+ + +
Замерзая долгими зимами начинающимися с ранней осени и продолжающимися до начала лета многие европейцы и американцы докатились до отрицания “всеочевиднейшего” Глобального потепления! Ну, так и быть, признаем, что «парниковый эффект» кто-то ввел во всемирный оборот пропаганды ради. Но ведь поглощение парниковыми газами теплового (инфракрасного) излучения Земли существует! А раз так, то всё равно необходимо решительно и бескомпромиссно бороться с грозящим человечеству катастрофическим потеплением. Как нас всех страстно призывает св. Грета! Любому не предвзятому человеку сразу ясно, что использовать душевнобольную девочку для агитации против парниковой опасности и потепления могут только Люди Доброй воли из самых благородных побуждений.
Пусть св. Грета немного ошиблась, главный вклад в тепловой баланс земной атмосферы вносит не углекислый газ, а водяной пар. Да, да, как и всех обывателей, её цинично обманывали, и продолжают дурачить насчет угрозы климату со стороны углистого газа. Но это святая ложь с лучшими намерениями! Из высших интересов!
Если объявить кошмарную правду, что в потеплении виновен водяной пар, то реакционные силы воспользуются косной привычкой обывателей пользоваться дешёвой водой, а также невозбранно выпускать пар изо рта и чайников. Мракобесы натравят тёмные массы против экологического прогресса. А ведь ради светлого экологического будущего потребуется запретить все нынешние чайники, кофеварки, бани, джакузи и прочие противные экологии парогенные удовольствия. Чайники, кофеварки и душевые кабины будет разрешено производить лишь с пароуловителями. Ну и так далее. Жаль паровозы и пароходы уже нельзя воспретить, их перестали выпускать в прошлом веке. Поспешили, однако.
«Грета принадлежит к тому малому числу людей, что могут видеть углекислый газ невооружённым глазом. Она видела, как парниковые газы потоками вытекают из наших печных труб, парят, поднимаясь вверх с ветрами, и преображают атмосферу в гигантскую невидимую свалку». (цитата из книги «Сцены из сердца», написанной родителями св. Ясновидящей Греты)
В отличие от альтернативно одарённой Греты мы не способны воочию узреть зловредный углекислый газ. Придётся нам воспользоваться иными методами, чтобы определить, каким образом «парниковые газы» влияют на изменения климата. Вместо ясновидения и экологического чутья прибегнем к помощи занудной физики климатических процессов.
+ + +
Как известно, содержащиеся в земной атмосфере водяной пар, озон и углекислый газ частично поглощают тепловое (инфракрасное) излучение поверхности Земли. Утверждается, что этот громадной важности фактор приводит к увеличению температуры у поверхности нашей планеты на + 33°C. По другим данным на + 39°C. То есть довольно много. Небезынтересно посмотреть, каким образом поглощение атмосферой теплового излучения поверхности Земли повлияло на температуру воздуха в зависимости от высоты.
Обратимся к авторитетным данным Гидрометцентра России.
Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м.
Уточним, температурный градиент по высоте зависит от влажности воздуха, при высокой влажности достигает 0,7°C/100 м.
Строго говоря, в силу движения воздушных масс распределение температуры бывает разным, в том числе вблизи поверхности земли температура воздуха с высотой может возрастать (т.н. температурная инверсия). Но в среднем для стабильной тропосферы зависимость температуры от высоты практически линейная.
Полагаю, по ссылке выше вы внимательно прочли пояснения к диаграмме вертикального строения атмосферы. Уверен, все эти научные сведения вам также интересны, как и мне. Хотя для нашей темы имеет значение лишь график температуры воздуха тропосферы в зависимости от высоты. Если атмосфера значительным образом разогревается тепловым излучением поверхности Земли, то на графике температуры мы должны были видеть разогретый слой воздуха, в котором атмосфера, собственно, и поглощает инфракрасное излучение планеты. И где он? Нету.
