Hvad fortæller Venus os om CO2 som drivhusgas på Jorden?

Frank Lansner skrev:
NAN,

Kunne du komme med et bud fra hoften:

"Hvordan kan det være at der i "kompakt Venus atmosfære" skulle dannes meget meget mindre varme ved at føre gas fra 0,1 atm til 92 atm end i en "normal Venus atmosfære" rent logisk, håndgribeligt?"

Du er inde på - som jeg forstår dig - at sammentrykning fra 0,1 atm til 92 atm ville føre til meget mindre opvarmning i "den isolerede pose" i dit kompakte Venus atmosfære scenarie end i normal Venus atmosfære, givet vis MANGE GANGE MINDRE opvarming i dit kompakte scenarie.


Hvordan lader det sig gøre, tænker du? Hvad havde du forestillet dig?
Bemærk venligst: Jeg siger ikke at du ikke kan have en pointe !!
Men det er dit scenarie, så det er rimeligt at det er hos dig man henvender sig.

Frank, hvis du fører to poser ned fra 0,1 atm til 92 atm, en i den normale og en i den kompakte, så vil de blive præcis lige varme. Korrekt.

Christoffer Bugge Harder skrev:
Nu er jeg så rundtosset over flyvende poser i alle retninger og lettere outrerede tankeeksperimenter, så jeg er ved at have tabt tråden. Ret mig, hvis der er en forudsætning et sted inde i denne tråds tætte metaforiske tåger, jeg har misforstået/overset:

Frank, hvis du fører to poser ned fra 0,1 atm til 92 atm, en i den normale og en i den kompakte, så vil de blive præcis lige varme. Korrekt.

Hvis vi i dette tankeeksperiment har fjernet 400K fra CO2 (som jeg har forstået det), så har vi også reduceret overfladetemperaturen til 337K, og sænket tropopausen fra 50-60 ned til 10-20 kms højde. Begge eksemplets nedadskubbede poser vil stadig få tilført lige meget varme per kilometer (10C pr. km) og blive pressede lige meget sammen - men posen i den kompakte atmosfære vil vel kun nå en sluttemperatur på 337K modsat den på 737K i den normale atmosfære?

Eller har jeg misforstået tankeeksperimentet?

"
Frank, hvis du fører to poser ned fra 0,1 atm til 92 atm, en i den normale og en i den kompakte, så vil de blive præcis lige varme. Korrekt.

Hvorfor tror det modsiger, at den tørre adiabats gradient er uændret ca 10C pr km i den normale og den kompakte atmosfære?
Det tror du, fordi du har bildt dig selv ind, at adiabaten opstår fordi, der billedligt talt skubbes poser nedad. Det gør der ikke..
"

"When the sun rises, the heated earth becomes much hotter than the air, so the lapse rate becomes larger, encouraging instability and turbulence, which usually establishes a dry adiabatic lapse rate of close to 9.86°C/km. As the earth becomes even hotter, large bubbles of hot air leave the surface at intervals, and convection cells are established."

Nu er jeg jo spændt på om jeg har misforstået noget: Er en veludviklet adiabatisk gradient ikke netop den temperatur en isoleret pose får når den bevæges nedad??

CBH, der står at bl.a turbolence normalt udmærket kan bidrage til at etablere gradient.
Ellers skal du have nye briller.

Instability results from difference between the adiabatic lapse rate of an air mass and the ambient lapse rate in the atmosphere. [...] Instability can lead to significant turbulence...

In a very dry troposphere, a temperature decrease with height less than 9.8C per kilometer ascent indicates stability, while greater changes indicate instability.

N A Nielsen skrev:
Bugge, hvis luften inde i poserne er termisk isoleret fra atmosfæren bestemmes poseluftens temperatur jo af trykket. Hviken adiabatisk temperaturgradient der er, eller hvor langt poserne skal skubbes ned inden de udsættes for de 92 atm er jo i den sammenhæng ligegyldigt.

Frank skal forstå, at adiabaten ikke etableres ved "nedskubning". De her poser er en rigtig dårlig opfindelse for forståelsen

Christoffer Bugge Harder skrev:

N A Nielsen skrev:
Bugge, hvis luften inde i poserne er termisk isoleret fra atmosfæren bestemmes poseluftens temperatur jo af trykket. Hviken adiabatisk temperaturgradient der er, eller hvor langt poserne skal skubbes ned inden de udsættes for de 92 atm er jo i den sammenhæng ligegyldigt.

