Den planetära temperaturmodellen

Detta är en översättning jag gjort av Nikolov och Zellers senaste rapport. Om detta accepteras kan vi skrota all klimathotsrelaterad debatt och bjuda in de två till Nobellfest för att fira deras fysikpris. Kan man ta ifrån Gore hans fredspris för att han var ute i otid och hoppade i galen tunna?
Med reservation för att det kan finnas etablerade vetenskapliga uttryck på svenska som jag inte kände till vid översättningen.

Slutsats

I 190 år har man trott att atmosfären värmer Jorden genom att absorbera en del av den utgående långvågiga infraröda strålningen och återstråla den tillbaks mot jordytan, därigenom förstärkande infallande solstrålning. Föreställningen om denna kontinuerliga absorption och nedåtriktade återstrålning av termisk strålning möjliggjord av vissa spårgaser, kända för att vara genomskinliga för solstrålar men ogenomskinliga för långa elektromagnetiska vågor har liknats vid instängningen av värme i glasade växthus. Därav termen atmosfärisk växthuseffekt. Givetvis vet vi nu att verkliga växthus behåller värmen, inte genom instängning av infraröd strålning utan fysiskt genom att förhindra värmeutbyte via konvektion mellan växthusets inre och miljön utanför. Likafullt har termen ”växthuseffekt” häftat vid i vetenskapen.

Hypotesen att en atmosfär med fri konvektion skulle kunna behålla (fånga) strålningsvärme på grund av sin opacitet (ogenomskinlighet) har förblivit icke ifrågasatt sedan dess lansering under tidigt 1800-tal, trots att den baseras på teoretisk gissning som aldrig bevisats experimentellt. Det är viktigt att notera i detta avseende att den väldokumenterade ökade absorptionen av termisk strålning av vissa gaser inte implikerar en förmåga hos dessa gaser att behålla värme i en öppen atmosfärisk miljö. 

Detta beror på att värme i system av gaser primärt överförs via konvektion, snarare än via strålningsutbyte. Om gaser med hög absorptivitet/emissivitet som CO2, metan och vattenånga verkligen hade förmåga att behålla strålande värme, skulle de kunna användas som isolering. Emellertid har praktiska experiment lärt oss förluster via termisk strålning endast kan minskas genom att använda material med höt termisk reflektion så som aluminiumolie. Dessa material är kända hos NASA och byggindustri som strålningsbarriärer. Dt är också känt att material med hög emissivitet gynnar kylande strålning. Likväl har alla klimatmodeller framförda sedan 1800-talet byggt på premissen att atmosfären värmer Jorden genom att begränsa förlusten av strålningsvärme vid ytan via verkan hos infrarödabsorberande gaser vid atmosfärens överkant.

Om jordens atmosfär har förmåga att behålla strålningsvärme, skulle samma mekanism kunna förväntas fungera i atmosfärerna hos andra planeter. Därigenom borde växthuskonceptet ha egenskapen att matematiskt kunna beskriva observerade variationer hos genomsnittliga planeters yttemperaturer i hela solsystemet som en kontinuerlig funktion av atmosfäriskt optiskt djup och solljusisolering (opacitet). Emellertid har ingen sådan modell kommit till vår kännedom. Vidare har uppmätta storlekar av planeters nedströmmande långvågiga flöde på planeter med tjock atmosfär som Jorden och Venus indikerat att den lägre troposfären hos dessa kroppar har en intern kinetisk energi som vida överstiger solinstrålningen. Detta faktum kan inte förklaras via återstrålning av absorberat utgående termiskt utflöde i gaser som veterligt inte tillför någon extra energi till systemet. Önskan att förklara det betydande energiöverskottet evident i troposfären hos några jordliknande planeter skapade drivkraften för denna forskning.

