 |
| NIEUW 05-05, vanaf heden is er de rubriek Flitspost in de linker kolom. De links hier leiden naar een nieuwe pagina waar korte artikels geplaatst worden |
 |
- Voorspellingen zeespiegelstijging kunnen in de prullenbak
- Snelle klimaatveranderingen zijn niet te voorspellen
- Mann's hockeystick faalt na nieuwe statistische analyse
- Waarom we aan lagere temperaturen moeten gaan wennen
- Geen global warming in Nederland volgens GISS data
- De strijd tussen het weer en global warming
- Zonnevariaties verklaren groot deel van de opwarming
- Entropie, de tweede hoofdwet van de thermodynamica - 1
- Poolijs smelt niet sneller door temperatuur van de atmosfeer
- Afname zonnevlekken leidt tot meer orkanen
- Hoe kan er een broeikaseffect bestaan op de maan
- Het wereldprobleem van de onwetende Al Gore
- Klimatologen zonder zelfrelativering willen erkenning
- Windpatronen hebben grote invloed op poolijsomvang
- Broeikaseffect speelt geen rol in de 'faint early sun paradox'
- Hoe de overheid wetenschap corrupt heeft gemaakt
- De waarheid achter de voorbeeldige Duitse windenergie
- Zware milieuvervuiling voor uw fictieve groene energie
- Een uitleg van de radiative forcing
- Bewijs voor warmere interglacialen uit ijsboorkernen
- IJsomvang Noordpool nadert een nieuw jaarlijks maximum
- Professor Jaworowski, global warming is een leugen
- Opwarming is mogelijke indicatie voor een nieuwe ijstijd
- Een simpele uitleg van het broeikaseffect is niet zinvol
- Wanneer komt de ondergang van Global Warming
- Mathematische methode sluit blijvende Global Warming uit
- Phil Jones: geen significante opwarming sinds 1995 !
- De propaganda en activistische achtergrond van het IPCC
- Feedback CO2 uit koolstofkringloop veel lager dan aangenomen
- De vertaalslag van wetenschappelijk materiaal door het IPCC
- Warmte opname van de oceaan neemt sinds 2005 af
- Pachauri en zijn IPCC verstrengeld in Glaciergate
- Een simpel lesje over broeikasgassen voor beginners
- Video Global Warming the other side
- De falsifieerbaarheid van de Global Warming hypothese
- De Large Hadron Collider, zwarte gaten en de oerknal
- De wereld is weer gered want Kopenhagen was een fiasco
- Krijgen we een NASA-gate na CRU Climategate?
- Ian Plimer over CRU climategate en ons historisch klimaat
- Hadley CRU fabriceerde hockey stick voor Nieuw Zeeland
![Klik hier : Temperatuur versus [CO2]](http://www.klimaatfraude.info/images/temp_vs-co2.jpg)
- Evidence for 6-10 C warmer interglacials
- Koersverlegging in onderzoek naar aards broeikaseffect
- De staat van klimaatonderzoek 2009
- Waarom wankelt de AGW hypothese
- Klimaatveranderingen in het Holoceen
- Klimaat verkeert niet in een crisis
- Analyse van dreigende opwarming
- Kun je met modellen voorspellen?
- Staat van klimaatonderzoek 2008
- Staat van klimaatonderzoek
- Klimatologie en de flogistontheorie
- Groenlandse ijsmassa neemt nog elk jaar toe
- De oceaan als thermostaat
- CLOUD nadert opstartfase
- Cosmic Rays and Climate, Jasper Kirby
- Verklarende site, The Cloud Mystery
- Brief summary on cosmoclimatology
- Cosmic Rays and Earth's Climate
- Svensmark_2007 Cosmoclimatology
- CLOUD experiment
- CERN, Cosmic rays and climate movie
- CERN, Cosmic rays and climate sheets
- Cosmic meddling with the clouds
- Kosmische straling zorgt voor Ozon afname
- Correlation Cosmic Rays and Ozone Depletion
- Correlation Cosmic Rays and Ozone Depletion
- Galactic Cosmic Rays are Drivers of Climate
- CFC's, Cosmic Rays and Global Warming
Deel 2, Deel 3, Deel 4, Deel 5
- Don Easterbrook projections
- SC24 Where are the sunspots?
- Abdussamatov, The Sun Defines The Climate
- New Little Ice Age Instead of Global Warming
- The Past and Future of Climate
- Livingston & Penn, Sunspots vanish by 2015
- Next solar cycles spell danger
- While the sun sleeps
- Forecasting Solar Cycle 24 and beyond
- Abdussamatov, project Astrometria
- Deep freeze around 2055-2060
- Millennium-Scale Sunspot Reconstruction
- Predicting Solar Cycle 24 and beyond
- Climate Models and the Evidence
- Climate Change Driven by the Ocean
- How Governments Corrupt Science
- Climate Change and its Causes
- The Missing Hotspot
- Global Warming: A Lie Aimed At Destroying Civilization
- United States Senate Report on Climategate
- Why the Greenland and Antarctic Ice Sheets are Not Collapsing
- Climate Money
- Holocene and recent temperatures from proxies
- Surface Temperature Records
- Spinning the Climate
- Climategate Analysis
- Environmen tal Effects of Increased CO2
- The Sun Still Rules Our Climate
- The Global Warming Scam
- CO2: The Greatest Scientific Scandal
- UN & IPCC Cancer of Global Warming
- Creation of the hockey stick
- Hockey stick is tweetraps fraude
stuur dit doorHet is niet mogelijk om de wet in een paar zinnen echt begrijpelijk te maken, en vergelijkingen met alledaagse voorbeelden en woordgebruik leiden veelal tot verkeerde interpretaties en conclusies van deze wet. Tot op heden heb ik volstaan met enkele externe links.
