Ein einfaches Modell des CO2-Treibhauseffekt, einfach Gewächshaus.

Ein einfaches Modell des CO2-Treibhauseffekt, einfach Gewächshaus.

Ein einfaches Modell des CO2-Treibhauseffekt, einfach Gewächshaus.

Seit Einiger Zeit habe ich jetzt besser Wollte genau wissen, Wie CO2-Treibhauseffekt funktioniert sterben. Die Einzigen Wirkliche möglichkeit, stirbt zu tun ist, zu berechnen, Wie Wärme von der Erdoberfläche abgestrahlt Durch EINEN IR-Atmosphäre in den Weltraum zu absorbieren sterben. Ich stelle mir Aufgabe von Grund auf ein einfaches Programm zu schreiben, stirbt zu tun, Wobei der Schwerpunkt nur auf CO2 und andere Treibhausgase ignorieren sterben. — Sie können hier herunterladen den-Kodex. .

Bild 1. Die IR-Spektren der Erde, Dominanz Eines einzelnen CO2-Band sterben.

  1. Eine flache stationäre Erdoberfläche mit KONSTANTERN Sonneneinstrahlung und Ts = 288K
  2. Eine Umweltabfallrate DT / DZ = 6,5 C / km bis zu Einer Höhe von 11 km mit Einer Konstanten Temperatur von 11 bis 15 km.
  3. Hydrostatisches Gleichgewicht: wo Maßstab die ist Skala Höhe der Atmosphäre
  4. Das Beer-Lambert-Gesetz fur die Absorption von strahlung. Wobei der Transmissionskoeffizient ist (0-1) und A = (1) Wird sterben Absorption von CO2, k ist der Absorptionskoeffizient, P = Partialdruck von CO2, und L ist der Abstand von strahlung Durch Luft gereist.
  5. Kirchhoffschen Gesetz: Dies besagt einfach, dass ein schwarzer Körper im thermischen Gleichgewicht Wird STERBEN gleiche Menge Eine Energie emittieren als er absorbiert. Wir werden Davon ausgehen, das in Einer bestimmten Höhe z der Fall für Eine Luftschicht Enthält CO2.

wo Maßstab ist Atmosphärische Skalenhöhe sterben.

Abbildung 2: Modell Schema Strahlungsübertragung von der OBERFLÄCHE bei 288K bis 100 m breit Scheiben Atmosphäre. JEDE Scheibe ist ein grauer Körper absorbiert und emittiert IR. Eine Stornoquote von 6.5K / km und Einer hydrostatischen Waage Höhe von 8.6km Angenommen.

Das Modell Würde mehrmals unterschiedlichen Konzentrationen von CO2 führen mit. Abbildung 3 zeigt sterben Netto IR Energiefluss für für sterben Verschiedenen CO2-Konzentrationen variieren.

Fig3. Strahlungsflüsse im Vergleich zu der Höhe in der Atmosphäre für sterben 13-17 Mikron CO2-Band und unterschiedlichen CO2-Konzentrationen.

Abbildung 4 zeigt Rückstrahlungsanteil auf Jeder Ebene in der Atmosphäre sterben zeigt, Wie es erhöht und Andert seine Formular mit steigenden CO2-Konzentrationen.

Die vorhergesagte Erwärmung von Einer Verdoppelung des CO2 1,2 1,5 Grad C unter verwendung von Gleichung 1.

  1. stirbt "direkt" Durch Erwärmung Eine Verdoppelung des CO2 zu 600 ppm verursacht ist sehr ähnlich anderen und ist ermutigend Schatzungen Zü. Beachten Sie Auch, stirbt Dass ein Enthält "guestimate" von 20% der SB-strahlung Innerhalb des Haupt-CO2-Absorptionsbande fällt. Dies sollte genauer berechnet Werden.
  2. Die Abflachung der Strahlungsprofile mit Höhen für höhere CO2-Werte bedeutet Eine Erwärmung der Troposphäre Oberen in Einklang mit den anspruchsvolleren Modellen. Dies ist natürlich noch experimentell wettet Werden.

