André Bijkerk.
In de diverse visies op de rol van broeikasgassen in de atmosfeer wordt mijns inziens een aantal zaken vaak onderbelicht. Het betreft hier niet alleen de koelende werking van radiatieve of broeikasgassen maar vooral ook het effect van de dag–nacht cyclus.
Om deze zaken goed te kunnen beoordelen, zou men eigenlijk een aantal verschillende (hypothetische) aarde–achtige planeten moeten beschouwen Eerst één waar helemaal geen broeikasgassen in de atmosfeer zitten. Dan één met CO2 en eventueel andere ‘droge’ broeikasgassen. Tenslotte dan de werkelijke aarde met de toevoeging van water, waterdamp en wolken. Dat zijn drie afzonderlijk tamelijk uitgebreide verhalen die niet goed in één blog passen. Daarom heb ik gedacht om deze materie in drieën te splitsen.
Dit eerste deel van drie gaat dus over de broeikasgasloze Aarde. Er zou dan ook geen water zijn en deze wereld zou meer lijken op de maan, maar dan wel met een atmosfeer van zuurstof en stikstof. Wat zou daar nu gaan gebeuren?
Zonder atmosfeer wordt de dagzijde van de maan tot zo’n 106 graden Celsius verwarmd, de nacht is knap fris met een afkoeling tot –183 graden Celsius. Wat zou een ‘lucht’ van alleen zuurstof en stikstof daaraan veranderen? Het zonlicht bereikt nog steeds vrijwel ongehinderd het maanoppervlakte dat opwarmt en daardoor infrarood energie gaat uitstralen. Deze uitstraling wordt uiteraard niet gehinderd door broeikasgassen in de atmosfeer. Op stralingsgebied lijkt er dus geen verschil te zijn op de maan, met of zonder ‘lucht’. Het blijft daardoor gemiddeld aan de frisse kant op het maanoppervlak.
Heel anders loopt het in de atmosfeer. Het maanoppervlakte draagt de warmte-energie overdag via geleiding over aan de onderste moleculen van de atmosfeer. Deze laag zet daardoor uit, waardoor deze lichter wordt ten opzichte van de omringende koelere ‘lucht’. Hierdoor stijgt deze warmere luchtlaag op, zoals een heteluchtballon zonder ballon. Dat verschijnsel heet convectie en met de convectie neemt de ‘lucht’ de warmte-energie mee omhoog.
Koelere ‘lucht’ neemt de plaats in van de opgestegen warme ‘lucht’, die op zijn beurt weer door het oppervlakte middels geleiding wordt opgewarmd en eveneens daardoor opstijgt, etc. etc. Er ontstaat als het ware een verticale lopende band van warmte–energie. Dit is een volcontinu proces; de zon schijnt immers altijd wel ergens op de maan. (Wat zegt u? oh sorry, inderdaad, niet tijdens maansverduisteringen, okee, die zit).
Wat gebeurt er nu aan de nachtkant? Daar straalt de oppervlakte van maan nog steeds enthousiast de energie uit via de infrarode frequenties en mede door het gemis aan de zogenaamde ‘downwelling longwave radiation’ koelt het daardoor fors af. De onderste ‘lucht’–laag moet daaraan ook geloven, waar de warmte–energie aan het oppervlak wordt overgedragen rechtstreeks door geleiding. Door de afkoeling wordt deze ‘lucht’-laag zwaarder en gaat daardoor dus …. niet opstijgen. Het blijft gewoon op zijn plek. Deze neiging om onbeweeglijk, stabiel als een deken te blijven liggen, zien we ook op Aarde met name in de winter. Het heet dan een atmosferische grond–inversie en manifesteert zich bijvoorbeeld in de vroege ochtend als slootmist of dalnevel.
Wat gebeurt er intussen ’s nachts met de hogere ‘lucht’ waar de warmte overdag naar toe was opgestegen? Eh, … niets! Vrijwel niets. Het kan zijn warmte–energie niet uitstralen omdat er geen radiatieve broeikasgassen aanwezig zijn en geleiding van de warmte naar de oppervlakte is een zeer langdurig proces temeer daar de lichtere warme ‘lucht’ de neiging heeft om hoog boven de zwaardere kou te blijven.
En zo hebben we dus een onbalans. Overdag stijgt de warmte energie door convectie naar hogere atmosferen en blijft daar ’s nachts omdat er praktisch geen middelen zijn om de warmte af te voeren. De zaak komt pas weer in evenwicht wanneer de atmosfeer zoveel warmte–energie opbouwt dat de convectiemotor niet langer meer werkt. Met andere woorden, ook zonder broeikasgassen zal de atmosfeer van een maan of planeet fors opwarmen met behulp van convectie.
Tot zover deel één. In deel twee gaan we zien wat er zoal gebeurt in die dag–nacht cyclus wanneer er wel (droge) broeikas gassen aanwezig zijn, waarbij ik tevens de vraag tracht te beantwoorden waarom de voorruit van de auto op straat op een vroege morgen wel bevriest bij een beetje nachtvorst, maar de zijruiten niet of nauwelijks.
Voor de hiernavolgende discussie hoop ik – tegen beter weten in – dat deze beperkt blijft tot een objectief dispuut over deze hypothetische situatie, waarin de afwezigheid van broeikasgassen leiden tot een grote mate van opwarming van de atmosfeer.