Dit doet het onderwerp geen recht daar het aan de basis ligt van veel natuurprocessen, het is wat natuurprocessen richting en doel geeft in ons universum. Het is onvermijdelijk om hier op het bestaan, oorzaak en gevolgen van de tweede hoofdwet in te gaan om meer onduidelijkheid te voorkomen, bronnen als Wikipedia geven wel een handvat maar de informatie is te versnipperd en onvolledig.
De tweede hoofdwet is synoniem met entropie
De tweede hoofwet van de thermodynamica kent een aantal formuleringen in woorden van de manifestatie die voort komt uit de werking van de natuurkundige grootheid entropie. Entropie is een grootheid (symbool = S) net als bijvoorbeeld temperatuur en energie en heeft dus gewoon een bijbehorende eenheid J/K (Joule/Kelvin). Entropieverandering is niet zichtbaar of tastbaar, maar je kunt het wel meten.
De entropieverandering bij bijvoorbeeld het smelten van ijs is gelijk aan de uitgewisselde warmte gedeeld door de temperatuur (in Kelvin)
De entropie van een gesloten systeem kan alleen maar toenemen of gelijk blijven, maar nooit afnemen. Een gesloten systeem is een zeker volume waarin geen uitwisseling van energie of materie met de de omgeving plaats vindt.
De entropie in een open systeem kan wel afnemen, maar alleen dan als de entropie van de omgeving minstens zo veel toeneemt.
De entropie van het universum neemt vanaf de oerknal continu toe en zal dit ook blijven doen (1865, Clausius: De entropie van het heelal neigt naar een maximum).
De entropieverandering bij een spontaan proces moet dus altijd positief zijn. Spontaan is de richting waarin een proces van nature verloopt.
Vaak wordt bij pogingen om deze uitermate belangrijke wet even simpel en snel uit te leggen gesteld dat entropie een maat is voor 'wanorde' of 'chaos'. Maar hiermee wordt een grove fout begaan, want deze beide termen die een zekere betekenis hebben in onze alledaagse macroscopische wereld zeggen helemaal niets over de natuur van entropie. Het zorgt juist voor verkeerde ideeën en conclusies.
De tweede hoofdwet resulteert namelijk net zo goed in toestanden die wij juist als ordelijk beschouwen. Om entropie echt te kunnen begrijpen moeten we afdalen naar de microscopische verschijnselen die plaats vinden op atomaire schaal.
Wees beducht voor veel artikelen en websites die de tweede hoofdwet niet (willen) begrijpen en entropie onjuist gebruiken en verkeerde conclusies trekken, omdat de oorzaak van de werking onvoldoende bekend is en/of begrepen wordt. Meestal volgen de (opzettelijk) foute redenaties door entropie in het betoog al snel te vervangen door de woorden wanorde en/of chaos. Veelal sites van religieuze aard menen met entropie in de hand het bewijs tegen evolutie te hebben, maar niets is minder waar.
De tweede hoofdwet oefent zijn invloed uit op alle schalen in het gehele universum, en kan niet geschonden worden vanaf de ultra grote schaal van de astrofysica tot de processen op onze kleine aardbol.
De werking van de tweede hoofdwet
Menigeen die kennis van de wet heeft genomen blijft hem moeilijk en/of onbegrijpelijk vinden. Dit heeft m.i. te maken met het feit dat veelal direct wordt begonnen met het uitleggen en toepassen van de wet binnen thermodynamische vraagstukken zonder dat echt wordt ingegaan op de werkelijke oorzaak van de werking.
Vele anderen hebben met de werking van de wet te maken gehad op het middelbaar onderwijs zonder het te weten. De tweede wet is namelijk de reden dat bijvoorbeeld:
- Energie zich verplaatst van hoge naar lagere temperatuur
- Energie tendeert naar verspreiding
- Dat systemen schijnen te streven naar het laagste energie niveau
- Dat systemen streven naar de laagst mogelijke druk
- Veel chemische reacties niet aflopen maar een evenwicht bereiken
- We een richting van de tijdpijl kennen
Hoe gek het mag lijken, de realiteit is dat volgens de natuurwetten het in principe volkomen normaal is als water uit een omgevallen glas zich op een gegeven moment spontaan uit de vloer weer omhoog werkt, allemaal terug vloeit in het glas en het glas weer rechtop springt.
Als dit zou gebeuren zou het gewoon een reversibel proces zijn zoals de natuurwetten op zich gewoon toestaan.
De enige reden dat we dergelijke dingen niet zien gebeuren is de werking van de tweede hoofdwet die richting aan de natuur(wetten) geeft en ze irreversibel maakt, en daarmee ook het meest fundamentele is dat ons het besef van de richting in de tijd geeft.
