19 stycznia zamieściłem na S24 notkę:
https://www.salon24.pl/u/rysieq24/1013361,gazy-cieplarniane-czyli-dlaczego-na-wenus-jest-tak-zimno
Wzbudziła ona całkiem spore zainteresowanie, ponad 400 odsłon, ponad 60 komentarzy (moje trzeba odjąć).
Niestety, jedyny fizyk jaki się tam odezwał, SNAFU, w swoich komentarzach nie nawiązał bezpośrednio do tez zawartych w notce, a potem zamilkł (mam nadzieję, że wszystko u niego w porządku).
Skierowałem pytania związane z tamtą notką do chyba największego polskiego portalu zajmującego się tematyką zmian klimatu, naukaoklimacie.pl. Po dłuższej korespondencji z sympatyczną panią „na bramce” udało mi się uzyskać jedynie taką wypowiedź fizyka atmosfery:
„Dla efektu cieplarnianego kluczowym mechanizmem przekazywania energii jest promieniowanie. Przewodnictwo cieplne powietrza (to o tym, a nie o oddziaływaniu z promieniowaniem, mówi współczynnik przewodnictwa cieplnego) i konwekcja (także wilgotna, czyli ze skraplaniem pary wodnej) tylko trochę modyfikują dokładny przebieg tego zjawiska. Przewodnictwo cieplne CO2 nie ma znaczenie także dlatego, że tylko w niewielkim stopniu wpływa na przewodnictwo cieplne powietrza. Natomiast istotnie wpływa na to, jak powietrze oddziałuje z promieniowaniem podczerwonym (aktualna zawartość CO2, przekładająca się na odpowiednią zawartość pary wodnej, wystarcza do poniesienia średniej temperatury o 30-33 stopnie).”
Obiecali też artykuł na portalu, jeszcze się nie pojawił.
Powyższy cytat wskazał mi pewien błąd, który popełniłem przy pisaniu poprzedniej notki interpretując współczynnik przewodnictwa cieplnego jako wyznacznik całkowitego zatrzymywania ciepła przez gazy, ale parę moich pytań pozostaje ciągle bez odpowiedzi.
Dlatego teraz kieruję te pytania bezpośrednio do fizyków, atmosfery i nie tylko. Może czasem zaglądają na nasz Salon.
Mówimy tu o ogromnych energiach. Na skutek działania atmosfery Ziemia zatrzymuje około 12% całkowitej energii otrzymanej od Słońca (w ujęciu procentowym kelwiny przeliczamy bezpośrednio na energię cieplną).
Energia, którą trzeba zatrzymać na Ziemi dla uzyskania obserwowanej aktualnie temperatury poprzez tłumienie w kierunku „w górę” jest jeszcze większa. Przecież energia słoneczna w kierunku „w dół” też jest zatrzymywana przez atmosferę, do powierzchni planety dociera mniej energii, niż w przypadku, gdyby tej powłoki gazowej nie było.
A więc:
Czy rzeczywiście całość zjawiska zatrzymywania energii przez ziemską atmosferę da się sprowadzić do absorpcji promieniowania IR przez domieszkowe składniki?
Czy można pominąć termoizolacyjne właściwości głównych składników atmosfery?
Przecież re-emisja IR w kosmos odbywa się głównie z górnych warstw atmosfery. Energia z powierzchni Ziemi dociera tam również poprzez przewodnictwo cieplne, niskie dla wszystkich gazów atmosferycznych.
Czy można pominąć rozpraszanie promieniowania IR przez gazy atmosferyczne?
A na koniec, dla rozrywki, opis doświadczenia, którego wynik zamknąłby mi ryj w temacie rozpraszania promieniowania podczerwonego przez gazy „niecieplarniane”.
Nie potrzeba satelitów ze spektrometrami.
Wymagany lab to spore, szczelne pomieszczenie, w którym instalujemy czuły termometr oraz źródło podczerwieni – taki pilot do telewizora, ale o sporo większej mocy i z możliwością jakiejś kontroli emisji. Termometr powinien być umieszczony na czymś, co da się mechanicznie przesuwać w sposób zdalny. Potrzebna by też była możliwość zdalnego odczytu.
Pomieszczenie wypełniamy czystym azotem, tlenem czy innym paskudztwem nie absorbującym IR. Dbamy szczególnie, żeby nam nie nalazło jakiegoś CO2 czy innego metanu. Oczywiście najlepsze byłoby powietrze atmosferyczne oczyszczone z różnych takich.
Termometr umieszczamy początkowo przy samym emiterze IR, byle się nie stykały.
I teraz napierniczamy termometr określoną wiązką podczerwieni. Notujemy, o ile wzrosła temperatura na termometrze.
Odsuwamy termometr o jakieś pół metra i walimy taką samą wiąchę infrareda. Notujemy kolejną zmianę temperatury.
Powtarzamy takie pomiary, aż dojdziemy z termometrem do ściany laba.
Oczywiście do laba nikt nie włazi, żeby nie nachuchać dwutlenku węgla.
Jeśli rozumowanie stojące za koncepcją gazów cieplarnianych jest słuszne, to za każdym razem przyrost temperatury będzie identyczny.
Taki wynik doświadczenia zdumiałby mnie cokolwiek, ale przekonał, gdyż oznaczałby, że transmisja podczerwieni w środowisku nieabsorbującym odbywa się bez strat energii.
Póki co, pozostaję z wątpliwościami. Tym większymi, im głębiej wchodzę w temat.
Inne tematy w dziale Rozmaitości
