vertoont? Dat is volgens mij de consequentie van jouw stelling.
Volgens mij heeft de lucht in de hele schacht gewoon ongeveer de temperatuur van de wand als die van 35 beneden tot 40 of 50 boven oploopt.
In een koude nacht in de woestijn van 0C is er overigens wel ruimte voor convectie, dus dan zul je opeens een adiabaat zien, en komt de lucht met 15 graden uit de ingang (uitgaande van een mogelijkheid tot circulatie).
Die is alleen meteen weg zodra het buiten warmer is dan 15 graden. Daarna neemt de verder stilstaande lucht door geleiding weer de temperatuur aan van de wand.
@Jos
> Je theoretische aarde zonder broeikasgassen, maar met water, heeft wel degelijk een adiabatische lapse rate. De droge is gegeven door g/Cp met g = zwaartekrachtsconstante en Cp = de specifieke warmte van het gas (voor lucht ca 1000 J/kg•K).
Zoals ik al aan JWR uitlegde is dat in strijd met het goudmijn-gedachtenexperiment.
Dus hoewel het 2-1 staat, ben ik verre van overtuigd!
> Als gevolg hiervan zal een aarde met water maar zonder broeikasgassen wel degelijk wolken hebben.
Met broeikasgassen bedoel ik nadrukkelijk waterdamp en nog een paar andere, minder belangrijke.
Als er geen broeikasgassen zijn, en dus ook geen waterdamp, dan is er geen uitstraling in de atmosfeer, en koelt die dus vertikaal niet af. Na een tijdje gaat de ozonvorming zelfs voor opwarming zorgen.
Tot de hoogte waar O3 een rol gaat spelen is de atmosfeer dan dus ongeveer op één temperatuur, daarboven stijgt die.
Dat maakt convectie onmogelijk, en er ontstaat dus ook geen adiabaat. Tenminste niet boven de hoogte waar de invloed dag-nacht ophoudt.
Pas als er broeikasgassen in de atmosfeer komen, krijg je afkoeling boven in de troposfeer en dus (bij voldoende broeikasgassen, dat is een soort drempelwaarde) een groot genoeg temperatuurverschil met het oppervlak voor diepe convectie. Deze convectie zet de koeling van het oppervlak in gang, vooral door de verdamping en het daaruit voortkomende latent heat transport.
Zo is de koeling van de aarde het directe gevolg van de aanwezigheid van voldoende broeikasgassen.
Dit werpt een heel ander licht op ons geliefde groeigas.
Misschien is het dus gewoon koelgas.
Of zelfs thermostaatgas.
@Theo Wolters
Deze hele discussie is begonnen met de stelling van Postma dat de 33 C die gezien wordt als het "natuurlijke broeikas effect" eenvoudig te verklaren is met 5km maal 6,5 C/km = 33C. CO2 heeft daar niets mee te maken,behalve dan dat cp van CO2 (819 J/kg/C))iets kleiner is dan die van het mengsel 80% N2 en 20% O2 (1000J/kg/C)
Daarbij heb ik opgemerkt dat we in mijnschachten ook iets dergelijks meemaken.
Neem een mijnschacht van 2 km. Die zal geventileerd moeten worden Eenvoudig omgevingslucht persen helpt niet: die lucht komt beneden aan met een met een temperatuur van To+2*9.81 als we de droge (adiabatische) lapse rate nemen.
Ander voorbeeld, als ik ga skien in de bergen, dan is het daar kouder, niet vanwege het (niet bestaande) broeikas effect, zoals ik hoor dat de kinderen worden wijs gemaakt op tv, maar vanwege de (adiabatische) expansie van lucht.
Ook het geval Venus met 95% CO2 wordt door alarmisten wel eens aangehaald als het lot dat ons staat te wachten.
