Atmosfärens temperaturgradient

Ett tidigare inlägg har handlat om frånvaron av växthuseffekt i växthus (länk). Det  finns olika uppfattningar om detta, men slarvigt uttryck, och med stöd av några uppslagsböcker, kan man säga att växthuseffekten påverkar temperaturen på jordytan via dess atmosfär. Det är den som gör att temperaturen vid jordytan angenäm för människor och mestadels >0 oC. Temperaturen är däremot mycket lägre på den höjd i atmosfären från vilken utstrålningen av värme sker till världsrymden. Det är den utstrålningen som reglerar jordens effektbalans. Det är denna gradient, dvs att temperaturen sjunker med höjden över jordytan, som är dagens ämne-se figuren. AtmTempFrån: http://kurslab.fysik.lth.se/B1Fysik/BI/OH/AtmTemp.jpg

Den allvarliga frågan är om det finns något utrymme kvar för växthuseffekten ens i detta fall. Jag förvarnar att det inte blir ett klart “ja” eller “nej” på slutet.

AGW-versionen är att den ökande CO2-halten i atmosfären ökar IR-absorptionen, så att jordens isoleringen förbättras. Det ökar temperaturen vid jordytan, ungefär som att en extrafilt på sängen gör det varmare inuti densamma. Även om vattenånga är den starkaste växthusgasen, så ger koldioxiden ett tillskott. Det  är storleken av detta tillskott, t ex uttryckt som klimatkänslighet, som är, eller borde vara, en huvudfråga i debatten mellan AGW-anhängare och –motståndare. Det är också en bakgrund till att AGW-anhängare har en tendens att överdriva bidraget från strålningstransport genom atmosfären. Detta på bekostnad av konvektion och avdunstning/kondensation, som ger väsentliga bidrag till värmetransporten uppåt/utåt. Det finns extrema modeller som försöker beskriver hela den vertikala värmetransporten som strålning från ett varmare, undre lager till ett svalare högre.

I den motsatta ringhörnan finns emellertid en härledning av atmosfärens temperaturgradient som helt saknar strålningstransport. På denna blogg har Hans Jelbring refererat till sina arbeten inom detta område. Det är ett rent termodynamiskt resultat, som tar hänsyn till att atmosfärens molekyler befinner sig i jordens gravitation. Det innebär att molekyler högre upp har högre potentiell energi än de lägre ner. Om gasen antages befinna sig i en sluten vertikal cylinder utan värmeutbyte med omgivningen kräver termodynamiken att molekylerna har samma totala energi U. Dvs den termiska energin, CpT, och den potentiella, gh skall ha den konstanta summan U.

U = CpT + gh

Om ekvationen differentieras m a p variablerna T och h, och jämvikt anses råda så är dU=0 och vi får

dT/dh = -g/Cp = -9.8 K/km

Resultatet brukar kallas det adiabatiska temparaturavtagandet, därför att energiutbytet med omgivningen försummas. Det numeriska resultatet baserar sig på Cp-värdet för torr luft och jordens g-värde. Inom meteorologi kalls detta för torradiabat (eng: dry lapse rate), och siffervärdet stämmer tämligen väl med vad som mätts upp, även om luften aldrig är helt torr. I figuren ovan avtar temperaturen i troposfären drygt 80 oC upp till 11 km’s höjd. Det är typiskt att fuktig luft har lägre temperaturavtagande än torr, 6 oC/km är ett ofta citerat värde. Det anmärkningsvärda är att denna enkla härledning, som går tillbaka åtminstone till 1930-talet, ger ett realistiskt temperatur­avtagande utan någon specifik transportmodell för värmen: Strålning, konvektion eller ledning. Med stor ansträngning, långa rapporter och till höga kostnader har klimatforskare försökt tämja sina strålningstermer, radiative forcing, för att få dem att ge en lika god överensstämmelse (länk 1, länk 2)

Det som gör att jag nu tar upp detta, är ett blogginlägg från februari av Willis Eschenbach (länk) som kombinerar den adiabatiska beskrivningen med en automatisk temperaturreglering. Han har i flera inlägg argumenterat för att jorden har en temperaturreglering motsvarar en effektiv negativ återkoppling. Det enklaste exemplet, och nu handlar det om väder, är att ökande yttemperatur ökar havens avdunstning vilket kyler ytvattnet. Pro-AGW-forskare fortsätter berättelsen med att ta fasta på att den bildade vattenångan är en stark växthusgas, som därför förstärker växthuseffekten – dvs en positiv återkoppling. Vi andra harklar oss och säger att en del av denna vattenånga bildar  moln som skuggar solinstrålningen. Det är ett typiskt mönster i tropikerna, att under en varm förmiddag bildas moln på himlen som ger skugga. Ofta blir det t o m ett  svalkande åskväder.

I detta speciella inlägg har Eschenbach nedanstående figur över två olika temperaturgradienter i troposfären:Eschenbach, fig 1Schematiska temperaturgradienter för torr luft (streckad) och fuktig luft (heldragen).

Den fuktiga luften har högre värmekapacitet, Cp, än den torra, så temperaturavtagande, dT/dh, minskar enl den adiabtiska ekvationen ovan. Den streckade torradiabaten i diagrammet skiftar därför med ökande luftfuktighet till något som liknar den heldragna linjen, en våtadiabat. Vi avläser den förväntade avkylningen vid jordytan. Så långt är jag med, men sedan skriver Eschenbach att detta medför att medelhöjden, från vilken utstrålningen  sker, minskar. I det steget förstår jag inte varför det blir de två olika medelhöjder enligt figuren. Utstrålningshöjden brukar vara den höjd varifrån utstrålningen i medeltal kan ske direkt till rymden utan att växelverka med andra gasmolekyler. Det borde vara samma höjd i båda fallen? I nästa steg blir Eschenbach än mer förbryllande, när han påstår att i våtadiabatfallet, så är atmosfärens temperatur högre vid den lägre nivå från vilken utstrålningen sker. Därför ökar utstrålningen mot världsrymden – dvs den ytterligare kylning som sökes. I figuren är temperaturen däremot temperaturen 255 K i båda fallen.

Jag är djärv nog att föreslå en rättelse i Eschenbachs figur ovan. Om dT/dh verkligen skall vara mindre, bör de båda kurvorna inte vara parallella, utan våtadiabaten skall vara brantare och skära torradiabaten, förslagsvis där denna når den övre “mean radiating height”. Om vi sedan väljer den lägre “mean radiating height” som den verkliga utstrålningsnivån får vi resultatet att den våta atmosfären strålar ut mot världsrymden från en högre temperatur, och därför kyles den mera. Man kan notera att i båda fallen så ingår inte någon strålningstransport av energi under denna utstrålningsnivå.

Jag ser fram emot kommentarer från bloggläsarna, och om de är instämmande på denna senare punkt funderar jag på att skriva en kommentar till hockeyschstick.

Avslutningsvis, en något mer generell kritik mot påståenden om att det adiabatiska temperaturavtagandet är hela historien bakom atmosfärens temperaturgradient. Det adibatiska antagandet är för det första inte uppfyllt när det blåser. För det andra är det så, att vid klart väder kan det stråla från jordytan direkt ut i världsrymden inom de båda atmosfäriska våglängdsfönstren 3-5 och 8-12 µm (länk). Om solen gått ner, kan jordytan stråla ut så mycket, att den blir kallare än luften omedelbart ovanför, och kyla denna. Ett lägsta luftlager blir då kallare än det högre – skenbart helt obekymrat om termodynamikens bud. Eftersom kall luft är tyngre än varm, så kan tillståndet förbli stabilt om det inte blåser. Meteorologerna kallar detta för inversion, och det är inte ett ovanligt en eller ett par timmar på lugna vår- och sommarkvällar.

Dela detta inlägg

125 reaktion på “Atmosfärens temperaturgradient

  1. 1
    Adolf Goreing

    Finns en intressant självstudie här. http://www.aos.wisc.edu/~aos121br/radn/radn/sld001.htm

    Angående höjden så undrar jag om det inte handlar om höjd vid ett visst tryck snarare än avståndet från jordytan? Ofta anges nämligen ”höjd” i mb snarare än meter när man beskriver atmosfären. Lennart Bengtsson kanske kan bekräfta/verifiera detta?

  2. 2
    Lasse

    Inversion som ger stilla vattenytor fast det blåser en bit upp. Vi TV tittare utbildades i detta fenomen förra veckan och kan bidra till Svealands poängplockande med en bild av detta i programmet Våren som sänds på torsdag.
    Såg det i helgen då dimman över sjön drog förbi på morgonen.

  3. 3
    Slabadang

    C-G !

    Jag ställde mig samma fråga som du när jag läste artikeln. Den lägre höjden har jag inget logiskt problem med men kurvan därunder tycker jag bör se ut som du beskriver. Jag undrar om inte Willis efter att ha räknat ut den lägre höjden sedan ”glömt” att korrigera kurvan därifrån ner till marknivå?

    Motiveringen till den lägre höjden : Ökad vattenånga ökar värmekapaciteten i atmosfären ( Cp ), som sänker lapseraten -g/Cp [g = gravitation, Cp= värmekapacitet , h= höjd, dT förändring i temperatur.] Å jag tror att det är bra att inte ändra på g ?:) Einstein skulle nig lacka till då?

  4. 4
    C-G. Ribbing

    #1 Adolf Goreing
    Jovisst, du har rätt. Det är lufttrycket som är den primära variabeln, men för åskådligheten lät jag
    ”m ö h ” som fanns på de bilder jag citerade vara kvar. Din kommentar ersätter den som jag kanske borde ha gjort i texten.
    /C-G

  5. 10
    Jonas N

    Slabadang …

    Det var underhållande läsning, men inte erkänner de några fel direkt (bara överdrifter) och det är fortfarande klimathotet som är närvarande, överhängande och ‘problemet’ som borde ‘lösas’ ..

    Det är dock kul att se att de har förstått att de religiösa övertonerna har fått allmänheten att vända klimathotsmånglarna ryggen …

    Många här hemma är fortfarande inte varse att det är en religion de försvarar och hejar på …

  6. 11
    JonasB1

    1. Jag tycker det förs ett bakvänt resonemang om att lapse rate skulle bestämma utstrålningshöjden. I själva verket är det väl tvärtom.

    2. Torr lapse rate är 9,6 K/km. Våt luft har större Cp, men bara med någon procent, långt ifrån de 60 % som 6 K/km säger. Alltså måste våt lapse rate förklaras med kondensation eller annan process. Har inte sett nån vettig förklaring.

  7. 12
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Jonas B1 kl 14:18
    Pkt 1
    Nu vet jag inte om du med ”det förs…” syftar på Eschenbach eller mig. I det första fallet håller jag med och tycker att mitt ändringsförslag är baserat på en fix utstrålningshöjd. Däremot håller jag inte med om att detta är ”tvärtom”.
    Pkt 2
    Erkänner minn okunnighet

    /C-G

  8. 13
    JonasB1

    C-G,

    Jag syftade väl mest på Eschenbach, men om diskussionens utgångspunkter är fel så…
    Menade bara att Eschenbach resonerar i grunden bakvänt. Tror inte att det ger så mycket att jobba vidare med hans resonemang i så fall, men jag kanske inte förstår riktigt vad du menar.

  9. 14
    Peter Stilbs

    Jag roade mig just att uppskatta en ”lapse rate” genom att betrakta en enstaka diatomär molekyl i ett gravitationsfält likt Jordens (9.8 ms-1) och med molvikten 30 (mitt emellan syre och kväve). Enligt statistisk mekanik etc ska den ha translationsenergin 3/2 kT (tre frihetsgrader) och ungefär full rotationsenergi kT (två frihetsgrader) eftersom temperaturen är ”hög jämfört med rotationstemperaturen” – det blir totalt 5/2 kT. (k är Boltzmann’s konstant). Låt T vara 288 K (ca 15 grader). Då blir translationsenergin ca 9.94 E-21 Joule. Detta skulle alltså avse molekylen vid Jordytan.

    Det är ju så att (genomsnittliga) translationsenergin ju ”är” vad man menar med ”temperatur”.

    Hur mycket ”tappar den” i translationsenergi genom att flyttas 1000 meter upp (och vinna i potentiell energi)?

    Via E(pot) = mgh får man siffran 2.74E-22 Joule.

    Dra bort det från de 9.94E-21 Joule, så får Du 9.47E-21 Joule. Beräkna nu en ny temperatur genom att sätta in denna siffra tillbaka i translationsenergiuttrycket – den blir 274.4 K – dvs ett temperaturfall på ca 13.6 grader per km, att jämföra med CG’s siffra 9.8 per km.

    Skillnaden ligger väl dels i vilket värde CG antar för den makroskopiska storheten Cp (värmekapaciteten vid konstant tryck) och att min skiss egentligen avser ett ”molekylärt Cv” (värmekapaciteten vid konstant volym) istället för ett ”molekylärt Cp”.

    Trixar man fram ett sådant, så blir säkert överensstämmelsen bättre.

    (Vad jag vänt mig mot under åren är resonemang och framställningar där man istället har hävdat en bild där nedre atmosfären värms upp genom tryck och kompression, ungefär som i en dieselmotor, fastän inget ”arbete” utförs på gasen i termodynamisk mening.

    Men det bör ju samtidigt vara uppenbart att temperaturgradienten i atmosfären i sig inte uppstår pga ”strålningsmässig” växthuseffekt från ”växthusgaserna”, som vissa framställer saken).

  10. 15
    Thomas P

    Det där att man får en temperaturgradient i en termiskt isolerad gas utsatt för ett gravitationsfält härrör från Loschmidt medan Boltzmann och Maxwell var av motsatt uppfattning. Priset man får betala för Loschmidts version (vilket han själv var helt medveten om) är att man får offra termodynamikens andra. Är ni beredda att göra det? I verkligheten är frågan sedan länge avgjord och Loschmidt hade fel.

    Det är lite komiskt att detta inlägg kommer så snart efter det om björntjänster. Man kunde nästan få intryck av att Ribbing skrev det som en ren provokation.

  11. 16
    lennart bengtsson

    *1 Adolf Goreing

    Vid jämnvikt strålar atmosfären tillbaka samma mängd som den inkommande dvs från en ekvivalent referenstemperatur på 255K som CG visat. ( ca 5km höjd) Med mer växthusgaser i atmosfären sker återstrålningen mot rymden bara från en högre nivå men vid samma temperatur ( observera att detta är grovt förenklat och varierar kraftigt från plats till plats och beror också på våglängden) Detta beskrivs i detalj i meteorologiska läroböcker. Temperaturen vid jordytan beror på lapse rate som varierar med vattenångan samt blir helt distorderad vid inversioner som vi har i Arktis under större delen av den mörka årstiden. Detta kräver vädermodeller för ett realistiskt värde och de flesta klimatmodeller hanterar detta mestadels OK. Den högre temperaturen vid jordytan blir till slut resultatet av atmosfördynamiken och ökar med mera växthusgaser i genomsnitt därför att avståndet till marken blir större ( som Du kan se från Eschenbachs figur). Att modellerna inte alltid stämmer med verkligheten beror på diverse brister främst moln samt transport av värme ned i havet. Därtill kommer allehanda brister i beskrivningen av atmosfärdynamiken då klimatmodellerna inte klarar att inkludera alla viktiga vädersystem vilka i sin tur bestämmer lapse rate osv. För planeten Venus där hela atmosfären består av växthusgaser, ( ca 98% CO2) sker återstrålningen från ca 60 km höjd vilket leder till en marktemperatur på ca 475°C därför att lapse rate löper hela vägen och ökar med ca 10 °/km. Venus har ingen fuktadiabat.
    LennartB

  12. 17
    stickan no1

    Lennart Bengtsson #16

    Finns det någon vetenskapligt dokument som beräknat den effektiva IR utstrålande höjden från Jorden som funktion av våglängd?
    Medelhöjden är 500 mb (Dvs mitten av atmosfärens massa) eller 5576 m. En lapse rate med 0,6 K/Km innebär 33 K. Vilket också är den beräknade växthuseffekten.

