Frage:
Gibt es ein Experiment, um zu beweisen, dass CO2 mit der Atmosphärenkonzentration Treibhauseffekt haben kann?
Charlie Jiang
2016-02-13 02:00:55 UTC
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Alle Gasmoleküle können Strahlungsenergie absorbieren. $ \ rm {CO} _2 $ kann Strahlungsenergie im Vergleich zu Wasserdampf viel weniger absorbieren. In der Erdatmosphäre macht $ \ rm {CO} _2 $ derzeit nur etwa 0,04% (400 ppm) der Atmosphäre aus. Im Durchschnitt sind etwa 2 bis 3% der Moleküle in der Luft Wasserdampfmoleküle. In der Luft ist der Wassergehalt etwa 50-mal höher als $ \ rm {CO} _2 $. Es scheint also, dass die Erhöhung des Gehalts in der Luft keinen messbaren Beitrag zur globalen Erwärmung leisten sollte Gibt es ein Experiment zum Nachweis, dass $ \ rm {CO} _2 $ mit der Atmosphärenkonzentration einen Treibhauseffekt haben kann?

@SimonW Oder mit zwei Terrarien mit unterschiedlichem CO2-Gehalt. Das scheint nicht schwer zu testen zu sein, deshalb frage ich mich, warum das noch niemand getan hat.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, weil diese Frage Unsinn ist.
"Im Durchschnitt sind etwa 2 bis 3% der Moleküle in der Luft Wasserdampfmoleküle. In der Luft ist der Wassergehalt etwa 50-mal höher als der von CO2. Ein Anstieg des CO2-Gehalts in der Luft hat also keinen messbaren Beitrag zur globalen Erwärmung." "Dies ist eine sehr vereinfachte Art, Dinge zu betrachten, die den Punkt verfehlen, irreführend und einfach falsch sind.
@DavidHammen Ich denke, die Frage sollte offen bleiben. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis und verdient eine solide Antwort auf dieser Website. Meiner Meinung nach bestand das Hauptproblem darin, dass die Formulierung geladen wurde: Es wurde kahl gesagt, dass "CO2 keinen messbaren Beitrag leisten wird", was eher eine (falsche) Antwort als eine Frage ist. Ich habe die Frage bearbeitet, um dieses Bit neu zu formulieren.
@DavidHammen Ich weiß, dass für diejenigen von uns, die genau diese Behauptung 100 Mal an verschiedenen Orten erhoben und widerlegt haben, die starke Versuchung besteht, sie zu ignorieren oder zu schließen und zu etwas Produktiverem überzugehen. Aber die Frage ist beantwortbar und eine gute Antwort bedeutet jetzt, dass sie das nächste Mal, wenn sie auf dieser Site gestellt wird (wie es sicherlich sein wird), schnell als "Duplikat" mit einem Link zurück zu hier geschlossen werden kann.
Offenlassen. Ja, der Fragesteller versteht das Problem falsch, und ja, viele von uns sind sehr gelangweilt, diese Dinge immer wieder zu widerlegen, aber es ist eine vernünftige Frage, die derzeit auf dieser Website nicht behandelt wird.
Lassen Sie uns [diese Diskussion im Chat fortsetzen] (http://chat.stackexchange.com/rooms/35752/discussion-between-charlie-jiang-and-bon).
Ich habe hier viele Kommentare gelöscht, da sie weit von der ursprünglichen Frage entfernt waren. Bitte denken Sie daran, dass Kommentare nicht für längere Diskussionen gedacht sind. Wenn Sie die Diskussion fortsetzen möchten, lesen Sie den erstellten [Chatroom] (http://chat.stackexchange.com/rooms/35752/discussion-between-charlie-jiang-and-bon).
Der Treibhauseffekt hängt von der Höhe ab, aus der das ausgehende IR von den darüber liegenden Treibhausgasen * nicht * absorbiert wird. Je mehr Treibhausgase in der Atmosphäre vorhanden sind, desto höher wird die Schicht, desto kälter ist sie (aufgrund der Abfallrate), desto weniger IR entweicht. Dies erzeugt ein Energieungleichgewicht und so erwärmt sich der Planet (beginnend an der Oberfläche), bis sich die strahlende Schicht ausreichend erwärmt, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Die obere Atmosphäre ist kalt und sehr trocken, so dass Wasserdampf über der Strahlungsschicht nicht so stark absorbiert wird. Http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/06/a-saturated-gassy -Streit/
@Dikran Beuteltier "Der Treibhauseffekt hängt von der Höhe ab, aus der das ausgehende IR von den darüber liegenden Treibhausgasen nicht absorbiert wird." Sie haben also die Theorie des Treibhauseffekts geändert. Was ist los mit dem alten?
@Charlie Nein, das ist der grundlegende Mechanismus des Treibhauseffekts, der zumindest schon in Ekholms Artikel von 1901 (http://dx.doi.org/doi:10.1002/qj.49702711702) gut verstanden und als implementiert wurde ein Modell von Gilbert Plass in den 1950er und 60er Jahren (https://en.wikipedia.org/wiki/Gilbert_Plass). Vielleicht würden Sie mehr Fortschritte machen, wenn Sie zuerst Hintergrundmaterial zum Planetenklima lesen. Es gibt mehrere ausgezeichnete Lehrbücher dazu, z. http://www.cambridge.org/us/academic/subjects/earth-and-environmental-science/climatology-and-climate-change/principles-planetary-climate.
@Dikran Ihre Theorie wurde aus Ihren Referenzen nicht gefunden.
Angesichts der Tatsache, dass Sie weniger als 12 Minuten damit verbracht haben, nachzuschauen, wundert es mich nicht, dass dies auf den Seiten 19 und 20 des Ekholms-Papiers beschrieben ist. Die Wikipedia-Seite für Gilbert Plass enthält Verweise auf einige seiner Artikel, deren Lesen mehr als 10 Minuten dauern würde. Der Mechanismus wird auch in dem Realclimate-Link erklärt, den ich zuvor in der Diskussion gegeben habe. Ich bin überrascht, dass Sie es geschafft haben, die Prinzipien des Planetenklimas in weniger als 12 Minuten durchzuhalten! Ich denke, Ihre Antworten haben gezeigt, dass Sie nicht wirklich an den Antworten auf Ihre Fragen interessiert sind.
Es ist wirklich ärgerlich, dass diese Fragen immer von Leugnern gestellt werden (z. B. Menschen, die nicht wirklich an der Antwort interessiert sind, sondern nur daran interessiert sind, "zu beweisen, dass die Wissenschaft falsch ist" oder was auch immer). Es bedeutet, dass die ganze Seite in dumme Argumente verwickelt ist, die für die Frage irrelevant sind ... Es wäre schön, einige kanonische Fragen und Antworten zu diesen Themen zu haben, die sich nicht in dieses Chaos verwandeln.
@naught101 vielleicht das in Meta setzen? klingt wie eine gute Idee.
@IsopycnalOscillation: Ich habe stattdessen http://meta.earthscience.stackexchange.com/questions/1531/how-to-ask-a-good-earth-science-question gefragt. Außerdem ist http://meta.earthscience.stackexchange.com/questions/273/addressing-climate-change-denial bereits vorhanden.
Sieben antworten:
Pont
2016-02-13 22:41:25 UTC
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Ihre Frage zu Wasserdampf ist unter Menschen, die etwas über den Treibhauseffekt erfahren, weit verbreitet. Sobald Sie die relevanten Anteile von Wasserdampf und CO 2 in der Atmosphäre entdeckt haben, ist es vielleicht natürlich anzunehmen, dass CO 2 keine große Rolle spielen kann. In Wirklichkeit funktioniert das zumindest aus mehreren Gründen nicht so. Schauen wir uns zunächst an, was die 98% in der Praxis tatsächlich bedeuten.