Vi kombinerade högkvalitativ planetdata från de senaste tre decennierna med klassisk dimensionell analys i sökande efter en empirisk modell som korrekt och meningsfullt skulle kunna beskriva de observerade variationerna i planeternas temperaturer i hela solsystemet samtidigt som den ger ett nytt perspektiv på den atmosfäriska värmeeffektens egenskaper. Vår analys avslöjade att jämviktstalet (equilibrium) för planeters yttemperatur tillförlitligt kan beräknas över en vid skala atmosfäriska blandningar och strålningsförhållanden med endast två verkande variabler: TOA solstrålning och summa atmosfärstryck vid ytan. Dessutom är Relative Atmospheric Thermal Enhancement (RATE) definierat som en kvot av planetens faktiska yttemperatur mot temperaturen den skulle haft i avsaknad av atmosfär helt förklarlig med enbart atmosfärstrycket vid ytan. Samtidigt visade växthusgasers koncentrationer och/eller partialtryck inget meningsfullt förhållande till yttemperaturerna över ett brett spann av planeters villkor beaktade i vår studie.

Med utgångspunkt i statistiska kriterier inklusive numerisk noggrannhet, robusthet, dimensionell homogenitet och ett brett spektrum av gällande villkor (förhållanden) verkar det nya förhållningssättet beskriva på makronivå en begynnande termodynamisk egenskap hos planeters atmosfärer, hittills okänd i vetenskapen. Den fysikaliska betydelsen av denna empiriska modell stärks ytterligare av dess slående kvalitativa likhet med kurvan för torr adiabatisk temperatur beskriven av Poissons formel och formen av fotontryck enligt SB strålningslag.

Liknande dessa välkända kinetiska förhållanden anger ekvation 10a också den direkta verkan av tryck på temperatur, dock i ett annat makrofysiskt system.

Såvitt vi vet är detta den första modell som med noggrannhet beskriver genomsnittlig yttemperatur för planeter i hela solsystemet i en kontext av termodynamiskt kontinuum med en gemensam uppsättning faktorer.

Den planetära temperaturmodellen som består av ekvationerna (4a), (10b) och (11) har flera fundamentala teoretiska implikationer, som :

  • ”Växthuseffekten” är inte ett strålningsfenomen driven av atmosfärens optiska djup som det för närvarande hävdas, utan skapat av tryckförstärkt temperatur analogt med adiabatisk uppvärmning och oberoende av atmosfärens gasblandning;
  • Den nedåtriktade långvågiga strålningen påverkar inte jordytans uppvärmning så som man trott i över hundra år, utan är en produkt av luftens temperatur nära ytan från solvärme och atmosfäriskt tryck;
  • Albedot hos planeter med atmosfär är inte en oberoende faktor för klimatet utan en inneboende egenskap (en biprodukt) hos själva klimatsystemet. Detta innebär inte att molnens albedo inte kan påverkas av yttre faktorer som solvind och kosmisk strålning. Emellertid förväntas betydelsen av sådan inverkan vara liten på grund av en stabiliserande verkan av negativ återkoppling inom systemet:
  • Jämvikten för yttemperaturen hos en planet tvingas vara stabil (inom ± 1K) så länge atmosfärens massa och TOA solinstrålning är konstant. Därför är Jordens klimatsystem väl buffrat mot plötsliga ändringar och har inga tipping points;
  • Den (tidigare) föreslagna positiva nettoåterkopplingen mellan yttemperatur och atmosfärens infrarödopacitet styrd av vattenånga förefaller vara en artefakt (synvilla) som resultat av en matematisk åtskillnad av värmetransport via strålning respektive konvektion snarare än en fysikalisk realitet

De nu beskrivna upptäckterna pekar på ett behov av paradigmskifte i vår förståelse av väsentliga atmosfäriska egenskaper och processer på makronivå. Implikationerna av det upptäckta termodynamiska förhållandet (Fig.4, Ekv. 10a) för planeter är fundamentalt i naturen och kräver ett omsorgsfullt beaktande i fortsatt forskning. Vi ber vetenskapssamhället att ha ett öppet sinne och betrakta de här presenterade resultaten som grund för ett nytt teoretisk ramverk för framtida undersökning av klimatet på Jorden och annorstädes.