    Exempel på olika höjd beroende på våglängd:
    I det atmosfäriska fönstret är höjden 0, dvs markytan vid ”clear sky” förhållanden.

    Men om medelhöjden är 500 mb och det atmosfäriska fönstret är 0 måste en annan del av utstrålande IR härröra från en avsevärt högre höjd än medelhöjden. Det ser ut att vara CO2 emitterad IR från stratosfären när man mäter från satelliter.
    CO2 syns från rymden ha en temp om 210-200 K vilket tyder på >10.000 meter , (tropopausen eller till och med stratosfären?)
    Men där sjunker inte temperaturen med höjden längre.

  13. 18
    Pehr Björnbom

    Jonas B1 #11

    Våtadiabaten på 6 K/km härleds under antagandet att vattendroppar avger vattenånga när den vattendroppsbemängda luften värms upp adiabatiskt (om ett luftpaket förs nedåt) och att vattenånga kondenserar när luften kyls av adiabatiskt (om ett luftpaket förs uppåt). Härledningar och ekvationer för beräkning av våtadiabaten finns i elementära atmosfärfysiska läroböcker.

  14. 20
    Thomas P

    Pehr #15 Du kanske kunde vara lite mer utförligt så man har en aning om vad du menar?

  15. 22
    Thomas P

    Pehr #21 Jo, så mycket förstod jag, men hade du något utöver en ren förolämpning att komma med?

  16. 23
    Börje S.

    #15 Thomas

    det kan inte vara KU:s problem att hypotesen om AGW (utebliven vattenånga, utebliven temperaturhöjning trots höjd CO2halt, utebliven höjning av havsnivåhöjningstakten) i samband med inte stämmer. Bevisbördan ligger inte på KU, den ligger på alla de som för full hals vrålar med i hyllningskören kring IPCC:s misslyckande.

    Under tiden så kan jag inte se något fel i att alternativa förklaringar tas upp till behandling på t ex den här bloggen. För de som så vill är det fritt fram att instämma eller debunka. Är det inte så det ska gå till när icke avgjorda vetenskapliga frågor debatteras?

    KU har INTE krävt människor på enorma uppoffringar inför en vetenskap (lanserad över hela världen som religion) som misslyckats med sina förutsägelser.

    JoNova tar idag upp den minskande havsnivåhöjningen. Den just nu grasserande förklaringen över att den av klimathotarna förväntade höjningen av lufttemperaturen uteblivit verkar vara att värmen slunkit ner i havet. Före år 2000 slank ingen värme ned i havsens djup, men nu har den gjort det sedan år 2000 enligt ett antagande från bl a Trenberth.

    Trots denna finurliga värmes avundsvärda kunskaper i djupdykning har alltså havsnivåhöjningen retarderat.

    Och det under en tid då Norpolens isar, enligt liknande källor smält bort totalt år 2013 liksom att Himalyas glaciärer är inne på sitt 7:e år av avsmältning på väg till det fullkomliga utplånandet som enligt prognoserna ska vara fullbordat år 2035.

    När ens förmodande om vad framtiden har i sitt sköte fallerat, eller när man som kassör för föreningen blir ertappad med en tom kassa, eller när man kommer för sent till ett mycket viktigt möte, eller när ens mörkhårade trolovade hittat ett blont hårstrå i sängkammaren, ja då är det dags att klia sig ordentligt i huvudet och komma på en trovärdig förklaring, en så kallad BORTFÖRKLARING.

    Det tråkiga med bortförklaringar är att egendomligheter i den gör att man kanske måste fixa till en bortförklaring av bortförklaringen. Denna oönskade men ofta oundvikliga följd av bortförklaringar och nödlögner kallar JoNova kvadreringen av bortförklaringar, bortförklaringar upphöjt till 2. Kul, tycker jag.

    I fråga om bortförklaringen ”värmen har djupdykt” så kommer nu nästa förklaring om bortförklaringen: så här går den: La niñas sedan 2003 ”have drawn water from the oceans, and dumped it onto Brisbane and Somerset and that has been hiding the true man-made sea level rise”.

    Häftig bortförklaring, inte sant? (jag har inte läst ursprunget till den anmärkningsvärda slutsatsen, utan nöjer mig f n med JoNovas citering-)

    Vi har sett andra bortförklaringa t ex: Det är den renare luften, följden av bättre avgasrening, det är sotet i sydasien som gjort att värmeförutsägelserna gått lite fel.

    Så där kan det hålla på, och fortsätter det med så resulterar denna nödlögnsmekanismnaturlag snart i kuben på bortförklaringar, bortförklaringar upphöjt till 3.

    Enligt en bok om pseudovetenskap, utgiven av föreningen Folkvett, är bortförklaringar av ett misslyckat resultat i en prövad hypotes ett tydligt tecken på att ”här pågår det typisk pseudovetenskap!”.
    En annan faktor som tyder på psv är tendensen att vid diagrammisering avlägsna data som inte stöder den uppställda hypotesen. (t ex Mann, Santer, Briffa)
    Flera av de som gett ut boken driver även bloggen UI, som verkar vara beredd att försvara den misslyckade hypotesen om CO2, vattenånga och ökad värme tills de ligger där.

    De borde läsa sin egen bok kan man tycka.

    http://joannenova.com.au/2014/04/sea-level-rise-has-slowed-it-must-be-time-to-correct-that-data/#more-35034

  17. 24
    Pehr Björnbom

    Thomas #22, det var inte personligt menat. BS avser innehållet i din kommentar som inte skiljer på termisk och konvektiv jämvikt. Det vi diskuterar i atmosfärsammanhang är konvektiv jämvikt i kombination med strålningsjämvikt och Maxwell var helt inne på att konvektiv jämvikt med adiabatisk temperaturprofil är av stor vikt när det gäller atmosfären.

  18. 25
    Thomas P

    Pehr #24 BS! Du har uppenbarligen inte läst vad Ribbing faktiskt skriver utan ägnar dig åt önsketänkande om vad du tycker han borde skriva. Läs meningen ”Om gasen antages befinna sig i en sluten vertikal cylinder utan värmeutbyte med omgivningen kräver termodynamiken att molekylerna har samma totala energi U. ” och texten runt denna. Detta är drakdödarstoff.

  19. 26
    Pehr Björnbom

    Thomas #25, detta är inte drakdödarstoff dvs. att växthuseffekten inte finns. I atmosfärfysiska läroböcker diskuterar man både en konvektiv jämvikt med adiabatisk temperaturprofil som beror på gravitationen och luftens värmekapacitet och en strålningsjämvikt som bland annat beror på växthusgaserna i atmosfären. När man kombinerar dessa två jämviktstillstånd får man radiativ-konvektiv jämvikt. Atmosfären anses sträva mot denna sorts jämvikt och då får man den typ av förhållanden som Lennart B beskrivit i sin kommentar #16 ovan. Läs Lennarts kommentar!

  20. 28
    Thomas P

    Pehr #26 Vad har något av det du skriver med vad Ribbing skrev att göra? Vad anser du om den mening jag citerade, är den korrekt?

  21. 29
    Daniel Wiklund

    Ett citat från Hamlet är på sin plats:”Upp flyga orden,tanken stilla står,Ord utan tanke aldrig himlen når”. Undrar om det är nån här som känner sig träffad?

  22. 31
    Thomas P

    Daniel #29 Jag tvivlar på att någon känner sig träffad, däremot finns det nog en och annan som tycker att någon annan borde göra det.

  23. 32
    Rosenhane

    OT

    Måste bara tipsa om tv 1 klockan 20. Korrespondenterna om naturens hämnd och vad som händer när naturen slår tillbaka mot människan.
    Just nu har naturen slagit tillbaka rejält i Stockholm och tagit tillbaka försommarvärme och solsken och gett oss gråregn. Vad har vi gjort?

  24. 33
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Thomas #25
    Det är kanske på tiden att du också förklarar din kritik, dvs på vilket sätt offrar den härledning (som jag citerat från en kommentar till Eschenbachs inlägg) 2:a huvudsatsen? Det är just konserveringen av denna gasvolyms U som ger ekvationen.
    Jag förnekar inte att växthuseffekten finns. Alltså inte ”drakdödare”.
    /C-G

  25. 34
    Thomas P

    Ribbing #33 Tag två sådana där slutna vertikala cylindrar och ställ dem bredvid varandra. Fyll dem med gaser med olika Cp.Detta innebär att de får olika temperaturgradient. Om du ser till att ha bra värmeledning vid botten så att de där får samma temperatur får de olika temperatur längst upp. Denna temperaturskillnad kan användas för att utvinna energi, dvs du har just skapat en mekanism genom vilken man kan bygga en evighetsmaskin! Det är inte U som är konstant trots att du hävdar att ”temodynamiken kräver det”.

    ”Jag förnekar inte att växthuseffekten finns. Alltså inte ”drakdödare”.”

    Om du tror att den bara beror på gravitationen utan att CO2 kommer in så är du ”drakdödare”. Allt detta har ältats gång efter annan på denna blogg, men det hjälper inte. Argumenten återkommer bara som någon sorts filmmonster. Jag har full förståelse för Spencers irritation, även om jag antar att jag rent strategiskt inte skulle ha något emot att ni ständigt skjuter er i fötterna.

  26. 35
    Björn

    Det går inte att ha en trovärdig modell för troposfären, utan att förstå den koppling med stratosfärens kemi, som ständigt är närvarande. Det finns en mycket läs- och tänkvärd rapport i nedanstående länk med titeln: Solar Influences on Climate. Den speglar den forskning som bland annat försöker visa den påverkan som stratosfären har på troposfären, under inverkan av UV-strålning som varierar med solens 11-årscykler. Denna påverkan benämnes top-down mechanism, vilken är i fokus för att kunna förstå observerade samband mellan ett variabelt UV-spektrum och klimatförändringar.

    http://www.agci.org/dB/PDFs/10S1_LGray_SolarInfluencesCLimate.pdf

  27. 36
    Pehr Björnbom

    Thomas #34,

    konvektiv jämvikt med adiabatisk temperaturprofil förutsätter adiabatiska processer. Adiabatisk innebär ett värmeisolerat system. Du kan alltså inte överföra värme mellan de två cylindrarna och då kan du heller inte utnyttja temperaturskillnaden. De två cylindrarna är per definition helt värmeisolerade och kan inte utbyta värme.

    Vad som diskuteras här är radiativ-konvektiv jämvikt helt i enlighet med läroböckerna i atmosfärfysik. Se Lennarts kommentar #16. Drakdödare menar att växthusgaserna inte har någon radiativ verkan och då kan det heller inte uppstå någon radiativ-konvektiv jämvikt.

  28. 37
    Slabadang

    Thomas ”halmgubben”Palm!

    ”Om du tror att den bara beror på gravitationen utan att CO2 kommer in så är du ”drakdödare”.

    Sen undviker du svara på citatet du själv klistrat in och kör nån befängd guilt by assocation till din egen halmgubbe! Vad gäller skott i fötterna så måste du ha et litet helvete att gå eftwersom dina består mer av skotthål än fötter.

  29. 38
    Gunnar Strandell

    Pehr Björnbom #36

    Du menar att Thomas P flyttade målstolparna!

    Varför är jag inte förvånad?

    Men den här gången ledde det bara till självmål. ;-)

  30. 39
    Thomas P

    Pehr #36 Nu leker du bara med definitionerna. Om Ribbings resonemang bara gäller totalt, till 100% isolerade system är det helt värdelöst i en praktisk diskussion. För mitt exempel spelar det ingen roll hur litet värmeflöde mellan rören man har, det strider i alla fall mot termodynamikens andra lag, och om Ribbing har rätt i att jämviktstillståndet är det med temperaturgradient måste det finnas någon tendens att återställa denna vid en störning.

    När du talar om ”konvektiv jämvikt” bryter du däremot mot kravet på ett isolerat system. Konvektion får du bara om du tillför energi i botten.

    ”Drakdödare menar att växthusgaserna inte har någon radiativ verkan och då kan det heller inte uppstå någon radiativ-konvektiv jämvikt.”

    Du menar något i den här stilen: ”I den motsatta ringhörnan finns emellertid en härledning av atmosfärens temperaturgradient som helt saknar strålningstransport. ”?

    Sen kan man ju undra varför Ribbing tillskriver Eschenbach en bunt inlägg skrivna av signaturen ”MS” på bloggen Hockeyschtick. Är detta samma person och hur vet man det? Eschenbach brukar IMHO vara aningen mindre förvirrad än så här.

    Inte blir det bättre av att Ribbing skriver sådant som ”. Vi andra harklar oss och säger att en del av denna vattenånga bildar moln som skuggar solinstrålningen.”

    Om Ribbing skall skriva om sådant här vore bra om han först skummade relevant kapitel i IPCC:s rapport där det framgår hur etablerade klimatmodeller tar med olika relevanta effekter. Se t ex figur 8.14 i fjärde rapporten. Klimatforskarna är lustigt nog fullt medvetna om sådant som att lapse rate blir mindre i en varmare atmosfär med mer vattenånga.

  31. 40
    Slabadang

    Gunnar Strandel!

    Nu räcker det inte med att flytta målstoöparna längre. Nu måste S Bergström på SMHI samla ihop alla alarmister och flytta på all världens vattenlinjer också.

    http://joannenova.com.au/2014/04/sea-level-rise-has-slowed-it-must-be-time-to-correct-that-data/#more-35034

    Vi kan väl fråga tomatpalmen hur det hela hänger ihop med värmen som slunkit förbi Argobojarna ner til havsdjupen där ingen användbar data existerar samtidigt som havsnivåerna deaccelererar. Vilka grundläggande fysikens lagar har havet glömt att anpassa sig efter, men som finns inprogrammerade i klimatgalenskapens x-boxar.?

    Det är så härligt att riktigt gnugga in totalfiaskot i plytet på självutnämnda klimatbesserwissrarna.

  32. 41
    Slabadang

    Stackars sate!