De tweede hoofdwet behelst een fundamentele dissymmetrie van de natuur.
In een universum zonder werking van de tweede hoofdwet is het normaal dat:
- Voorwerpen spontaan warmer worden onder afkoeling van de omgeving
- Ijs in een glas water niet smelt
- en bal spontaan van de vloer omhoog springt
De atomaire wereld
Om te kunnen begrijpen wat de oorzaak van genoemde verschijnselen is duiken we in de wereld van het atoom. We gebruiken een simpel model van 900 atomen. Te weten syteem 1 met 40 rode en 60 witte atomen, en systeem 2 met 800 witte atomen. De witte atomen bezitten geen energie (absoluut nulpunt). Rode atomen bezitten energie als warmtebeweging, en we spreken af dat dit voor elk rood atoom gelijk is en dat het de minimaal mogelijke hoeveelheid is.
Systeem 1 kunnen we voorstellen als een blok ijzer dat we juist in (thermisch) contact hebben gebracht met het ijzer-systeem 2. De rode atomen trillen en botsen tegen de naburige atomen en kunnen daarbij hun energie afgeven en zelf uitdoven (wit worden) waarbij het aangeslagen witte atoom rood wordt.
Zo zal de 'roodheid' van energie zich snel maar ook doelloos door beide systemen verplaatsen, en dit betekent tevens dat energie zich zich van systeem 1 naar systeem 2 verplaatst. Na verloop van tijd ziet de ondelinge verdeling er het meest waarschjnlijk ongeveer uit als de volgende figuur, waarbij de exacte posities niet bekend zijn en continu veranderen.
Wat er hier plaats heeft gevonden is wat we allemaal kennen, systeem 2 is verwarmd door systeem 1.
Maar wat is de eindtoestand? Op atomaire schaal is die er niet, het verplaatsen van de energie door de systemen gaat eindeloos en doelloos door. Maar voor een waarnemer met een thermometer is die er wel, op een gegeven moment is de temperatuur in beide systemen a: gelijk en b: verandert niet meer.
Op dit punt is namelijk de verhouding rood / wit in beide systemen gelijk, ook al veranderen de posities continu.
De botsingen verplaatsen de energie willekeurig en zorgen voor energieverspreiding, maar als ze eenmaal homogeen over de beschikbare ruimte verdeeld is, blijft de onderlinge verdeling gelijk.
Er is een evenwicht ontstaan, het is een (thermo)dynamisch evenwicht en geen statisch evenwicht daar er wel continu veranderingen blijven optreden.
Temperatuur
We dus hebben gezien dat de temperatuur in systeem 1 en 2 gelijk is geworden, maar zie dat dit niet geldt voor de energie van beide systemen. Er zit nu meer energie in systeem 2 dan in systeem 1.
We weten uit ervaring dat energie tussen twee systemen van nature van hoge naar lage temperatuur beweegt en uiteindelijk een gelijke eindtemperatuur bereikt, maar dit betekent dus niet gelijke energieën. Bovendien blijft de energie zich continu verplaatsen al kunnen we dit aan de temperatuur niet zien.
Een systeem kan een relatief lage temperatuur hebben maar wel heel veel energie bezitten, bijvoorbeeld onze oceaan. Energie hangt o.a. van de omvang van een systeem af (aantal deeltjes), maar temperatuur niet. In de buitenste luchtlagen van onze atmosfeer loopt de temperatuur op tot 800ºC, maar je zou hier niet veel van merken omdat de lucht er zo ontzettend ijl is en de energiedichtheid erg laag.
Temperatuur is dus afhankelijk van de verhouding rood / wit. Concreet is er gevonden dat Temperatuur = C / ln × (rood/wit) , waarin C een constante is die afhankelijk is van de hoeveelheid energie en massa van de rode atomen.
Ludwig Boltzmann
Nu gaan we op atomaire schaal kijken wat entropie inhoudt, en daarvoor duiken we in de statistische thermodynamica hetgeen inhoudt dat we gaan kijken wat er gebeurt op de moleculaire schaal hetgeen de oorzaak is van wat we zien op onze menselijke macroscopische schaal.
De basis hiervan werd gelegd door Ludwig Boltzmann. Boltzmann zocht de oorzaak van de thermodynamische processen in het gedrag van atomen, op zich al gedurfd omdat het idee van het bestaan van atomen nog niet eens geaccepteerd was.
Het bestaan van warmte(energie) komt voort uit de beweging van atomen ofwel hun kinetische energie, en ze is afhankelijk van de hoeveelheid atomen. (Temperatuur is een maat voor de gemiddelde snelheid van de atomen en is onafhankelijk van de hoeveelheid.)
Entropieverandering tijdens faseverandering
We nemen nu smeltend ijs als voorbeeld om de entropieverandering van een spontaan proces te onderzoeken, kenmerkend bij smelten is het feit dat de temperatuur constant blijft terwijl warmte wordt opgenomen. De eerder genoemde formule ΔS = ΔQ / T voor het bepalen van de entropie is hier bij uitstek toepasbaar.
Beschouw onderstaand systeem met 6 moleculen water als ijskristal en nog 19 omringende atomen vloeibaar water. De ijsmoleculen trillen in hun vaste kristalrooster en kunnen geen andere posities innemen. Maar nu gaan we warmte toegvoegen.