Einde deel één.
Een en ander heb ik m.b.v. het stack model doorgerekend.
http://www.tech-know-group.com/papers/vacuum.pdf
Enkele opmerkingen:
a. de gemiddelde temperatuur van het oppervlak is afhankelijk van de rotatie van het hemellichaam, de uniformiteit van de temperatuur neemt toe met de rotatiesnelheid, het dag en nacht verschil wordt kleiner
b. toevoeging van een atmosfeer zonder broeikas gassen versneld de uniformiteit van de oppervlakte temperatuur , het dag en nacht verschil wordt nog kleiner dan in a vermeld maar de gemiddelde temperatuur blijft hetzelfde
Kleine correctie;
de onder b vermelde gemiddelde temperatuur zal iets stijgen maar blijft beneden de maximale gemiddelde temperatuur, de laatste is de temperatuur bij een perfect uniforme verdeling.
Ook de dichtheid van de atmosfeer speelt een rol, hoe hoger des te uniformer de temperatuur en het benadert de maximale gemiddelde temperatuur meer en meer.
“Wat gebeurt er intussen ‘s nachts met de hogere ‘lucht’ waar de warmte overdag naar toe was opgestegen? Eh, … niets! Vrijwel niets. Het kan zijn warmte–energie niet uitstralen omdat er geen radiatieve broeikasgassen aanwezig zijn en geleiding van de warmte naar de oppervlakte is een zeer langdurig proces temeer daar de lichtere warme ‘lucht’ de neiging heeft om hoog boven de zwaardere kou te blijven.”
Zuurstof en Stikstof kunnen geen warmte-energie uitstralen? Ze kunnen misschien niet in het IR spectrum hun energie uitstralen, dus niet letterlijk “warmte” uitstralen, maar toch wel in een ander spectrum energie uitstralen en daarmee toch afkoelen.
Ah ik snap het. Die bewering is natuurlijk nodig voor de titel van het artikel. CO2 heeft geen invloed op het klimaat, maar het ontbreken van CO2 wel. Zonder CO2 kan (volgens het artikel) namelijk snachts geen minder warmte uitgestraald worden.
Die kende ik al. Standaard antwoord: als zuurstof en stikstof energie in het infrarood kunnen uitzenden, waar hebben we dan broeikasgassen uberhaupt voor nodig? Maar toegegeven, er zit hier en daar wel een enkel spectraal lijntje in het far IR voor beide gassen, vandaar de toevoeging “vrijwel niets“. Alternatief zou je je een hypothetisch gas kunnen voorstellen dat niet actief is in het verre infrarood.
Alles wat warmer als 0°K is, straalt in het IR bereik.
Verder: ‘Warmte’ vloeit uitsluitend van ‘warm’ naar ‘koud’. Nooit omgekeerd.
Alleen vaste stoffen, gassen hebben spectraallijnen of -banden. Verder weet een koele straler niet of er ergens een lichaam is dat warmer is waar het niet heen mag stralen. De infraroodstraling van de aarde warmt ook de zon (een héééél klein beetje) op.
Het punt is dat voor afkoeling van moleculen (gas vloeibaar en vast) ook andere straling dan IR gebruikt kan worden. Alle straling (snachts), dus niet alleen IR straling, is energie die verdwijnt uit het systeem. Als er (netto) energie verdwijnt uit het systeem dan is het effect dat het afkoelt.
Het is eigenlijk zelfs omgekeerd aan wat er in dit artikel beweerd wordt. Vanuit de ruimte gezien straalt de planeet die wel broeikasgassen in de atmosfeer heeft minder IR straling uit doordat een deel van de straling van het oppervlak geadsorbeerd wordt in de lucht. Diezelfde straling zou in gelijke omstandigheden bij een bij de broeikasgasloze aarde gewoon doorvliegen het meetinstrument in, en dus _sneller_ afkoelen.
Ik begrijp je punt niet helemaal. In een volgende blog gaan we in op een radiative atmosfeer.
Interessant is ook de wet van Planck over de relatie tussen frequenties en temperatuur in het licht van je stelling: “Het punt is dat voor afkoeling van moleculen (gas vloeibaar en vast) ook andere straling dan IR gebruikt kan worden. “
Hoe zit het met het bufferend vermogen. Ik ben zelf bezig een model te maken dat een dag en nachtkant heeft en dus dag en nacht ritme simuleert. In het model dat nu voor de maan bouw heeft de maan een heel klein bufferend vermogen nodig. Dit om te voorkomen dat de nachtkant tot 0 K afkoelt. Maar als ik vervolgens een simulatie hier op loslaat blijkt dat met een hoger bufferend vermogen gebeuren er 3 dingen tegelijkertijd. De temperatuur van de dagkant daalt iets , de buffer moet hier vandaan komen, de temperatuur van de nachtkant neemt sterk toe, de enigste bron van energie voor de nachtkant met als gevolg dat de gemiddelde temperatuur van de maan ook toeneemt. Als ik het bufferend vermogen steeds sterke verhoog krijg ik een situatie waarin er geen verschil meer bestaat tussen dag en nachtkant. De gemiddelde temperatuur van de maan bereikt dan haar hoogste waarde. Het model is een heel simpel model dat probbert met de Greybody variant van Stefan-Bolzmann te verklaren wat er gebeurt. Ik ben benieuwt wat U hier van vindt.