    UI har det dåliga omdömet att lägga ut intervju med en person som sitter med en uppenbar diagnos som ger en totalt förvrängd verklighetsbild. Michael Mann tvingas avslöja sina vanföreställningar och förföljelsemanier inför publik och pratar på sig utan att bli avbruten i drygt en halvtimme. Det påminner om ”Bombi Bitt” när den ”duktiga idioten” hetsas att äta mask. Jag tycker det är så lågt att utnyttja denna Manns krossade liv hälsa och karriär. Jag tycker ärligt nu synd om karln och han har hamnat i en sits jag inte unnas någon. Han har helt tappat kontrollen över verkligheten och mörka gröna krafter har vridit ur honom som en disktrasa till sista droppen och jag är faktiskt orolig för honom. Det ligger en iskallt beräknande hänsynslöshet bakom klimathotsindustrin.

    http://uppsalainitiativet.blogspot.se/2014/04/inside-climate-wars-conversation-with.html

  33. 42
    Pehr Björnbom

    Thomas #39,

    Teorin om konvektiv jämvikt som CG berör är inte alls praktiskt värdelös, tvärtom den är en av grunderna för atmosfärfysiken och därmed teorin för jordens globala uppvärmning på grund av ökande växthusgaser. Den kombineras med teorin för radiativ jämvikt och kombinationen kallas för radiativ-konvektiv jämvikt.

    I teorin för konvektiv jämvikt studerar man vad som händer med tänkta adiabatiska luftpaket som alltså inte kan utbyta värme med sin omgivning. Därför måste också ett system bestående av adiabatiska luftpaket vara adiabatiskt. Värme kan alltså inte utväxlas med omgivningen. Däremot kan arbete utväxlas med omgivningen. Denna teori har fått utomordentligt stor betydelse inom atmosfärfysiken.

    Du kan som jag redan påpekat läsa mer i följande blogginlägg. speciellt om Manabe och Wetheralds banbrytande modellering av den radiativa-konvektiva jämvikten, referens finns i blogginlägget:
    http://www.klimatupplysningen.se/2012/06/01/vaxthuseffekten-och-grundlaggande-principer-for-klimatkansligheten/

    I denna länk finns även referenser till två läroböcker i atmosfärfysik.

    Maxwell har diskuterat frågan om konvektiv jämvikt i sin lärobok om värme. Boken finns som pdf på nätet:
    J. Clerk Maxwell (1888). Theory of Heat. Longmans and Green, utgåva 1902, sid 330-331.

  34. 43
    Pelle L

    Thomas P #39
    Du skriver
    ”relevant kapitel i IPCC:s rapport där det framgår hur etablerade klimatmodeller tar med olika relevanta effekter”.

    Hur var det nu de här klimatmodellerna (jag har tyvärr glömt hur många de är)?
    Hur väl har de lyckats beskriva klimatutvecklingen så här långt?

    Nej, den där draken är i varje meningsfull aspekt både dödad, flådd och uppäten redan.
    Men släng in benknotorna under bordet så är den nog livs levande och färdig för nya stordåd redan i morgon, liksom galten Särimner.

    Smaklig måltid :)

  35. 44
    Slabadang

    Hur går det för dig tycker du Thomas P? :)

    Kul idè att relatera till klimatmodeller som inte har en siffra rätt. Innovativt är väl det artigaste man kan säga och vilka ”relevanta” lagar som gäller och deras tillämpning och inbördes avvägning skall då hittas i kommunikationen mellan en självutnämnd klimathotsexpert och klimatmodeller som räknar fel. Du e kul du Thomas! Du vet väl samtidigt att det aldrig är för sent att ge upp?

  36. 47
    Börje S.

    #40 Slabadang

    Och som du sett beror den minskande havsnivåhöjningen på att 2000-talets La Niñas har flyttat vatten från oceanerna och dumpat det på Brisbane och Somerset, vilket dolt den sanna, människoskapade havsnivåhöjningen. Pga detta måste de uppmätta nivåerna justeras. Judith Curry sammanfattar:

    • observations from 1992-2002 are 3.4 mm/yr
    • observations from 2003-2011 are 2.4 mm/yr
    • when corrected for an abundance of La Ninas, sea level rise from 2003-2011 is ‘adjusted’ to 3.3 mm/yr

    Och i Amerikat har U.S. National Climactic Data byt sätt att presentera väderstatistik. I samband med detta har alla de uppfinningsrika temperaturjusteringarna, nämligen nedåt kalla år före 1980 och uppåt därefter som genomförts bit för bit arbetats in i diagrammen. Det resulterar i att föregående medeltemperaturhöjning pr decennium, 0,088ºF nu blivit ännu bättre: 0,135ºF!

    Visst är det häftigt det där att man kan förbättra ett resultat så bara genom att dra ifrån lite här och lägga till lite där! Det har fått mig att fundera lite på om jag ska hacka mig in på mitt konto och lägga till ett par nollor till mitt usla saldo. Jag menar ett par nollor är ju ingenting, så något brott är det inte, eller hur?

    http://wattsupwiththat.com/2014/04/29/one-way-adjustments-the-latest-alteration-to-the-u-s-climate-record/

    Samtidigt har Gosselin medelat att Tyskarnas motsvarighet till SMHI, DWD beskrivit den, enligt deras egen statistik sedan 1999 fallande temperaturen, som att uppvärmningen fortsätter och ”Die Klimaforschung geht davon aus, dass sich diese Trends bis zum Jahr 2100 weitgehend so fortsetzen dürften.”

    • SMHI jobbar med sina meterhöga havsnivåhöjningar (och glömmer alldeles bort kontinentalhöjningen)

    • DWD jobbar med att förutspå att en temperaturhöjning, som inte existerar, kommer att utan avbrott fortsätta till år 2100

    • I USA jobbar man stenhårt med att justera temperaturhistoriken så att Obama äntligen kan sätta i gång med att låta energipriserna öka med raketfart

    • På grundval av all desinformation som väller ut i floder från den etablerade expertisen som talar emot sin egen statistik pågår i skolor och dagis i hela västvärlden samma desinformation om klimatläget av från i frågan blåsta lärare med benägen hjälp klimathotsprofitörer som t ex WWF och Greenpeace. Ungarna får hitta på och spela i teaterpjäser där de drunknar av havsnivåhöjningarna (1-3mm/år) och svettas ihjäl av uppvärmningen (0,7ºC/sekel) och döden dör för att farfar kör bil och för att korna rapar metan.
    Tanken är väl att de så småningom ska utvecklas till framtidens klimatjugend/klimathotsgardister som lastar klimathotsskeptiker på lastbilar för att transport till närmsta stad med offentlig arkebusering av dessa på torget (har just läst en sammanfattning av Maos (Marurice Strongs sketna förbild) illgärningar inklusive kulturrevolution och allt).

    (Nu tog jag allt i! Men, för tusan, vad är mina möjligen små överdrifter om klimatjugend jämfört med Världsbankrens 4-meters havsnivåhöjningarfantasier på 45 år, som den fick häva ur sig utan att en enda jäkel som betvivlade detta tilläts uttala sig i etablerad media?)

    Och Kineserna, Indierna, Brasilianarna och Ryssarna tittar glatt nyfiket och intresserat på alltmedan västvärlden gräver sin egen grav.

  37. 48
    Börje S.

    #43 Pelle L

    Jag minns siffran: 117 stycken, varav 4 närmar sig uppmätt temperatur om man använder sig av den övre gränsen för felmarginalen. Resten är way out.

  38. 49
    Börje S.

    #39 Thomas

    Visst är klimatmodelleringarna fantastiska när man väl förstått att det kommer att bli tvärtom!

    Här är t ex de senaste framgångarna inom konsten att datormodellera det framtida klimatet:

    http://stevengoddard.files.wordpress.com/2014/04/screenhunter_75-apr-29-16-48.gif

    Jämför sedan med det uppmätta resultatet! Då ser du tydligt att det faktiskt är så: Utgå från att allt blir tvärtom så kan vem som helst t ex du eller jag förutsäga det framtida klimatet, förlåt vädret (väder och klimat är nämligen inte alls samma sak, förstår du)!

    http://stevengoddard.files.wordpress.com/2014/04/yeartdeptus-8.png

    I alla fall jag förstår fullkomligt din allerstädes uttryckta beundran för vad de duktiga klomatmodellerarna kan åstadkomma. Bara man vet hemligheten om hur resultaten ska betraktas så är de nästan lika bra som kristallkulor eller skådande i lammränta.

    Slantsingling däremot har de ännu inte förmått att slå vad resultaten anbelangar. Men de utvecklas ju hela tiden så kanske de kan tävla med denna 50-procentrigt säkra metod någon gång i en avlägsen framtid.

    Men då, år 2100 är vi nog döda båda två, antar jag. Med undantag för mig förstås.

  39. 50
    Börje S.

    När jag såg diagrammen från #49 tänkte jag direkt på en som jag kanske dragit förut här på bloggen. Den härrör från den tid man svarade med sitt telefonnummer:

    – Hallå, detta är 124735

    – Herrejävlar, inte en siffra rätt

    Efter de 40 år som gått sedan jag först läste den i Blandaren tycker jag fortfarande den är skitrolig.

    (Sådan är jag. Det är dessvärre inget att göra åt.)

  40. 51
    Börje S.

    Min kommentar inväntar tydligen granskning. Medan vi väntar:

    Ni vill säkert höra ett av Blandaren refererat telefonsamtal till!

    Jaså, inte det?

    Ni får protestera hos moderatorn. Här kommer det:

    – Hallå, vem är det jag talar med?

    – Hans Majestät Konungen.

    – Vems sa ni?

    Ytterligare att typiskt telefonsamtal:

    – Ni har fått fel nummer!

    – Va fan vet ni om det?

    (Förlåt, jag ber hundra gånger om tusen krornor men kunde inte låta bli när väl tanken på telefonsamtal slagit rot i min arma skalle. Moderatorn får fixa`t)

  41. 52
    Thomas P

    Pehr #42 ”Teorin om konvektiv jämvikt som CG berör är inte alls praktiskt värdelös”

    Vidare diskussion här är meningslös. Du hittar åter på vad du anser att Ribbing borde ha sagt istället för att diskutera vad han faktiskt säger och sen menar du att jag har fel när jag envisas med att diskuterar Ribbings inlägg. Etablerade radiativa-konvektiva modeller är användbara, men det är inte vad Ribbing talar om. Du kan glädja dig åt att du får stöd av gruppens vanliga pöbel.

  42. 53
    lennart bengtsson

    Stickan 17

    Såväl kortvågig som långvågig strålning mäts med satellit med hög spektral upplösning. Mätnoggrannhet är mycket god med det finns forfarande problem med sampling på grund av moln särskilt på höga latituder. Det finns ett stort antal vetenskapliga publikationer här från de senaste 3-5 åren. Det är huvudsakligen samplingen som gör att vi ännu inte kan beräkna skillnaden mellan den totala inkommande och den totala utgående strålningen i globalt och årligt medelvärde bättre än 1-2 W/m2. Detta är inte tillräckligt för att bestämma strålningsobalansen utan detta görs bäst från värmeackumulationen i hela klimatsystemet ( ca 90% går till havet). Ett genomsnittligt värde för de senaste 40 åren ligger på 0.3-0.5 W/m2.

    Rosenhane 32

    Klimatet är ingenting annat än ett medelvärde inklusive varians och extremvärden av allt väder under en längre period, normalt 30 år vilket egentligen borde vara minst 50 år eller tom 100 år.
    Extrema variationer är inte särskilt ovanligt vilket dagens Uppsala studenter kommer att uppleva i natt jämför med vad vi hade i söndags och måndags. Orsaken beror på att atmosfärströmning lätt bildar kraftiga horisontella gradienter. I ett klimat med stora temperaturmotsättningar mellan pol och ekvator är detta vanligare. För de som intresserar sig för extremväder så bör man notera att extremt varma episoder inte var ovanliga tidigare. Den varmaste dagen hittills i Uppsala inträffade den 22 juli 1865 och den allra högsta temperaturen (+37.2°C) i Uppsala den 9 juli 1933.
    Det var ingen brist på idéer under 1930-talet vad värmen kunde bero på. En av de mer originella förklaringarna som cirkulerade under denna tid var orsaken de allmänna radioutsändningar. Eftersom människan har ett behov av enkla förklaringar tar man vad man haver och ju mer primitiv den vetenskapliga skolningen är desto mer ohämmad är fantasin. Detta har förstärkts under senare år där media snarare späder på fördomar i stället för att reda ut dem och flera av våra politiker tycket det viktigaste är att människornas oro måste tas på allvar även om den helt saknar en förnuftig grund. Det är av denna anledning som Sverige och Europa vidmakthåller en medeltida inställning till genforskning och delvis också till kärnenergiforskning. Om detta fortsätter kommer vi snart att hamna på den övergivna kartan. Utvecklingen sker numera i stigande omfattning i andra delar av världen
    LennartB

  43. 54
    Rosenhane

    Lennart Bengtsson 53

    Vilken härlig idé – den globala uppvärmningen som inte finns skulle bero på allmänna radiosändningar!
    Som hämtat från kommunfullmäktige i Vingngåker! :) :) :)

  44. 55
    stickan no1

    Lennart Bengtsson # 53

    Mätning av strålningspektrum från satelliter är väl känt, även av mig,
    Exempel:
    Ex. http://acmg.seas.harvard.edu/people/faculty/djj/book/bookchap7-15.gif
    Notera att temperaturkurvorna är inlagd enl SB.
    det jag letade efter var att översätta tempen till höjd för olika våglängder i y axeln.
    Dvs effektiv utstrålande höjd som funktion av våglängd.
    gärna för olika fall: ”clear sky” artktis sommar och vinter tropiker hav osv.

    Jag upplever att man använder medelhöjden medvetet för att gömma/glömma vilken höjd CO2 har en påverkan på jordens energibalans. Eftersom det atmosfäriska fönstret ingår i medelhöjdens total måste någon annat del av spektrat ligga betydligt högre ön medelhöjden. Om det är CO2 är dessutom det atmosfäriska fönstret avsevärt bredare än aktivt CO2 ”fönster”.
    Det skulle skjuta upp CO2 fönstret än högre för att få en medelhöjd för utstrålning vid 500 mb.

  45. 56
    Mats G

    #54
    Finns många härliga idéer genom tiderna.
    Några få favoriter.

    Hastigheter över 30 km skulle göra människor vansinniga.
    Eter.(Finns alltså inte).
    Förklaring varför det finns dinosauriefynd för de som inte trodde på evolutionen. Gud placerade dem där så folk skulle ha nåt att göra.

  46. 58
    charlie

    Thomas 52, 34 och 25
    Du har helt rätt i att en cylinder med luft inte får en adiabatisk temperaturgradient utan vidare. Om gradienten från början är större (varmare i botten/kallare i toppen) kommer konvektionen att sätta igång och sträva efter att det blir en adiabatisk gradient. Om gradienten från början är mindre eller om det är varmare överst, blir det ingen konvektion och det uppstår ingen adiabatisk gradient.
    Jag tror att det beror på att termodynamiken inte kräver att molekylerna har samma totala energi U.

  47. 59
    Björn

    Lennart Bengtsson [53]; Det är inte bra att vara fast i gamla föreställningar. Här är något mer om den ”top-down” mechanisms, som jag nämnde om i en tidigare kommentar i denna tråd. Jag gissa att vi börjar närma oss en punkt där detta begrepp mer och mer får inflytande på en ganska stillastående och konservativ klimatforskning. Innehållet i nedanstående länk är mycket läsvärt och tänkvärt för alla, i tider då oväntade förändringar i väderstrukturen förändras snabbt:

    http://theresilientearth.com/?q=content/earths-climate-follows-suns-uv-groove

  48. 60
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Thomas P #52 och 39
    Pehr har redan förklarat dina misstag, och de verkar ha gemensamt att du inte uppfattat hur strängt det adiabatiska villkoret är. Om man sätter en värmepump mellan de två cylindrarna du inför, är det som sagt inte uppfyllt. Jag skrev tydligt i mitt inlägg om två mer verklighetsnära invändningar: vind och inversion. Det är en liten poäng att att inversionen uppträder enbart när det är vindstilla.
    Jag har sålunda inte påstått att den adibatiska beskrivningen är fullständig – det har jag också tidigare argumenterat med Hans Jelbring om. Däremot ar det en värdefull delbeskrivning att ställa upp gentemot de extrema försöken att göra gradienten till ett resultat av enbart strålningstransport.