We beschouwen hier louter de 6 ijsmoleculen, die na smelten ineens uit veel nieuwe posities kunnen kiezen.
Als 1 molecuul ijs overgaat in de vloeibare fase kan hij kiezen uit 20 nieuwe posities in de vloeibare omgeving. Als een tweede ijsmolecuul volgt kan deze uit 21 posities kiezen. Het totaal aantal combinaties die molecuul nr. 20 en 21 onderling kunnen innemen is 20 × 21/2 = 210.
Dit is in te zien als molecuul één zich bijvoorbeeld links boven bevind en het andere afwisselend alle overige 20 posities kan innemen, vervolgens kan molecuul één een plaats opgeschoven zijn naar rechts en kan het andere weer op 20 verschillende posities staan enzovoort.
Als we uiteindelijk op die manier alle mogelijkheden zo geteld hebben, hebben we in feite wel elke mogelijkheid dubbel geteld omdat bijvoorbeeld molecuul één op positie 5 en molecuul twee op positie 12 hetzelfde is als twee op 5 en één op 12. Dus halveren we de oorspronkelijke uitkomst van 420 en vinden we 210 mogelijkheden.
Als alle zes moleculen smelten, hebben deze voormalige ijsmoleculen 20 × 21/2 × 22/3 × 23/4 × 24/5 × 25/6 = 177100 nieuwe mogelijke posities ter beschikking gekregen. Dit is de statistische beschouwing van de mogelijkheden van een verzameling atomen.
Het is deze moleculaire beschouwing die de basis vormt van entropie. De continu bewegende moleculen vliegen razendsnel kriskras door het beschikbare systeem langs alle beschikbare posities.
In de ons omringende lucht van 1 bar bij 20°C botst elk molecuul een onvoorstelbare 2 miljard keer per seconde met een ander molecuul. Maar 1 mol lucht (is slechts 29 gram) bevat al 6 × 1023 moleculen, dus het aantal botsingen in een miniem volume is al astronomisch groot.
Het voorbeeld met 25 moleculen betreft in het reële geval van een ijsklontje in een glas water ca 6 × 1024 moleculen, en dus zijn er een astronomisch aantal beschikbare posities.
Entropie is het gevolg van de onzichtbare continue verspreidingsdrang van atomen en moleculen en vormt de brug naar de macroscopische verschijnselen die wij ervaren.
Bedenk dat als we van het beschouwde water/ijs systeem de massa of temperatuur zouden bepalen tijdens het smeltproces, we continu dezelfde waarden zullen vinden. Hieruit kunnen we niet concluderen wat er in dit systeem gebeurt.
Boltzmann vond uit de voorgaande statistische beschouwing als verband tussen entropie en de moleculaire realiseringsmogelijkheden het volgende:
k = de constante van Boltzmann (1,38×10-23 J/K)
ln = de natuurlijke logaritme (grondtal e)
W = aantal niet te onderscheiden realiseringsmogelijkheden (posities)
De entropie van het systeem is toegenomen door opname van warmte als energie.
Als water afkoelt tot ijs neemt de entropie dus af, dit lijkt in tegenspraak met het feit dat bij een spontaan natuurlijk proces de entropie toe moet nemen. Maar het water/ijs systeem is hier niet een gesloten systeem, er wordt warmte uitgewisseld met een ander systeem, zijn directe omgeving.
Bij bevriezen neemt de entropie van die omgeving meer toe dan dat de entropie van het water/ijs daalt. Dus vormen het water/ijs systeem plus zijn omgeving (systeem 2) waarmee warmte wordt uitgewisseld het gesloten systeem.
Als je niet goed inziet wat de grenzen van het gesloten systeem zijn rol je in de valkuilen van de pseudo tweede hoofdwet verhaaltjes.
Entropie, energie en temperatuur
We gaan nog even verder in op de betekenis van W. Beschouw onderstaand gesloten systeem met daarin systeem 1 (100 rood) in systeem 2 (800 wit). Het is een vaste stof waarin de atomen niet van plaats veranderen, maar wel continu energie met elkaar uitwisselen.
De rode atomen dragen (warmte)energie, ze trillen incoherent en beziten elk evenveel energie. De witte atomen bezitten nul energie, maar we weten dat de trillende atomen energie aan elkaar kunnen overgeven door onderlinge botsingen. In dat geval wordt een naburig wit atoom rood en het oorspronkelijke rode zal dan wit moeten worden met energie nul, en dan is weer voldaan aan de eerste hoofdwet oftewel behoud van energie.
We hebben dus op elk tijdstip 100 rode en 800 witte atomen. De W van Boltzmann is nu het aantal verschillende patronen dat gemaakt kan worden zonder dat we de veranderingen kunnen zien, ook al meten we bijvoorbeeld temperatuur of druk.
Bovenstaande systeem 1 configuratie van rode moleculen is één enkele mogelijkheid die door verschuiven van moleculen binnen systeem 1 niet verandert, alles blijft rood. W is dan 1, en de entropie is nul omdat ln1 = 0. Systeem 1 is hier een perfect compacte verzameling van energie.