Ein einfaches Modell der Physik des Treibhauseffekt CO2 Gibt Ähnliche ergebnisse Wie aufgrund Strahlungstransfer Codes anspruchsvollere. Es Besteht keine notwendigkeit, Eine Effektive Strahlungs Höhe Wie des Die Form Strahlungsprofil Selbst CO2-Niveaustufen Andert zu berechnen MIT.

Die Wirkliche Atmosphäre ist weitaus KOMPLEXER als dieses Einfache Modell und H2O dominiert Wetter und Klima. Die Hauptunsicherheit in Zukünftige Erwärmung der Vorhersage ist sterben Netto-Bewertung von Wasser. Zusätzliche CO2 verursacht Eine sinkende Strahlungsantrieb mit zunehmender KONZENTRATION. Es ist im Wesentlichen logarithmische abhängigkeit mit CO2-Werten. Enthält zusätzliche Verdunstung von H2O Eine geringe CO2-induzierte Erwärmung verstärken oder erhöht Wolken es tun entgegenzuwirken. Welche Rolle, ideal für Überhaupt spielen Solarzyklen? Sind diese Effekte dominanter als DIREKTE Erwärmung von STERBEN

1 Grad aufgrund Einer Verdoppelung des CO2? Ich hoffe, wir, dass diese grundlegenden Fragen nicht mehr als 20 JAHREN Die Natur warten Müssen zu beantworten!

Ich begrüsse alle Kritik — Auch diejenigen, sterben glaube, ich habe habe stirbt Völlig falsch!

Referenz: Schauen Sie Sich Auch bisherige Arbeit inspirierte von Kevan HASHEMI sterben!

Teile das:

Nein — Sie sind absolut richtig! CO2 in der Atmosphäre strahlt proportional zu der Temperatur ** 4 auf Ebene Jeder Lokalen. So ist es in der Tat mehr strahlen, als es direkt "absorbiert" von der OBERFLÄCHE oder von Anderen CO2-Moleküle. Deshalb ist sterben Stornoquote für den Treibhauseffekt von entscheidender bedeutung ist, ohne Dass es sterben Atmosphäre wäre Isothermen und es könnte kein Treibhauseffekt sein. Auch in Wirklichkeit ist es Konvektion (und Verdunstung auf der Erde), sterben Befugnisse der Wärmekraftmaschine, sterben sterben Abfallrate in der Atmosphäre verursacht. Treibhausgase Wirklich Nur eine Feinabstimmung es!

Dies Liegt Daran, Wasser ist wichtiger als CO2 bei der Regulierung der Erde temperaturen. 70% der Erdoberfläche ist und Ozean Einems geringen anstieg des Strahlungsantriebs — ob das sein solar, täglich, Historien oder sogar steigenden CO2-Gehalt Verdunstung und latente Wärme Kühlung induzieren. Die OBERFLÄCHE der Erde schwitzt, um kühl zu halten.

Ist der Nettoeffekt ein positives Feedback zur, da wir zu dem Glauben verleitet gerechnet gerechnet wurden. Nein — ich glaube, sterben Beweise über 4 Milliarden JAHREN das gegenteil — Negative Bewertung — siehe hier http://clivebest.com/blog/?p=3659

Gute Arbeit, und danke für den schmeichelnden Kredit zu meiner Eigenen Bemühungen. Ich werde versuchen, hier MIT IHNEN zu halten. Ich habe ein paar Fragen. (Ich werde sie ein zu Einer Zeit zu schreiben, Weil sterben Webseite hat sie aus irgendeinem Grund Wurde sterben Ablehnung, Aber ich bin mir nicht sicher, Welche Teile Sind beleidigend.)

bin DAMIT Ich einverstanden, dass Eine geeignete Modell, das Konvektion und latente Wärme Beinhaltet den Energiefluss Durch Die Atmosphäre erhöht und der Werd Strahlungsverlust in den Weltraum zu verbessern — vor Allem Durch H2O-Bands.