    Därmed över till två försummelser.
    Jag var inte medveten om/kom ihåg Pehrs beskrivning av den kombinerade konvektiva/radiativa jämvikten. Den borde jag ha hänvisat till, ty det bör vara något sådant som ger den bästa bilden.
    Det är också ett frågetecken om varför Eschenbach inte nu står som författare till det blogginlägg jag hänvisat till. När jag först hittade texten fanns hans namn bredvid, och jag nappade på den koppling han gjorde mellan den adibatiska beskrivningen och den självreglerande yttemperaturen. Och jag har som sagt frågetecken för de figurer han ritat för att illustrera den tanken. Det var mitt huvudskäl för att skriva inlägget.

  49. 61
    Thomas P

    Charlie #58 Glöm inte konduktion. Det är en rätt långsam process i gaser, men garanterar att gasen når samma jämviktstillstånd oberoende av starttillstånd, dvs enligt mig konstant temperatur och enligt Ribbing abiabatisk gradient.

    Ribbing #60 ”Om man sätter en värmepump mellan de två cylindrarna du inför, är det som sagt inte uppfyllt. ”

    Så det spelar ingen som helst roll hur litet värmeflödet är, temperaturgradienten ändras signifikant ändå? Det låter fortfarande bara som ett försöka att slingra sig. Det jag kom med vara i alla fall bara ett tankeexperiment för att visa hur absurda resultat du får. Det blir ingen gradient om systemet är helt isolerat heller.

    ”Däremot ar det en värdefull delbeskrivning att ställa upp gentemot de extrema försöken att göra gradienten till ett resultat av enbart strålningstransport.”

    Och vilka är det efter Arrhenius som gjort något sådant? Konvektionen är med sedan länge, men då i en korrekt tappning, inte Jelbrings vanföreställningar om att den uppstår i ett isolerat system.

    ”Jag var inte medveten om/kom ihåg Pehrs beskrivning av den kombinerade konvektiva/radiativa jämvikten. ”

    Det är annars grunden i sammanhanget vilken man som läsare förutsätter att en akademiker som tar sig för att skriva om atmosfärens temperaturprofil känner till. I nuläget förstår jag inte vad du egentligen försökte säga och vad du menar skulle varit både nytt och korrekt. Förvirringen om vem som egentligen skrev texten du okritiskt tog till dig är symptomatisk.

  50. 62
    charlie

    Thomas 61. Jag har inte glömt värmeledning. Håller med om att gasen till slut får samma temperatur i hela cylindern i det tänkta fallet. Ville bara betona att konvektion uppstår när temperaturgradienten i luften är större än den adiabatiska.
    C-G 60. Anledningen till att temperaturen i troposfären stämmer ganska bra med den adiabatiska temperaturgradienten är ju att vi har så mycket värmning vid marken och kylning högre upp att konvektion kan uppkomma. Både värmningen av marken och kylningen sker förstås genom strålning (från solen resp mot ”tomma” rymden), medan transporten från mark till högre luftlager är en kombination av konvektion, latent värme, strålning och ledning. Håller med dig om att vilken transportmekanism som dominerar inte spelar någon roll för principen, men utan kylning av den övre delen av troposfären får man inte den gradient vi observerar. I stratosfären ökar ju temperaturen med höjden. Varför? Samma fysik gäller väl där som i troposfären?

  51. 63
    Thomas P

    Charlie #62 Vämning vid marken och kylning vid toppen är nödvändigt för konvektion, men man måste också hindra att värmen försvinner direkt från marken till rymden som IR-strålning och det är där växthusgaserna kommer in. Om man nu till skillnad från Jelbring m fl tror att dessa har någon betydelse…

  52. 64
    charlie

    Thomas 63. Värmen måste på något sätt överföras från marken/jordytan till de lägre luftlagren (inte direkt från ytan till rymden). Så långt är vi överens. Om IR-strålning från ytan och absorption i just växthusgaser är nödvändigt för att gradienten ska bli stor nog för konvektion vet jag inte. Men att det påverkar är jag helt med på. Det är en av mekanismerna för värmeöverföring från markyta till luft, men avdunstning och ledning direkt till luften (speciellt om luften rör sig) är absolut inte försumbara heller.

  53. 65
    Pär Green

    Thomas P och inställning!

    Thomas förespråkare av VVS el (vind,våg,sol) försvaras med samma oerhörda betydelse likt ”pulvervatten”!
    1 del mängd pulver + 1 liter vatten är klimatsmart och därför nödvändigt!
    Men minskar inte vattenmagasin lika lite som vvs el endast kräver bibehållen kapacitet på kraftverk!
    Samt påverkar menligt förutsättningar på nederbörd, framför allt i mängder med snö, som Thomas är helt övertygad om att det enbart garanterat blir en notis i historians minne!
    Föreslår att Thomas ägnar 200 % på att bekräfta en påhittat anledning till att samtliga skall uppskatta en förträfflig/överlägsen undermålig ljuskälla!

  54. 66
    Pehr Björnbom

    Thomas #52,

    “Etablerade radiativa-konvektiva modeller är användbara, men det är inte vad Ribbing talar om.”

    C-G har om jag inte minns fel studerat atmosfärfysik. Och det är atmosfärens temperaturgradient som blogginlägget handlar om. C-G har dessutom påpekat att han inte tror på drakdödarargument. Lennart Bengtsson verkar också förstå vad C-G skriver på liknande sätt som jag och på annat sätt än du.

    Varför ber du inte C-G att klargöra för dig vad han talar om, om du verkligen tror att han talar om något annat än det han anger i rubriken och i kommentarerna?

    ”Du kan glädja dig åt att du får stöd av gruppens vanliga pöbel.”

    Du har tydligen tagit till dig uttryckssätten från 1800-talets gamla överhet som såg ner på de lägre samhällsklasserna dvs. pöbeln. Ser vi månne hur en ny slags elitism börjar formas? Har du börjat med skorrande r också? :)

  55. 67
    Pehr Björnbom

    Thomas, C-G med flera,

    Maxwell har diskuterat konvektiv jämvikt i sin bok Theory of Heat från 1888, sid 330-331:

    Först skriver han så här som är det resonemang som Thomas menar bevisar hans åsikt:

    ”The second result of our theory relates to the thermal equilibrium of a vertical column. We find that if a vertical column of a gas were left to itself, till by the conduction of heat it had attained a condition of thermal equilibrium, the temperature would be the same throughout, or, in other words, gravity produces no effect in making the bottom of the column hotter or colder than the top. This result is important in the tneory of thermodynamics, for it proves that gravity has no influence in altering the conditions of thermal equilibrium in any substance, whether gaseous or not. For if two vertical columns of different substances stand on the same perfectly conducting horizontal plate, the temperature of the bottom of each column will be the same ; and if each column is in thermal equilibrium of itself, the temperatures at all equal heights must be the same. In fact, if the temperatures of the tops of the two columns were different, we might drive an engine with this difference of temperature, and the refuse heat would pass down the colder column, through the conducting plate, and up the warmer column; and this would go on till all the heat was converted into work, contrary to the second law of thermodynamics. But we know that if one of the columns is gaseous, its temperature is uniform. Hence that of the other must be uniform, whatever its material.”

    Men sedan skriver Maxwell att något annat gäller för atmosfären, dvs. Thomas resonemang är inte enligt Maxwell giltigt i det sammanhang som vi diskuterar här:

    ”This result is by no means applicable to the case of our atmosphere. Setting aside the enormous direct effect of the sun’s radiation in disturbing thermal equilibrium, the effect of winds in carrying large masses of air from one height to another tends to produce a distribution of temperature of a quite different kind, the temperature at any height being such that a mass of air, brought from one height to another without gaining or losing heat, would always find itself at the temperature of the surrounding air. In this condition of what Sir William Thomson has called the Convective equilibrium of heat, it is not the temperature which is constant, but the quantity ϕ (entropin, min anmärkning), which determines the adiabatic curves.

    In the convective equilibrium of temperature, the absolute temperature is proportional to the pressure raised to the power (γ-1)/γ, or 0,29.

    The extreme slowness of the conduction of heat in air, compared with the rapidity with which large masses of air are carried from one height to another by the winds, causes the temperature of the different strata of the atmosphere to depend far more on this condition of convective equilibrium than on true thermal equilibrium.”

  56. 68
    Thomas P

    Pehr #66 Noterade du vad Ribbing skrev i #60 ”Jag var inte medveten om/kom ihåg Pehrs beskrivning av den kombinerade konvektiva/radiativa jämvikten. Den borde jag ha hänvisat till, ty det bör vara något sådant som ger den bästa bilden.”

    Du försöker hela tiden hävda att Ribbing från början talat om radiativ/konvektiv jämvikt och här tackar han dig för att du påtalade att en sådan teori existerar. Hur bra tycker du det går ihop?

    ”Men sedan skriver Maxwell att något annat gäller för atmosfären, dvs. Thomas resonemang är inte enligt Maxwell giltigt i det sammanhang som vi diskuterar här”

    Jag diskuterar det Ribbing sa om jämvikt i ett isolerat system: ”Om gasen antages befinna sig i en sluten vertikal cylinder utan värmeutbyte med omgivningen kräver termodynamiken att molekylerna har samma totala energi U”. Du försöker ständigt täcka upp för Ribbings okunskap vilket denne tacksamt tar emot.

  57. 69
    charlie

    Pehr #67. C-G #60.
    Jag verkar vara överens med Maxwell och Thomas om att en cylinder med luft som isoleras och lämnas åt sig själv till slut får samma temperatur rakt igenom. Är ni också med på det? I #67 verkar det som om Pehr är det, men jag förstår inte om C-G är det i artikeln och i #60.
    Så, över till atmosfären och Maxwells och Thomsons resonemang om vinden som skapar en temperaturgradient. Jag har vant mig vid tanken att det är temperaturskillnader som via tryckskillnader ger upphov till vindar, men det är intressant att tänka tvärtom ett tag.
    Om vi tar den isolerade cylindern och inför fläktar som tvingar luften till rörelser uppåt och neråt, ska en temperaturgradient uppstå enligt Maxwell och Thomson. Ja, så blir det nog. Vi tillför ett arbete, luften passerar områden med olika tryck, så den borde få olika temperatur beroende på trycket.
    Kan man dra följande slutsatser av detta och atmosfärens uppmätta temperaturprofil?
    – I troposfären finns (gott om) vindar som för luft uppåt och neråt.
    – I stratosfären saknas (nästan) vindar som transporterar luft vertikalt.
    Följdfråga:
    – Vilken skillnad mellan troposfären och stratosfären är avgörande för deras olika egenskaper vad gäller vertikala vindar.

  58. 70
    Thomas P

    Charlie #69 ” Vilken skillnad mellan troposfären och stratosfären är avgörande för deras olika egenskaper vad gäller vertikala vindar.”

    Två faktorer: dels blir atmosfären mer genomskinlig för IR på högre höjd så värmen kan transporters som strålning istället för som konvektion och dels så har vi i stratosfären och uppåt absorption av UV-strålning från solen som värmer dessa lager och skapar inversion.

  59. 72
    Pehr Björnbom

    Thomas #68,

    Det jag velat diskutera är temperaturgradienten i atmosfären och vad som påverkar denna. Det är detta som jag uppfattar som ämnet för C-Gs blogginlägg. Jag tycker att jag nu har fått fram det jag ville säga något så när i alla fall.

  60. 73
    Pehr Björnbom

    Charlie #69,

    Jag konsulterade min lärobok i atmosfärfysik på doktorandnivå:
    Murry L. Salby. Fundamentals of Atmospheric Physics, Volume 61 (International Geophysics) (Kindle Locations 2119-2130). Kindle Edition.

    Jag kom fram till följande beskrivning, hoppas att den kan vara till nytta för dig.

    Troposfären blandas om effektivt på grund av olika former av konvektion inte minst så kallad cumuluskonvektion. Denna konvektion beror på att solen värmer jordytan och luften närmast denna så att den varmare luften stiger uppåt och åstadkommer starka luftrörelser, som vid ett värmeelement. Detta kallas naturlig konvektion. Den effektiva tiden för luftens förflyttning mellan ytan och tropopausen är bara ett par dagar. Detta är en kort tidsskala jämfört med värmeöverföringseffekterna. Eftersom troposfären i genomsnitt är mycket fuktig så blir de vertikala luftrörelserna i genomsnitt i det närmaste våtadiabatiska vilket ger en våtadiabatisk temperaturprofil. Troposfären strävar mot en våtadiabatisk konvektiv jämvikt enligt principen att god omblandning måste leda till samma temperaturprofil som vid jämvikt.

    I stratosfären är däremot konvektionen mycket svag. Detta beror på att den värms genom att ozon absorberar ultraviolett strålning från solen på ett sådant sätt att temperaturen stiger med höjden, i stället för att minska med höjden som i troposfären. Detta kallas inversion och en luftmassa med en sådan temperaturprofil blir mycket stabil och blandas inte om eftersom varmare luft är lättare än kallare och redan ligger överst. Tidsskalan för vertikala luftrörelser är alltså mycket lång i stratosfären så att dess temperaturprofil kommer att domineras av värmeöverföring genom strålning.

  61. 74
    Thomas P

    Pehr #72 ”Det jag velat diskutera är temperaturgradienten i atmosfären och vad som påverkar denna.”

    Och tänk, jag som efter ditt inlägg #19 trodde att det handlade om att förolämpa mig och täcka upp för Ribbings små misstag. Vad Ribbing egentligen avsåg att säga får väl förbli ett mysterium.

  62. 75
    Pehr Björnbom

    Thomas #74,

    Som jag redan sagt var detta inte personligt menat utan bullshitvarningen syftade på innehållet i din kommentar. På grund av sammanhanget framstår Maxwells inställning i din kommentar som precis den motsatta till den han verkligen hade.

  63. 76
    Thomas P

    Pehr #75 ”På grund av sammanhanget framstår Maxwells inställning i din kommentar som precis den motsatta till den han verkligen hade.”

    TP: ”Det där att man får en temperaturgradient i en termiskt isolerad gas utsatt för ett gravitationsfält härrör från Loschmidt medan Boltzmann och Maxwell var av motsatt uppfattning. ”
    Maxwell: ”The second result of our theory relates to the thermal equilibrium of a vertical column. We find that if a vertical column of a gas were left to itself, till by the conduction of heat it had attained a condition of thermal equilibrium, the temperature would be the same throughout”

    Problemet med dig är att du aldrig kan läsa en text för vad som verkligen står där utan alltid skall ”tolka” den efter vad du tycker borde stå där. Detta gäller både för Ribbings inledande inlägg och min kommentar, där Ribbing är i ditt lag så du ”tolkar” honom så att han får rätt medan jag är på fiendesidan och alltså skall tolkas illvilligt så att jag har fel.