Als een rood molecuul zijn energie door geeft naar de witte zullen we dit merken, de temperatuur van systeem 1 zal gezakt zijn en van systeem 2 gestegen vanaf nul Kelvin.
Maar nu is één van de 100 moleculen wit geworden, en we kunnen niet weten welke van de 100 het betreft. W van systeem 1 is dan 100 en de entropie = k × ln 100 = 4,61 × k
Als er nu nog een rode zijn energie afstaat aan een witte wordt W 100 × 99/2 is 4950. De entropie neemt toe tot 8,51 × k
We weten dat de temperatuur van systeem 2 hierdoor is toegenomen, maar ook de entropie hiervan is toegenomen. Oorspronkelijk was de entropie hier nul, het eerste rode molecuul kon op 800 posities terecht. De entropie is dan k × ln 800 = 6,68 × k.
Met het tweede rode molecuul werd W = 800 × 799/2 = 319600 en de entropie 12,67 × k.
De entropie van systeem 2 stijgt dus sneller dan die van systeem 1, dit omdat systeem 2 groter is. Als er nu steeds weer een rood molecuul uit systeem 1 dooft, zien we grafisch het volgende.
De entropie van systeem 1 neemt geleidelijk toe tot een maximum en daalt daarna , systeem 2 neemt steeds toe omdat ze nog voldoende posities vrij heeft (700). Maar let nu op de totale entropie van 1 en 2.
De maximale totale entropie van de twee systemen wordt bereikt bij 89 rode moleculen in systeem 2, dit is uiteraard het punt waarbij de verhouding rood/wit in beide systemen gelijk is, 89/800=0,11 en 11/100=0,11. Alle botsingen nadat dit punt bereikt is veranderen de verhoudingen niet meer, de entropie blijft maximaal met 89 rood.
Maar kijk eens, dit is ook het punt waar de temperatuur van beide systemen gelijk is geworden, er is thermisch evenwicht. Dat hadden we geconstateerd bij de beschouwing van het blok ijzer.
We hebben dus de link tussen entropie, energie en temperatuur gevonden:
Energie tendeert naar verspreiding en verplaatst zich van hoge naar lage temperatuur omdat de entropie dan kan toenemen en deze streeft naar een maximum.
Nu weten we waarom:
- Energie zich verplaatst van hoge naar lagere temperatuur
- Energie tendeert naar verspreiding
- Systemen schijnen te streven naar het laagste energie niveau
Dan hebben we nog belangrijke verschillen gezien tussen temperatuur en energie. Temperatuur is een intensieve grootheid, we meten een waarde niet afhangt van de grootte of hoeveelheid materie in het systeem. Energie daarintegen is een extensieve grootheid, de waarde hangt altijd af van de hoeveelheid materie in het systeem.
Denk hier nog eens over na m.b.t. het 'meten' van global warming. Men meet slechts de plaatselijke intensieve temperatuur, maar dus zeker geen energie. Daarvoor moeten de samenstelling (vochtigheid), druk en soortelijke warmte bekend zijn. En dan welk volume moet je gebruiken, m.a.w. wat is het systeem dat bij de temperatuur hoort? Hoe groot is het volume rond het meetpunt waarin de gemeten temperatuur geldig is? Een onmogelijke opgave.
Dit is het einde van deel 1, in deel 2 duiken we eerst in de historie van de tweede hoofdwet.
categorie: energie, fysica, temperatuur, thermodynamica
Maar hoe geloofwaardig is dit beeld bij nadere beschouwing? Wel, we zullen zien dat dit in tegenspraak is met de werkelijke gegevens en fysisch gezien niet kan kloppen en eigenlijk zelfs een beschamende afgang voor de AGW klimatologie is.
Eerst kijken we naar een bekend overzicht (grafiek 1)
De afname begon zoals we zagen half Maart dus rond dag 80. We zien in de DMI grafiek dat de temperatuur van de atmosfeer dan gemiddeld echter slechts 244 Kelvin bedraagt, en dit is dus 29°C onder nul. De temperatuur is pas nu eind Juni net boven de 0 uit gekomen.
Maar dit is een fysische onmogelijkheid voor de AGW smelthypothese, hoe kan het ijs gaan smelten bij 29 graden onder nul? Er zit hier duidelijk iets goed fout in de AGW visie, dus wat gebeurt er nu werkelijk en hoe kan het ijs in Maart al gaan smelten.
Belangrijk is om te zien en onthouden dat de temperatuur op meetpunthoogte nooit hoger komt dan 1 a 2 graden boven nul en ze duikt half Augustus alweer onder 0, dus slechts gedurende twee maanden is de temperatuur op twee meter hoogte een graadje boven nul (vlak boven het ijs niet zoals we zullen zien).
En dit moet 9 miljoen vierkante kilometer ijs doen smelten? En dan hebben we het nog niet eens over het gigantische ijsvolume.
Om nader te beschouwen hoe het zit met de temperaturen bij het ijs kijken we naar een temperatuurprofiel dat als zodanig gemeten is door de onderzoeksgroep te Barrow in Alaska.