Es geht nicht nur um die Konzentration

Die Konzentration eines Gases in der Atmosphäre ist nicht das einzige, was bestimmt sein Erwärmungspotential - andernfalls wäre Stickstoff mit einer Konzentration von 78% das wichtigste Treibhausgas. Jedes Gas hat ein anderes Strahlungsabsorptionsspektrum und ein anderes Erwärmungspotential. Trotz seiner viel größeren Verbreitung in der Atmosphäre hat Wasserdampf nur etwa doppelt so viel langwelliges Absorptionspotential wie CO 2 sub>.

An diesem Punkt denken Sie vielleicht 'aber doppelt so viel ist immer noch viel mehr, so dass die CO 2 sub> nicht signifikant sein kann! '. Aber es gibt noch einen anderen nicht offensichtlichen Faktor, der mit dem Unterschied zwischen Rückkopplungen und Antrieben zu tun hat.

Kräfte gegenüber Rückkopplungen

Im Klimasystem ist CO 2 Die Subkonzentration ist ein Antrieb , während die Wasserdampfkonzentration ein Feedback ist. Um den Unterschied zu veranschaulichen, hier eine grobe Analogie:

Angenommen, ich versuche, Gewicht zu verlieren, aber ich zögere es, die 300 Gramm köstlichen Schokoladenkuchens, die ich jeden Tag esse, zu reduzieren. Nachdem ich gelesen habe, dass der menschliche Körper etwa 80 Gew .-% Wasser enthält, komme ich zu dem Schluss, dass der Kuchen kein Problem sein kann: Schließlich trinke ich 2 kg Wasser pro Tag, daher wäre es sinnvoller, dies zu reduzieren! Also reduziere ich auf 1 kg Wasser pro Tag und behalte meine Kuchenaufnahme bei. Einige Wochen später stelle ich überrascht fest, dass ich kein Gewicht verloren habe! Was ist passiert? Es stellt sich heraus, dass der menschliche Körper seinen Wassergehalt reguliert, so dass eine Verringerung meiner Aufnahme nur meine Leistung verringert. Die Fettspeicherung wird nicht auf die gleiche Weise reguliert, so dass sich der Kuchen weiter ansammelt.

Ähnlich verhält es sich mit CO 2 sub> und Wasserdampf: CO 2 Die Subkonzentration in der Atmosphäre ändert sich tatsächlich für eine lange Zeit (Jahrzehnte bis Jahrhunderte), wenn wir mehr Gas freisetzen. Wasserdampf reguliert sich selbst. Wenn wir einen Zauberstab schwingen und sofort den gesamten Wasserdampf aus der Atmosphäre entfernen könnten, würde Folgendes passieren:

water removal experiment
(Quelle)

Innerhalb von 50 Tagen ist der Wasserdampf wieder auf 1% des Wertes zurückgekehrt, an dem er ohne unser Eingreifen gewesen wäre.

Wenn die Wasserdampfkonzentration nicht stimmt durch Eingabe gesteuert, durch was wird es gesteuert? Temperatur. Je wärmer die Atmosphäre ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Dies bedeutet, dass, wenn die Temperatur aufgrund von erhöhtem CO 2 steigt, auch der Wasserdampfgehalt zunimmt, was den Treibhauseffekt weiter verstärkt. Dies ist ein positives Feedback.

Da Sie (bei weitem) nicht die erste Person sind, die diese Frage stellt, gibt es bereits einige gute Online-Ressourcen, die sich speziell mit den verschiedenen Rollen von Wasserdampf und CO befassen 2 sub> bei der globalen Erwärmung.

Labormessungen der CO sub> 2 sub> -Absorption

Sie scheinen besonders an Laborexperimenten zur Kohlendioxidabsorption interessiert zu sein. Als hervorragenden Ausgangspunkt kann ich die (derzeit) 26 Veröffentlichungen in der Liste der Artikel von AGW Observer zu Labormessungen der CO2-Absorptionseigenschaften empfehlen. Wenn Sie wirklich eine experimentelle Bestätigung sehen möchten, dass CO 2 auch bei atmosphärischen Konzentrationen noch Strahlung absorbieren kann, können Sie sich (zum Beispiel) Taylor und Yates (1957), Yates und Taylor ( 1960) oder Streete (1968), die alle klar zeigen, dass CO 2 -Absorptionsbanden in normaler atmosphärischer Luft vorhanden sind. Nebenbei: Ich persönlich finde, dass die Zahlreiche spektroskopische Beobachtungen der gesamten atmosphärischen Säule - von Satelliten oder Bodenstationen - zeigen den Treibhauseffekt überzeugender. Schließlich ist die Atmosphäre keine homogene Gasflasche, die originalgetreu zu einer Laborprobe verkleinert werden kann. Ihre Frage und die nachfolgenden Kommentare weisen jedoch darauf hin, dass Sie nicht an Messungen der atmosphärischen Säule selbst interessiert sind. Daher konzentriere ich mich hier nur auf Experimente am Boden, die die langwelligen Absorptionseigenschaften von CO 2 sub demonstrieren >.

Antworten auf Kommentare

Wenn es ein solches positives Feedback ohne andere negative Rückkopplungen gibt, wird die Erde ohne CO2-Beitrag wärmer.

Ich denke, Sie sind möglicherweise etwas verwirrt über die Definition von a Feedback hier. Wie ich oben zu erklären versucht habe, bedeutet der Begriff „Rückkopplung“, dass der Wasserdampfgehalt durch andere Faktoren innerhalb des Klimasystems bestimmt wird. Es kann die Auswirkungen von Forcierungen verstärken, aber es kann das System an sich nicht in die eine oder andere Richtung „drücken“. Sie können also kein positives Feedback ohne irgendeine Art von Forcen erhalten: Das Forcen ist genau der Eingang, den das Feedback in das System zurückspeist, in diesem Fall über den globalen Temperaturanstieg.

To Um den Unterschied zu verstehen, kann es hilfreich sein, über eine andere Form von Feedback nachzudenken, die vielen Menschen bekannt ist - Audio-Feedback über ein E-Gitarren- und Verstärkersystem. Wie Sie im verknüpften Video sehen können, ist kein Ton zu hören, bis der Gitarrist einen Akkord spielt. Sobald er jedoch einen Akkord spielt, erkennt der Gitarren-Tonabnehmer selbst den verstärkten Klang und führt ihn zurück in den Verstärker ein, wodurch eine Schleife entsteht, die den Klang unbegrenzt aufrechterhält. Sie können sich den Anfangsakkord als analog zum CO 2 sub> -Eingang und die Rückkopplungsschleife als analog zum Wasserdampfeffekt vorstellen: Die Audio-Rückkopplung bewirkt wie die Wasserdampf-Rückkopplung erst etwas Es hat eine erste Eingabe von einer anderen Quelle.

Das gesamte aus fossilen Brennstoffen freigesetzte CO2 befand sich während der Zeit der Dinosaurier in der Atmosphäre. Wenn CO2 aus allen fossilen Brennstoffen freigesetzt wird, wird der zeitliche Atmosphärenstatus der Dinosaurier wiederhergestellt. ... Sie können nicht leugnen, dass diese CO2 in der Erdgeschichte in der Atmosphäre war und Erdtiere und -pflanzen blühten

Das hat nicht wirklich viel mit Ihrer ursprünglichen Frage zu tun! Wenn Sie danach fragen möchten, stellen Sie bitte eine neue Frage. StackExchange ist keine Diskussionsseite, und wir versuchen, jede Frage auf ein einzelnes Thema zu konzentrieren.