0 kelvin wordt nooit bereikt. 2,7K is zon beetje het minimum, de cosmic background radiation. Ik denk dat de buffer in de iets diepere maanlagen zit, waar de temperatuur zou moeten stabilizeren op het dag-nacht gemiddelde.
Ik weet niet hoe je je buffer berekent.
Hij is natuurlijk oneindig groot, maar er is maar een beperkte warmtestroom door de slechte warmtegeleiding van zand of rots.
Omdat de warmtestroom het lineair afhankelijk is van het temperatuurverschil, en die warmtestroom overdag gelijk moet zijn aan die in de nacht, kan er m.i. geen groot verschil in effect zijn zoals jij beschrijft.
Is overigens allemaal redelijk eenvoudig te berekenen voor een gemodelleerde omgeving.
Beste Raymond,
ook jij moet iets aan je d/t doen. Het begint inmiddels een pathologisch fenomeen op dit forum te worden. Gelukkig hebben we een moderator die alles wegpoetst als het gesignaleerd is.
Moderator, doe je plicht!
@ Hans Erren
“De infraroodstraling van de aarde warmt ook de zon (een héééél klein beetje) op.”
Nee hoor. De aarde heeft weliswaar ‘potentiële energie’, maar de ‘warmte’
vloeit uitsluitend van de zon naar de aarde. Terug gaat daar niets.
Ja, ze straalt, is ze immers warmer als 0°K. Dat verwarmd echter niet de zon.
Ook niet ‘een héééél klein beetje’. (Net als bij stroom: + en – dus.)
Je haalt netto en bruto door elkaar. De aarde wamt de zon wel degelijk op, het is de fundamentele vergissing van de dragon slayers dat dit niet het geval is.
Er gaat inderdaad warmte straling vanaf de aarde richting de zon. (alleen vanaf de dagkant van de aarde)
dit is natuurlijk totaal uit balans, er komt veel meer energie van de zon naar de aarde toe. Niet alleen omdat de zon zoveel groter is maar ook omdat de zon een veelvoud van de temperatuur van aarde is (in Kelvin)
Ook al werkt het niet met potentiaal zoals bij electriciteit, het is wel vergelijkbaar. Gemiddeld stromen er altijd electronen van de min-pool naar de plus-pool van een schakeling, maar dat is gemiddeld. Er stromen ook altijd electronen de andere kant op (alleen veel minder)
In een stralingsbalans zal de warmte altijd van het warmste voorwerp naar het koudste voorwerp stromen (stralen). Maar er zullen wel altijd fotonen zijn die de andere kant op gaan.
Zodra je er aan gaat rekenen is het makkelijker om die tegengestelde fotonen te minnen, en in je berekening te doen alsof er alleen warmte de logische kant op gaat.
Daar komt het misverstand hier waarschijnlijk vandaan.
Van de nachtkant kan moeilijk hè LOL
Verder is potentiaaltheorie niet van toepassing op straling.
Hoezo niet? ik schreef alleen:
“De aarde heeft weliswaar ‘potentiële energie’, maar de ‘warmte’ vloeit uitsluitend van de zon naar de aarde. Terug gaat daar niets. Ja, ze straalt, is ze immers warmer als 0°K. Dat verwarmd echter niet de zon.” ——
U antwoordde daarop met:
“Je haalt netto en bruto door elkaar. De aarde wa[r]mt de zon wel degelijk op, het is de fundamentele vergissing van de dragon slayers[,] dat dit niet het geval is.”
Awel, ik hoor niet bij de zgn ‘dragon slayers’ en er is geen ‘fundamentele vergissing’ gemaakt. ‘Natuurkunde’ Zoals vroeger nog weleens op scholen werd onderwezen, is alles wat ik beweerde.
Behalve dat, houd ik mij aan ‘Occam’s Razor’.
Mochten deze ‘Slayers’ hetzelfde beweren als ik, kan ik hun mening daartoe alleen toestemmen.
Jan warmte stroomt inderdaad van warm naar koud, maar dat geldt niet voor de individuele fotonen. Een uitgezonden foton kan inderdaad naar de zon gaan, maar levert geen warmte aan de zon. De warmte is de resultante van alle fotonen en die komt neer op stroom van warm naar koud.
Beste Jan,
ook jij bent inmiddels het slachtoffer van het d/t virus. Zoek snel hulp.
@ André
In het kader van je serie niet onbelangrijk:
Het beschreven convectieproces eindigt (in een atmosfeer zonder broeikasgassen) inderdaad wanneer de hele atmosfeer is opgewarmd tot bijna de temperatuur van het warmste stukje oppervlak op het warmste moment. En levert dus een overal zéér warme atmosfeer op, boven de 100C (potentiële temperatuur), niet alleen op de evenaar. Met alleen vlak bij het oppervlak een laag stilstaande koudere lucht, kouder en dikker naarmate je verder van de evenaar af staat.