We zien op de x-as de gemeten temperatuur in °C en langs de y-as vervolgens zeewater vanaf 2,5 meter diep, de ijslaag en de lucht er boven tot een halve meter hoogte. (grafiek 3)
We zien hier duidelijk welke factor de temperatuur bepaalt van zowel de atmosfeer als de grenslaag water, namelijk het vriespunt van het ijs (aangezien het zout zeewater betreft is de evenwichtstemperatuur aan de onderkant ca. -1,8°C i.p.v. 0).
Het ijs zelf houdt de luchtlaag er vlak boven continu op 0 graden zoals we al in de DMI grafiek zagen (daar iets hoger vanwege meetpunt op 2 m hoogte). De atmosfeer krijgt geen kans van betekenis om het ijs te verwarmen, en we gaan nu bekijken waarom dit zo is.
Het water aan de onderkant kan het ijs in zekere zin wel doen smelten vanwege zijn veel grotere massa, warmtecapaciteit en geleidbaarheid dan die van lucht. De mate van afsmelten is verder afhankelijk van stroming.
Maar waarom controleert het ijs de temperatuur, de reden is dat ijs bij verandering naar de vloeibare fase niet van temperatuur verandert en dat voor deze faseverandering heel veel energie vereist is. Om één liter ijs te laten smelten is net zoveel energie nodig om water van nul graden te verwarmen tot 80 graden Celsius, dus bijna net zoveel energie om het tot het kookpunt te brengen.
Als de atmosfeer één liter ijs zou willen laten smelten is er maar liefst 260.000 liter lucht nodig van 1ºC die daarbij dan af zou koelen tot 0ºC. Daarna heeft deze enorme luchtmassa dan ook geen effect meer, alleen continue gigantische (warme) luchtverplaatsingen zouden het smeltproces weer enigzins op gang kunnen brengen.
Maar dit is nu juist het probleem, bedenk dat warmere lucht lichter is dan de koude lucht die vlak boven het ijs hangt en dus kan warmere lucht het ijs niet bereiken zonder dat deze koude grenslaag door extra krachten (turbulentie) geholpen wordt. Er is hier geen natuurlijke convectie mogelijk zoals bij het verdampingsproces van oceaanwater waarbij waterdamp automatisch stijgt door de dichtheidsverschillen door de atmosfeer.
Nu is het omgekeerde het geval, de zwaartekracht belemmert het warmtetransport via warmere lichtere lucht naar het ijs.
Het maakt in dit opzicht dus ook niet uit hoe warm de atmosfeer verder boven de grenslaag is. Een hogere temperatuur van de omringende atmosfeer heeft geen effect op het ijs. De enige mogelijkheid is nog dat de luchtlagen warmte via geleiding kunnen uitwisselen, maar lucht is nu juist een uiterst belabberde geleider en eerder een isolator (denk aan de thermopane ramen).
En zo komen we tot een belangrijke conclusie die lijnrecht tegenover de AGW filosofie staat: de atmosfeer (koude lucht) boven het poolijs is een isolator die het smelten van ijs door de atmosfeer tegen gaat, mondiaal hogere temperaturen kunnen geen invloed uitoefenen op het poolijs.
Dit is de reden dat we boven de tachtigste breedtegraad de gehele zomer een atmosfeertemperatuur zien die nagenoeg nul graden is, slechts horizontale luchtaanvoer kan de isolatielaag verstoren waarna ook deze snel tot nul afkoelt (1 op 260.000).
Na verloop van tijd vormen zich plassen smeltwater op het ijs, deze laag water is nog een extra weerstand tegen een eventuele invloed van de atmosfeer. Het bovenste laagje van het smeltwater kan door de zon verder opgewarmd worden en zelfs zorgen voor een hogere temperatuur van de er boven liggende atmosfeer.
Het smeltwater in contact met de ijslaag blijft nul graden.
Een proces wat ook onder droge omstandigheden nog plaats kan vinden is sublimatie van ijs, waarbij het direct overgaat naar de gasvormige fase. Hierdoor wordt veel energie aan de lucht onttrokken, per liter ijs is bijvoorbeeld meer dan 2 miljoen liter lucht van 1°C nodig.
Laten we eerst even wat gegevens verzamelen (tabel 1)
| zeewater | lucht | ijs | ||
| dichtheid (0 °C) | 1026 | 1,293 | 917 | kg/m³ |
| soortelijke warmte | 3930 | 1000 | 2200 | J/kg.K |
| warmtegeleidingscoëfficiënt | 0,61 | 0,024 | 2,1 | W/m.K |
| smeltwarmte | 334000 | J/kg | ||
| sublimatiewarmte | 2830000 | J/kg | ||
| totaal oppervlak max. | 14,0*10^6 | km² | ||
| totale massa | 1,4*10^21 | 5,2*10^18 | 2,6*10^16 | kg |
| totale energie | 1,6*10^27 | 9,7*10^23 | -8,7*10^21 | J |
Laten we nu eens kijken welke invloed het zeewater eventueel op het ijs kan uitoefenen in verhouding tot de atmosfeer.
We zien dat de de soortelijke warmte van zeewater 4 maal zo groot is als die van lucht, maar aangezien lucht een veel lagere dichtheid heeft is het verschil in energie inhoud per liter zeewater 3930/1000*1026/1,293 = 3100 maal zo groot.