  64. 77
    Pehr Björnbom

    Thomas #76,

    Men sedan skriver Maxwell, se min kommentar #67:

    ”This result is by no means applicable to the case of our atmosphere.
    ….
    The extreme slowness of the conduction of heat in air, compared with the rapidity with which large masses of air are carried from one height to another by the winds, causes the temperature of the different strata of the atmosphere to depend far more on this condition of convective equilibrium than on true thermal equilibrium.”

    Tanken i din kommentar kanske var riktig men eftersom sammanhanget avser atmosfärens temperaturgradient så blir den missledande. Läsarna kan tyvärr inte läsa dina tankar och kommer du med en missledande kommentar som den här som får Maxwells åsikter att framstå som precis tvärtom vad de verkligen var så får du finna dig i att bullshitvarning utfärdas.

  65. 78
    Thomas P

    Pehr #77 ”Men sedan skriver Maxwell”

    Och? Vad har det med det felaktiga påstående av Ribbing jag bemötte att göra? Jag bemötte Ribbing förstår du, inte hur du valde att tolka honom, dvs att du blundar för allt han skrev som var fel. Måste jag fråga dig hur du tolkar varje inlägg innan jag tar mig friheten att bemöta det? Kan du inte bara erkänna att Ribbing hade fel och att jag hade rätt eftersom det ju ändå är det du säger mellan raderna.

    Man kan också tolka det som att du idiotförklarar övriga läsare på denna blogg när du tror att de inte klarar av att läsa vad jag skriver, dvs att det handlade om en en termiskt isolerad gas, utan automatiskt förutsätter att det handlade om jordens atmosfär. Fast i grunden tror jag att det bara handlar om laganda och då håller du för näsan och försvarar Ribbing och Jelbring även när du vet att de har fel. Ditt tidigare hårklyveri om att ett system inte är strikt adiabatiskt om man har någon värmetransport, oberoende av hur liten, från det, känns mest som avsikligt bullshitting.

  66. 79
    stickan no1

    En annan mycket viktig sak som nästan aldrig tas upp vid populärbeskrivningarna av växthuseffekten beräknas är atmosfärens emissivitet. Den är låg.
    Beroende på höjd och mängd vattenånga, är emissiviteten allt från 0,5 till 0,9 under clear sky conditions
    Det sänker den genomsnittliga höjden för utstrålning rejält.
    Std formler:
    heat absorbed by planet = (1 – a) πR2So
    heat radiated from planet = ε (4πR2) σT4 ==> ε(4πR2 ) σTe4 = (1 – a) πR2So
    ==> Te = [(1-Aa)So / ε4σ] 1/4
    So= 1364 W/m2 A=0,3 och en emissivitet om 0,66 ger en jämviktstemperatur på hela 282 K.

    hmmmm.

  67. 81
    Stickan no1

    Nu får du fundera ett varv till Thomas.

    Surface emissivity har vi ju tillsammans visat att det inte spelar någon roll då IR i huvudsak strålar från atmosfären och inte från markytan mot rymden.
    Det som absorberas skall balanseras mot det som strålas ut mot rymden och det gör det från atmosfären. Alltså är det atmosfären emissivitet mot rymden som är av intresse. Den ÄR låg.

  68. 82
    Thomas P

    Stickan #81 Nu är du mer än lovligt förvirrad när du blandar äpplen och päron. Gör om, gör rätt!

  69. 83
    charlie

    Pehr #73 och Thomas #70.
    Tack för svar. Intressant att ni väljer så olika vinklingar. Stimulerande för mig.
    Jag saknar kommentar från C-G, men har överseende. Det är ju valborg och 1:a maj. För många Uppsalabor viktigare än alla andra helger tillsammans!

  70. 84
    Stickan no1

    Då får vi ta det steg för steg också du förstår Thomas. ;-)
    Solen värmer atmosfären och jordens yta. Inkommande energi.
    För att balansera denna inkommande energi från rymden skall samma mängd energi lämna planeten mot rymden.
    Utgående energiutbytet mellan rymden och planeten sker intill största delen mellan atmosfären med låg emissivitet och rymden.
    Jordytans emissivitet spelar ingen stor roll då utbytet inte sker mellan jordytan och rymden.

  71. 87
    Douglas Cotton

    I have written a book about this. There is a further corollary to the gravito-thermal effect which is the ”heat creep” mechanism whereby thermodynamic equilibrium (with its isentropic conditions implying a thermal gradient) is being restored when new energy at the top of a planet’s troposphere (eg Uranus or Venus) is absorbed and can then move up the temperature gradient. You can look inside the book here …
    http://www.amazon.com/dp/1478729228#reader_1478729228

  72. 88
    Douglas Cotton

    Maxwell was wrong in his invention of ”convective equilibrium” because the only equilibrium state that the Second Law of Thermodynamics says will evolve is thermodynamic equilibrium. Such equilibrium does not have isothermal conditions in a gravitational field. Instead it is a state of maximum entropy and thus no unbalanced energy potentials. This means that the mean sum of gravitational potential energy and kinetic energy is homogeneous. Then, because potential energy varies, we know that mean kinetic energy per molecule (that is, temperature) varies. May I suggest you read my Amazon book ”Why It’s Not Carbon Dioxide After All” because this is a critical issue, and what then can be deduced completely demolishes the radiative greenhouse conjecture. Radiation does not determine the temperature of planetary surfaces – not on Venus and not on Earth where the thin surface layer of the oceans is almost completely transparent to solar radiation, but not at all absorbing of atmospheric radiation from colder regions. Please see my website.

  73. 90
    Pehr Björnbom

    Douglas Cotton,

    My opinion is that James Clerk Maxwell was right to accept Lord Kelvin’s “invention” of convective equilibrium in the troposphere. I have the following view of equilibrium in air. If we let a mass of air relax to equilibrium the first most rapid relaxation would be approaching convective equilibrium, resulting in an adiabatic vertical temperature profile. After that internal radiation in the air mass, after most of the movement in the air mass has ceased, will drive the air mass to another equilibrium state with a much longer relaxation time. In this state the vertical temperature profile would be isothermal. Conduction of heat is very slow in air and will not be important in this context. When there is much turbulence in the air an appoach to convective equilibrium with adiabatic temperature lapse rate is favored. In calm conditions especially during nighttime instead relaxation towards an isothermal lapse rate could begin, resulting in inversion.

    If the air is dry it will relax to a dry convective equilibrium with a lapse rate of 10 K/km. If the air is wet and behaves as a two-phase system it will relax to a wet convective equilibrium with a lapse rate of 6,5 K/km. That wet convective equilibrium is what Manabe and Wetherald (1967) used as a basic assumption for the troposphere in their seminal modelling study. They assumed that an unstable atmosphere rapidly relaxed to the wet convective equlibrium state while in a stable atmosphere the vertical temperature profile would be determined by radiative transfer.

    Manabe, S., and R. Wetherald (1967). Thermal equilibrium of the atmosphere with a given distribution of relative humidity. J. Atmos. Sci., 24, 241-259.
    http://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/sm6701.pdf

    Hence the convective equilibrium is an important concept in combination with radiative transfer for understanding the behaviour of the atmosphere. That combination may be called radiative-convective equilibrium. According to the model of Manabe and Wetherald the surface temperature increased 1-3 degrees C when the carbon dioxide mixing ratio was doubled depending on assumed behaviour of water vapor.

    Read more: http://www.klimatupplysningen.se/2012/06/01/vaxthuseffekten-och-grundlaggande-principer-for-klimatkansligheten/

  74. 91
    Douglas Cotton

    Pehr wrote: ”In this state the vertical temperature profile would be isothermal. ”

    No it would not be. The state of maximum entropy cannot possibly be isothermal in a force field. The Ranque-Hilsch vortex tube demonstrates this, as did 850 meticulous experiments by Roderich Graeff. An isothermal state would have unbalanced energy potentials, there being more gravitational potential energy at higher altitudes which would not be offset by a reduction in kinetic energy. Upward advection can stop in the early pre-dawn hours and even reverse direction, even though the higher altitude is still cooler. This is explained in my book, based on the laws of physics.

    Consider the nominal troposphere of Uranus where it is hotter than Earth at the base, though there is no solar radiation or surface down there. How does the required energy get into the surface of Venus in order to raise its temperature 5 degrees during its 4-month-long day? This is answered in my book. The book also explains why the ”wet” rate is less steep and why more water vapour thus leads to cooler supported surface temperatures, as the empirical study in the Appendix showed to be the case. This debunks the greenhouse conjecture.

    Read this whole article on the second law of thermodynamics and the rest of my response is in my book linked here.

  75. 92
    Douglas Cotton

    Pehr wote: ”compared with the rapidity with which large masses of air are carried from one height to another by the winds”

    Wind tends to equalise temperatures. Consider Foehn winds, for example, or wind from a warm valley blowing up a mountain slope causing it to be warmer at the top, or strong downward winds at the South pole causing the temperature in the whole troposphere there to be fairly uniform. You have it all around the wrong way. In calm conditions (such as in the Uranus troposphere) solar energy absorbed at the top of the troposphere then restores thermodynamic equilibrium (as the Second Law says will happen) and thus transfers energy downwards, maintaining a thermal gradient, (caused by gravity) which is very close to the negative quotient of the acceleration due gravity and the weighted mean specific heat of the gases.

    You cannot assume that the Second Law will not apply. Please be sure that you understand that ”the second law of thermodynamics states that the entropy of an isolated system never decreases, because isolated systems always evolve toward thermodynamic equilibrium, a state with maximum entropy.”

    Now please read the detailed explanation in my Amazon book ”Why It’s Not Carbon Dioxide After All” because I don’t have time to re-write 30 odd pages here. I’m not trying to make money here. If you wish, just email me (anyone) at earth-climate@outlook.com and I’ll send you the MS Word file.

  76. 93
    Douglas Cotton

    Please understand that, with over 50 years’ involvement with physics, I use the terminology of physics in what I write. I do not consider wind to be convection, and it is certainly not an adiabatic process and thus does not produce adiabatic temperature gradients which climatologists incorrectly call lapse rates. The conduction-like process of heat transfer by molecular collision is usually called ”diffusion” in a gas. If the diffusion is driven by a new source of energy (which disrupts a previous state of thermodynamic equilibrium with maximum attainable entropy) then, as that source of energy intensifies, it becomes possible to detect a net flow of gas away from that source. There are still plenty of molecules moving the other way, but, in general, if net molecular movement can be detected on a macro scale we call the process advection.

    The term ”convection” rightly includes diffusion and advection because the boundary between the two is not clear. If the source of new energy stops supplying energy (the Sun sets) then the process continues (assuming calm conditions) until a new state of thermodynamic equilibrium (with a temperature gradient) is established. This is why upward advection can appear to stop in the early pre-dawn hours, even though the temperature gradient remains. For example, in a fairly moist region the temperature may be 287K at the surface and 280K at an altitude 1Km above. If for any reason (such as warm wind blowing in) the temperature is raised at the top to, say, 284K then the direction of convection becomes downwards against the temperature gradient. That’s how the energy gets down into warmer regions from the top of planetary tropospheres even to the base of the troposphere and, for example, into the Venus surface. Likewise on Earth, it is this downward convection up the temperature gradient (which I call ”heat creep” in the book) which supplies the missing energy which back radiation from the colder atmosphere cannot do.

    Note that the gravitationally induced temperature gradient would produce supported surface temperature of nearly 300K on Earth, but inter-molecular radiation between water vapour molecules (and even between carbon dioxide molecules) has a temperature levelling effect. The final state of thermodynamic equilibrium also has to be one of radiative equilibrium, so the net effect on planets like Earth and Venus is that the ”dry” rate is reduced by up to about a third because of this radiation. On Earth it is mostly water vapour which thus leads to lower surface temperatures (as confirmed by empirical data from various locations on three continents over 30 years) and on Venus carbon dioxide and some other radiating gases also lower the surface temperature. It’s all in more detail in my book.

  77. 94
    Pehr Björnbom

    Douglas #91-#93, thank you for all your comments. I disagree with you on many points and elaborating on them would be a matter of several days. The most important of my points is that the theory of convective equilibrium in the atmosphere is completely compatible with the Second Law of Thermodynamics, contrary to your claims.

    You wrote:

    “Pehr wote: ”compared with the rapidity with which large masses of air are carried from one height to another by the winds””

    You are wrong, that text was instead copied and pasted by me from James Clerk Maxwell´s textbook The Theory of Heat (1888). The theory of convective equilibrium that Maxwell discussed is attributed to Lord Kelvin. Do you really believe that Lord Kelvin would disregard the Second Law?

    No, it would be an almost hilarious position to claim that Lord Kelvin would have made such a mistake. According to Wikipedia Lord Kelvin expressed this law in a statement of his own:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Second_law_of_thermodynamics#Kelvin_statement

    “Lord Kelvin expressed the second law as

    It is impossible, by means of inanimate material agency, to derive mechanical effect from any portion of matter by cooling it below the temperature of the coldest of the surrounding objects (Thomson 1851).”

  78. 95
    stickan no1

    Med tanke på hedrandet av andra huvudsatsen inom termodynamiken borde det i logikens namn innebära att det populärvetenskapliga begreppet backradiation som en förklaring på växthuseffekten slutar att användas.
    ”Värme flödar aldrig av sig själv från en kallare kropp till en varmare. ”

    Vad växthusgaserna gör är att blockera transport av energi mha värmestrålning i atmosfären.

  79. 96
    Pehr Björnbom

    Stickan No1,

    Clausius formulering av andra huvudsatsen;
    http://en.wikipedia.org/wiki/Second_law_of_thermodynamics#Clausius_statement

    ”Heat can never pass from a colder to a warmer body without some other change, connected therewith, occurring at the same time (Clausius 1854).”

    Detta innebär att ”back radiation” inte strider mot andra huvudsatsen eftersom denna nedåtgående återstrålning från den kallare atmosfären till jordytan sker samtidigt med uppåtgående strålning som går från jordytan till atmosfären och som för övrigt är större än återstrålningen. Det finns för övrigt analoga förhållanden vid andra typer av värmeöverföring där man kan identifiera en återgående värmeöverföring från en kallare kropp till en varmare samtidigt som det finns en framatgående värmeöverföring från den varmare till den kallare som är större än återgående värmeöverföringen.

  80. 97
    Stickan no1

    Jag citerade Svenska wiki.
    http://sv.wikipedia.org/wiki/Termodynamikens_huvudsatser
    Lite kortare version men det var källan till citatet.

    När man beräknar värmeflödet använder man den teoretiska värmeöverföringen åt båda håll. Men den verkliga värmeflödet går alltid från varmt till kallt.

    Från din egna länk:
    ”In classical thermodynamics, the second law is a basic postulate defining the concept of thermodynamic entropy, applicable to any system involving measurable heat transfer. In statistical thermodynamics, the second law is a consequence of unitarity in quantum mechanics. ”

    Mer läsvärt: http://sv.wikipedia.org/wiki/V%C3%A4rme
    Ex från ovan länk
    ”Allt spontant energiflöde från ett system till ett annat orsakat av en temperaturdifferens mellan systemen kallas värme.”