Nee,zoals Postma met praktische getallen laat zien, de circa 460 C op het oppervlak van Venus zijn bepaald door de adiabatische lapse rate voor CO2 (cp van CO2 = 819), het gravitatie veld van Venus met een g die iets kleiner is dan de g op aarde: (-g/cp) van Venus is ongeveer -9C/km. Omdat de atmosfeer van Venus 90 keer dikker is dan die van de aarde komt men uit op die hoge temperatuur, en dat heeft dus niets te maken met "run away green house effect". Immers het broeikas effect bestaat niet.
In de laatste publicatie van van Andel worden hottowers besproken ,die van Andel eerst doorrekende met een spreadsheet en de formules van de nestor op het gebied van hot towers, Joanne Simpson, en later op o.a. mijn aanraden met de adiabatische lapserate en de environmental lapse rate.
Je schijnt steeds maar weer terug te komen op "als er geen beweging is, is er ook geen adiabaat". Dat is een onjuiste interpretatie van adiabatische lapse rate.
Wat je moet bekijken is indien tgv een virtuele verplaatsing naar boven van een pakketje lucht ( de adiabatische lapse rate)dat pakketje een hogere temperatuur zou krijgen dan die tgv de environmental lapse rate, dan is er een onstabiele situatie. En dan zullen er thermiekbellen komen.
Wanneer er 'smorgens een inversie is dan zal die inversie eerst door geleiding en door straling opgeheven moeten worden, en als de environmental boven de inversie zodanig is dat er onstabiele situatie is dan krijgen we tegen elf uur de thermiekbellen,meestal eerst bij een oneffenheid bv een kerk.
CO2 is niet de oorzaak van klimaatschommelingen.
CO2 is plantenvoedsel. Het is groeigas.
enkele voorbeelden waarom de adiabaat als randvoraarde de tropopause heeft en niet het oppervlak van de aarde zijn deze twee waarnemingen:
Een dag en nacht variatie in de woestijn van Australie fluctueert om de adiabat die bovenin de atmosfeer vastligt:
<img src="http://home.casema.nl/errenwijlens/co2/koorinprofile_d5.gif" alt="Koorin Expeditie dag 5" />
een andere is de inversie die plaatsvindt in Oijmjakon (Siberie) en Barrow (Alaska) ook hier is de adiabaat ook weer konstant bovenin de troposfeer(tussen 3 en 10 km)
<img src="http://members.casema.nl/errenwijlens/co2/baroim190203.gif" alt="Temperatuurinversie boven Barrow en Oijmjakon 19 februari 2003" />
Ik beweeg mij roekeloos op glad ijs met deze vraag.
Stel twee massa's M1 en M2 met temperatuur T1 en T2 (T1 > T2) die op golflengtes L1 en L2 (L1 < L2) emitteren.
Kan er energieoverdracht plaats vinden tussen M2 en M1 op golflengte L2?
@JWR
Ik vind weer geen argument in je verhaal waaruit blijkt dat de lapse rate een gegeven temperatuurverloop is.
Graag kreeg ik daarom antwoord op de vraag of volgens jou:
– de temperatuur in de goudmijnschacht zonder ventilatie een adiabaat laat zien , dus dat de temperatuur vanaf de bodem tot de ingang daalt met 10C per kilometer
– de temperatuur van een atmosfeer zonder broeikasgassen (inclusief waterdamp) in de onderste 10 kilometer volgens de adiabaat met 10C per kilometer hoogte zal dalen, of gelijk blijft, wat uit mijn stelling volgt.
@Boels
Er zit een fout in je vraag.
Uitgaande van normale blackbody radiation zenden beide lichamen over het hele IR spectrum energie uit. Alleen verschilt de piek in het uitzendspectrum met de temperatuur.
Voor het absorberen geldt hetzelfde.
Ze kunnen dus gewoon energie naar elkaar stralen.
Als het volumes van de gassen CO2 en CH4 zou betreffen wordt het een andere zaak. Die emitteren en absorberen op verschillende golflengtes (volgens mijn onnauwkeurige plaatje, laten we voor dit moment aannemen dat dat klopt).