In die situatie zal er nog een héél minieme pool- evenaar luchtstroom zijn die dat dikteverschil probeert op te heffen. Maar ik denk dat de luchtbeweging die daarbij hoort amper te meten zou zijn. Op zich leuk om dat eens te berekenen!
Theo, dank voor de nuttige aanvulling. Dat zou inderdaad het eindstation zijn, er zit echter nog wel een etappe in. Als de convectie stopt zou de temperatuursgradient in atmosfeer conform de droog-adiabaat zijn. De rest moet dan gebeuren door pure geleiding en dat kost dan wel een paar millenia.
Beste Andre Bijkerk,
probeer in je volgende bijdrage, te onderscheiden naar ‘Ideale gassen’ en ‘niet ideale gassen’.
Dus niet dat spul met ‘broeikas gassen’.
Die bestaan niet! Het ‘broeikast effect’ is slechts het onderbinden van convectie. (Echte broeikas, Afgesloten auto in de zon, kapotte koeling in een pc. ETC. ) T.a.v. de atmosfeer bestaat zoiets niet.
‘Waterdamp’ is een NIET ideaal gas in onze atmosfeer.
Omdat het in alle aggregatie toestanden op aarde voorkomt (ijs, water en stoom of waterdamp). Daardoor worden enorme hoeveelheden energie gebonden ofwel vrij gezet.
Op aarde noemen normale mensen dat gewoon ‘weer’ of ook wel eens ‘onweer’.
En ja: de planeten draaien en de maan draait en de aarde komt steeds weer in een nieuwe cyclus: Kan het zijn, dat in ‘pak hem beet’, we in 20.000 of 30.000 weer gletsjers hebben? Zo ongeveer bij Amsterdam tot Berlijn? (wij zullen het niet meemaken.)
Ik ga m’n best doen. Overigens zijn de echte broeikasgassen nu juist die niet-uitstralende gassen. Die houden nu juist de warmte vast.
Beste Andre Bijkerk:
Dit begrijp ik niet:
‘… de echte broeikasgassen nu juist die niet-uitstralende gassen. Die houden nu juist de warmte vast’
Ik beweerde voorheen: ‘broeikasgassen’ bestaan helemaal niet!
‘Niet uitstralende gassen’ is geen natuurkundig begrip.
Alles boven 0°K straalt!
‘Houden juist de warmte vast’?
Daar ben ik echt benieuwd.
Maak geen vergissing meet netto en bruto!
Tip: het is de druk, de luchtdruk dus.
je vindt het dan wel.
Als CO2 met ca. 0,03% volume aandeel naar ca. 0,04% stijgt (de afgelopen eeuw dus).
Zelfs als het soortelijk gewicht van CO2 t.o.v. lucht 2 keer zoveel is, maakt dat nauwelijks wat uit.
1. Broeikasgassen: Allemaal mee eens, maar wanneer Jan met de pet alleen maar hoort dat de aarde opwarmt door meer broeikasgassen dan kom je er niet met de mededeling dat broeikasgassen in de natuurkunde niet bestaan. Vandaar dat we voornoemde Jan de volgende logica voorhouden:
a. Broeikassen hebben de neiging om warmte vast te houden
b. Een broeikasgas moet dus logischerwijs een gas zijn dat de neiging heeft om warmte vast te houden.
c. Stel je een grote hete gaswolk in de ruimte voor, bestaande uit kooldioxide.
Kooldioxide heeft een behoorlijk vermogen om moleculaire warmte in infrarood straling om te zetten.
Met de uitstraling van infrarood koelt de gaswolk snel af. Het gas houdt zijn warmte dus niet vast en dus voldoet kooldioxide niet aan de volksmonddefinitie van broeikasgas.
d: stel je een grote hete gaswolk in de ruimte voor, bestaande uit stikstofgas.
Het vermogen van stikstof om moleculaire warmte in infrarood straling om te zetten is zeer gering.
d2 Vanwege de zeer geringe uitstraling heeft de stikstofwolk de neiging om de warmte vast te houden.
d3 Hiermee voldoet stikstof aan de volksmond definite van broeikasgas.
Let op het gebruik van de woorden “neiging”, “gering”, “snel”, etc. Het is niet zwart-wit maar donkergrijs en lichtgrijs. Alles straalt, ja, maar sommige stoffen stralen meer en andere minder.
2. Ideale gassen. Laat mij nu eens zwart-wit doen. Ideale gassen zijn theoretische gassen met puntmassa moleculen die geen ruimte innemen en waartussen geen krachten bestaan. Hierdoor voldoen alleen ideale gassen exact aan de gaswetten. Zwart-wit bestaan er dus geen ideale gassen.
3. Het is de druk.
Komt helemaal in orde:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117715005712
Andre ik ben het er niet mee eens dat je de gevestigde terminologie wil herdefinieren dat maakt het alleen maar gecompliceerder. Houd je svp bij de fysica! Een broeikasgas is gewoon een gas dat veel emissiebanden in het infrarood heeft en niet in het zichbare licht.
Als er geen IR-actieve gassen (moleculen met twee of meer atomen) in de atmosfeer zouden zijn maar alleen O2 en N2, dan is de dry adiabatic lapse rate dT/dz = DALR= -g/cp = – 9.8 K/km.