In diesem Sinne werde ich hier nur eine sehr kurze Antwort geben . Ihre Formulierung ist etwas ungenau: Das Alter der Dinosaurier beträgt mindestens 135 Millionen Jahre, es wurde viel Kohlenstoff vergraben, bevor es begann, und der gesamte Kohlenstoff, der sich derzeit im Boden befindet, war nicht gleichzeitig in der Atmosphäre. Es ist jedoch wahr, dass die Erde höhere CO 2 -Niveaus als derzeit gesehen hat und dass ein Großteil dieses überschüssigen Kohlenstoffs jetzt in fossilen Brennstoffen eingeschlossen ist. Was würde also passieren, wenn wir viel Kohlenstoff in die Atmosphäre zurückbringen und versuchen würden, die Atmosphäre mit hohem CO2-Ausstoß wiederherzustellen, die beispielsweise T. rex in der späten Kreidezeit eingeatmet? Damals war die Erde viel wärmer, mit wenig oder keinem Eis an den Polen. Eine der größten Auswirkungen der Wiedergewinnung des gesamten Kohlenstoffs wäre das Schmelzen unserer derzeitigen polaren Eisplatten, wodurch der Meeresspiegel um einige zehn Meter erhöht würde. Das Problem ist nicht, dass die Erde durch irgendeine Lebensform völlig unbewohnbar wird (obwohl viele aktuelle Arten aussterben werden). Das Problem ist, dass viele Arten, einschließlich Homo sapiens , schlecht auf einen Klimawandel dieser Größenordnung vorbereitet sind. Zehn Prozent der Weltbevölkerung und 8 Prozent der städtischen Landfläche befinden sich in niedrig gelegenen Küstengebieten und würden vollständig von einem Anstieg des Meeresspiegels um 10 Meter überflutet - der immer noch weit unter dem Meeresspiegel liegt das Alter der Dinosaurier.

Der Anstieg des Meeresspiegels ist nur ein Effekt unter vielen, aber im Moment werde ich ihn dabei belassen, da dies (wie oben erwähnt) nicht mit Ihrer ursprünglichen Frage zusammenhängt

Wenn eine Person ihre Wasseraufnahme halbiert, wird sie krank, bevor sie dicker wird.

Das ist ein wenig peripher zu der Frage, denke ich :-). Wenn Ihnen die Analogie nicht gefällt, können Sie sie ignorieren: Sie ist für die Erklärung nicht wesentlich. Um Sie jedoch zu beruhigen: Das EPA Exposure Factors Handbook (Ausgabe 2011) gibt einen Mittelwert von 1.043 ml für die tägliche Trinkwasseraufnahme eines Erwachsenen in den USA an. Daher denke ich nicht, dass eine Beschränkung der Wasseraufnahme auf 1 kg pro Tag, wie in meinem Gedankenexperiment, notwendigerweise zu Krankheit führen würde.


Referenzen

  • Streete, JL (1968). Infrarotmessungen der atmosphärischen Transmission auf Meereshöhe. Applied Optics, 7 (8), 1545–1549.
  • Taylor, J. H., & Yates, H. W. (1957). Atmosphärische Transmission im Infrarot. JOSA, 47 (3), 223-226.

  • Yates, H. W., & Taylor, J. H. (1960). Infrarotübertragung der Atmosphäre (Nr. NRL-5453). Naval Research Lab, Washington DC.

Wenn eine Person ihre Wasseraufnahme halbiert, wird sie krank, bevor sie dicker werden kann.
Wenn es eine solche positive Rückkopplung ohne andere negative Rückkopplungen gibt, wird die Erde ohne CO2-Beitrag wärmer. Das gesamte aus fossilen Brennstoffen freigesetzte CO2 befand sich während der Zeit der Dinosaurier in der Atmosphäre. Wenn CO2 aus allen fossilen Brennstoffen freigesetzt wird, wird der zeitliche Atmosphärenstatus der Dinosaurier wiederhergestellt. Wie ich bereits sagte, sind sie alle Theorien. Ich hatte genug davon. Sparen Sie sich die Mühe, es sei denn, Sie haben es bewiesen.
@Charlie Jiang: Wenn Sie den Beweis ignorieren möchten, sobald er vorgelegt wurde, warum sollten Sie sich überhaupt die Mühe machen, ihn zu fragen? Was Ihre Behauptung bezüglich der Zeit der Dinosaurier betrifft, 1) ist es falsch - viele Vorkommen fossiler Brennstoffe wurden lange vor den Dinosauriern niedergelegt; und 2) Die heute existierenden Lebensformen hatten mindestens 65 Millionen Jahre Zeit, sich von ihren Vorfahren zu entwickeln, die in dieser Atmosphäre blühten.
Sie können theoretisieren, wie Sie möchten, aber Sie können nicht leugnen, dass dieses CO2 in der Erdgeschichte in der Atmosphäre war und die Tiere und Pflanzen der Erde blühten.
@Charlie Jiang: Natürlich kann und kann ich es leugnen. Es gibt einen geologischen Kohlenstoffkreislauf, in dem (über Millionen von Jahren) CO2 aus z. Vulkane und als fossile Brennstoffe und Karbonatgesteine ​​entfernt.
@CharlieJiang Willst du verstehen oder willst du nur streiten? Eine Analogie anzugreifen (Trinkwasser; das dient dazu, die Haupterklärung verständlicher zu machen) bedeutet nur, „einen Punkt zu erzielen“. Diese Argumentationsmethode wird als [Strohmann-Irrtum] bezeichnet (https://en.wikipedia.org/wiki/Straw_man).
@CharlieJiang Na und? Wer genau argumentiert, dass erhöhte CO2-Werte lebensbedrohlich sind? Auch Ihre Frage erhebt keinen solchen Anspruch. Die Hauptprobleme, die Menschen mit der globalen Erwärmung haben, sind (1) es ist eine Veränderung (was lächerlich ist - Natur bedeutet Veränderung, überwinde sie einfach), (2) es kann signifikante Konsequenzen geben, die wir nicht vorhergesagt haben, (3) viele Menschen müssen sich bewegen. Auf jeden Fall macht die Wurzel Ihrer Argumentation sowieso keinen Sinn - die Vor-Sauerstoff-Atmosphäre ließ auch das anaerobe Leben der Zeit gedeihen, aber das bedeutet nicht, dass wir eine Atmosphäre ohne Sauerstoff wollen würden, oder?
Dieses Experiment hat nichts mit der Frage zu tun
@ Jan Doggen Deine Analogie ergab keinen Sinn und du willst nicht, dass ich darauf hinweise. Sie haben die Rolle von CO2 stark übertrieben.
@CharlieJiang - Da Sie sich mit diesem Thema so gut auskennen, schlage ich vor, dass Sie Ihre Erkenntnisse zur Rolle von CO2 bei der globalen Erwärmung aufschreiben und das Papier zur Veröffentlichung einreichen.
410 gone
2016-02-15 19:49:25 UTC
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Experimente beweisen nicht unbedingt Dinge, per se ; und insbesondere neigt ein einzelnes Experiment dazu, nichts zu beweisen - zumindest ist eine Replikation des Experiments erforderlich. Experimente liefern beitragende Beweise. Das Vertrauen in eine Hypothese kann aus einer Kombination von Theorie, Laborexperimenten und natürlichen Experimenten entstehen.

Unser Wissen über den Treibhauseffekt beruht auf einer Kombination aus Laborexperimenten und natürlichen Experimenten, ergänzt durch verschiedene Theorien testbar und erfolgreich getestet.

Die ersten Experimentatoren und Theoretiker arbeiteten im neunzehnten und frühen bis mittleren zwanzigsten Jahrhundert: Joseph Fourier, John Tyndall, Svante Arrhenius, Guy Callendar. Am bemerkenswertesten ist vielleicht, dass John Tyndalls Arbeit mit einer Thermosäule, die das Absorptionsspektrum verschiedener Gase misst, die ersten waren, die Ihre Frage am direktesten angesprochen haben. In jüngerer Zeit können durch Fortschritte in der spektrographischen Analyse in Laborexperimenten ermittelt werden, welche Teile des elektromagnetischen Spektrums von $ \ ce {CO2} $ absorbiert werden und wie viel. Entscheidend ist, dass es Banden mit sehr hoher Absorption durch $ \ ce {CO2} $ bei Frequenzen gibt, bei denen $ \ ce {H2O} $ eine viel geringere Absorption aufweist:

enter image description here

Wir haben also Laborexperimente, die zeigen, dass CO2 mit atmosphärischen Konzentrationen zum Treibhauseffekt beiträgt. Diese Experimente reichen fast zweihundert Jahre zurück, und je mehr Forschung wir betreiben, desto mehr Bestätigung finden wir sowohl in Laborexperimenten als auch in natürlichen Experimenten und umfassenderen Theorien in Physik und Chemie.