Воздух в тропосфере нагревается от подстилающей поверхности. Температура воздуха изменяется с высотой и в зависимости от атмосферного давления. Когда это происходит без обмена тепла с окружающей средой, то такой процесс называется адиабатическим. Поднимающийся воздух производит работу за счет внутренней энергии, которая расходуется на преодоление внешнего сопротивления. Поэтому при поднятии воздух охлаждается, а при опускании нагревается.
Адиабатические изменения температуры происходят по сухоадиабатическому и влажноадиабатическому законам. Соответственно различают и вертикальные градиенты изменения температуры с высотой
Как же так? Неужели поглощение «парниковыми газами» теплового излучения поверхности Земли это фикция?!… Не спешите с выводами. Заметьте, публике не сообщают, какой толщины слой атмосферы поглощает тепловое излучение планеты. Дело в том, что это относительно тонкий приземный слой воздуха.
Флинт Р.Ф. История Земли. М.: Прогресс, 1978:
«Парниковый эффект обусловлен наличием в приземном слое атмосферы (части пограничного слоя атмосферы от земной поверхности до высоты в несколько десятков метров) многоатомных газов (паров H2O, CO2, CH4), непрозрачных для теплового излучения. Парниковый эффект — это повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Водяной пар является самым активным парниковым газом. (Его вклад в суммарный парниковый эффект, достигающий 32оС, составляет 20,2оС, против вклада СО2, составляющего 7,2оС). В наше время парниковый эффект в среднем до 78% обусловлен парами воды и только на 22% углекислым газом. Вкладом других газов вполне можно пренебречь».
Возможно возражение, что толщина приземного слоя воздуха, в котором происходит «парниковый эффект», не имеет существенного значения. О нет, для нашей темы — это принципиально важный фактор. Предположим, тепловое излучение планеты в основном поглощается в атмосфере до 100 метров высоты над поверхностью. Увеличение количества парниковых газов (водяного пара и углекислого газа) приведет к тому, что тепловое излучение планеты поглотиться, допустим, до высоты 50 метров. И что это значит? А то и значит, что рост концентрации «парниковых газов» не увеличивает количество поглощённой атмосферой энергии теплового излучения Земли, т.е. заведомо не приводит к смещению теплового баланса планеты.
Отныне вы, не опасаясь повредить земному климату, можете испускать углекислый газ и не париться! Да и париться тоже можете, ваш водяной пар климату тоже не повредит. Хорошие климатические новости, не правда ли?
+ + +
Поздравляю моих читателей, наконец-то, мы добрались до кощеевой иглы парниковой аферы. До основополагающего научного парникового труда «ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮДЖЕТ ЗЕМЛИ» Kevin E. Trenberth, John T. Fasullo, and Jeffrey Kiehl, March 2009: Earth’s global energy budget. — Bulletin of the American Meteorological Society, 90, 311–323).
В этом поистине эпохальном научном исследовании тепловой баланс (бюджет) атмосферы был сосчитан более чем оригинально. Утверждается, что авторы добросовестно использовали полученные со спутников данные энергетического баланса Земли с марта 2000 года по май 2004 года. Полюбуемся диаграммой.
Похожую, отличающуюся лишь в мелочах диаграмму, позаимствованную в «AR4 Climate Change 2007: The Physical Science Basis», приводит пользователь nukakzetak. Дигаммы эти чрезмерно красочны и трудны для восприятия. Воспользуемся статьей из Википедии «Тепловой баланс Земли», где те же диаграммы развёрнуты в удобопонятном виде.