Het is een mondiale discussie of die lapse rate er ook is als er aan de bovenkant geen warmte flux naar boven is. Er zijn mensen die beweren dat de temperatuursverdeling dan isotherm is, en er zijn anderen die beweren dat de evenwicht toestand niet de isotherme is maar de isentropische, en dat de gravitatie term een rol speelt.
Er zijn experimenten gedaan waarin de lapse rate is vastgesteld in een staaf van vast materiaal.
Als men niet houdt van de term entropie, kan men redeneren met potentiele energie per kg (=gz) en de kinetische energie per kg( =cpT ) en de som is constant.
Weer anderen noemen dit het virale principe.
Maar in feite is het niet van belang in de discussie betreffende CO2 in de atmosfeer.
De werkelijke lapse rate is gemeten en is wereld wijd ongeveer constant van wege de bijdrage van de latente warmte : environmental lapse rate =ELR = – 6.5 K/km. Van evenaar tot de polen ligt de gemeten temperatuur op parallele lijnen met een helling dT/dz = -6.5 K/km.
In polaire streken treedt er een inversie op dicht bij het oppervlak.
Als er geen warmte uitwisseling zou zijn tussen CO2 en de bulk van O2 en N2, dan is de temperatuur van het CO2 veel lager dan die tengevoge van de environmental lapse rate, zoals aangetoond in de link van mijn eerdere bijdrage. De IR actieve CO2 straalt warmte uit naar het heelal , veel meer dan door straling van het aard oppervlak verkregen.
Maar ieder molecuul CO2 is omgeven door 2500 moleculen O2 en N2 en door moleculaire botsingen (ook conductie genoemd) wordt het CO2 opgewarmd tot de gemeten environmental lapse rate temperatuur. Zeker de saturated adiabatic lapse rate SALR = -5K/km kan een bijdrage geven, in de zin dat de gemeten environmental lapse rate het resultaat is van de warmtegeleiding tussen de koude CO2 moleculen en de temperatuur van de bulk van de atmosfeer bepaald door DALR = -5 K/km.
Als er geen IR-actieve gassen (moleculen met twee of meer atomen) in de atmosfeer zouden zijn maar alleen O2 en N2, dan is de dry adiabatic lapse rate dT/dz = DALR= -g/cp = – 9.8 K/km.
Het is een mondiale discussie of die lapse rate er ook is als er aan de bovenkant geen warmte flux naar boven is. Er zijn mensen die beweren dat de temperatuursverdeling dan isotherm is, en er zijn anderen die beweren dat de evenwicht toestand niet de isotherme is maar de isentropische, en dat de gravitatie term een rol speelt.
Er zijn experimenten gedaan waarin de lapse rate is vastgesteld in een staaf van vast materiaal.
Als men niet houdt van de term entropie, kan men redeneren met potentiele energie per kg (=gz) en de kinetische energie per kg( =cpT ) en de som is constant.
Weer anderen noemen dit het virale principe.
Maar in feite is het niet van belang in de discussie betreffende CO2 in de atmosfeer.
De werkelijke lapse rate is gemeten en is wereld wijd ongeveer constant van wege de bijdrage van de latente warmte : environmental lapse rate =ELR = – 6.5 K/km. Van evenaar tot de polen ligt de gemeten temperatuur op parallele lijnen met een helling dT/dz = -6.5 K/km.
In polaire streken treedt er een inversie op dicht bij het oppervlak.
Als er geen warmte uitwisseling zou zijn tussen CO2 en de bulk van O2 en N2, dan is de temperatuur van het CO2 veel lager dan die tengevoge van de environmental lapse rate, zoals aangetoond in de link van mijn eerdere bijdrage. De IR actieve CO2 straalt warmte uit naar het heelal , veel meer dan door straling van het aard oppervlak verkregen.
Maar ieder molecuul CO2 is omgeven door 2500 moleculen O2 en N2 en door moleculaire botsingen (ook conductie genoemd) wordt het CO2 opgewarmd tot de gemeten environmental lapse rate temperatuur. Zeker de saturated adiabatic lapse rate SALR = -5K/km kan een bijdrage geven, in de zin dat de gemeten environmental lapse rate het resultaat is van de warmtegeleiding tussen de koude CO2 moleculen en de temperatuur van de bulk van de atmosfeer bepaald door SALR = -5 K/km.
Alle gassen gehoorzamen de DALR zolang het ‘ideale gassen’ zijn.
Ook gassen met een oneven aantal moleculen zoals CO2
Alleen water niet, daarom de D (dry).
Waterdamp is een ‘niet ideaal gas’ omdat het in het temperatuur verloop ook vast (ijs) en als vloeistof (water) op kan treden.
Ook op Venus gaat dat op. Bijna volledig CO2. Gaat men naar de hoogte waar de druk vergelijkbaar is met de aarde, ziet men de zelfde temperatuur als op aarde. Natuurlijk wel met de factor voor ‘dichter bij de zon’.
http://www.datasync.com/~rsf1/vel/1918vpt.htm
Hier nog een vergelijk van 6 rotsachtige hemellichamen met atmosfeer:
https://drive.google.com/file/d/0B74u5vgGLaWoY1ZKQWVldHozTzg/view
Een normaal atmosferisch effect dus. Geen broeikas effect.