Gab es während der industriellen Revolution vor etwa 200 Jahren veröffentlichte Artikel, in denen auf die Gefahren der globalen Erwärmung durch den Einsatz fossiler Brennstoffe hingewiesen wurde?
@gansub möchten Sie das als eigenständige Frage stellen - es ist zu schön, sie zu haben, und die Antwort ist in Kommentaren versteckt
Es macht mir nichts aus. Aber ich glaube nicht, dass es damals Wissenschaftler zum Klimawandel gab. Das Studium der Meteorologie / Klimatologie ist weniger als 150 Jahre alt und korrigiert mich, wenn ich falsch liege.
@gansub Fourier geht etwas weiter zurück - er war Napoleon Bonapartes wissenschaftlicher Berater!
Sie haben nicht erklärt, warum CO2 Ihrer Meinung nach einen größeren Beitrag zum Treibhauseffekt leistet als beispielsweise H2O. Aus Ihrem Diagramm geht hervor, dass H2O ein breiteres Absorptionsspektrum und eine stärkere Absorption aufweist.
@CharlieJiang Das wurde bereits in einer früheren Antwort erklärt.
@bon: Dann muss ich meine Meinungsverschiedenheit behalten. Eigentlich unterstützt die obige Tabelle meine Position.
@CharlieJiang Sie haben speziell nach Experimenten gefragt, die die CO2-Absorption zeigen - was ich beantwortet habe. Bitte stellen Sie nicht mehr als eine Frage gleichzeitig. Diese Seite funktioniert, indem jeweils eine Frage gestellt wird. Wenn Sie fragen möchten, ob und warum CO2 einen größeren Beitrag zum Treibhauseffekt leistet als H2O, stellen Sie dies bitte als separate Frage. Aber denken Sie daran, dass Sie die gleiche Antwort erhalten, die Pont oben gepostet hat. Wenn Sie glauben, Sie könnten 200 Jahre Wissenschaft auf den Kopf stellen, schreiben Sie Ihre Arbeit auf: Nobelpreise und Milliarden von Dollar erwarten Sie.
@ EnergyNumbers: Ich stelle hier Fragen, um nach Antworten zu suchen, nicht nach Preis oder Geld. Also kann ich deine Antwort hier nicht in Frage stellen? Eigentlich habe ich dir keine Frage gestellt, ich habe einfach eine Erklärung abgegeben.
@CharlieJiang - EnergyNumbers hat nicht gesagt, dass Sie seine oder eine andere Antwort hier nicht in Frage stellen können. Er sagte nur, dass Sie nur eine Antwort pro Frage bekommen können. Sie können eine andere Frage zu der von ihm geschriebenen Antwort oder zu einer anderen Frage stellen.
Ich denke, die Grafik ist im Vergleich zu quantitativen Daten in mehrfacher Hinsicht unrealistisch: http://www.galileomovement.com.au/docs/EmissionOfRadiationFromTheEarth_29dec12.pdf. 1. Der Peak der ausgehenden Strahlung ist wirklich viel breiter. 2. Der Peak der ausgehenden Strahlung liegt näher bei 20 Mikrometern als bei 10 Mikrometern. 3. es gibt den falschen Eindruck, dass die einfallende Strahlung viel größer ist als die ausgehende, während sie tatsächlich innerhalb von 1 Prozent voneinander liegen.
Wolfgang Bangerth
2016-02-13 09:01:10 UTC
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Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet genau wie folgt: Ja, CO2 verursacht die globale Erwärmung.

Es gibt viele Ressourcen im Internet, die dies in etwa als erklären Viele Details, die Sie tolerieren können, und was auch immer wir hier beantworten könnten, kommen dem, was andere bereits gesammelt haben, nicht nahe. Ich würde vorschlagen, dass Sie auf der Wikipedia-Seite zur globalen Erwärmung (und insbesondere im Abschnitt zu Treibhausgasen sowie auf der Wikipedia-Seite zu Treibhausgasen beginnen. a>.

Ich habe gerade diese Seiten überflogen, aber gab es tatsächlich Laborexperimente, die den Treibhauseffekt zeigten?
Sie machen sie seit über 100 Jahren. https://en.wikipedia.org/wiki/Svante_Arrhenius#Greenhouse_effect
Farrenthorpe: Bei der Frage geht es um Experimente, nicht um Theorie. Ich habe da draußen alle möglichen Theorien gelesen.
@CharlieJiang Haben Sie den von farrenthorpe bereitgestellten Link gelesen? Es zitiert Arrhenius 'Absorptionszahlen, die aus Very und Langleys Infrarotbeobachtungen des Mondes abgeleitet wurden. Das vollständige Papier ist online verfügbar und im Wikipedia-Artikel verlinkt.
Pont: Arrhenius 'Absorptionszahlen mussten nicht aus Very und Langleys Infrarotbeobachtungen des Mondes abgeleitet werden. Er kann es auf Erden messen. So kann er dasselbe für andere Gase tun.
@CharlieJiang und Barry Carter: Viele, viele Experimente. Google "Absorptionsspektrum CO2" für nur einige davon.
@Wolfgang Bangerth: Bitte beachten Sie meinen Kommentar oben. Niemand bestreitet, dass CO2 Strahlungsenergie absorbiert. Das bedeutet nicht unbedingt, dass es einen Treibhauseffekt verursachen kann. Mein Körper absorbiert auch Strahlungsenergie.
@Wolfgang Bangerth: Haben Sie Schwierigkeiten, meine Frage zu verstehen? Ich habe nicht nach der Meinung der Leute gefragt. Ich bat mich, mir den experimentellen Nachweis des Treibhauseffekts zu zeigen. In simulierten Atmosphären führt eine höhere CO2-Konzentration zu einer höheren Temperatur.
Dikran Marsupial
2016-02-17 21:29:49 UTC
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Um zu sehen, warum wir unter Laborbedingungen kein Experiment durchführen können, um den Treibhauseffekt zu überprüfen, müssen wir zunächst überlegen, wie der [ziemlich schlecht benannte] Treibhauseffekt funktioniert:

Die Erde befindet sich (in jeder Hinsicht) in einem Vakuum, sodass sie nur durch Strahlung Wärme gewinnen oder verlieren kann. Die Sonne sendet den größten Teil ihrer Strahlung bei sichtbaren und UV-Wellenlängen aus. Die Erdatmosphäre ist bei diesen Wellenlängen ziemlich transparent, so dass die Sonnenstrahlung meistens durch sie hindurchgeht und auf die Oberfläche trifft. Ein Teil dieser Strahlung (bestimmt durch die Erdalbedo) wird von der Oberfläche zurück in den Weltraum reflektiert, der Rest wird von der Oberfläche absorbiert, wodurch die Oberfläche warm wird. Die Oberfläche verliert Wärme, indem sie in Infrarotwellenlängen strahlt. Treibhausgase absorbieren einen Teil der IR-Strahlung, wodurch sich die Atmosphäre erwärmt (die THG-Moleküle übertragen einen Teil dieser Wärme durch Kollisionen auf Nicht-Treibhausgase, aber Wärme wird auch durch Konvektion nach oben übertragen). Die warme Atmosphäre strahlt einen Teil dieser Energie sowohl nach oben in den Weltraum als auch nach unten zurück an die Oberfläche ab. Der Teil, der nach unten abgestrahlt wird, wird auch als "Rückstrahlung" bezeichnet (und ist direkt beobachtbar). Der wichtige Faktor ist nun nicht die Menge an ausgehendem IR, die von der absorbierten Oberfläche abgestrahlt wird, sondern die Höhe, in der sich nicht genügend Treibhausgase darüber befinden, um das von dieser Schicht nach oben abgestrahlte IR zu absorbieren, damit es in den Weltraum entweichen kann. Die Zeitrafferrate bedeutet, dass die Temperatur der Atmosphäre mit zunehmender Höhe abnimmt. Dies bedeutet, dass je mehr CO 2 in die Atmosphäre eingebracht wird, desto höher wird diese emittierende Schicht und desto kälter ist sie. Da die Menge des abgestrahlten IR von der Temperatur dieser Schicht abhängt, sinkt die Menge des vom Planeten abgestrahlten IR, wenn diese Höhe zunimmt, was zu einem Energieungleichgewicht führt, wobei der Planet mehr Sonnenstrahlung absorbiert als er als IR emittiert. und so erwärmt sich der Planet. Dies setzt sich fort, bis sich die Strahlungsschicht so weit erwärmt, dass das ausgehende IR mit der von der Sonne einfallenden Strahlung im Gleichgewicht ist. Je mehr CO 2 sub> ist, desto wärmer ist die mittlere Oberflächentemperatur, wobei alle Dinge ansonsten gleich sind.