Dat houdt in dat ze alleen door geleiding aan elkaar energie kunnen overdragen, onafhankelijk van de temperatuur.
Als er geen contact is tussen de twee kunnen ze elkaar dus niet opwarmen.
De vraag over de goudmijnschacht is hypothetisch, er is immers altijd een ventilatie.
Maar als ik gassen heb in een drukveld, in het gebied waar
de ideale gaswet p=R*T*rho geldig is, dan is de droge adiabatische lapse rate dT/dz = -g/cp.
Ik zeg droge lucht omdat fase overgang een en ander verandert vanwege de latente warmte.
In de uitdrukking komt alleen voor cp van het gas! Het kunnen dus twee atomige gassen zijn, die transparant zijn voor IR, of meer-dan-twee atomige gassen die wel gevoelig zijn voor IR. (Je merkt dat ik weiger het woord "broeikasgas" te gebruiken, immers het broeikas effect bestaat niet.)
Het gaat niet om de eigenschap dat meer-dan-twee atomige gassen door resonantie stralings warmte absorberen, en overigens in de lucht door botsingen met O2 en N2 onmiddellijk die warmte weer wordt verdeeld over alle moleculen.
De enige eigenschap is cp en dat is het gewogen gemiddelde van de cp van O2,N2, Ar, CO2 en…
Je vraag is nu
a) of in een mijnschacht, met geisoleerde wanden, de
environmental lapse rate zich gaat instellen en wel gelijk wordt aan de adiabatische lapse rate.
Antwoord ja.
Als de wanden niet geisoleerd zijn dan zal de environmental lapse rate alleen maar benaderd worden.
Dat gebeurt ook in de lucht, de warmte die door straling
aan de lucht wordt afgegeven, eerst aan het CO2 en daarna onmiddellijk verdeeld over de andere moleculen O2 en N2, dat zal een kleine afwijking geven.
b) of in de atmosfeer tot aan de tropopauze hetzelfde gebeurt.
Antwoord ja.Experimenteel bewijs: zie de figuren van Hans Erren, in de post van 10h49.
De vraag is niet helemaal absurd:
Bolzmann had er een tweestrijd over, met een tijdgenoot waarvan ik de naam vergeten ben (Lo???? dacht ik, maar ik kan de pagina in het blog van Johnson niet zo gauw vinden).
Bolzmann dacht ook dat zich een uniforme temperatuur zou instellen en zijn tegenstander niet.
Die tegenstander wist nog niet van de thermodynamica, maar ging af op de experimentele vaststelling tijdens bergwandelingen.
Bolzmann moest het tenslotte toegeven, en moest ook andere controverses toegeven en heeft de natuurkunde verlaten om filosoof te worden in Wenen.
Hij is tenslotte tot zelfmoord gekomen.
Dat is erg triest dat een grote natuurkundige op die manier aan zijn einde is gekomen, maar geen reden om niet hard in te gaan tegen de non-sens beweringen van alarmisten.
@Theo Wolters
Mijn eerdere blog was natuurlijk een antwoord aan Theo Wolters.
Ik was vergeten je naam er boven te zetten
@Theo Wolters
Het verhaal over de discussie tussen Loschmidt, Maxwell en Bolzmann aangaande de strijd tussen lapse rate en straling staat in onderstaande link.
http://claesjohnson.blogspot.com/2011/03/simple-m…
@Theo Wolters
Ik heb misschien wat te snel geantwoord op je hypothetische vragen.
In de mijnschacht is er altijd ventilatie en komt het probleem dus niet voor.
Een constant temperatuur kan inderdaad stabiel zijn, immers een virtuele verplaatsing omhoog geeft met een adiabatische lapse rate een koudere temperatuurdie het pakketje terugstuurt en omgekeerd voor een virtuele verplaatsing naar beneden een warmere temperatuur die het pakketje terug naar boven stuurt.
Een 1 D model zou dus stabiel moeten zijn, maar de schacht is niet een buis met straal nul.