Как интересно! Земля получает солнечной энергии 341 Вт/м2, из которой наша планета отражает обратно в космос 102 Вт/м2, плюс 199 Вт/м2 теплового излучения самой атмосферы в космос и ещё 40 Вт/м2 теплового (инфракрасного) излучение поверхности Земли через окно прозрачности атмосферы. В сумме как раз те самые 341 Вт/м2 получаемой от солнца энергии. Не удивляетесь, что Земля сколько получает от Солнца энергии, ровно столько излучает в космос. Эти соотношения получены в предположении, что наша планета находится в тепловом (радиационном) равновесии с окружающим пространством. Точнее сказать, в квазиравновесии. Но это уточнение пока не существенно для дальнейшего анализа.
Как мы видим из дигаммы, на разогрев атмосферы приходится 78 Вт/м2 поглощенной солнечной радиации, на разогрев поверхности планеты – 161 Вт/м2. В сумме 239 Вт/м2 поглощенной солнечной энергии. Это понятно.
Не понято другое, откуда берётся энергия излучения от поверхности планеты 396 Вт/м2? И каким это образом атмосфера исхитряется получить 78 + 97 + 356 = 531 Вт/м2? И столько же излучить. Причём в сторону Земли атмосфера почему-то излучает в полтора раза более энергично, чем в космос. Мало того, от солнца и атмосферы поверхность планеты получает 161 + 333 = 494 Вт/м2. Откуда излишки энергии?!
Неужели апологетами потепления климата открыт парниковый Perpetuum Mobile? Вот же здорово! Отныне нам не нужны никакие термояды и прочие атомные гадости. Ура-а-а!
Однако беспокоит, не поторопились ли мы обрадоваться «парниковому эффекту» как неисчерпаемому источнику дармовой, экологически чистой энергии? Заглянем-ка в уже использованную нами советскую научно-популярную книгу 1970 года издания.
Если бы температура воздуха в каждой точке земной поверхности обусловливалась только притоком лучистой энергии, то ее распределение в приземном слое было бы таким, как это представлено в первой строке таблицы 9. Однако в действительности значения средней температуры по широтам, как видно из второй строки этой же таблицы, являются совершенно иными. Разности между вычисленной средней температурой лучистого равновесия и действительной (третья строка) колеблются от —13° на экваторе до +23° на широтах 70 и 80°. Иначе говоря, на экваторе средняя температура на 13° ниже, чем это должно быть по поступлению лучистой энергии, а на широтах 70 и 80° средняя температура на 23° выше. Причиной этих разностей является постоянный междуширотный воздухообмен, который осуществляется благодаря непрерывному горизонтальному переносу.
Междуширотным воздухообменом тепло переносится из экваториальной зоны и тропиков в средние и высокие широты, и, наоборот, холод поступает из высоких и средних широт в тропики и экваториальную зону. Если бы воздух был неподвижным, то на экваторе и в тропиках была бы невыносимая жара, а в высоких и средних широтах стояли бы сильные морозы. В частности, в районе Ленинграда средняя годовая температура была бы на 19° ниже той, которая наблюдается в действительности.
Ах, вот оно в чём дело! При подсчёте теплового бюджета планеты парниковые учёные включили в расчёты теплообмен между поверхностью планеты и атмосферой. За такие фокусы в порядочном научном сообществе принято бить подсвечниками.
Тревожный вопрос, сохранились ли в мире квалифицированные специалисты, способные честно исчислить тепловой баланс Земли. И достоверно определить, грядёт глобальное похолодание или потепление? Памятуя о длящейся не первое десятилетие всемирной истерии насчет углеродной угрозы. И охватившей Запад паранойи кошмарного глобального потепления. А с недавних пор реющей в тропосфере на экологической метле св. Грете. Поневоле закручинишься, а не извела ли экологическая инквизиция всех климатических еретиков, фанатично отрицающих «парниковый эффект». Может быть, всё-таки кто-то из ортодоксальных физиков выжил в каких-нибудь зашифрованных лабораториях, сберег секрет альбедо?
Короче, дальше узнаем, как научно корректно оценить тепловой баланс Земли. Не страшитесь трудностей, вас удивит, насколько это просто сделать. Хотя и далеко не так просто понять сделанное.