Ich denke, es sollte etwas sein Wie: "CO2-Moleküle in Jeder SCHICHT Enthalten Sind, Sind im thermischen Gleichgewicht bei der Lokalen Temperatur. Sie absorbieren und emittieren IR in Strahlungsbilanz. Der Netto-Aufwärtsfluss ist das Integral des transmittierten Flusses von allen wärmeren Unteren Ebenen minus Abwärtsfluss von allen bildenden höheren Ebenen"

Ja, das ist richtig. Es ist nur der Nettofluss auf Jeder Ebene für STERBEN abgestrahlte Wärme von der Erde abgestrahlt Werd. Wir Verwenden Beers-Lambert Gesetz sterben% absorbiert und wieder emittiert Auf einem bestimmten Niveau zu berechnen.

(3) in sterben Berechnung des Abwärts quillt strahlung, Sie Scheinen nicht das Ende der Abfallrate zu achten, Dass Sie bei 11 km für sterben Aufwärts quillt strahlung übernehmen.

$ TU = $ TS — zz * $ $ verstreichen;

Sollte Adler stirbt von der Höhe abhängig gemacht Werden Weniger als 11 km?

(4) Was ist sterben følgende Zeile Pelz? Ich bin nur Neugierig.

Es scheint ein de-nervt Berechnung einige Ableitung des Strahlungsflusses mit der Höhe, sein ähnlich der, wir hier bei in den Kommentaren aussah sterben.

(Die Webseite lehnt diese Passage, bis ich den besonderen Charakter Wie mu und Grad Entfernt.)

Ich glaube, Sie hier sind. Ja, ich sollte das Modell aktualisieren Variation der Spitzenemission mit der Temperatur umfassen. Zugleich umfassen könnten wir Auch sterben WIRKUNG der Druckverbreiterung. Die Breite des Bandes CO2-Absorption schrumpft mit Druck, je Höher Mann in der Atmosphäre gehen.

Ich denke, es sollte sein Auch Möglich, zu plotten "Wirksam" Temperaturänderung aufgrund der zunehmenden CO2 in der Atmosphäre mit der Höhe. Aber Dann muss ich Auch ein Modell für sterben Konvektion und Verdunstung!

Soweit ich weiß, ist sterben CO2-Absorption Nur eine Funktion der Dichte Einer SCHICHT in kg / m2. Sie brauchen nicht das Spektrum bei unterschiedlichen Drucken und temperaturen zu suchen. Die Gleichung, sterben Sie mit Partialdruck in ihrem-Kodex Verwenden Korrekt.

Es ist das Wasserdampfspektrum, das Eine starke Funktion des Drucks ist, aufgrund von Wechselwirkungen zwischen Wasserdampfmoleküle. Ich hatte Wasserdampfspektren aus dem Spectral Calculator (erfordert Zahlung) zu erhalten sterben. Wenn Sie Sind interessiert, stellen wir sterben Kombinierte CO2 und Wasserdampf Spektren für 3-km Luftschichten hier.

Wenn Sie $ Frac 0,2-0,3 oder etwas Wie Temperatur von 290K bis 210K Nimmt ÄNDERN, Wird diese Einstellung ein langer Weg für Änderung in der Spitzenemissionswellenlänge in RICHTUNG ausmachen sterben. Wenn Sie mit dieser Einstellung neu zu berechnen und Sie 1.4C oder 1.5C erhalten FINDEN von Verdoppelung, sicher ist das gut genug?

Meine Aussage "Spitzenemissionswellenlänge von CO2 bei 290K beträgt 10 Mgr; m" ist falsch. Sie haben ganz recht, dass CO2 bei 15 mehr Leistung emittieren um als zu anderen Jeder Wellenlänge unabhängig Davon, wo sie in der Atmosphäre ist.

Ich hätte sagen Sollen, "Die Spitze-Emissionswellenlänge Eines schwarzen Körpers bei 290K beträgt 10 Mgr; m, und bei 210K beträgt 14 Mgr; Meter"

Fälle Sie immer noch verwirrt Sind, biete ich dieses weitere Erklärung.