In een 2D model blijkt uit de inversie dat die tot 11 uur
ongeveer stabiel is.Een environmental lapse rate gelijk aan de adiabatische lapse rate kan ook optreden, die geeft een indifferent evenwicht.
Als de wanden warmte afstaan of opnemen kan er van alles gebeuren. Immers dan treedt er natuurlijke convectie op en dan gaat de environmental lapse rate naar de adiabatische.Voor de open lucht geldt min of meer hetzelfde.
maar in de vrije atmosfeer treedt er altijd wel wat verstoringen op.
Ik geef het voorbeeld uit mijn zweefvlieg tijd: als je met de lier werd opgetrokken tot 400 m door de inversie heen, kon je met je zweefvliegtuig zelf een thermiek bel doen ontstaan.Dus vergeet al die hypothetisch gevallen, als er wat turbulentie is, dan gaan bij vochtige lucht de hot towers
(zie van Andel) tot zelfs 10 km of meer, en blijven daar steken in de tropopauze, met het CO2 in de lucht om de straling naar het heelal te verzorgen en zonder waterdamp, die is allang uit de lucht gecodenseerd in ijs en/of water.
Dus ik houd het maar bij de plaatjes van de metingen die Hans van Erren liet zien.
Bij wind is de situatie environmental lapse rate naar adiabatic lapse rate de meest stabiele.
Sorry voor de wat overhaastige beantwoording betreffende de hypothetische beginvoorwaarden.
@JWR
Interessant dat deze discussie al eerder is gevoerd, en door veel grotere geesten dan ik.
Ik heb mijn filosofische periode al achter me, dus ik kan nu rechtstreeks overgaan tot zelfmoord. Maar eerst zal ik de discussie rond Bolzmann nog eens lezen, dat moet interessante gegevens opleveren!
Als schot voor de boeg toch nog een vraag:
Als de adiabatische lapse rate ook optreed in een atmosfeer zonder broeikasgassen (excusez le mot) en zonder luchtbeweging, dan is het een bijzondere moleculaire eigenschap van het gas.
Dan zou ik dus aan een ballon een thermokoppel kunnen oplaten tot 10 kilometer en daar continu energie uit aftappen. Er is namelijk geen externe energiebron nodig voor het temperatuurverschil: het gas levert zelf deze energie, want het moet continu de optredende warmtegeleiding compenseren.
Dat begint aardig op vrije energie te lijken!
In mijn redenering moet de atmosfeer als er geen uitstraling plaatsvindt uiteindelijk één temperatuur krijgen, door geleiding. Daarna is er ook niks meer af te tappen.
@JWR
Ik had je laatste posting nog niet gelezen toen ik mijn laatste schreef.
In die daarvoor claim je nog dat ook bij stilstaande lucht een adiabatisch temperatuurverloop optreedt, in je laatste lijk je mijn gedachtengang te volgen. Klopt dat?
De mijnschacht: die doe je af met de opmerking dat er altijd ventilatie is. Dat is flauw, het gaat om het gedachtenexperiment, niet om het pasteuriseerprobleem.
Vervolgens leg je precies uit wat ik probeer te claimen: bij een constante of met de hoogte stijgende begintemperatuur stelt zich geen dalende lapse rate, puur als gevolg van het drukverloop, in.
De diameter van de buis doet daar niet toe: die is alleen van belang als er onderin warme lucht is die wil en kan opstijgen.
Tot slot: in de plaatjes van Hans zie je perfect hoe de adiabaat zich pas instelt in het gebied waar de broeikasgassen warmte uitstralen naar het heelal, en zo voor een temperatuurverschil zorgen dat groot genoeg is voor het ontstaan van convectie, wat op zijn beurt de lapse rate veroorzaakt.
In die van Van Andel is dat nog duidelijker.
(Hoe verklaar jij de onderste kilometers met opwaarts stijgende temperatuur eigenlijk?)
Hieruit leid ik af dat er in een atmosfeer zonder broeikasgassen ook boven de 3 km géén temperatuurdaling zou zijn opgetreden.