De samenstelling maakt daarbij niets uit. Alleen niet ideale gassen (op aarde waterdamp) veranderen de Lapse Rate.
Beste JWR,
ik denk niet dat we hier zitten wachten op weer een van de Sky Dragon figuren met hun verhalen. De wiskunde van Claes lijkt heel solide, maar is bedrieglijk. Je zult best wel fans hebben, maar ik hoor daar niet bij.
@ Andre Bijkerk:
Ik zie dat je op de goede weg bent.
(Hans Erren maakt al bezwaar)
Alleen jouw definitie van ideale gassen is niet geheel juist.
Ideale gassen zij zulke, die in het gehele temperatuur verloop als gas optreden.
Op aarde is water(damp) de uitzondering dus.
De ‘IR actieve’ gassen (CO2 in dit geval) hebben ook een gemeenschappelijk kenmerk:
Oneven aantal atomen in het molecuul.
Dit heeft alleen het effect IR iets te breken (vergelijkbaar met een prisma).
Ze houden echter geen warmte vast.
CO2 hoort bij de ideale gassen en gedraagt zich voor het atmosferische effect net als O2 en N2. Het ‘IR actief’ speelt daar geen rol.
Er wordt ook niets ‘vastgehouden’.
Veelmeer direct (lichtsnelheid) doorgestuurd in een iets andere band.
Zou daardoor aan ToA eventueel efficiëntere afkoeling kunnen betekenen.
En: sorry als ik voorbarig al een link naar de zelfde studie als jij citeerde, plaatste.
Kwam doordat ik van onder het Blog scrolde.
Maar ik ben daar eerst in moderatie.
Het is onhandig om in een debat dezelfde term voor exact het tegenovergestelde onderwerp te gebruiken, dat schept alleen maar verwarring, gebruik de term dan liever helmaal niet. Dat geldt voor elke discussie.
Beste jan,
je bent erg druk, maar vooral goed in niet deskundig leuteren. Ik heb nog nooit zoveel onzin bij elkaar gezien in een post. Je zit er op alle vlakken geheel langs. Je bedoelt twee atomige moleculen, maar dat heeft maar ten dele te maken met hun IR aktiviteit, die is van meer dingen afhankelijk. Ideale gassen is ander gedefineerd, en hier niet aan de orde.
Kortom, je zit te zwammen.
Er heeft weer iemand in de antwoorden van Jan zitten modereren. Stop daarmee! Laat de dingen staan zoals ze ingestuurd zijn.
@ Andre Bijkerk.
Dit commentaar was oorspronkelijk aan JWR gericht en geraakte in moderatie.
Daar had ik dus de link naar de zelfde studie.
Alle gassen gehoorzamen de DALR zolang het ‘ideale gassen’ zijn.
Ook gassen met een oneven aantal moleculen zoals CO2
Alleen water niet, daarom de D (dry).
Waterdamp is een ‘niet ideaal gas’ omdat het in het temperatuur verloop ook vast (ijs) en als vloeistof (water) op kan treden.
Ook op Venus gaat dat op. Bijna volledig CO2. Gaat men naar de hoogte waar de druk vergelijkbaar is met de aarde, ziet men de zelfde temperatuur als op aarde. Natuurlijk wel met de factor voor ‘dichter bij de zon’.
http://www.datasync.com/~rsf1/vel/1918vpt.htm
Hier nog een vergelijk van 6 rotsachtige hemellichamen met atmosfeer:
https://drive.google.com/file/d/0B74u5vgGLaWoY1ZKQWVldHozTzg/view
Een normaal atmosferisch effect dus. Geen broeikas effect.
De samenstelling maakt daarbij niets uit. Alleen niet ideale gassen (op aarde waterdamp) veranderen de Lapse Rate.
@Jan Stunnenberg, kijk nog even naar de verschillende definities van een ideaal gas: http://www.thefreedictionary.com/ideal+gas
@Hans Erren, Het gaat er alleen maar om om te laten zien wat een hopeloos verkeerde naam broeikasgas is en hoe dat voorkomt om de werking ervan op de juiste manier te uit te leggen, een soort van Newspeak-woord dat thoughtcrime onmogelijk moet maken. (googleable)
@JWR, dank voor die uitwijding. Zou Feynman dan toch ongelijk hebben gehad?
@ André
Zoals JWL al zei volgt uit de thermodynamica dat zich ook zonder luchtbeweging een DALR instelt. Dat bedoelde ik met een constante potentiële temperatuur, van op het oppervlak > 100C en dan daarboven dalend met ca 10C per km. Dan is er in een geïsoleerde verticale kolom O2 + N2 dus evenwicht, en is er geen potentieel temperatuurverschil meer waardoor warmtetransport zou plaatsvinden via geleiding. Zo is me tenminste door bekwame natuurkundigen verzekerd.
Dat effect blijkt echter eenvoudig door broeikasgassen opgeheven te worden: een stilstaande verticale kolom lucht met BKG erin neemt al snel een constante werkelijke temperatuur aan. Dat zie je met name in de poolgebieden regelmatig: een volledig constante werkelijke temperatuur over 10 tot 20 km.