+ + +
Св. Грета: Я не понимаю, как они могут так врать по телевизору.[3]
+ + +
На возражения парниковых скептиков, де, углекислого газа слишком мало, чтоб он был способен существенно разогревать атмосферу, климатоложцы не считают нужным отвечать по существу. Публике показывают другой, более сложный научно-популярный плакат. На котором шокированный обыватель видит, что парниковых газов МНОГО, и, очевидно, опасность смертельного потепления – реальный кошмар.
Это понято. Не понятно другое, почему официально не популяризируют самый главный «парниковый» газ. Отчего-то из перечня преступных «парниковых» газов, с которыми надлежит неуклонного бороться, исключен наиболее опасный преступник. Знаете, кто он?
Не поленитесь ознакомиться со статьёй Википедии «Парниковый эффект и климат Земли».
Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон[7]
| основные парниковые газы атмосферы Земли | ||
| Газ | Формула | Вклад (%) |
| Водяной пар | H2O | 36 — 72 % |
| Диоксид углерода | CO2 | 9 — 26 % |
| Метан | CH4 | 4 — 9 % |
| Озон | O3 | 3 — 7 % |
Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации. Также существенный вклад вносит облачный покров в атмосфере Земли[5].
Не может не насторожить разброс вклада углекислого газа в парниковый эффект 9-26%. С чего бы? Если концентрация водяного пара (влажность, облака) изменчива, то концентрация углекислого газа в атмосфере стабильна. Трудно не заподозрить, что парниковый эффект оценивают с точностью плюс/минус лапоть.
Приглашаю ознакомится с диаграммой спектра, приходящего от солнца на Землю излучения, и спектров поглощения инфракрасного излучения водой и углекислым газом. Колоколообразные кривые справа (фиолетовая, синяя и чёрная) это спектр теплового излучено нашей планеты при разных температурах поверхности.
Прозрачность атмосферы Земли в видимом и инфракрасном диапазонах (поглощение и рассеивание):
1. Интенсивность солнечного излучения (слева) и инфракрасного излучения поверхности Земли (справа) — даны спектральные интенсивности без учёта и с учётом поглощения
2. Суммарное поглощение и рассеивание в атмосфере в зависимости от длины волны
3. Спектры поглощения различных парниковых газов и рэлеевское рассеяние.
Как видите, тепловое излучение Земли в основном поглощает водяной пар, вклад углекислого газа не существенен. Большее значение имеет озон, поскольку он поглощает инфракрасное излучение в окне прозрачности водяного пара (спектры поглощения воды и углекислого газа пересекаются). Прочие «парниковые» газы не имеют практического значения для теплового баланса планеты.
Вообще-то, профессиональным метеорологам и климатологам довольно стыдно участвовать в «парниковом» шарлатанстве. Вернитесь к предыдущему рисунку с «парниковым эффектом» и оцените простодушность подлога. На плакате зловредных парниковых газов водяной пар отсутствует, но в описании упоминается. Также на предыдущей картине нарисованы облака, однако формула воды H2O отсутствует.
Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – водяной пар и углекислый газ. Деятельность человека провоцирует увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, что усиливает парниковый эффект, который ведёт к росту температуры у поверхности Земли. В связи с ростом температуры увеличивается испарение, что затрудняет отражение тепла в космос и ещё больше разгоняет парниковый эффект.
Так примитивно и грубо происходит натягивание парниковой совы на климатический глобус.
+ + +
И что подлинно забавно, сенсационный «парниковый эффект» давним давно известен метеорологам и климатологам. Вот только прежде понимали они его иначе. Заглянем в уже известную нам советскую научно-популярную книгу 1970 года издания.