Da CO2 Kalter Werd, passieren Zwei Dinge. Haben Keinen einfluss auf strahlte der Schwarzkörper-Gesamtleistung sinkt als T ^ 4. Zweitens ist sterben Spitzenemissionswellenlänge Eines schwarzen Körpers ansteigt, WENN 1 / T. Aber, Wie sie damit richtig das Absorptionsspektrum des CO2 Weisen darauf hin, bleibt Konstant: es absorbiert 14- 16 Mgr; Meter Falls Eine SCHICHT von CO2 bei 290K strahlt 20% so viel Energie Wie ein schwarzer Körper bei 290K, Dann Wird es EINEN größeren Anteil ausstrahlen, sagen 30%, so viel Energie Wie ein schwarzer Körper bei 210K.

Komplexität der umsetzung dieser Korrektur gegeben sterben, Aber ich glaube nicht, Dass es Sich lohnt, in Clive bestehende Programm zu tun, sterben den Treibhauseffekt in Einems Erstaunlich kompakten Stück Code demonstriert.

Es tut uns Leid für sterben nicht früher Antwort — ich habe für ein paar Tage unterwegs. Quantenmechanik diktiert bei Welchen Frequenzen CO2 (oder H2O) Moleküle können IR-Photonen absorbieren oder emittieren. Der Haupt CO2 Absorptionsband Entspricht Schwingungen der Äußeren Sauerstoffatomen

Das einfache Modell oben grundsätzlich Ignoriert diese Effekte alle. Zusätzliche Effekt Einer erhöhten CO2-KONZENTRATION in der Atmosphäre zu schätzen Eine BEREITS bestehende vorausgesetzt Ablauf, der.

Sie haben zwei Abbildung 1 s, und keine Abbildung 2.

unter "ergebnisse" du schreibst, "Abbildung 2 zeigt sterben Netto-IR-Energiefluss für für sterben Verschiedenen CO2-Konzentrationen variieren."Stirbt Aber Abbildung 3 IST.

Die RT-model.txt Datei sagt, "Die Atmosphäre ist in 15 x 100 m Lagen aufgeteilt". Dies sollte 150 x 100 m Lagen sein.

Bitte zeigen Sie Ableitung der Gleichung sterben für Netto-strahlung bis sterben:
$ SB = $ Frac * $ sigma * (4 * $ T ** 2 * verstreichen $ * $ a-2 * $ T ** 2 * ($ verstreichen * $ a) ** 2- ($ verstreichen * $ a) ** 4)

5 Watt / m2." Nein, sterben Gezwungen ist, an der Spitze der Atmosphäre. Die veränderung der abgehenden strahlung aufgrund Einer erhöhung der CO2 bewirkt, dass das Klimasystem in der Temperatur zu erhöhen, bis sterben abgehende strahlung auf den ursprünglichen Wert wieder Hergestellt Wird, so Dass es gleich der absorbierten strahlung eingehenden.

Vielen Dank für die nützlichen Kommentare.
Es tut uns Leid für sterben miss-Typen, ich habe sie jetzt korrigiert.
Ich habe auch über sterben Ableitung der Netto-up Strahlungskomponente zwischen Einer SCHICHT bei der Temperatur T und sterben nächste Stufe $ pro Meter Höher bei der Temperatur T $ verstreichen Enthalten * ein $.

0,4 K in diesem Modell. Ich denke, Dass oben in der Atmosphäre zu Zwingen für Oberflächentemperaturen Ignoriert sterben Atmosphäre Selbst. Eine echte Berechnung müsste Auch BESONDERS von H2O, sterben Stornoquote Änderungen Durchlaufen. Je Niedriger Stornoquote Desto Geringer ist der Treibhauseffekt sterben.

Ich werde jetzt gehen und wieder Berechnung richtig bei Einer bestimmten Temperatur T. Wienschen Verschiebungsgesetz zu Einer Besseren Abschätzung des Anteils der strahlung Innerhalb des CO2-Band Idealer Dann Können wir Dann Wasserdampf Enthalten sterben verwendet.

Sie haben ein scharfes Auge. Ich Vermisste dies alle Änderungen.

Können Sie das MIT Einems Gewissen Absorptionsspektren unterstützen? Hier ist sterben Kombinierte CO2 und H20-Absorptionsspektren für 3-km SCHICHTEN der Erdatmosphäre An einem Frühlingstag in Klaren Einems gemäßigten Teil der Welt.