De warmtegeleidbaarheidscoëfficiënt die aangeeft hoe goed het warmte geleidt is voor zeewater 25 maal zo hoog als die voor lucht, en daarnaast bezit de oceaan ook nog 1600 maal zoveel (warmte)energie als de totale atmosfeer.
Het is duidelijk dat het water enkele magnituden meer invloed op het ijs kan uitoefenen dan de lucht. De energieflux van de lucht is verwaarloosbaar t.o.v. die van het water.
Maar ook het zeewater is niet de factor die het smelten in gang zet, want de reden dat poolijs in de zomer smelt is zonne energie. In de eerste grafiek zagen we dat het ijs half Maart begint af te nemen, en dit is inderdaad het moment dat de zon er op komt. Zoals bekend is het op de pool de gehele winter donker, in Maart komt de zon op en blijft dag en nacht schijnen tot eind September. Dit is dan ook het moment dat we zien dat het smelten weer stopt.
Ijs neemt namelijk 30 tot 50 % van de zonne energie op, en dat is nu de energie die het ijs laat smelten. De cruciale factor bij het smeltproces is dat zonne energie iets kan wat andere de warmtebronnen niet kunnen, en dat is het ijs penetreren tot enkele meters diep. En dit is nu de reden dat aan het begin van het smeltseizoen het ijs al opwarmt tot het smeltpunt terwijl de atmosfeer nog in diepvriestoestand verkeert, dit hebben we in het begin bij grafiek 2 al gezien. De ijsomvang neemt al af terwijl de gemeten atmosfeertemperatuur nog min 29 graden is.
De warmte(energie) van water of lucht kan het ijs door geleiding slechts aan het buitenste oppervlaktelaagje benaderen, en wordt dan ook nog eens gehinderd door een grenslaagje dat net zoals het ijs nul graden is. En er moet een temperatuurgradient aanwezig zijn om warmte te kunnen transporteren (Q=k*A*ΔT, dus een temperatuurverschil tussen de beide media).
De stralingsenergie van de zon verwarmt de complete ijslaagdikte in één keer helemaal, en een temperatuurverschil met de omgeving is niet van belang en speelt geen rol. Straling is energieverplaatsing die alleen afhankelijk is van de bron, in dit geval de 5500°C van de buitenkant van de zon (Q=σ*A*T4).
In de winter blijft het ijs aan de onderkant in evenwicht met het zeewater (-1,8°C), aan de bovenkant kan het tot -40°C afkoelen door uitstraling van energie naar de ruimte tijdens de lange duisternis. Dan komt in Maart de zon op en warmt het ijs op tot 0°C waarna het gaat smelten terwijl de atmosfeer nog ver onder nul zit. En kijk eens wat er dan dus gebeurt, het ijs warmt de atmosfeer op van -29 naar 0. We hebben dan wel een systeem waarin natuurlijke convectie mogelijk is, koudere luchtlagen boven het ijs zakken naar de warmere lichtere laag op het ijs en worden opgewarmd.
Er vind dus in deze fase van Maart tot Juni opwarming van de atmosfeer plaats door het smelten van het ijs. Maar het betekent dus zelfs dat als er meer ijs ligt de opwarming van de atmosfeer ook sneller gaat, en uiteraard door meer zonneschijn/minder bewolking.
Als de atmosfeer in Juni door het ijs opgewarmd is tot nul, stopt dit proces en blijft het op deze temperatuur om reden die we eerder besproken hebben.
Wat over blijft van de AGW smelthypothese is niets, we constateren dat de fysica voor het grootste gedeelte van het smeltseizoen juist het tegenovergestelde vertelt. Voor het overige deel is er slechts een status quo, waarbij het opgewarmd smeltwater is dat dan de atmosfeer enigzins op kan warmen.
Het is dus altijd zo dat het eerder het ijsoppervlak is dat de atmosfeer opwarmt dan andersom.
Tijdens de periode dat de atmosfeertemperatuur wel boven nul ligt moet je het proces als volgt voorstellen. De zon stuurt een enorme hoeveelheid energie dwars door de gehele ijsmassa, dit komt niet als meetbare warmte vrij omdat gebruikt wordt om het ijs te doen smelten en tijdens smelten blijven het ijs en het smeltwater op nul graden en dit dwingt de er boven liggende atmosfeer om ook nul graden te blijven.
De energiestroom van de zon die veel groter is dan de andere energiestromen buiten de ijsmassa domineert het proces en legt de temperatuur vast.
Om het smeltproces op zich beter te kunnen begrijpen moeten we kijken naar de entropieverandering die (zoals bij elk proces) het stuurmechanisme is. Zie ook hier.
We kijken nog even naar een grafiek van Barrow (grafiek 4)
Aldus de eindconclusie : de zon bepaalt hoeveel ijs er smelt op de Noorpool.
Dit is direct en indirect, naast de directe zonnestraling speelt ook mee hoe ver het ijspak afdrijft naar het zuiden en hoe gebroken ijsschotsen zich opstapelen onder invloed van stroming en wind die indirect ook door de zon geinduceerd worden.
Arctic summer
categorie: ijs, thermodynamica
De vraag is nu hoe betrouwbaar de berekende waarde is. Deze berekent men namelijk door de straling van de zon via de wet van Stefan-Boltzmann te betrekken op het aardoppervlak als een theoretisch zogenaamd zwart lichaam (zwarte straler, black body) die alle straling die hij ontvangt absorbeert en ook weer uit moet stralen.