    Men kanske framförallt:
    ”Begreppsförvirring
    Det råder till viss del debatt inom vetenskapen om hur begreppet värme ska och bör användas. I sin nuvarande form kan användningen av begreppet var motsägelsefullt och ibland rent av missvisande. En studie visade att ett flertal populära läroböcker använde ett språk som innebar flera betydelser av begreppet; att värme är en process för energiöverföring, att det är den överförda energin, att det är en storhet inom systemet, med flera. Studien visade att det inte var ovanligt att flera av dessa varianter i samma text.”

    Backradiation är alltså inte värme. Utan en imaginär skrivbordsprodukt som används för att beräkna det reella värmeflödet.

    Lägg därtill klimatforskningen som direktöversätter W/m2, ”värme” eller effekt till grader (värmer enl en del ) mha av en enkel ekvation så är begreppsförvirringen total.

    Så här ser atmosfärens energibalans ut utan backradiation. Från Nasa:
    http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/images/atmosphere_energy_balance.jpg

    Och med låg emissivitet för atmosfären blir balanstemperaturen i atmosfären mot rymden som enl mitt inlägg #79 hela 282 K.

  81. 98
    Jonas N

    Pehr, begreppet ‘backradiation’ beskriver, precis som du säger, strålningstransport åt ett håll i en situation där det alltid finns strålningstransport åt båda (eg alla) håll samtidigt. Begreppet är både problematiskt att använda (kvantitativt) vetenskapligt iom att är en oren storhet, är (bla därför) missvisande anser jag och bör därför undvikas (ffa för att beskriva och formulera riktig vetenskap)

    Med ‘orent’ menar jag att det (bara) beskriver bara en del av ngt alltid finns. Tex skulle en ökning i sk ‘backradiation’ pga av en ökad IR-spridning i atmosfären omedelbart också öka ngt som då rimligtvis borde kallas ‘forward radiation’ i nästan samma omfattning.

  82. 100
    Pehr Björnbom

    Stickan och Jonas,

    Min syn på detta med ”back radiation” är att det finns två sätt att redovisa resultaten av beräkningar av värmeöverföring genom strålning. Det ena sättet är det som IPCC använder enligt Kiehl och Trenberth:
    http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/faq-1-1-figure-1.html

    Det andra sättet är enligt länken till NASA som Stickan gav:
    http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/images/atmosphere_energy_balance.jpg

    Dessa två sätt att redovisa beräkningarna är principiellt helt likvärdiga enligt min mening. Det man kan säga om Kiehl och Trenberth och IPCC är att deras sätt att visa en stor ”back radiation” på mer än 300 W/m2 som faller ner från himlen kan skrämma folk. Det tycker jag de borde tänka på. Man skall inte skrämmas med klimatet ;)

  83. 101
    Stickan no1

    Jag menar att det IPCC använder enligt Kiehl och Trenberth är rent lurendrejeri då de använder detta uttryck:
    ”FAQ 1.1, Figure 1. Estimate of the Earth’s annual and global mean energy balance. Over the long term, the amount of incoming solar radiation absorbed by the Earth and atmosphere is balanced by the Earth and atmosphere releasing the same amount of outgoing longwave radiation. About half of the incoming solar radiation is absorbed by the Earth’s surface. This energy is transferred to the atmosphere by warming the air in contact with the surface (thermals), by evapotranspiration and by longwave radiation that is absorbed by clouds and greenhouse gases. The atmosphere in turn radiates longwave energy back to Earth as well as out to space. Source: Kiehl and Trenberth (1997).”

    Sista meningen är helt enkelt falskt då det värde som används bara är ett teoretiskt mått på strålning inte ett mått energiflöden.

    Det NASA nu gjort är att visa de reella energiflödena och det tydliggör atmosfärens och därmed växthusgasernas roll att kyla atmosfären mot rymden.

  84. 102
    C-G Ribbing Inläggsförfattare

    Till de som har problem med termen ”backradiation” – som jag också ogillar av pedagogiska skäl. Den strider dock inte mot någon termodynamisk huvudsats. De kanske kan bli lugnade av följande verbala beskrivning av strålningsbalansen för två fasta kroppar. Jag tror att den finns med ekvationer i t ex OSA Handbook of Optics

    Anta att två kroppar befinner sig i vakuum under en perfekt reflekterande huv och att de från början har OLIKA temperatur och dessutom olika emittanser.

    Vi vill gärna att de efter en stund har samma temperatur. Det visar sig att det kan ordnas genom att man summerar två något olika konvergenta, geometriska serier. Förutom direktemitterad strålning från respektive kropp, så består instrålningsserierna av successiva reflektioner av en del av instrålningen mot den andra kroppen. Den mindre summan – som är den totala strålningen från den svalare kroppen – den kan man kalla för ”back radiation”. Som någon har skrivit härovan, så är den helt baserad på strålningen från den varmare kroppen. Den uppnådda temperaturen är någonstans mellan de båda ursprungliga.
    /C-G

  85. 103
    Douglas Cotton

    Pehr: Yes I know Maxwell said that and he disagreed with the brilliant physicist who taught him, Josef Loschmidt, the first to estimate the size of air molecules. If you wish to call upon Maxwell’s authority and leave yourself believing 19th century false claims by Maxwell, then that is your prerogative. But it should not be hard to understand that the Second Law says thermodynamic equilibrium will evolve, and it does so by diffusion and advection (which we can call convection) and it is an adiabatic process. Wind is not an adiabatic process. Where is the wind in the Uranus troposphere where there is no surface at the base, no direct solar radiation and no convincing evidence of long-term cooling or energy generation in the core – yet it’s hotter than Earth?

    The rest of my explanation is in over 30 pages in my Amazon book ”Why It’s Not Carbon Dioxide After All” the text of which I have offered free to any reader here if he/she emails me at earth-climate@outlook.com

    The physics in my book is correct. That in the radiative greenhouse conjecture is not.

  86. 105
    Douglas Cotton

    G C Ribbing.

    Strålning är inte den främsta faktorn för planet yttemperaturer . På jorden , till exempel, är det tunt ytskikt av haven nästan helt genomskinlig , och så är det inte solstrålning vilket förklarar dess temperatur . Det är inte heller tillbaka strålning som inte tränger igenom varmare vatten alls.

    Frågan om överföring av värmeenergi genom strålning är inte klarlagd . Jag skrev en peer-reviewed papper ” utstrålade energi och termodynamikens andra lag ” som du kan hitta på Google . Jag skrev också om det i sammanfattning i min bok ” Varför det är inte koldioxid efter alla” som är på Amazon . Jag citerar från boken nedan …

    Det finns en frekvensfördelning för strålningen från en svart kropp och detta bestäms av Planck -funktionen som på figurerna som anges nedan . Kurvorna för svalare temperaturer alltid finns inom ytan under kurvorna för varmare temperaturer . Den elektromagnetiska energi som faktiskt omvandlas till värmeenergi i en kylare mål kan representeras av området mellan de Planck kurvor för den varmare källan och kylaren målet. Denna strålning, som är representerad av arean under Planck kurvan för kylaren målet är också vanligt att en del av strålningen från den varmare källan. Det är denna gemensamma strålning som är omedelbart åter avges och termen ” pseudo utspridda ” används ibland eftersom resultatet visas på samma sätt som om den infallande strålningen hade slumpmässigt utspridda . All strålning från en svalare källa ( t.ex. jordens atmosfär ) till en varmare mål ( såsom ytan ) är alltså ” pseudo utspridda ” och ingen av dess elektromagnetiska energin omvandlas till värmeenergi . Som förklaras i författarens framställning finns en resonansprocesssom sker endast för den infallande strålning som också utgör en del av den potentiella yttre strålning från målet . Detta är hur målet ” erkänner ” om strålningskällan är från en kropp som är varmare eller kallare än sig själv .

    ————————–

    Radiation is not the primary determinant of planetary surface temperatures. On Earth, for example, the thin surface layer of the oceans is almost completely transparent, and so it is not solar radiation which explains its temperature. Nor is it back radiation which does not penetrate warmer water at all.

    The issue of transfer of thermal energy by radiation is not well understood. I wrote a peer-reviewed paper ”Radiated Energy and the Second Law of Thermodynamics” which you can find on Google. I also wrote about it in summary form in my book ”Why It’s Not Carbon Dioxide After All” which is on Amazon. I quote from the book below …

    There is a frequency distribution for the radiation from a blackbody and this is determined by the Planck function which takes on the shapes indicated below. The curves for cooler temperatures are always contained within the area under the curves for warmer temperatures. The electromagnetic energy which is actually converted to thermal energy in a cooler target can be represented by the area between the Planck curves for the warmer source and the cooler target. That radiation which is represented by the area under the Planck curve for the cooler target is also common to some of the radiation from the warmer source. It is this common radiation which is immediately re-emitted and the term “pseudo scattered” is sometimes used because the result appears the same as if the incident radiation had been randomly scattered. All radiation from a cooler source (such as the Earth’s atmosphere) to a warmer target (such as the surface) is thus “pseudo scattered” and none of its electromagnetic energy is converted to thermal energy. As explained in the author’s paper there is a resonance process which takes place only for that incident radiation which also forms a part of the potential outward radiation from the target. This is how the target “recognises” whether the source of radiation is from a body that is warmer or cooler than itself.

  87. 106
    Douglas Cotton

    ( fortsätter )

    Så, som förklarats ovan , den strålning som utgår från en svart kropp har en frekvensfördelning , och Wiens förskjutningslag berättar att toppfrekvensen ökar proportionellt med temperaturen . Det toppfrekvensenkan ses i ovanstående Planck kurvor och vi bör notera att arean under kurvan representerar den totala strålningsflödetför den angivna temperaturen . Men det är viktigt att förstå att inte alla av den elektromagnetiska energin i det som kommer strålningen faktiskt kom från termisk energi i kroppen själv . I fallet med jordytan , en stor del av den elektromagnetiska energin i det utstrålande strålningen kommer faktiskt från den elektromagnetiska energin i strålningen från den kallare atmosfär. Denna strålning omedelbart åter emitteras av ytan utan att någon av dess elektromagnetisk energi omvandlas till värmeenergi. Den infallande strålningen från en kallare källa har dock sänka takten för strålnings kylning av varmare mål eftersom målet inte behöver använda så mycket av sin egen värmeenergi för att uppfylla sin ” kvot ” av strålning som bestäms av området under dess Planck -kurvan .

    Så, ja, den så kallade ”back strålning” betyder i själva verket att sakta ner den del av ytan kylning som i sig på grund av strålning . Men eftersom dess energi inte går igenom den komplicerade processen för att absorberas och omvandlas till värmeenergi , kan baksidan strålning inte har någon effekt på hastigheten för icke- radiativa kylning av någon planetens yta. Den enda strålning som kan höja temperaturen på ytan måste komma från en varmare källa , nämligen solen. Således Solstrålning komma fram till en planets yta är den enda strålning som spelar en roll i att bestämma en planets yttemperatur . Varken på jorden eller Venus ( eller någon annan planet med en betydande atmosfär ) gör att strålning står för de faktiska observerade planet yttemperaturer , och detta faktum i sig är tillräckligt för att gå till vila all litteratur och ” bosatte vetenskap ” , som skyller den globala uppvärmningen på backa strålning från de utstrålande gaser i atmosfären .

    Läsaren kanske tänker att , om tillbaka strålning saktar yta kylning då det leder till varmare medeltemperaturer . Som svar frågar vi , ” Kyla från vilken temperatur ? ” Poängen är att hela konceptet som back strålning är orsaken till att ” 33 graders uppvärmning” är falsk , eftersom baksidan strålning inte lägga till den värmande effekten av solen.

    —————————–

    (continued)

    So, as explained above, the radiation that emanates from a blackbody has a frequency distribution, and Wien’s Displacement Law tells us that the peak frequency increases proportionally with the temperature. That peak frequency can be seen in the above Planck curves and we should note that the area under the curve represents the total radiative flux for the indicated temperature. But it is important to understand that not all of the electromagnetic energy in the emanating radiation actually came from thermal energy in the body itself. In the case of the Earth’s surface, much of the electromagnetic energy in the emanating radiation actually comes from the electromagnetic energy in radiation from the cooler atmosphere. This radiation is immediately re-emitted by the surface without any of its electromagnetic energy being converted to thermal energy. The incident radiation from a cooler source does, however, slow the rate of radiative cooling of the warmer target because the target does not have to use as much of its own thermal energy in order to fulfil its “quota” of radiation as is determined by the area under its Planck curve.

    So, yes, the so-called “back radiation” does in fact slow down that portion of surface cooling which is itself due to radiation. However, because its energy does not go through the complicated process of being absorbed and converted to thermal energy, the back radiation can have no effect on the rate of non-radiative cooling of any planet’s surface. The only radiation that can increase the temperature of the surface must come from a hotter source, namely the Sun. Thus the Solar radiation getting through to a planet’s surface is the only radiation that plays a part in determining a planet’s surface temperature. Neither on Earth or Venus (or any other planet with a significant atmosphere) does that radiation account for the actual observed planetary surface temperatures, and this fact alone is sufficient to put to rest all the literature and “settled science” which blames global warming on back radiation from the radiating gases in the atmosphere.

    The reader might be thinking that, if back radiation slows surface cooling then it leads to warmer mean temperatures. In response we ask, “Cooling from what temperature?” The point is, the whole concept that back radiation is the cause of that “33 degrees of warming” is false, because back radiation does not add to the warming effect of the Sun.

  88. 107
    Douglas Cotton

    Utdrag ur ” Varför det är inte koldioxid trots allt ” …

    De tropospheres av andra planeter också uppvisa en temperaturgradient , och på Venus att lutningen är bara lite brantare än på jorden , där det i genomsnitt cirka 6,5-7 grader per kilometer . Så varför ser vi inte varmare regioner i toppen av Venus troposfären där mer av den infallande solstrålningen absorberas , ungefär som vad som händer i havet språngskiktet ? Varför fungerar inte Venus troposfären få svalare gå mot ytan där mindre solstrålning mottas ?

    Den termodynamikens andra lag i sin moderna form säger oss att det kommer att finnas en benägenhet för en så kallad ” slutet system ” för att tendera mot ett tillstånd av termodynamisk jämvikt med maximal tillgänglig entropi . Ordet ” entropi ” kan ses som representerar oordning . När det finns ett tillstånd av ”ordning ” då arbete kan göras , och entropi ökar när det arbetet är gjort . Ju större entropi , desto mindre arbete som fortfarande kan ske inom ett system. Ett tillstånd av ” maximalt tillgänglig entropi ” är en där det inte finns några obalanserade energipotentialeroch därmed inga medel med vilka ytterligare insatser behövs inom ramarna för systemet .

    Vi kan svara på frågan om temperaturgradienten i ett gravitationsfält om vi undersöka och tänka precis exakt vad tillståndet i termodynamisk jämvikt skulle vara i en gas som utsätts för ett gravitationsfält . Termodynamisk jämvikt tar hänsyn till alla former av energi , men de former som sannolikt kommer att ändra ( i avsaknad av någon kemisk reaktion eller fas förändring ) är rörelseenergi ( KE ) och gravitationell potentiell energi ( PE ) . Förändringarna i den interna energi sker när molekyler är i fri flygning mellan kollisioner . Samtidigt som de är , det finns en viss utbyte av KE och PE precis som det är när du släpper ett ägg i golvet .