Dit “broeikaseffect” is duizenden malen sterker dan de warmtegeleiding, ook als er alleen maar een paar ppm CO2 in de lucht zit. Dat is eenvoudig te berekenen, en anders zou die verticale lijn ook niet zo recht zijn.
Subarctic Summer Modtran
Theo,
Ik denk dat we kunnen leven met het verschil van mening over een isotherme of isentropische opbouw van de atmosfeer in een adiabatische rusttoestand.
Voor wat betreft de constante temperatuur rond 10-20km hoogte, dat is de stratosfeer. De engelse wiki legt iets beter uit dat de temperatuursupouw hier een wisselwerking is tussen ozonvorming en ultraviolet van de zon;
https://en.wikipedia.org/wiki/Stratosphere
“Voor wat betreft de constante temperatuur rond 10-20km hoogte, dat is de stratosfeer…..”
Ik denk eerder dat het daaraan ligt, dat ‘luchtpakketten’ die zo hoog gestegen zijn, niet meer kunnen zinken. (te weinig dichtheid dus.)
Verder daarboven is ook geen sprake meer van ‘gas’. Losse moleculen die naarmate men hoger gaat, ook steeds verder uit elkaar zijn.
Wat de ideale gassen betreft heb ik geen belering van een woordenboek nodig. Mijn definitie was de juiste:
Alle gassen die in een bepaald temperatuur bereik altijd als gas optreden: Aarde: ca. -70°C tot ca. +70°C). H2O komt dan als stoom, water en ijs voor. Op Titan neemt methaan deze rol waar.
Deze omstandigheid lijdt slechts tot een geringere gradiënt. (DALR t.o.v. ALR. Geen broeikas effect dus.) Het gaat hier om een natuurkundige wet.
Fout zat ik echter met mijn definitie van ‘IR-actieve gassen’:
Ik beweerde: ‘Oneven aantal moleculen’. Iemand anders verder boven in deze ’thread’ beweerde: ‘Meer dan 2 moleculen’. Samen hebben we gelijk: IR-actieve gassen hebben een ONEVEN aantal moleculen groter dan TWEE.
Dit speelt echter verder geen rol, zover het ideale gassen zijn (CO2).
Ze kunnen slechts IR breken en zijn daardoor efficiënter in de koeling van de atmosfeer, ook al is het heel weinig.
Natuurlijk heeft CO2 wel een invloed naar de wet van de ‘ideale gassen’ als het gehalte in de atmosfeer stijgt.
Het was ooit eens ca. 0,03% en steeg naar 0,04%.
In massa is dat een stijging van 0,04% naar 0,06%.
Meer druk dus. Verbaas je niet over het aantal nullen achter de komma, als je het probeert uit te rekenen.
Een deel van de stijging is overigens het gevolg van de ‘wet van Henry’, die zegt, dat gassen in vloeistoffen opgelost, bij stijgende temperaturen uit deze vloeistoffen zullen ontwijken.
PS: Met de Engelse Wiki moet men altijd wel een beetje oppassen, of William o’Connely daar niet heeft zitten te prutsen. De Duitse is vaak iets beter (Hoewel? er zijn veel ‘activisten’ onderweg in het WWW).
@ André
Ik heb me braaf laten overtuigen door de experts dat die DALR zich op thermodynamische redenen zo instelt. En of de evenwichtstoestand nu de ALR of de constante werkelijke temperatuur is, in beide gevallen stopt de warmtestroom, dus mij is het om het even.
Dat die verticale kolom met volstrekt gelijke temperatuur de stratosfeer is, klopt m.i. niet. Dan zou de stratosfeer op de noordpool af en toe op het aardoppervlak beginnen ;-).
Kenmerk van de stratosfeer is juist het oplopen van de temperatuur door het UV/ozon effect. Het rechte stuk is het stuk tussen de tropopause (de hoogte waarop convectie ophoudt, op de polen soms gewoon het oppervlak, de grafiek is van de sub-arctic) en het begin van de stratosfeer. In dat gebied is de IR uitwisseling tussen broeikasgassen (op de polen vooral CO2) bepalend en die egaliseert de temperatuur keurig.
“een geïsoleerde verticale kolom”
Bestaat die niet enkel op papier?
Op deze animatie met 500 hPa zie ik op andere hoogte beslist geen geïsoleerde verticale kolom:
http://earth.nullschool.net/#current/wind/isobaric/500hPa/orthographic
@Boels
Prachtig plaatje!
Goed nieuws: de zeespiegel gaat zo te zien enorm dalen vanwege extreem sterke zeewinden over Antarctica (en bijbehorende neerslag)!
Maar om op het onderwerp terug te komen: de verticale constante temperatuur kan zich alleen instellen bij een totale afwezigheid van verticale luchtverplaatsing (dalend of stijgend). Zelfs horizontale wind zou het ernstig verstoren omdat ook wervelingen in windvlagen verticale componenten hebben. Die geven ogenblikkelijk een ALR. Dus is totale windstilheid vereist. Wat inhoudt dat alle luchtbewegingen onder het rechte stuk plaatsvinden. In het plaatje dus onder de 10km. Dat klopt, de tropopause (het dak op de convectie) ligt alleen in de tropen hoger (tot 15km).