Dat Bolzmann geen gelijk kreeg, wil niet automatisch zeggen dat hij ook geen gelijk had!
@JWR
Een interessante link, met daarin ook weer interessante links.
Er staat ook keihard in dat "we" tegenwoordig weten dat de lapse rate niet nul is zoals Bolzmann beweerde.
Ik neem aan dat in jouw ogen hier bedoeld wordt zonder broeikasgassen, maar dat staat er volgens mij niet expliciet.
Ook staat er dat "Loschmidt claimed that gravitation alone would cause a positive lapse rate".
Ik vind verder geen uitleg hoe puur zwaartekracht een temperatuurdaling zou kunnen veroorzaken.
Wel veel verwijzingen naar de wetten van de thermodynamica.
Laten we als gedachtenexperiment aannemen dat er in een stilstaande kolom lucht zonder broeikasgassen op moleculair vlak nog steeds beweging is: moleculen bewegen omhoog en omlaag in het gas, expanderen en comprimeren zodoende (in mijn ogen een foute aanname, maar goed, we hebben hem hier nodig), waardoor het gas de lapse rate aanneemt. Dan is er na een tijdje een evenwicht met op een kilometer hoogte in een volmaakt geïsoleerde gaskolom een tien graden lagere temperatuur.
Een temperatuurverschil is een bron van energie, die elektrisch is te dissiperen met een thermokoppel en een weerstand. Het hoogteverschil en het drukverschil maken voor de werking van het thermokoppel niet uit.
Door het aftappen van energie zal het temperatuurverschil kleiner worden, maar niet ogenblikkelijk nul zijn waardoor er geen arbeid wordt geleverd. Welke evenwichtstoestand ook uiteindelijk bereikt wordt, er zal altijd energie gedissipeerd worden in de weerstand. Zonder dat er iets anders aan de luchtkolom wordt toegevoerd dan zwaartekracht.
Dit lijkt me in strijd met de basiswetten.
De clou hier is wellicht dat er niet voor niets sprake is van adiabatische expansie en adiabatische lapse rates. Zelfs al zou de door mij bedachte moleculaire "convectie" vergelijkbaar zijn met expansie van een volume, dan nog is er tussen dezelfde moleculen contact en dus warmteoverdracht. Een eventueel moleculair expansie effect zou dus door warmtegeleiding teniet gedaan worden. Geheel, en in dat geval is er geen lapse rate, of gedeeltelijk, en in dat geval zou de moleculaire lapse rate veel lagere waarde hebben dan de adiabatische lapse rate. Hij is immers niet adiabatisch. En nog steeds zou hij een eeuwigdurende energiebron mogelijk maken.
Mocht ik in je links een betere verklaring gemist hebben, dan hoor ik graag waar die staat.
Wat ik ook las in je links: Bolzmann pleegde zelfmoord vlak voordat uitkwam dat hij gelijk had met zijn atomaire benadering van gassen, en zijn theorie in de natuurkunde verankerd werd, tot aan de quantumfysica toe.
Ik denk dat ik dus zijn voorbeeld toch maar niet volg, zelfs als ik geen gelijk van je krijg!
@Theo Wolters
Dat een constante temperatuur in hoogte richting, met tgv de afnemende druk dus ook een afnemende dichtheid, niet per se wordt verstoord door convectie, volgt dus uit de beschouwingen van virtuele verplaatsingen.
Alleen als de omgevings dT/dz (ik gebruik nu maar even de mathematische uitdrukking omdat voor lapse rate zowel de positieve als de negatieve waarden worden gebruikt) minder negatief is als wat men noemt de adiabatische dT/dz dan is er de tendens om door convectie de omgevings dT/dz gelijk te maken aan de adiabatische dT/dz.
Dat is overigens wel de situatie in de meeste gevallen.
Als we de drie gebieden op aarde grofweg indelen in de tropen, de woestijn gordels, en de gebieden rond de koude polen dan zien we dat het verschijnsel dat de environmental dT/dz naar de adiabatische dT/dz gaan.