 Hela rapporten på engelska här. Nikolov & Zeller

Ekvationerna som nämns i slutsatsen här:

 

Ts = TnaEa (10b)

 

 

This entry was posted in Klimatbluffen and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

10 Responses to Den planetära temperaturmodellen

  1. Dandersan says:

    Räcker med att se på figuren.
    H ger värme
    L ger kyla.
    Ledsen men det kräver mer för att förstå än vad som kan presteras av mig denna morgon.
    Men det öppna sinnet forskarna vill se är också min förhoppning!
    Science is not settled.

  2. Stefan Eriksson says:

    I den bästa av världar skulle de skolkande eleverna vid våra skolor konfronteras med denna rapport, så att komplexiteten framstår tydligt i jämförelse med den utbredda naiviteten.

    Hur “häftigt” vore det?

    Troligt är att rapporten avfärdas som ett beställningsjobb från oljeindustrin. Det är mycket enklare så.

  3. claesjohnson says:

    Detta utmärkta artikel är i linje med med vad jag framfört om den bristande fysiken bakom ”återstrålning” eller ”back radiation” på min blog http://claesjohnson.blogspot.com/search/label/greenhouse%20effect

  4. Åke Sundström says:

    Spännande, minst sagt. Med ett Nobelpris i författarnas bagage borde saken vara klar, men jag skulle gärna vilja höra vad Gösta Walin har att säga om denna revolutionerade teori, som ju reducerar de senaste decenniernas klimatdebatt till ett enda stort missförstånd. Han har säkert koll på om någon av de amerikanska skeptikerna gjort liknande tolkningar utan att ha blivit tagen på allvar.

    Alarmisterna må sörja och slicka sina sår men för en libertariansk blogg finns det gott om andra viktiga ämnen att ta itu med. Lite trist förstås att i onödan ha offrat så mycket tid på en fråga (AGW) som enligt de två pristagarna har förlorat all relevans eller i vart fall radikalt måste omtolkas. Den feltänkta idén att fånga in och lagra CO2 är ett av många offer. Kärnkraften ett annat, för dess förmenta roll som “hållbarare” alternativ än fossila bränslen förlorar sin bärkraft när växthusteorin går i graven.

    IPCC och andra växthusvänner lär dock knappast kapitulera utan strid. Alltför mycket står på spel i form av förlorad makt, prestige och trovärdighet. Och pengar! Så det blir nog, trots allt, utrymme för ytterligare debattrundor i detta forum. T ex om hur den smutsiga byken av forskarfusk, politiskt ljugande och medias och medansvar skall tvättas.

  5. Gunnar Littmarck says:

    Jag finner svagheter men ska offra mer en 15 min på rapporten.

    Satellitmätningar visar att jordens utstrålade spektra har luckor som motsvarar växthusgaser och som återfinns vid mätningar från marken och upp.

    Men det ligger ändå en viss del i detta.

    Jorden ser ut att vara -18C men är knappt 15C därav en växthuseffekt på 33C, men som jag brukar visa är det inte hela sanningen ty temperaturskillnaden kan minska och jorden då får en betydligt högre medeltemperatur utan att se ut av vara varmare än -18C eller att dess atmosfär tillförts ytterligare växthusgaser.

    Kanske hjälper det att se på Venus som har ett reflekterande lager i sin atmosfär över dess koldioxid och därför bara knappt 40W/kvm når under?

    Därför är Venus yta så varm för dess atmosfärs isolerande effekt och bidragande att även utgående IR-reflekteras ner?

    Skulle växthuseffekten såsom den är beskriven existera fullt ut så skulle våra gasplaneter vara 150K kallare.

    • Mats Jangdal says:

      Studera den noga, för om de har rätt med sin relativt enkla metod som står bra i samklang med gaslagarna, då får nog även du ompröva vad du vet om växthuseffekten.