Nog dichter bij de polen kan hij nog veel verder dalen, tot bijna op het oppervlak, omdat de erboven gelegen lucht te warm is om te kunnen dalen en dus stilvalt. Dan stelt zich al gauw zo’n recht temperatuurverloop in.
Dat is op jouw plaatje inderdaad niet goed te zien. Al is er boven Siberië wel een flink stuk ook laag bij de grond bijna windstil. Ook op West Antarctica is zo’n stuk. Wellicht is de tropopause daar op dit moment dan ook veel lager en zou de rechte lijn tot bijna het oppervlak doorlopen.
@ moderator:
Waarom heb ik 2 commentaren ‘in moderatie’ ???
@ Boels
” “een geïsoleerde verticale kolom” Bestaat die niet enkel op papier?”
Inderdaad!
Iemand verder boven merkte al op ‘hoe sneller een planeet draait, hoe meer gelijkvormig de temperatuur wordt’. Geheel juist.
Het zelfde geldt voor hogere druk (Venus bijv.)
De convectie wordt dan minder tot nihil.
Jouw link is overigens geen ‘animatie’ maar ‘real live data’.
Super link, maar ik kende die al. (Je hebt wel een goeie grafische kaart nodig, hihi)
Bedoelde de horizontale convectie.
de verticale blijft echter altijd bestaan.
Dat vereist de ‘wet van de ideale gassen (ALR, DALR)’ nou eenmaal.
Wat je in nullschool ziet, is dus de uitwerking van de horizontale convectie op aarde.
Super link!!!
of nog preciezer: Omdat de verticale altijd bestaat, natuurlijk een combinatie.
Ik noemde het een animatie omdat de data niet real-time berekend wordt, daarvoor moeten we wachten op de quantum-computer ;-)
“a visualization of global weather conditions
Dit geeft de site aan:
“forecast by supercomputers updated every three hours
ocean surface current estimates updated every five days
ocean surface temperatures and anomaly from daily average (1981-2011) updated daily
ocean waves updated every three hours”
OK bedankt voor de precisering. Wij zijn het helemaal eens. Ik overzag de ‘vertraging’.
@ moderator:
Waarom heb ik nog steeds 2 commentaren ‘in moderatie’ ?????????
Jan,
Geen idee.
Stuur ze maar aan mij op dan plaats ik ze wel.
Hierbij volgen twee commentaren van Jan Stunnenberg, die om onverklaarbare redenen niet door hem konden worden geplaatst.
augustus 30, 2015 4:05 pm
Je reactie is in afwachting van moderatie.
Alle gassen gehoorzamen de DALR zolang het ‘ideale gassen’ zijn.
Ook gassen met een oneven aantal moleculen zoals CO2
Alleen water niet, daarom de D (dry).
Waterdamp is een ‘niet ideaal gas’ omdat het in het temperatuur verloop ook vast (ijs) en als vloeistof (water) op kan treden.
Ook op Venus gaat dat op. Bijna volledig CO2. Gaat men naar de hoogte waar de druk vergelijkbaar is met de aarde, ziet men de zelfde temperatuur als op aarde. Natuurlijk wel met een factor voor ‘dichter bij de zon’.
http://www.datasync.com/~rsf1/vel/1918vpt.htm
Hier nog een vergelijk van 6 rotsachtige hemellichamen met atmosfeer:
https://drive.google.com/file/d/0B74u5vgGLaWoY1ZKQWVldHozTzg/view
Een normaal atmosferisch effect dus. Geen broeikas effect.
De samenstelling maakt daarbij niets uit. Alleen niet ideale gassen (op aarde waterdamp) veranderen de Lapse Rate.
augustus 30, 2015 5:29 pm
Je reactie is in afwachting van moderatie.
@ Andre Bijkerk.
Dit commentaar was oorspronkelijk aan JWR gericht en geraakte in moderatie.
Daar had ik dus de link naar dezelfde studie.
Alle gassen gehoorzamen de DALR zolang het ‘ideale gassen’ zijn.
Ook gassen met een oneven aantal moleculen zoals CO2
Alleen water niet, daarom de D (dry).
Waterdamp is een ‘niet ideaal gas’ omdat het in het temperatuur verloop ook vast (ijs) en als vloeistof (water) op kan treden.
Ook op Venus gaat dat op. Bijna volledig CO2. Gaat men naar de hoogte waar de druk vergelijkbaar is met de aarde, ziet men de zelfde temperatuur als op aarde. Natuurlijk wel met de factor voor ‘dichter bij de zon’.
http://www.datasync.com/~rsf1/vel/1918vpt.htm
Hier nog een vergelijk van 6 rotsachtige hemellichamen met atmosfeer:
https://drive.google.com/file/d/0B74u5vgGLaWoY1ZKQWVldHozTzg/view
Een normaal atmosferisch effect dus. Geen broeikaseffect.
De samenstelling maakt daarbij niets uit. Alleen niet ideale gassen (op aarde waterdamp) veranderen de Lapse Rate.
Þnx & Grœß,
En nog meer oeverloos gezwam. Mijn god, waar haal je het vandaan? Koorts dromen als gevolg van Venusiaanse griep? Ik hoop niet dat dit de trend op dit forum gaat worden, want dan ga ik een emmertje zoeken. Wat een waanzin. Janos73, kom me redden. Help!