Frank skal forstå, at adiabaten ikke etableres ved "nedskubning". De her poser er en rigtig dårlig opfindelse for forståelsen

Jeg havde simpelthen ikke i tilstrækkelig grad gjort mig klart, at vi til nedskubnings-tankeeksperimentet udover at trylle CO2s radiative egenskaber væk (men ellers bevare alle andre fysiske egenskaber), fjerne 400K, sænke troposfæren 40 kilometer og holde trykket konstant også skulle bruge nogle totalisolerede poser, der kunne være 737K udenpå og 300K indeni, og samtidig var så følsomme, at luften indeni kunne følge med trykkets mindste millipascal.

Min fejl. Jeg har simpelthen for ringe udviklet fantasi til at kunne bidrage med mere her - jeg tror, jeg trækker stikket......

"When the sun rises, the heated earth becomes much hotter than the air, so the lapse rate becomes larger, encouraging instability and turbulence, which usually establishes a dry adiabatic lapse rate of close to 9.86°C/km. As the earth becomes even hotter, large bubbles of hot air leave the surface at intervals, and convection cells are established."

"Har du i øvrigt på et tidspunkt tænkt dig at forholde dig til det enkle forhold, at selvom adiabaten opstod på den måde, du forestiller dig, så er den - ifølge dine egne grafer og accepterede tal - drevet af en effekt på 160 W/m2, der er 100 gange svagere end tilbagestrålingens på ca. 160000 W/m2?

"

Frank Lansner skrev:
CBH skriver:

"Har du i øvrigt på et tidspunkt tænkt dig at forholde dig til det enkle forhold, at selvom adiabaten opstod på den måde, du forestiller dig, så er den - ifølge dine egne grafer og accepterede tal - drevet af en effekt på 160 W/m2, der er 100 gange svagere end tilbagestrålingens på ca. 160000 W/m2?

"

Ahhhr Dér !!!

Uhhh Nej, CBH. Den type tilnærmelse til adiabatisk gradient er i høj grad drevet af vinde, dynamics , hvilket er et ganske andet regnestykke !

Nick Stokes

May 8, 2010 at 6:32 pm


There's a basic fallacy here which Leonard Weinstein has covered fairly well. Yes, the adiabatic lapse rate is as described. With a gas in motion and under gravity, there will be a temperature difference across any layer approx as determined by the ~10 K/km figure.

But that's a difference. It doesn't tell you how hot it will be at top or bottom. The analogy is a battery. There's a 1.5V difference end to end, but the actual voltage depends on how it's connected. Where it is earthed.

A 9.2 MPa [90 atm] atmosphere of nitrogen will have a big temperature difference, top to bottom, but it is not "earthed" at the top. No heat is exchanged there. The temperature at the bottom is entirely determined by the radiative balance there. That's why the bottom, in Venus conditions, couldn't be at 700K. The 12000 W/m2 IR emitted at 700K would escape unhindered. The surface would have to cool until balance with avaible sunlight was restored. The whole column of N2 would cool with it, maintaining the lapse rate. The top would cool at the same rate as the bottom.

This is what the greenhouse effect does. It "earths" the system at TOA. CO2 emits to space at the top, not at the bottom. The radiative balance sets the temperature there. About 164 W/m2 (less than Earth) has to be emitted there to balance net sunlight absorbed (after albedo) and than determined the temperature there. The lapse rate then determines the temperature at the surface, and makes it hot. Just as on Earth, except that with our smaller GHG component, Earth also has significant emission from the surface at atmospheric window frequencies.

DesertYote

May 8, 2010 at 7:15 pm


Nick Stokes

May 8, 2010 at 6:32 pm

"The top would cool at the same rate as the bottom."

No it would not unless the density was constant which it would not be.

Nick Stokes

May 8, 2010 at 8:40 pm


DesertYote
Yes, you're right – the dry lapse rate wouldn't change, but would operate over a shorter distance as the gas cooled and contracted. But it doesn't change my point that a N2 atmosphere would cool as the surface cooled in a way that just tracks that cooling. It doesn't constrain the surface temperature.

"Har du i øvrigt på et tidspunkt tænkt dig at forholde dig til det enkle forhold, at selvom adiabaten opstod på den måde, du forestiller dig, så er den - ifølge dine egne grafer og accepterede tal - drevet af en effekt på 160 W/m2, der er 100 gange svagere end tilbagestrålingens på ca. 160000 W/m2?