Um ein Laborexperiment durchzuführen, das den Mechanismus des Treibhauseffekts nachbilden könnte, benötigen wir eine Vakuumkammer, die groß genug ist, um ein Gefäß mit einer Luftsäule aufzunehmen, die hoch genug ist, um eine messbare Zeitrafferrate zu haben. Dies ist eindeutig unpraktisch. Wir können im Labor Experimente durchführen, um die Absorption von IR durch Treibhausgase zu untersuchen, und Tyndall hat dies zwar vor über einem Jahrhundert getan, aber wir können den Treibhauseffekt unter Laborbedingungen nicht experimentell verifizieren, so wie wir Gravitationslinsen nicht experimentell nachweisen können das Labor.

Wir könnten natürlich die Bewohner von Magrathea damit beauftragen, eine Nachbildung der Erde zu bauen und damit zu experimentieren, aber wir würden ein ziemlich großes Labor brauchen.

Dies bedeutet nicht, dass wir keine Beweise für den Treibhauseffekt haben. Natürlich tun wir das, genauso wie wir Hinweise auf Gravitationslinsen haben.

Update - kurze Beschreibung des Mechanismus des Treibhauseffekts aus Spencer Wearts ausgezeichnetem Buch, das von @jamesqf erwähnt wird:

Was passiert mit Infrarotstrahlung? von der Erdoberfläche emittiert? Während es sich Schicht für Schicht durch die Atmosphäre nach oben bewegt, wird in jeder Schicht etwas gestoppt. (Um genau zu sein: Ein Molekül aus Kohlendioxid, Wasserdampf oder einem anderen Treibhausgas absorbiert ein wenig Energie aus der Strahlung. Das Molekül kann die Energie in zufälliger Richtung wieder zurückstrahlen. Oder es kann die Energie in Geschwindigkeit in übertragen Kollisionen mit anderen Luftmolekülen, so dass die Luftschicht, in der sie sitzt, wärmer wird.) Die Luftschicht strahlt einen Teil der Energie, die sie absorbiert hat, zurück zum Boden und einen Teil nach oben zu höheren Schichten. Je höher Sie steigen, desto dünner und kälter wird die Atmosphäre. Schließlich erreicht die Energie eine Schicht, die so dünn ist, dass Strahlung in den Weltraum entweichen kann.

Was passiert, wenn wir mehr Kohlendioxid hinzufügen? In den Schichten, die so hoch und dünn sind, dass ein Großteil der Wärmestrahlung von unten durchschlüpft, Wenn mehr Treibhausgas hinzugefügt wird, absorbiert die Schicht mehr Strahlen. Der Ort, von dem aus der größte Teil der Wärmeenergie die Erde verlässt, verschiebt sich also in höhere Schichten. Das sind kältere Schichten, daher strahlen sie auch keine Wärme ab. Der Planet als Ganzes nimmt jetzt mehr Energie auf als er ausstrahlt (was in der Tat unsere aktuelle Situation ist). Da die höheren Ebenen einen Teil des Überschusses nach unten ausstrahlen, erwärmen sich alle niedrigeren Ebenen bis zur Oberfläche. Das Ungleichgewicht muss so lange anhalten, bis die hohen Werte wärmer werden und mehr Energie ausstrahlen. Wie in Tyndalls Analogie eines Staudamms an einem Fluss zwingt die Barriere, die über die ausgehende Strahlung geworfen wird, das Temperaturniveau überall darunter zu erhöhen, bis genügend Strahlung herausgedrückt wird, um das auszugleichen, was die Sonne einsendet.

Einige zusätzliche Ressourcen für Charlie:

  • Prof. Ray Pierrehumbert erklärt den Treibhauseffekt, während er bequem auf einem Courdroy-Sofa sitzt.
  • Prof. Ray Pierrehumbert erklärt den Treibhauseffekt in einem Zeitschriftenartikel.
  • Rasmus Benestad erklärt den Treibhauseffekt auf pädagogische Weise in einer Zeitschrift.
  • Einige weitere Links zum Thema.
  • Bei einigen Modellen mit Zahlen könnte Charlie David Archers Website ausprobieren, ich denke, was Charlie will wäre eine Kombination aus dem MODTRAN-Modell und dem RRTM-Modell (ich denke, die Tatsache, dass Prof. Archer sie nicht kombiniert hat, legt nahe, dass es eine eher nicht triviale Übung wäre!).
Ich bin damit einverstanden, dass ich das Geld für das Lesen dieser Papiere nicht bezahlen wollte. Also habe ich es nicht gesehen. Die Theorie, die Sie hier aufgestellt haben, ist vielleicht nicht neu, unterscheidet sich aber von der, über die die meisten Menschen gesprochen haben. Es ist neu für mich. Ein paar Zahlen wären hilfreich.
@DikranMarsupial - Magrathea scheint ein interessanter Planet zu sein. Irgendeine Idee, wann wir ein paar Sonden dorthin schicken werden?
@Charlie Jiang: Wenn Sie nicht durchwaten möchten, z. "Prinzipien des Planetenklimas" gibt es eine gute, ziemlich nicht technische Darstellung der Geschichte und Wissenschaft bei "The Discovery of Global Warming", hier: https://www.aip.org/history/climate/index.htm
@gansub, Ich glaube, die BBC hat eine Dokumentarserie veröffentlicht, die in den 1980er Jahren dorthin ging (nach einer ähnlichen Ermittlungsserie über Funk); o)
@CharlieJiang Entschuldigung, Sie graben sich nur tiefer, der von mir angegebene Realclimate-Link ist frei verfügbar. Sie mussten lediglich auf den Link klicken und hätten sowohl eine Erklärung für den Treibhauseffekt als auch eine Erklärung dafür gefunden, warum Wasserdampf dies nicht tut CO2 als Treibhausgas annullieren. Alternativ können Sie die IPCC-Berichte lesen (der erste ist gut lesbar und wie alle kostenlos verfügbar). Übrigens wurde der Realclimate-Artikel von derselben Person geschrieben, die das ausgezeichnete (kostenlose Online-) Buch geschrieben hat, das im Link von jamesqf angegeben ist.
@DikranMarsupial Wenn Sie in Ihrer Beschreibung einige Schlüsselnummern anzeigen könnten, würde mir das helfen, dies zu verstehen. Es ist mein Fehler zu sagen "Wenn das alte Modell nicht funktioniert, kann man immer ein neues finden". Ich schlage wirklich vor, verschiedenen Theoriemodellen einen Namen zu geben, zum Beispiel: Direktmodell, Seeding-Modell, Forcing-Modell, Außenschichtmodell usw.
@gansub In der Tat erschwert dieses theoretische Modell Simulationen, wenn es möglich ist.
@CharlieJiang Wenn Sie sehen möchten, wie Sie dem Modell Zahlen hinzufügen können, lesen Sie die Artikel von Gilbert Plass, in denen es zuerst erstellt wurde. Sie müssen laufen lernen, bevor Sie laufen können, und eine Menge grundlegender Physik lernen, die Sie verstehen müssen, um ein nützliches numerisches Modell zu erstellen. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, ein oder zwei Lehrbücher zu lesen, wie das von Ray Pierrehumbert, auf das ich Sie zuvor aufmerksam gemacht habe.
Übrigens, ich denke, Sie werden feststellen, dass Gansub es nicht ganz ernst meinte, und Ihre Antwort auf seinen Kommentar deutet darauf hin, dass Sie sich nicht die Mühe gemacht haben, auf den Link zu Magrathea zu klicken, um herauszufinden, worauf er sich bezog, was wiederum darauf hindeutet, dass Sie es nicht wirklich sind viel Mühe machen.
Ich habe den Magrathea-Link überprüft. Sie können meinen Kommentar falsch verstehen.
@CharlieJiang gähnt. Lassen Sie mich wissen, wenn Sie den Inhalt der Links, die ich am Ende meiner Antwort angegeben habe, angesehen / gelesen / experimentiert haben und eine inhaltliche Diskussion über die Wissenschaft wünschen.
@Charlie Jiang: Sie können auch das EdGCM-Klimamodell herunterladen und Ihre eigenen numerischen Experimente durchführen (sollten Sie das Pech haben, Windows zu verwenden :-() http://edgcm.columbia.edu/
@DikranMarsupial - ist es möglich, dass einer der Effekte der globalen Erwärmung, dass der Humor verschwindet?
@gansub Vielleicht braucht der nächste IPCC WG2-Bericht einen Abschnitt über wirtschaftliche Verluste für die Unterhaltungsindustrie?
@DikranMarsupial - entweder dieser oder der IPCC WG2-Bericht muss fragen, ob die Leute aufgehört haben, über sich selbst zu lachen.
@DikranMarsupial - sagen Sie, was Sie über OP wollen. Er hat Mut. Er hat keine Angst, einen einsamen Standpunkt einzunehmen.
Warum ist der Treibhauseffekt schlecht benannt? Gewächshäuser zeigen genau den gleichen Effekt, nur mit Glas anstelle von Kohlendioxid. Sicher, es gibt auch die Tatsache, dass ein Gewächshaus das Entweichen heißer Luft verhindert, was der größere Faktor ist, aber der tatsächliche "Gewächshaus" -Effekt ist auch vorhanden und besonders in beheizten Gewächshäusern sehr wichtig :)
Gewächshäuser wirken meistens durch Verhinderung der Konvektion, aber was noch wichtiger ist, das Gewächshaus ist keine gute Erklärung dafür, warum der Effekt von der Abfallrate und einer Änderung der Höhe der Strahlungsschicht abhängt. Es geht um die Temperatur der Schicht, die IR in den Weltraum ausstrahlen kann, während ein Gewächshaus berücksichtigt, was mit dem von der Oberfläche abgestrahlten IR passiert. Ein vereinfachtes Modell berücksichtigt den Effekt einer Glasscheibe, die für IR undurchlässig ist, aber es funktioniert nicht wirklich so (vielleicht ist es eine bessere Erklärung für den Erwärmungseffekt von Wolken).
Eine herrlich klare und prägnante Antwort, die mehr Beachtung verdient. Ich denke, es ist unterbewertet, weil es ein paar Tage nach dem Hauptpaket erscheint. Ich war noch nie zuvor auf Tyndalls Analogie zum Damm gestoßen und frage mich jetzt, warum er nicht weiter verbreitet ist - scheint die perfekte intuitive Erklärung für das Konzept der Strahlungsschicht zu sein.
bon
2016-02-16 01:40:34 UTC
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Das Paradoxon der schwachen jungen Sonne - wie Treibhausgase einen Planeten warm halten können:

Als sich die Erde vor 4,5 Milliarden Jahren bildete, war die Sonne etwa 30% weniger hell als sie ist heute und hat seitdem stetig zugenommen, basierend auf gut etablierten Modellen der solaren Evolution. Einfache Energiebilanzmodelle der Erde zeigen, dass bei einer ähnlichen Atmosphäre wie heute die mittlere globale Temperatur weit unter dem Gefrierpunkt gelegen hätte. Es gibt jedoch Sedimentgesteine ​​aus mindestens 3,8 Milliarden Jahren, die deutliche Anzeichen dafür aufweisen, dass sie in flüssigem Wasser liegen. Daher muss etwas den Planeten in seiner frühen Geschichte warm gehalten haben. Der Schuldige ist $ \ ce {CO_2} $ und wahrscheinlich auch $ \ ce {CH_4} $, die möglicherweise in mindestens 100-mal so hohen und möglicherweise weitaus höheren Stufen vorhanden waren. Ein weiteres Beispiel für die Kraft des Treibhauseffekts von $ \ ce {CO2} $ ist die Venus, deren Atmosphäre 50-mal so dicht ist wie die der Erde und die zu 97% aus $ \ ce {CO2} $ besteht. Die Oberflächentemperaturen erreichen 500 ° C.

The Quaternary Record - Nichtlineare Reaktionen auf Sonneneinstrahlung:

Diese Abbildung zeigt das $ \ delta ^ {18 } \ text {O} $ Aufzeichnung von benthischen Foraminfera, die in Tiefseesedimentkernen der letzten 1,2 Millionen Jahre zusammen mit der Sonneneinstrahlung am 21. Juli bei N65 (Sommer auf der Nordhalbkugel) erhalten wurden, berechnet aus der Himmelsmechanik. $ \ delta ^ {18} \ text {O} $ aus benthischen Foramen ist ein guter Proxy für das Eisschildvolumen (hohes $ \ delta ^ {18} \ text {O} $ = hohes Eisvolumen und umgekehrt) und so weiter Was wir sehen, ist, dass das Volumen der Eisdecke im Allgemeinen gut mit dem solaren Antrieb korreliert. enter image description here

Schauen Sie jedoch genauer hin und es gibt Probleme. Obwohl Enteisungen mit einer Zunahme der sommerlichen Sonneneinstrahlung korrespondieren, korreliert das Ausmaß der Zunahme nicht immer gut mit dem Ausmaß der Enteisung. Insbesondere der Abschluss der Stufe V zeigt eine große Enteisung (eine der größten im Quartär) als Reaktion auf einen sehr kleinen solaren Antrieb. Offensichtlich müssen einige andere Faktoren das Forcierungssignal verstärken, um die beobachteten Änderungen zu erzeugen. Zweitens stellen wir fest, dass im späteren Teil des Quartärs die Hauptperiode der glazial-interglazialen Schwingung etwa 100.000 Jahre beträgt. Der solare Antrieb besteht aus drei Komponenten: Exzentrizität (100.000 und 400.000 Jahre), Schrägstellung (41.000 Jahre) und Präzession (21.000 Jahre). Wenn Sie jede der Kräfte einzeln betrachten, ist die Exzentrizitätskraft bei weitem die schwächste und dominiert dennoch im Datensatz $ \ delta ^ {18} \ text {O} $. Obwohl aus dieser Grafik nicht ersichtlich ist (die frühere Hälfte des Quartärs ist nicht dargestellt), gibt es vor etwa 1 Million Jahren einen Wechsel von einer dominanten Vereisungsperiode von 40.000 Jahren zu 100.000 Jahren, und dennoch ändert sich das Forcierungsmuster nicht . Beachten Sie außerdem, dass die Sonneneinstrahlung heutzutage gering ist und sich die Welt dennoch erwärmt.