    Dock är anledningen till att en stämning inte bara kollapsa till ytan eftersom när en luftpelare som går mot termodynamisk jämvikt molekyler som kolliderar en tendens mot att ha samma KE vid träffögonblicket . Detta innebär att det inte finns någon benägenhet för varje allmän luftrörelse uppåt, nedåt eller i vilken riktning som helst .

    Men tänk på vad som då händer med en molekyl som ökar . När detta sker den vinner gravitations PE och förlorar en ekvivalent mängd KE , precis som händer när du kastar en boll uppåt i luften . Men om termodynamisk jämvikt råder , då bör förväntas nästa molekylen den kolliderar med på en något högre höjd för att få en mängd KE matchar den nu lägre KE i stigande molekylen . Motsatsen sker när molekylerna faller , och detta är i själva verket det sätt på vilket en tryckgradient bibehålles i ett gravitationsfält. Trycket är proportionell mot produkten av densitet och temperatur , så vi kan inte anta att temperaturen ökar enbart på grund av trycket ökar. Högt tryck inte hålla höga temperaturer . Temperaturen är den oberoende variabeln i planet tropospheres , och en given temperatur kan endast upprätthållas om energiförsörjningen matchar förlust av energi i de normala kylningsprocesserna.

    Nu, om det fanns enhetliga temperaturer vid alla höjder i en luftpelare , är molekylerna i toppen skulle ha mer PE men en lika stor mängd KE till dem som ligger därunder . Så några skulle falla mer än de stiger och därmed arbete skulle göras när de fick KE under fritt fall och sedan ökade KE av molekyler de kolliderat med på lägre höjder . Kort sagt , kan ett tillstånd av homogen KE på olika höjder i ett gravitationsfält aldrig vara ett tillstånd av termodynamisk jämvikt med maximal tillgänglig entropi , eftersom arbetet kan och ska göras.

    Så ovanstående överväganden leder till den ofrånkomliga slutsatsen att , vid termodynamisk jämvikt , det finns faktiskt en temperaturgradient upprätthålls av tyngdkraften eftersom alla molekyler på en högre höjd har en lägre genomsnittlig KE (därav en svalare temperatur ) än de på lägre höjd . Vidare bör skillnaden i genomsnittlig KE motsvara skillnaden i gravitations PE . Det innebär att det är summan ( PE + KE ) , som är homogen vid termodynamisk jämvikt , för när det är fallet ingen ytterligare arbete kan göras . Därför kan vi räkna ut vad temperaturgradienten bör vara , åtminstonei avsaknad av intermolekylärastrålning , och dessa kommer att vara de enda beräkningar som vi behöver i den här boken .

    Låt oss betrakta ett tankeexperiment i vilket en region i en icke – utstrålande gas med massan M allt råkar röra sig nedåt med en liten höjdskillnad , H i ett ” slutet system ” där g är tyngdaccelerationen . Förlusten i PE kommer således att vara produkten M.g.H. eftersom en kraft Mg flyttar gas en sträcka H. Men det kommer att finnas en motsvarande vinst i KE och som kommer att vara lika med den energi som krävs för att värma gasen genom en liten temperaturskillnad kan T. Denna energi beräknas med hjälp av specifika värme cp och denna beräkning ger produkten M.Cp.T. Med tanke på att det fanns en PE- förlust och en KE vinst , vi har alltså …
    M.Cp.T = – M.g.H
    T / H = -g/Cp
    Men T / H är den termiska gradienten , som sålunda är kvoten -g/Cp .

    Detta resultat är väl känt , liksom det faktum att de atmosfärer av alla planeter uppvisar en liknande temperaturgradient som kan beräknas från den gravitationskraft på den planeten , och den genomsnittliga specifika värme gaserna i sin atmosfär .

    Det finns emellertid små variationer vilka reducerar magnituden av gradienten genom mängder upp till omkring en tredjedel i magnitud. Detta händer på grund av temperaturutjämnandeeffekten av intermolekylärastrålning som alltid bara överför värmeenergi från varmare till kallare områden .

  89. 108
    Douglas Cotton

    Excerpts from my Amazon book ”Why it’s not carbon dioxide after all”

    The tropospheres of other planets also exhibit a temperature gradient, and on Venus that gradient is only a little steeper than that on Earth where it averages about 6.5 to 7 degrees per kilometre. So why do we not see hotter regions at the top of the Venus troposphere where more of the incident solar radiation is absorbed, rather like what happens in the ocean thermocline? Why does the Venus troposphere not get cooler going towards the surface where less solar radiation is received?

    The Second Law of Thermodynamics in its modern form tells us that there will be a propensity for a so-called “closed system” to tend towards a state of thermodynamic equilibrium with maximum accessible entropy. The word “entropy” may be thought of as representing disorder. When there is a state of “order” then work can be done, and entropy will increase when that work is done. The greater the entropy, the less is the work that can still be done within a system. A state of “maximum accessible entropy” is one in which there are no unbalanced energy potentials and thus no means by which further work could be done within the constraints of the system.

    We can answer the question about the temperature gradient in a gravitational field if we investigate and think about just exactly what the state of thermodynamic equilibrium would be in a gas which is subjected to a gravitational field. Thermodynamic equilibrium takes into consideration all forms of energy, but the forms which are likely to change (in the absence of any chemical reaction or phase change) are kinetic energy (KE) and gravitational potential energy (PE). The changes in such internal energy take place when molecules are in free flight between collisions. Whilst they are, there is some interchange of KE and PE just as there is when you drop an egg to the floor.

    However, the reason why an atmosphere does not just collapse to the surface is because, when a column of air is tending towards thermodynamic equilibrium the molecules that collide tend towards having the same KE at the moment of impact. This means that there is no propensity for any general air movement up, down or in any direction.

    But think about what then happens to a molecule which is rising. As it does so it gains gravitational PE and loses an equivalent amount of KE, just as happens when you throw a ball upwards into the air. But if thermodynamic equilibrium is prevailing, then the next molecule it collides with at a slightly higher altitude should be expected to have an amount of KE matching the now-lower level of KE in the rising molecule. The opposite happens when molecules fall, and this is in fact the way in which a pressure gradient is maintained in a gravitational field. Pressure is proportional to the product of density and temperature, so we cannot assume that temperature increases merely because pressure increases. High pressure does not maintain high temperatures. Temperature is the independent variable in planetary tropospheres, and any given temperature can only be maintained if the supply of energy matches the loss of energy in the normal cooling processes.

    Now, if there were uniform temperatures at all heights in a column of air, then the molecules at the top would have more PE but an equal amount of KE to those below them. So some would fall more than they rise and thus work would be done when they gained KE during the free fall and then increased the KE of molecules they collided with at lower heights. In short, a state of homogeneous KE at different heights in a gravitational field can never be a state of thermodynamic equilibrium with maximum accessible entropy, because work can and will be done.

    So the above considerations lead to the inevitable conclusion that, at thermodynamic equilibrium, there is in fact a temperature gradient maintained by gravity because all molecules at a higher altitude have a lower mean KE (hence a cooler temperature) than those at a lower altitude. Furthermore, the difference in the mean KE should equal the difference in gravitational PE. This means that it is the sum (PE + KE) which is homogeneous at thermodynamic equilibrium, because when that is the case no further work can be done. Hence we can calculate what the temperature gradient ought to be, at least in the absence of any inter-molecular radiation, and these will be the only calculations we need in this book.

    Let us consider a thought experiment in which a region of a non-radiating gas of mass M all happens to move downwards by a small height difference, H in a “closed system” where g is the acceleration due to gravity. The loss in PE will thus be the product M.g.H. because a force Mg moves the gas a distance H. But there will be a corresponding gain in KE and that will be equal to the energy required to warm the gas by a small temperature difference, T. This energy can be calculated using the specific heat Cp and this calculation yields the product M.Cp.T. Bearing in mind that there was a PE loss and a KE gain, we thus have …
    M.Cp.T = – M.g.H
    T/H = -g/Cp
    But T/H is the thermal gradient, which is thus the quotient -g/Cp.

    This result is well known, as is the fact that the atmospheres of all planets exhibit a similar temperature gradient that can be calculated from the gravitational force on that planet and the mean specific heat of the gases in its atmosphere.

    However, there are small variations which reduce the magnitude of the gradient by amounts up to about a third in magnitude. This happens because of the temperature levelling effect of inter-molecular radiation which only ever transfers thermal energy from warmer to cooler regions.

  90. 111
    Douglas J Cotton

    If you are a follower of Anthony Watts (on WattsUpWithThat) then that is your choice. Indeed some of his articles are quite good. But you also need to understand that he has a vested interest in maintaining the value of his web domain name, and to do this he must push the mainstream viewpoint. This viewpoint also keeps the government grants rolling in for research in this futile field wherein carbon dioxide is blamed for warming. Because Anthony Watts and many climatologists know that, if gravity is forming a temperature gradient, then there is no need for any extra warming by back radiation from the colder atmosphere, they fight off people who advocate the gravity effect and delete their comments. I know of several such cases.

    What I present in my hypothesis in my book ”Why it’s not carbon dioxide after all” is based on two previous climate papers I have written and several published articles. Many thousands of hours of research (and thinking) have gone into this.

    So, either you consider spending an hour or two reading and studying the book or you continue believing that water vapour warms rainforests by about 20 degrees more than it warms dry deserts. In that I consider that to be as ludicrous as the whole radiative forcing greenhouse conjecture, I am comfortable with the hypothesis in my book. That hypothesis agrees with all known temperature data in the atmospheres, crusts, mantle and cores of all planets and satellite moons in the Solar System. This is the 21st century new paradigm in climate change theory which you will hear about much more in the future.

    —————-

    Om du är en anhängare av Anthony Watts ( på WattsUpWithThat ) så är det ditt val . Faktiskt några av hans artiklar är ganska bra . Men du måste också förstå att han har ett egenintresse av att bevara värdet på sin webb domännamn , och att göra detta måste han driva mainstream synvinkel . Denna synpunkt håller även de statliga bidrag som rullar in till forskning på detta meningslöst område där koldioxid får skulden för uppvärmningen . Eftersom Anthony Watts och många klimatforskare vet att om gravitationen bildar en temperaturgradient , då finns det inget behov av någon extra uppvärmningen genom tillbaka strålning från kallare atmosfären , slåss de av människor som förespråkar allvaret effekt och ta bort deras kommentarer. Jag känner till flera sådana fall .

    Vad jag presenterar i min hypotes i min bok ” Varför det är inte koldioxid trots allt ” är baserad på två tidigare klimat papper jag har skrivit och flera publicerade artiklar . Många tusentals timmar av forskning ( och tänkande ) har gått in i detta .

    Så , anser antingen du spendera en timme eller två att läsa och studera boken eller om du fortsätter att tro att vattenånga värmer regnskogar med ca 20 grader mer än den värmer torra öknar . I att jag anser att det är så skrattretande som hela strålningsdrivning växthus gissningar , jag är bekväm med hypotesen i min bok . Denna hypotes håller med alla kända temperaturdata i atmosfärer , skorpor , mantel och kärnor av alla planeter och satellit-moons i solsystemet . Detta är det 21-talet nya paradigmet i klimatförändringsteorinsom du kommer att höra om mycket mer i framtiden .

  91. 112
    Pehr Björnbom

    Douglas #105,

    With my background as a professor in chemical engineering I have to rely on textbooks on such matters in physics that we are discussing here. I have noted that Maxwell’s textbook Theory of Heat is still sold as a textbook for students, engineers and scientists, more than one hundred years after it was published for the first time:
    http://books.google.se/books?id=qE50pbHfQtgC&hl=sv

    However, copyright for this work since long has expired and you may download the book free from Internet:
    https://ia700202.us.archive.org/10/items/theoryofheat00maxwuoft/theoryofheat00maxwuoft.pdf

    Hence I have chosen so far to rely on Maxwell’s treatise of convective equilibrium in that textbook. I am not qualified to peer review your new theory but I wish you good luck with your further efforts.

    Thanks!

  92. 113
    Douglas Cotton

    Pehr

    Physics has progressed considerably since the 19th century, but to be sure there is plenty in Maxwell’s writings that is still valid today. It is just this one issue where he was mistaken, but modern statistical mechanics helps us to explain why. But even without using such in my book I believe I have explained in understandable terms just how and why it is necessary for there to be non-radiative heat transfers into the Venus surface. Most people can understand that solar radiation reaching the Venus surface cannot raise its temperature by 5 degrees when measurements by Russian probes dropped to the surface of Venus have been used to estimate that the surface receives less than 10% of the radiation that Earth’s surface receives. Most people can also understand that moist rain forests are not 20 to 30 degrees hotter than dry deserts and so they know something must be wrong with the IPCC assertion that the ”greenhouse gas” water vapour supposedly warms the surface, when in fact temperature data shows the opposite. If you email me at earth-climate@outlook.com I will send you the text of the book ”Why it’s not carbon dioxide after all.” I gave a copy of it tonight to Prof Patrick Michaels when I met him here.

    ———————–
    Fysik har utvecklats avsevärt under de senaste 150 åren. Men de flesta av Maxwells skrifter fortfarande är giltiga idag. Men han hade fel om det här problemet, men modern statistisk mekanik hjälper oss att förklara varför. I min bok har jag förklarat hur och varför det måste vara icke-strålningsvärme överföringar till Venus yta. De flesta människor kan förstå att solstrålningen inte kan höja temperaturen på ytan av Venus med 5 grader becuase ytan får mindre än 10% av den strålning som jordytan tar emot. De flesta människor kan också förstå att fuktiga regnskogar svalare än torra öknar, därför att de vet att något är fel när IPCC hävdar att ”växthusgasen” vattenånga värmer ytan. Faktum temperaturdata visar det motsatta. Om du maila mig på earth-climate@outlook.com Jag kommer att skicka texten i boken ”Varför det är inte koldioxid trots allt.” Jag gav en kopia av det i kväll till Prof Patrick Michaels när jag träffade honom här.

  93. 114
    BoE

    Hmm…

    Douglas C

    This is not the first time we have heard that certain ”resonance” condtitions must be at hand for real energy to be transfered between (black?) bodies.
    I suppose you know about Math prof Claes Jonsson ideas.
    Have you had any contact with him in this matter?

  94. 115
    Pehr Björnbom

    Douglas #113,

    I am convinced that applying the principles according to Manabe and Wetherald and modifying their computer model appropriately would explain the high surface temperature of Venus. This would show an adiabatic lapse rate up to a tropopause. The temperature at the tropopause is determined by the radiation balance with the sun. From the height of the tropopause down to the surface the temperature will increase according to the adiabatic lapse rate. The Venus atmosphere has a very high density and the tropopause as a consequence is very high up. That is why Venus has a very high surface temperature, there is a very long distance where the temperature increases towards the surface according to the lapse rate.

    Manabe, S., and R. Wetherald (1967). Thermal equilibrium of the atmosphere with a given distribution of relative humidity. J. Atmos. Sci., 24, 241-259.
    http://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/sm6701.pdf

  95. 116
    Douglas Cotton

    BoE: I suggest you read my paper ”Radiated Energy and the Second Law of Thermodynamics” which was published on several websites in March 2012 and cites Prof. Claes Johnson with whom I am in frequent email contact, along with many others. Then read my book ”Why it’s not carbon dioxide after all” from Amazon and iTunes.