    • Mats Jangdal says:

      Nej, den förklaringen känns inte rätt. Jag uppfattar atmosfären som havande värmetröghet, det vill säga det vi i byggnader kallar för K-värde. Isoleringen i ett hus kan aldrig värma huset, bara fördröja värmetransporten genom väggen.
      När det gäller planeter och atmosfärer kompliceras det hela av flera faktorer, som förångning – kondensation, konvektion och värmestrålningens olika våglängder. Imorgon kommer en artikel av Camille Veyres som bland annat berör detta.

      Tittar du på Spencers artikel så finns det även där ett antal reservationer (komplicerande faktorer) i form planetens sfäriska form, albedo, emissivitet etc.

      • Det är ju alla dessa detaljer man kan bortse ifrån enligt Nikolov och Zellers. De säger att “surface warming appears to be a product of the air temperature set by solar heating and atmospheric pressure”, och då följer ju Spencers slutsats.
        Dessutom är det ju så att tryck i sig inte ger någon värme, bara ändring av tryck. Temperaturen sjunker med höjden eftersom det mesta av den vertikala värmetransporten i atmosfären sker genom konvektion och att en del värme då övergår till lägesenergi.
        Jag är också skeptiker och tror inte co2 är någon överhängande fara för livet på jorden, men just denna rapport är i grunden missvisande och det tjänar inget till att sprida den vidare

  6. Gunnar Littmarck says:

    Jag tänker inte läsa andras motargument för att inte bli låst i tanken men jag ser snabbt några fel.

    1. Om atmosfärens tryck skulle variera lika fort som jordens ändrade globala medeltemperatur (vilket de förövrigt med missar då den inte säger något om ändrad växthuseffekt eller utstrålad energi T4) så skulle det lämna tydliga geologiska spår.

    Gigantiska mängder N2 och O2 skulle först försvinna så återkomma => sannolikhet så nära noll det går utan att lämna spår.

    Skulle ett yttre tryck variera så atmosfären hade ett tydligare slut och inte som nu aldrig tar slut med tunnas ut läs som exempel : “Termosfären (85 – 600 km). Temperaturen ökar först kraftigt med höjden på grund av solens joniserande strålning, men planar sedan ut så att termosfärens övre delar blir i stort sett isoterma. Detta beror på att molekylernas fria medelväglängd inom övre termosfären kan bli tusentals km, och när molekylerna kan röra sig fritt så långt tar de även med sig temperaturen från där de var tidigare. Inom termosfären förekommer aldrig några moln, däremot kan norrsken förekomma där.” så skulle det gå att observera.

    2.De missar att växthusgaser till stor del ändrar riktning på de våglängder de attraherar i sitt band som dipoler därför har spektrum från jordytan och upp exempelvis mer energi i bandet runt 15µm (koldioxidens mest verksamma band) än över CO2-molekylen mot rymden och infallande spektra.

    Beräkningarna är enligt mig mugojumbo då man inom fysik börjar med observationer som i sin tur granskas och valideras för att pröva sig fram till en ekvation som därefter testas.

    När jag läste modern fysik tag detta en hel del tid och beskriver hur arbetet går fram mot ekvationer utan några genvägar.

    https://sv.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dingerekvationen

    Betänk att E=mC^2 är ett resultat av ett stort antal observationer det är inte ekvationen som visar sambandet.

    Därför kommer detta aldrig påverka etablerad atmosfärsfysik.

    Jag skrev ut originalet så om ni fortfarande tror att dessa herrar med en ovetenskaplig genväg kommit närmare den absoluta sanning ingen kommer nå så ska jag läsa mer och hugga sönder rapporten bit för bit, men det finns väl ingen anledning?

    Man måste alltid söka svagheter i egna åsikter hårdast och inte söka efter stöd för då blir man ju som klimatalarmister?

    Eller hur?

Leave a Reply