Die nächste Abbildung zeigt atmosphärische Aufzeichnungen von $ \ mathrm {CO_2} $ und $ \ mathrm {CH_4} $, gemessen aus der Antarktis Eisbohrkerne aus den letzten 800.000 Jahren sowie $ \ delta \ text {D} $ -Datensätze, die ein guter Indikator für die Temperatur sind. Es gibt eine sehr gute Korrelation zwischen $ \ mathrm {CO_2} $ -Niveaus und Temperatur und eine gute Korrelation mit $ \ mathrm {CH_4} $ -Niveaus, insbesondere bei großen Temperaturanstiegen.

enter image description here

Aber waren wir noch nie hier?

Die folgende Abbildung zeigt den Datensatz $ \ delta ^ {18} \ text {O} $ aus den letzten 65 Millionen Jahren. Die Temperaturskala auf der rechten Seite gilt nur für eine eisfreie Welt (d. H. Vor ~ 30 Millionen Jahren [ich werde nicht auf die Gründe eingehen, wenn Sie nicht besonders interessiert sind]), aber der allgemeine Trend ist immer noch offensichtlich. Seit dem Eozän hat es eine allmähliche Abkühlung gegeben, mit einigen Schwankungen auf dem Weg. Die $ \ ce {CO2} $ -Niveaus im Eozän betrugen mindestens 1000 ppm (im Vergleich zu 280 ppm für vorindustrielle Werte und 400 ppm für den heutigen Tag), was sich in den Temperaturen und dem Mangel an Eis widerspiegelt. enter image description here

Sie könnten dann sagen, was ist das Problem, wenn Sie all dieses $ \ ce {CO2} $ in die Atmosphäre bringen? Das Hauptproblem ist nicht das Ausmaß der Änderung, sondern die Änderungsrate. Die Veränderungen der $ \ ce {CO2} $ -Konzentration im Eozän fanden über Millionen von Jahren statt und gaben die meiste Lebenszeit, um sich zu entwickeln, um mit den sich ändernden Temperaturen fertig zu werden. Wir bringen jedoch innerhalb weniger hundert Jahre große Mengen von $ \ ce {CO2} $ in die Atmosphäre, was drastisch unterschiedliche Auswirkungen hat. Das Analogon zu unserer gegenwärtigen Situation ist das Paläozän-Eozän-Wärmemaximum. Wenn Sie sich das Diagramm genau ansehen, sehen Sie eine Spitze im Datensatz $ \ delta ^ {18} \ text {O} $ vor 55 Millionen Jahren. Dies entspricht einer schnellen Erwärmung von ca. 5-8 ° C und einer anschließenden Abkühlung auf frühere Temperaturen über einen Zeitraum von ca. 200.000 Jahren. Obwohl dies in diesem Diagramm nicht dargestellt ist, gibt es einen entsprechenden Abfall im Datensatz $ \ delta ^ {13} \ text {C} $, der auf eine große Injektion von Kohlenstoff in die Atmosphäre in Form von $ \ ce {CO2 hinweist } $ und $ \ ce {CH4} $, die aufgrund des Treibhauseffekts einen raschen Temperaturanstieg verursachten. Dies ist sehr ähnlich zu dem, was wir heute tun, nur dass wir es mindestens 20 Mal schneller machen.

Schlussfolgerungen:

Solares Forcen ist ein Faktor, der die globalen Temperaturen beeinflusst, insbesondere in der jüngeren Vergangenheit, aber die Reaktionen sind stark nichtlinear, und das Forcen allein reicht nicht aus, um die beobachteten Änderungen zu erklären. Die Werte von $ \ ce {CO2} $ und $ \ ce {CH4} $ in der Atmosphäre sind eng mit den globalen Temperaturen korreliert, und abrupte Änderungen dieser Werte haben in der Vergangenheit zu abrupten Temperaturänderungen geführt. Die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre ist eine Funktion der Temperatur (siehe die ausgezeichnete Antwort von @ Pont) und daher kein relevanter Antrieb für steigende Temperaturen (tatsächlich können Wolken einen leichten negativen Rückkopplungseffekt haben, da sie eine sehr hohe Albedo aufweisen).

Eigentlich haben wir vielleicht eine noch bessere Parallele: das Permian-Triassic Extinction-Ereignis (AKA "The Great Dying"). Eine plausible Theorie (wenn auch nicht die einzige) ist, dass große Vulkanausbrüche unter Kohlebetten der Atmosphäre große Mengen CO2 hinzufügten.
@bon: Vielen Dank für Ihre Geduld. Mir wird gesagt, dass ich hier keine Antworten hinterfragen soll. Also werde ich ein paar Aussagen machen. Für mich sind die Laborarbeiten aus einem Eiskern oder Sedimenten eine indirekte Datenerfassung, die viele Präzisionsschritte erfordert. In Millionen Jahren gab es viele Unbekannte, z. Vulkane, Meteore ... Auch wenn wir denken, wir haben Erklärungen. Ich muss eine seltsame Person sein. Ich habe meine Gründe und Beweise. Nur direkte Messungen aus simulierten Atmosphären werden mich überzeugen. Das ist eine viel einfachere Arbeit als die Laborarbeit, die Sie geleistet haben.
@CharlieJiang Ich bin anderer Meinung. Das Klimasystem der Erde ist viel zu komplex, um es in einem Laborexperiment zu simulieren. Es reicht nicht aus, nur den Inhalt der Atmosphäre in einen Kolben zu geben und die Konzentration von $ \ ce {CO2} $ zu variieren. Dies ist in keiner Weise repräsentativ für die Erdatmosphäre, da es die sehr starke Kopplung mit anderen Teilen des Klimasystems, nämlich der Hydrosphäre, Kryosphäre, Lithosphäre und Biosphäre, ignoriert.
Wenn man glaubt, dass CO2 das Klima verändert, würde man befürchten, dass CO2 zu schnell freigesetzt wird. Ich glaube es nicht, ich mache mir keine Sorgen. Ich schätze die Gelegenheit sehr, eine andere Meinung zu äußern.
@CharlieJiang Sie haben jedoch keine Beweise für Ihren Glauben und weisen Beweise dafür als schlechte Qualität oder „theoretisch“ zurück. Ihr Argument basiert ausschließlich auf der Meinung.
@CharlieJiang Sie sagen: "Nur direkte Messungen aus simulierten Atmosphären werden mich überzeugen." Und doch erzählen Sie uns in anderen Kommentaren zuversichtlich über die CO2-Werte in der "Dinosaurier-Zeitatmosphäre", die mithilfe von Sedimentaufzeichnungen rekonstruiert werden, genau wie die, die Sie hier ablehnen. Es scheint also, dass Paläo-Aufzeichnungen für Sie manchmal zuverlässig sind ... aber nur, wenn sie Ihrem Argument in diesem bestimmten Moment dienen.
@bon: Wie Sie hier erfahren, erwarten Sie Nobelpreise und Milliarden von Dollar, wenn Sie herausfinden, wie Sie die Atmosphäre simulieren können. Selbst wenn Sie nur die Troposphäre simulieren können, wäre dies ein großer Fortschritt für das menschliche Wissen, denn dort ist das Klima.
@CharlieJiang In einem vereinfachten Modell spiegelt das Klima die Bedingungen in der Troposphäre wider, aber wie ich bereits sagte, wird es stark von Prozessen in den Ozeanen, an Land, in der Stratosphäre, tektonischen Prozessen usw. beeinflusst. Leider können wir das Klima nicht modellieren Perfekt noch (und wird es nie können), aber wir machen stetige Fortschritte durch die Verwendung von Computermodellierung und Interpretation paläoklimatischer Daten, um die Modelle zu testen.
@bon Ich werde Ihren Fortschritt mit Sicherheit verfolgen.
@bon CO2 und CH4 zeigten eine starke Korrelation mit den globalen Temperaturen. Aber:
@bon CO2 und CH4 zeigten eine starke Korrelation mit den globalen Temperaturen. Aber: 1. Es ist keine Ursachenbeziehung. Dies kann erklärt werden, da die Temperaturänderung die Ursache für die Änderung von CO2 ist. 2. Sie haben angenommen, dass die Aufzeichnung des Eiskerns zusammenhängend ist. Alle warmen Jahre könnten tausend Jahre Rekord auslöschen. 3. wenn die Korrelation korrekt ist. dann erhöht ungefähr jede 100 ppmv CO2-Erhöhung die Temperatur um 9 ° C. Jetzt stieg das CO2 von 300 auf 400 ppmv. Steigt die Temperatur um 9 ° C?
RWT
2017-09-15 21:34:39 UTC
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Ich denke, Sie können sagen, weil Sie klug genug waren, die Frage überhaupt zu stellen, dass die Antworten nicht ausreichen und das große Ganze ignorieren.