    Pehr: Yes that is mathematically correct. But you have not explained the physics, as I have in my book. How does the thermal energy get transferred from the cold upper troposphere to the hot Venus surface and actually raise its temperature? The same happens on Uranus and its temperature gradient is very close to the negative quotient of its acceleration due to gravity and the weighted mean specific heat of its gases also. But there is no surface at the base of the Uranus troposphere and no incident solar radiation or internal energy generation. But it is hotter than Earth’s surface down there and it is nearly 30 times further from the Sun. Unless you know and understand the physics explained in my book you will not be able to explain how the energy gets down into planetary tropospheres.
    ——————–
    BoE : Jag föreslår att du läser min artikel ” utstrålade energi och termodynamikens andra lag ” , publicerad på flera webbplatser mars 2012 och citera professor Claes Johnson med vem jag är i täta e-kontakt , tillsammans med många andra. Sedan läsa min bok , ” Varför det inte är koldioxid , trots allt , ” från Amazon och iTunes .

    Pehr : Ja det är matematiskt korrekt . Men du har inte förklarat på fysiken , som jag har i min bok . Hur värmeenergi kan överföras från den kalla övre troposfären till den varma ytan på Venus och faktiskt höja sin temperatur ? Samma sak händer på Uranus och dess temperaturgradient är mycket nära det negativa förhållandet mellan tyngdaccelerationen och den vägda genomsnittliga specifika värme . Men det finns ingen fast yta nära basen av Uranus troposfären och ingen infallande solstrålningen eller inre energi . Men det är varmare än jordens yta där nere och det är nästan 30 gånger längre bort från solen. Om du inte vet och förstår fysiken som förklaras i min bok kommer du inte kunna förklara hur energin går ner troposfären .

  96. 117
    Douglas Cotton

    I am sorry to disappoint you and perhaps shatter your confidence in what Manabe and Wetherald have written, but it is just not valid physics. You should be able to understand that their calculations based on radiation are not going to give the right result in the Uranus troposphere where there is negligible Solar radiation getting past the very top of the atmosphere. And even that which reaches the top of the Uranus atmosphere is not much more than one-nine-hundredth of that which reaches Earth’s surface that is nearly 30 times closer to the Sun. Yet the base of the nominal Uranus troposphere is 320K.

    They do not even seem to realise that the Second Law of Thermodynamics is all about thermodynamic equilibrium, not just thermal equilibrium. Consequently they do not understand that the Second Law explains why gravity induces a density gradient and also a temperture gradient, even in a still atmosphere. Again I suggest you read my book because I am wasting my time explaining it all again here.

    —————-

    Jag är ledsen att göra dig besviken, och jag kan krossa ditt förtroende för vad Manabe och Wetherald har skrivit, men det är inte äkta fysik. Du ska kunna förstå att deras beräkningar baserade på strålning inte ger rätt resultat i Uranus troposfären där det är försumbar Solstrålning som går förbi på atmosfären. Och även det som når toppen av atmosfären av Uranus är inte mycket mer än 0,1% av det som når jordens yta som är nästan 30 gånger närmare solen. Yet basen av den nominella Uranus troposfären är 320K.

    De behöver inte ens tycks inse att den andra huvudsatsen handlar om termodynamisk jämvikt, inte bara termisk jämvikt. Därför att de inte förstår att de andra lagen förklarar varför gravitationen inducerar en densitetsgradient och även en temperture lutning, även i stillastående luft. Återigen, jag föreslår att du läser min bok för att jag slösar bort min tid att förklara allt igen här.

  97. 118
    Douglas Cotton

    C.G.Ribbimg:

    Hans Jelbring (with whom I have had much email correspondence) was right in that (as Josef Loschmidt said) a thermal gradient in a gravitational field is in fact the state of thermodynamic equilibrium and, in the absence of radiating gases, that gradient is close to the negative quotient of the acceleration due to gravity and the weighted mean specific heat of the gases in a planet’s troposphere. This does not require wind or atmospheric turbulence. It happens adiabatically. In fact, wind disturbs the equilibrium.

    Then, as I explain in my book ”Why it’s not carbon dioxide after all” it is inter-molecular radiation which has a temperature levelling effect. That is the reason why water vapour and Earth, carbon dioxide on Venus and a small amount of methane on Uranus all reduce the ”dry” rate by up to about a third.
    ————-
    Hans Jelbring (som jag har haft mycket e-postkorrespondens) hade rätt i att (som Josef Loschmidt sagt) en termisk gradient i ett gravitationsfält är i själva verket staten termodynamisk jämvikt och, i avsaknad av utstrålande gaser, är att lutningen nära till den negativa kvoten av tyngdaccelerationen och det vägda medelvärdet för specifikt värme av gaserna i ett planet troposfären. Detta kräver inte vind eller atmosfärisk turbulens. Det händer adiabatiskt. I själva verket stör vind jämvikten.

    Då, som jag förklarar i min bok ”Varför det är inte koldioxid trots allt” det är intermolekylära strålning som har en temperaturutjämnande effekt. Det är anledningen till varför vattenånga och jord, koldioxid på Venus och en liten mängd metan på Uranus allt minska den ”torra” hastigheten med upp till omkring en tredjedel.

  98. 119
    Pehr Björnbom

    Douglas #116,

    “How does the thermal energy get transferred from the cold upper troposphere to the hot Venus surface and actually raise its temperature?”

    I think that this is well understood by science. I explain that in the following way. Look at Figure 3, the diagram to the right at the bottom:
    http://geosci.uchicago.edu/~rtp1/papers/PhysTodayRT2011.pdf

    As you can see, the pressure at the surface of Venus is 100 atm. Venus is exchanging energy with the Sun and the space at a height level interval where the pressure is less than 0.1 atm. That radiation balance determines the temperature at the Venus tropopause 200-250 K. Below that level the Venus atmosphere is closely approaching a convective equilibrium due to a high degree of turbulent mixing of the Venus troposphere.

    Note that in a true convective equilibrium state no heat is transferred by turbulence in either direction, not upwards, not downwards. Since 10% of the solar radiation is reaching the surface of Venus there should be a heat transfer upwards. But due to a high degree of turbulence there is not much resistance to that heat transfer and we obtain only a small increase of the lapse rate, which cannot easily be detected, compared to the adiabic one characteristic of the convective equilibrium state.

  99. 120
    Douglas Cotton

    Pehr #119

    When you write ”Since 10% of the solar radiation is reaching the surface of Venus there should be a heat transfer upwards” I can detect that you apparently don’t understand radiation. The amount of direct solar radiation reaching the Venus surface is less than a mean of 20W/m^2. That will not raise the existing surface temperature even in a billion years. It would need over 16,000W/m^2.

    To help you with your understanding of physics, I suggest you read about Planck functions, the Stefan-Boltzmann Law and my peer-reviewed physics paper ”Radiated Energy and the Second Law of Thermodynamics. Pierrehumbert would do well to read such physics too, because what he writes is an absolute travesty of physics, as is the case for other climatology literature also. Get back to me when you have read what authentic physics enables us to deduce, as is explained in my book ”Why It’s Not Carbon Dioxide After All.”

    ———————–

    När du skriver ”Eftersom 10 % av solstrålningen når ytan på Venus bör det finnas en värmeöverföring uppåt ” Jag kan upptäcka att du uppenbarligen inte förstår strålning . Mängden direkt solstrålning som når Venus yta är mindre än ett medelvärde på 20 W / m ^ 2 . Det kommer inte att höja den befintliga yttemperatur även i en miljard år . Det skulle behöva mer än 16.000 W / m ^ 2 .

    För att hjälpa dig med din förståelse för fysik , föreslår jag att du läser om Planck -funktioner , Stefan- Boltzmanns lag och min fackgranskade fysikpapper” utstrålade energi och termodynamikens andra lag . Pierrehumbert gör klokt i att läsa sådana fysik också, för det han skriver är en absolut travesti på fysik , vilket är fallet för andra klimatologi litteratur också . Få tillbaka till mig när du har läst vad äkta fysik gör att vi kan härleda , som förklaras i min bok ” Varför det är inte koldioxid After All . ”

  100. 121
    Douglas Cotton

    Meteorologists know that heat transfer by convection can stop altogether in calm conditions in the early pre-dawn hours. When there is no further energy transfer across any internal boundary in an isolated system physicists know that this happens when there are no unbalanced energy potentials. The state is called thermodynamic equilibrium. You can read about it in modern statements of the Second Law of Thermodynamics. For some strange reason climatologists call this state ”convective equilibrium” as in Pierrehumbert’s writings for example. I don’t know why they think they need to invent a new term. But then nothing surprises me any longer.

    The rate of surface cooling has also stopped (near enough) and we have a nice normal temperature gradient in the troposphere just above. The air is keeping the surface warm just like a blanket – all those good oxygen and nitrogen molecules being kept warm by energy that has been trapped … . wait for it …. by gravity – just like in the 5,000K Uranus core nearly 30 times further from the Sun than is Earth. Thank heavens for good old gravity – it does help us keep our feet on the ground.
    ————————
    Meteorologer vet att värmeöverföring genom konvektion kan sluta helt under lugna förhållanden i början före gryningen timmar . När det inte längre energiöverföring över alla interna gräns i ett isolerat system fysiker vet att detta händer när det inte finns några obalanserade energipotentialer. Tillståndet kallas termodynamisk jämvikt . Du kan läsa om det i moderna uttalanden av termodynamikens andra lag . Av någon underlig anledning klimatforskare kallar detta tillstånd ” konvektiv jämvikt ” som i Pierrehumbert skrifter till exempel. Jag vet inte varför de tror att de behöver för att uppfinna en ny term . Men då inget förvånar mig längre.

    Takten ytkylning har också slutat ( nära nog ) och vi har en trevlig normal temperaturgradient i troposfären ovanför . Luften håller ytan varm precis som en filt – alla dessa goda syre-och kvävemolekylerhålls varm av energi som har varit instängd …. vänta på det …. genom gravitation – precis som i 5000 K Uranus kärna nästan 30 gånger längre bort från solen än jorden . Tack och lov för gamla goda allvar – det hjälper oss att hålla fötterna på marken .

  101. 122
    Douglas Cotton

    Pehr – what about the huge amount of energy coming out of the 737K Venus surface and heating molecules by conduction and diffusion, as well as radiating energy to cooler regions of the troposphere? Are you really trying to say that this is balanced by turbulence carrying energy up the temperature gradient, and into the surface, but only during the Venus day? Does the turbulence reverse direction because it subsequently ”knows” that it is night? Surely there would be cells (like on Earth) wherein there is always some going up and some going down. The net effect would be nil, day or night. You see,, I asked how the required energy gets into the Venus surface to raise its temperature. We know that is not by radiation, but you still don’t understand the explanation in my book. You won’t find it elsewhere.

  102. 123
    Pehr Björnbom

    Douglas #120, #122,

    My understanding is that 735 K at the surface and 250 K at the tropopause means basically equal potential temperatures. Thus the surface and the tropopause are in a convective equilibrium state which means that this temperature difference could be upheld without any vertical heat flux, as long as there is a sufficient degree of turbulence in the troposphere. In reality there is a small upward heat transfer of 20 W/m2 partly due to LW radiative transfer. However, I guess that LW radiative transfer is very slow in the very dense Venus atmosphere.

    A global energy budget of Venus is found in the following lecture by Lennart Bengtsson. See picture #22:
    http://www.lpi.usra.edu/vexag/meetings/ComparativeClimatology/presentations/07_Lennart_Bengtsson_Venus_Climate.pdf

    Finally I note that you disqualify Pierrehumbert. You have previously in your comments disqualified Manabe and Wetherald, Maxwell and Lord Kelvin. That is a rather impressing list, some very famous scientists are disqualified by you. Perhaps there are some more such names on your list :)

  103. 124
    Douglas Cotton

    Pehr and others:

    There is only one state with maximum entropy, and that is thermodynamic equilibrium. Read what the Second Law of Thermodynamics says. It ”states that the entropy of an isolated system never decreases, because isolated systems always evolve toward thermodynamic equilibrium, a state with maximum entropy.” Pierrehumbert’s ”convective equilibrium” is the same as thermodynamic equilibrium and so he did not need to use a different term.

    In the sense that the word convection refers to heat transfer ”either through advection or through diffusion or as a combination of both” I suppose you could use the term, but there is no need for turbulence. It happens in perfectly calm conditions. And because it also happens in Earth’s atmosphere, there is no need for extra warming by back radiation, which can’t happen anyway.

    The Sun’s direct radiation to Earth’s surface is only about 165W/^2 and that would raise black asphalt to about 235K (not 255K) but it would do hardly any warming of the transparent thin surface layer of water in our oceans. It is gravity which ”traps” energy, and the most important thing to understand is that, when new energy is absorbed in the upper troposphere on Venus, then that new energy disrupts the state of thermodynamic equilibrium. Hence the new energy spreads downwards in order to restore the ”correct” gradient, and it eventually makes its way into the surface by this non-radiative diffusion process.

    Hence there is no runaway radiative greenhouse effect on Venus, and no radiative greenhouse effect on Earth either. Radiation is not the primary determinant of planetary surface temperatures. All the computer models are a waste of money because they are based on an incorrect paradigm.

    ————————-
    Det finns bara en enda tillstånd av maximal entropi, och termodynamisk jämvikt . Läs vad termodynamikens andra lag säger . Det ” indikerar att entropin i ett isolerat system aldrig minskar , eftersom isolerade system utvecklas alltid mot termodynamisk jämvikt , ett tillstånd av maximal entropi . ” Pierrehumbert s ” konvektiv jämvikt ” är det samma som den termodynamiska jämvikten , och så han inte behöver använda en annan term .

    I den meningen att ordet konvektion avser värmeöverföring ” antingen genom advektion eller genom diffusion eller som en kombination av både ” jag antar att man kan använda termen , men det finns inget behov av turbulens . Det händer i perfekt lugna förhållanden . Och eftersom det händer även i jordens atmosfär, finns det inget behov för ytterligare upphettning av baksidan strålning , vilket inte kan ske i samtliga fall.

    Solens direkta strålning till jordytan är endast ca 165W / ^ 2 , och det skulle höja temperaturen på svart asfalt till ca 235K ( ej 255K ) men det skulle göra knappast någon skillnad på temperaturen på den transparenta tunt ytskikt av vatten i våra hav . Det är tyngdkraften som ” fällor ” energi , och det viktigaste att förstå är att när ny energi absorberas i den övre troposfären på Venus , så att ny energi stör tillståndet i termodynamisk jämvikt . Därav den nya energin sprider sig nedåt för att återställa den förväntade temperaturgradienten , och det gör så småningom sin väg in i ytan . Detta är en inte en strålningsprocess . Det är diffusion.

  104. 125
    Douglas Cotton

    If you can contact Lennart Bengtsson and perhaps get him to join in here, I will explain why to him why he also is ”disqualified” if you wish to use that expression. I don’t dispute Maxwell’s other physics, but Loschmidt (his teacher) was correct in this instance. Empirical evidence for the gravito-thermal effect proves Maxwell wrong on this issue, and of course all the climatologists who cling to Maxwell’s mistake, because they know full well that if they admit the gravito-thermal effect is a reality, then the radiative greenhouse is not, and that may affect their hip pocket.

Kommentarer inaktiverade.