In de tropen waar de trade winds, door de Coriolis krachten van oost naar west en naar de evenaar toe, eenmaal op land aangekomen de hot towers geven.(zie de plaatjes van van Andel)
In de woestijngordels, zie het plaatje van Hans Erren betreffende de Australische woestijn.
In de gordel van de koude polen, zie het plaatje van Hans van Erren betreffende Siberie en Alaska, in de maand Februari.
( Je vraag waarom er in die gebieden er een inversie is van enkele km , kan worden verklaard door de lange winternacht op grote breedte graden.)
Ik vraag mij af waarom je steeds zo de nadruk legt op "stilstaande lucht". De atmosfeer is open. Ik had eerst ook niet door dat je niet alleen bedoelde met stilstaande lucht dat er geen verticale bewegingen waren van grote kolommen lucht, maar dat je ook locale convectie uitsluit.
Je wil de lucht als een star lichaam zien, dat met een ketting aan de aarde vastligt! Waarom? Ben je niet bezig spijkers op laag water te zoeken? Leg het me eens uit.
Zoals in de plaatjes van Hans Erren staat, bij de gemeten temperatuur verdeling en bijbehorende lapse rate, gaat men ervan uit dat de tropopause de beginvoorwaarde is.
Of een adiabatische lapse rate zich alleen instelt tgv een verstoring door absorptie van IR door de daarvoor gevoelige gassen (waterdamp, CO2 en andere) kan waar zijn, door de redenering tot in het absurde door te voeren, zeker, een transparante atmosfeer voor alle frequenties zou een atmosfeer geven met een temperatuur verdeling zoals op het maanoppervlak, immers die atmosfeer "ziet" geen enkele frequentie.
Maar dat hebben we niet op aarde, het ligt ook volkomen buiten mijn oorspronkelijk vakgebied, ik wil alleen maar af van dat onzinnige gedoe met CO2 dat een deken zou leggen om de aarde en dat we zouden riskeren daardoor het klimaat te beinvloeden. En dat we daarom allerlei politiekemaatregelen willen nemen, en kinderen bang maken en malle windmolens importeren uit Denemarken.En de economie verpesten.
Met Postma stel ik vast dat we met een adiabatische lapse rate het temperatuur verschil kunnen verklaren tussen tropopause en opprervlakken van planeten.
Dat we daarvoor IR gevoelige gassen nodig hebben om het in te zetten, zeker. Die IR gevoelige gassen, en wellicht ook O2, N2 en andere gassen, zorgen trouwens voor de afvoer door straling van de warmte vanuit de tropopause.
Het mechanisme van hoe die warmte in de tropopause aankomt is slechts voor 7% door straling maar voornamelijk door convectie, waarbij de grote waarde van de verdampingswarmte van waterdamp een belangrijke rol speelt.
Maar als scepticus ga ik niet proberen uit te leggen aan de klimaat specialisten hoe dan wel de warmtehuishouding verloopt.
Ik stel vast dat men door frauduleuze weergave van de temperatuurverdeling op aarde, climategate is ontstaan.
Dat CO2 niet de oorzaak is van klimaatschommelingen.
En dat we rustig kolencentrales kunnen bpuwen, het fijnstof eruit filteren en het SO2 eruit wassen. Ik zou persoonlijk liever kernenergie hebben maar dat ligt op het ogenblik wat gevoelig.
Overigens omdat ik weet dat je je bezig houdt met energie, wijs ik je op een mogelijke doorbraak met "koude" fusie.
http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/energ…
In Italie gelooft er bijna niemand in, maar een groep Zweden heeft het onderzocht en men kwam uit met 30% die er in geloven!
Ik weet het niet, ik stel alleen vast dat sinds 20 jaar dit soort verhalen opduiken. Nu belooft men voor october 2011 een 1Mw prototype!
Het zou te mooi zijn om waar te zijn!