Die Erweiterung des (T — la) ^ 4 ist falsch. Die Erweiterung soll in Formular sein:
(X + y) ^ 4 = x ^ 4 + 4x ^ 3y + 6x ^ 2j ^ 2 + 4xy ^ 3 + y ^ 4; Wobei X = T, Y = -la.
siehe http://www.ltcconline.net/greenl/courses/154/seqser/binomial.htm

Die Erweiterung sollte sein:
(T — la) ^ 4 = T ^ 4 — 4T ^ 3 la + 6T ^ 2 (la) ^ 2 -4T (la) ^ 3 + (la) ^ 4

(Vergessen Sie nicht sterben Klammern um la, so (la) ^ 4, nicht la ^ 4.)
Ich sehe Keinen Grund, diese Erweiterung zu tun.
Verwenden Sie einfach SB = Frac * sigma * (T ^ 4 — (T- la) ^ 4)

Mit T = 288, SB = 0702 W / m2
Ihre falsche Formel Gibt SB = 0,00165 W / m2

In der Tat stirbt ist ein roter Hering habe ich selbst gemacht — ich habe auch verwirrt. SB ist nie Wirklich in der Berechnung verwendet. Ursprünglich war Hoffnung Auf eine analytische Formel zu Verwenden sterben, so dass ich (fälschlicherweise) abgeleitet, um den SB Begriff und Adler stirbt Krieg ein Kater. Ich ging jedoch den Dann Auf Integration über SCHICHTEN der Integration unter verwendung von sterben basischen sigma * T ^ 4 für JEDE SCHICHT einzelnen. Ich habe vergessen, weil ich weg An einem anderen Projekt für Eine Woche Krieg. Ich werde in den Nächsten Tagen versuchen, sterben richtige Fraktion Eine Düse CO2-Leitung zu übernehmen. Ich werde auch den Kodex aufzuräumen.

Entschuldigen Sie das Durcheinander!

Gut gemacht, Clive. Ich wünschte, ich könnte so viel aus meinen Fehlern lernen, Wie sie tun. Ich werde sein disapearing so viel zu lernen, wie ich Kann von Kevan Hashemi Schriften. Hoffentlich werde ich ein Weiser Laie Werden.

Ich bin nicht mit DM Perl-Kodex vertraut, so besser zu verstehen, Krieg Sie Getan Haben, habe ich Eine Excel-Datei der Prozedur übereinstimmen.
Die Excel-Datei unter:
http://members.shaw.ca/sch25/Ken/Clive_Radiation.xlsx

Das ist wirklich toll und Excel ist viel Einfacher für Menschen als PERL zu verstehen.
Die ergebnisse Sind sehr schnell das gleiche, Aber ich denke, dass sie wegen der Art und Weise unterscheiden Sich geringfügig der Nettofluss Sind nach oben und unten berechnet. Mein Nettofluss ist nach unten, dass, während Ihr von oben Einer bestimmten SCHICHT kommt die gleiche ist, Sondern schliesst SCHICHT Selbst sterben. Auch ich denke, Es ist Nur eine Definition Dessen, OB Ebene i der Boden der Ebene oder der Spitze IST. Wahrscheinlich sollte es in der Mitte sein. Auf jeden Fall Ich mag Ihre Tabelle, da ES Eine Einfache Übersicht Gibt. Es wäre auch einfach Anzahl der Ebenen zu erhöhen und erstrecken Sich bis 18km zu sagen.

Von diesem Wochenende habe ich zu hoffen:
1) berechnen "frac" richtig für JEDE Temperatur Wein Verdrängung — siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Wien&# 039; s_displacement_law.
2) Berechnung der Temperaturanstieg In jeder SCHICHT aufgrund absorbiert IR sterben. Ich denke, es sollte DQ / Cp sein.
3) Holen Sie Sich Eine realistischere Schatzung für DT für Eine Verdoppelung des CO2. Wo DT1 = Temperaturänderung an der Öberfläche, DT2 (i) sterben Änderung der Temperatur auf Ebene Jeder

Gerry Parker sagt:

ZUSAMMENHÄNGENDE BEITRÄGE