Некоторые газы, входящие в состав атмосферы, поглощают земное излучение. Вследствие этого замечательного свойства Земля предохраняется от быстрого охлаждения. Основную роль в этом процессе играют водяной пар (Н2О), двуокись углерода (СО2) и озон (О3). Водяной пар содержится преимущественно в тропосфере. В средних широтах он составляет лишь около 1 % от всех газов, входящих в состав атмосферы. Однако он поглощает около 25% земного излучения. Столько же поглощает и озон, содержащийся в атмосфере в очень небольшом количестве. Водяной пар наиболее интенсивно поглощает радиацию с длиной волн 5,0—7,5 мк, углекислый газ — с длиной волн 12,9—17,1 мк, озон задерживает длинноволновую радиацию с длиной волн 9,4— 9,8 мк.
Благодаря своей способности поглощать около половины длинноволновой земной радиации водяной пар, озон и углекислый газ предохраняют землю от быстрого охлаждения, создавая так называемый оранжерейный, или парниковый, эффект.
Благодаря оранжерейному эффекту охлаждение земной поверхности ночью значительно уменьшается. Известно, что в безоблачную ночь температура воздуха вследствие излучения земной поверхности сильно понижается по сравнению с дневной; в этих случаях наблюдается большая суточная амплитуда температуры, т. е. разность между максимальной и минимальной температурами. Весной и осенью при ночном прояснении неба температура воздуха у поверхности земли нередко понижается до отрицательных значений, т. е. образуются заморозки.
Плотный облачный покров ночью задерживает излучение земной поверхности и значительно ослабляет понижение температуры. Так, если вечерняя температура воздуха такая, что в ясную ночь наблюдаются заморозки, то в пасмурную ночь минимальная температура воздуха и почвы решается положительной. В этом случае действует оранжерейный эффект, благодаря которому часть поглощенного тепла облака излучают в мировое пространство, а часть, отражая, возвращают на Землю (рис. 14, а). При отсутствии облаков тепловые лучи Земли свободно уходят в мировое пространство, вследствие чего земная поверхность и прилегающий слой воздуха быстро охлаждаются.
Благодаря оранжерейному эффекту температура воздуха у поверхности земли в целом для земного шара равна 16° выше нуля. Если учесть, что в космическом пространстве температура близка к абсолютному нулю, т. е. к — 273°, то благодаря атмосфере температура у поверхности земли оказывается выше космической на 289°.
На принципе оранжерейного эффекта основана защита растений от легких морозов. Для борьбы с заморозками обычно производится дымление. Дым, расстилаясь по земле, задерживает тепловые лучи, испускаемые земной поверхностью.
От нас скрывали, что всё зло климату от облаков! Все на борьбу с облаками!.. Кстати, нельзя не поразиться провидческой силе частушки, задолго до описавшей грядущую борьбу по защите климата.
Мы не сеем и не пашем,
а валяем дурака:
с колокольни пенисом машем,
разгоняем облака!
Фраза «валяем дурака», очевидно, недвусмысленное указание на альтернативную одарённость экоактивистов. Интересно, существует предсказательная частушка насчёт вагинальных экоактивистов?
Почему же полвека назад климатологи не беспокоились насчет глобального оранжерейного/парникового эффекта? Да потому что он имеет локальный характер и не способен заметно повлиять на общий тепловой баланс планеты. Облака переносят тепло, но сплошная облачность приводит к отражению солнечного излучения больше, чем суша и океаны. За исключениями льда на полюсах, но там и облака редко встречаются. Слишком холодно.
Узнав, что в парниковом эффекте главный вклад вносит отнюдь не углекислый газ, но водяной пар, вы вероятно впадёте в климатический нигилизм. Ожесточитесь душой против борцов с углекислым газом, – Ах, жулики!…
Не решайте сгоряча. Быть может вас, как и остальное интеллектуальное большинство человечества, обманывали с хорошими намерениями. Добрые мудрые Люди решили, что обывателям будет трудно сразу ограничить потребление воды. Сперва победим малого сатану – углекислый газ, а затем возьмёмся и за большого – отключим воду.
+ + +
По https://pioneer-lj.livejournal.com