Nej jeg snakker ikke om "almindelig strålingsfysik",

Frank Lansner skrev:
Og under equilibrium VIL der dannes en adiabatisk gradient der til stadighed snubber lidt varme fra oven og "skubber" længere og længere ned i dybet fordi der er turbolens.

Og så siger du "Hvordan skulle adiabatisk opvarmning holde 16000 W/m2 tilbage" ?

Du kan måske se at CBH tager højde for Skyers store isolernde effekt når han påstår at den adiabatiske varme skulle måle sig med udgående 16000 W/m2 ?

Men nu har vi altså skyer på Venus, mange skyer og der VIL indstille sig en equilibriums temperatur omkring skyerne ud fra albedo og indkommen Solstråling. Og under equilibrium VIL der dannes en adiabatisk gradient der til stadighed snubber lidt varme fra oven og "skubber" længere og længere ned i dybet fordi der er turbolens.

"Har du i øvrigt på et tidspunkt tænkt dig at forholde dig til det enkle forhold, at selvom adiabaten opstod på den måde, du forestiller dig, så er den - ifølge dine egne grafer og accepterede tal - drevet af en effekt på 160 W/m2, der er 100 gange svagere end tilbagestrålingens på ca. 160000 W/m2?"

Frank Lansner skrev:
CBH,

Du glemte atter at svare:

Hvor mange W/m2 ca - ca mener du den udgående stråling i dit argument bremses af skyer ?

Mener du 0% ? siden du ikke svarer?

Det er et simpelt spørgsmål, nu stillet for 3 gang, men ekstremt vigtigt for hele din argumentation. Jeg tror du ved det, men snak du bare om alt muligt andet og smæk med døren.

Jeg må stå tilbage med den information at du har næsten glemt Skyer i det "argument" du har banket løs med i rigtigt mange indlæg. Detalje.

Som jeg skrev: Hvis man vil vide, hvad skyerne giver ifht. CO2, så er det noget, man må undersøge og regne efter empirisk. Det har Titov et al., Crisp og Pollack gjort, og de er kommet frem til, at skyerne kun kan absorbere svarende til en isoleret effekt på 110-120K (mod CO2s ca. 420K).

Table. The effect of the removal of infrared opacity sources on the surface temperature

Source Deleted______Change in Surface Temperature, K
CO2______________ -420
Clouds____________ -140
H2O_______________ -70
OCS_______________ -12
CO_________________ -3
SO2________________ -3
HCl_________________ -2

Men.. HVIS atmosfæren oppe ved skyerne er helt eller næsten lukket for udstråling nedefra gennem skylag 45 til 65 km højde - jeg siger HVIS (!) - så er det jo et spørgsmål om tid før det bliver rigtigt rigtigt varmt under skyerne selv ved lille løbende varme tilførsel ned gennem skyerne.

Den var svær, hva?

CBH,
1) Stop jammer over ting man overser i dine alen lange indlæg om hvor dårlige evner du tror andre har osvosv. Du har aktivt tilvalgt at man højst skimmer det igennem.

In the end, the only factors that raise ground temperature to be higher than the case with no greenhouse gas is the increase in average altitude of outgoing radiation and the lapse rate. That is all there is to the so-called greenhouse effect. If the lapse rate or albedo is changed by addition of specific gases, this is a separate effect, and is not included here.

The case of Venus is a clear example of this effect. The average altitude where radiation to space occurs is about 50 km. The average lapse rate on Venus is about 9 C per km. The surface temperature increase over the case with the same albedo and absorbed insolation but no absorbing or cloud blocking gases, would be about 450 C, so the lapse rate fully explains the increase in temperature.

It is not directly due to the pressure or density alone of the atmosphere, but the resulting increase in altitude of outgoing radiation to space. Changing CO2 concentration (or other absorbing gases) might change the outgoing altitude, but that altitude change would be the only cause of a change in surface temperature, with the lapse rate times the new altitude as the increase in temperature over the case with no absorbing gases.
.
.
.
In the end, it does not matter what the cause of resistance to heat transfer is. The total energy balance and thermal heat transfer resistance defines the process. For planets with enough atmosphere, the lapse rate defines the lower atmosphere temperature gradient, and if the lapse rate is not changed, the distance the location of outgoing radiation is moved up by addition of absorbing gases determines the increase in temperature effect.