In der realen Welt wird kein Treibhausgaseffekt beobachtet oder nachgewiesen. Das Gewicht der Atmosphäre allein ergibt eine durchschnittliche globale Temperatur auf Meereshöhe von 288 Grad K oder 14,85 ° C. Dies ist tatsächlich etwas wärmer als die tatsächliche globale durchschnittliche Oberflächentemperatur, da sich nicht die gesamte Oberfläche auf Meereshöhe befindet. Es gibt keine zusätzliche Wärme durch den Treibhauseffekt und um zu wissen, warum Sie sich mit Thermodynamik und Quantenmechanik befassen müssen.

Theoretisch und experimentell gezeigt, kann ein Dipolmolekül langwellige Strahlung absorbieren und sie vibrieren und rotieren lassen, was zu seiner kinetischen Energie beiträgt. Es gibt jedoch Grenzen, wie viel Energie diese langwellige Strahlung auf ein Molekül übertragen kann. Wenn das Molekül bereits ein bestimmtes Maß an translatorischer kinetischer Energie aufweist, wird das Molekül durch langwellige Strahlung nicht weiter angeregt. Genauso wie Sie niemals eine 100-Grad-Heizplatte sehen würden, die Luft über 100 Grad erwärmt, selbst wenn die Heizplatte weiterhin Infrarotstrahlung emittiert wird durch Kollisionen von Gasmolekülen mit der solar erwärmten Oberfläche und durch latente Wärme von Wasserdampf abgeleitet. Der größte Teil dieser Energie wird durch molekulare Kollisionen in der gesamten unteren Atmosphäre übertragen und durch Konvektion auf die obere Troposphäre übertragen.

Dies zeigt die Natur jede Nacht in trockenen Regionen des Planeten. In Wüsten wie der Sahara steigt die Oberflächentemperatur tagsüber schnell an. Das liegt daran, dass keine Wärmeenergie durch Verdampfen von Wasser in latente Wärme umgewandelt wird. Alles geht in kinetische Energie über, die Sie als Temperatur fühlen können. Nachts kühlen die Oberfläche und die Luft schnell ab, da die Wärme in Luftmassen vertikal konvektiert wird und ihre Energie dann ohne messbare Erwärmung des Treibhausgases leicht in den Weltraum abgestrahlt wird. Tatsächlich verliert die Sahara mehr Energie in den Weltraum, als sie jährlich von der Sonne erhält. So eingängig das auch klingt, es wurde von Satelliten gemessen, die seit über einem Jahrzehnt in Betrieb sind. Das Klima der Erde wird von Wasser dominiert. Die Wärmekapazität und die Energieübertragungsmechanik von Wasser in seinen drei Phasen überwältigen jeden Effekt von langwelliger Strahlung, die Elektronenvolt Energie zur Verfolgung von Gasen in der Atmosphäre abgibt.

https: //stevengoddard.wordpress. com / 2014/01/25 / ir-Experte-spricht-nach-40-Jahren-der-Stille-es-der-Wasserdampf-dumm-und-nicht-das-CO2 /

Oder Sie können Vermutungen, Armbewegungen und wichtige Annahmen glauben, die zu Behauptungen führen, dass die Venus ohne den "Treibhauseffekt" nur -43 Grad Fahrenheit betragen würde.

https://geosci.uchicago.edu/~rtp1/papers/PhysTodayRT2011.pdf

Diese Leute stecken in ihrer irrtümlichen konventionellen Weisheit fest, daher keine wirkliche Widerlegung, sondern nur Abstimmungen. Es gibt kein Experiment, um zu beweisen, wonach Sie suchen. Der entscheidende Punkt, an dem sie fehlen, sind die Quantenwechselwirkungen der Wärmestrahlung auf Moleküle. Wärmestrahlung verursacht Schwingungen von Molekülen, und Schwingungsmoden von Molekülen sind ein quantisierter Zustand. Mit anderen Worten, Wärmestrahlung wird nicht einfach von einem Molekül absorbiert und lässt es mit jedem Elektronenvolt zusätzlicher Energie mehr schwingen. Die Wärmestrahlung muss das Molekül in den nächsten quantisierten Zustand springen lassen.
Befindet sich ein Molekül bereits in einem erhöhten quantisierten Zustand, wird Wärmestrahlung einfach vom Molekül übertragen oder reflektiert, anstatt absorbiert zu werden. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod5.html
Hast du eine Idee, wovon du sprichst? Ich und drei andere haben diese Antwort abgelehnt, weil die darin genannten Tatsachen bei weitem nicht wahr sind.
Peter Carson
2016-02-28 13:10:25 UTC
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Der Hauptteil dieser Frage lautet: „Kann CO2 mit der ATMOSPHÄREKONZENTRATION einen Treibhauseffekt haben?“ Unter der Annahme, dass dies die Frage ist: "Kann bei den derzeitigen Werten gezeigt werden, dass sich ändernde Werte des Treibhausgases CO2 zu Änderungen der Erdtemperatur führen?" (Ja, es ist ein Treibhausgas,… ABER).

Die Antwort lautet NEIN. Tatsächlich kann das Gegenteil gezeigt werden, und dieses „Experiment“ wird von Astronomen jedes Mal durchgeführt, wenn sie IR-Messungen durchführen. Die IR-Wellenbänder von CO2 werden vollständig absorbiert, wenn sie über Jahrzehnte mit oberflächenbasierten Instrumenten gemessen werden. Überall, nicht nur in diesem Blog, wurde viel darüber diskutiert, dass diese IR von CO2-Molekülen in alle Richtungen wieder abgestrahlt wird, was wahr ist.

Keine dieser Rückstrahlungen kann jedoch die Erde erreichen, da sie in den unteren Ebenen auf eine höhere Konzentration, dh eine höhere Absorption, trifft. (Beachten Sie, dass weniger als 50% zur Erde zurückgeleitet werden können und dieser% fällt, je größer die Höhe der Rückstrahlung ist.) Dies kann man an oberflächenbasierten Instrumenten (meistens in Teleskopen) sehen, die die Nulltransmission von CO2-IR-Spektren messen . Dies könnte nicht Null sein, wenn es die Oberfläche erreichen würde.

[Es gibt ein längeres - zu langes - Argument, das in Kapitel 1 (und vor allem in seinem Nachtrag) auf meiner Website „Planet Earth Climate Topics“ vorgestellt wird. @ pjcarson2015.wordpress.com.]

"Die IR-Wellenbänder von CO2 werden vollständig absorbiert, wenn sie über Jahrzehnte mit oberflächenbasierten Instrumenten gemessen werden." Selbst wenn dies wahr wäre, ist es irrelevant, da der Treibhauseffekt von der Höhe abhängt, aus der IR *** NICHT *** absorbiert wird. Selbst wenn alle von der Oberfläche emittierten IR absorbiert würden, hätte dies keinen Einfluss auf den Treibhauseffekt . Beachten Sie, dass die IR-Rückstrahlung, die auf dem Weg nach unten absorbiert wird, durch Kollisionen mit anderen Luftmolekülen neu verteilt wird, sodass der zweite Teil des Arguments ebenfalls falsch ist.
Kommentare sind nicht für eine ausführliche Diskussion gedacht. Dieses Gespräch wurde [in den Chat verschoben] (http://chat.stackexchange.com/rooms/36414/discussion-on-answer-by-peter-carson-is-there-any-experiment-to-prove-that- co2-w).


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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