Er zijn echter grote problemen met deze te simpele benadering, want Stefan-Boltzmann is slechts van toepassing op vlakke oppervlaktelagen in twee dimensies dus;
- niet voor gekromde oppervlakken
- niet voor solide lagen
- niet voor draaiende lichamen
- niet voor vloeistoflagen
- de temperatuur behoort bij het oppervlak, niet de lucht er boven
- en daarnaast is de aarde geen zwarte straler
Die 33°C berust dus op een hoge mate van vereenvoudiging, en voor de 70% oceaan is het sowieso niet toe te passen.
Daarnaast wordt dan door de AGW klimatologie de straling van de zon die ons oppervlak bereikt netjes gemiddeld over de aarde verdeeld, terwijl deze in werkelijkheid varieert van maximaal op de plek met de hoogste zonnestand en naderend tot nul in de richting van de verduisterde kant van de aarde.
Dat de klimatologie inclusief NASA (GISS, Hansen, Schmidt) deze voorstelling volledig omarmt is uiterst dubieus nu gebleken is dat NASA al 40 jaar geleden deze te simpele calculatie niet eens durfde toe te passen op de veel eenvoudiger situatie op de maan.
Een gemiddelde temperatuur zegt niets over de distributie en zeker niets over dag en nacht. Voor het Apollo project berkende NASA de specifieke temperaturen voor de maan die de astronauten zouden gaan ervaren. DIt zou er dan als volgt uit zien.
Dit bleek echter naderhand helemaal niet het geval te zijn. Hier onder is in oranje te zien hoe de temperatuur in werkelijkheid verloopt, en in blauw de theoretisch berekende volgens Stefan-Boltzmann.
Vast oppervlak zorgt voor hogere temperaturen, zonder een atmosfeer.
De fout op de vaste maanbol is door NASA verklaard als het gevolg van het simpele feit dat het oppervlak overdag tot een halve meter diepte warmte opneemt en daardoor dus minder uit kan stralen, met een 20 graden lagere oppervlaktetemperatuur als gevolg.
In de nacht bevat het oppervlak dus nog warmte van de zon en gaat die dan uitstralen naar het donkere heelal waardoor het 60 graden warmer blijft dan berekend.
De fout is dus te wijten aan het feit dat zoals ik stelde Stefan-Boltzmann niet toepasbaar is op o.a. een oppervlak met een laagdikte (3 dimensies). De andere factoren op aarde die ik eerder noemde betekenen dat de situatie hier nog gecompliceerder ligt.
De conclusie is dus "er bestaat geen door broeikasgassen veroorzaakt broeikaseffect van 33°C op onze aarde".
De vraag blijft waarom NASA deze 40 jaar oude kennis probeert achter te houden, en personeelsleden apert onjuiste ideën laat verspreiden.
bron
A greenhouse effect on the moon
Concrete Construction Engineering Handbook
categorie: broeikaseffect, straling, thermodynamica
Laten we eens kijken hoe stevig dit verhaal eigenlijk is:
When people talk about global warming or the greenhouse effect, the main underlying scientific concept that describes the process is radiative forcing. And despite all the recent controversy over leaked emails and charges of poorly sourced references in the last Intergovernmental Panel on Climate Change report, the basic concept of radiative forcing is one on which scientists -- whatever their views on global warming or the IPCC -- all seem to agree. Disagreements come into play in determining the actual value of that number.
Dit komt er dus op neer dat men durft te stellen dat zowel voor- als tegenstanders het eens zijn over het bestaan van radiative forcing doch niet over de grootte ervan.
The concept of radiative forcing is fairly straightforward. Energy is constantly flowing into the atmosphere in the form of sunlight that always shines on half of the Earth’s surface. Some of this sunlight (about 30 percent) is reflected back to space and the rest is absorbed by the planet. And like any warm object sitting in cold surroundings -- and space is a very cold place -- some energy is always radiating back out into space as invisible infrared light. Subtract the energy flowing out from the energy flowing in, and if the number is anything other than zero, there has to be some warming (or cooling, if the number is negative) going on.Cruciaal is dit "like any warm object sitting in cold surroundings some energy is always radiating back out into space". Men geeft hier dus wel aan dat warmte ook al betreft het straling zich van hoge naar lage temperatuur zal begeven, overeenkomstig wat de tweede hoofdwet van de thermodynamica voor schrijft. Des te merkwaardiger dat hun uitleg van het broeikaseffect wel strijdig is met de tweede hoofdwet.
Het 'some energy' is wat er niet mogelijk is, het kan niet zo zijn dat een deel van de straling de natuurwetten volgt en een ander deel niet.
Alle energie die de aarde verlaat doet dit in de vorm van straling, punt uit. Aangezien het heelal een vacuum is kan er geen energie via geleiding (door moleculen) naar buiten ontsnappen.
De foutieve vermelding van 'some energy' is natuurlijk nodig om de broeikashypothese te kunnen laten werken.
Indien er minder energie uitgestraald wordt dan er in komt moet er ergens opwarming optreden lezen we. Heel goed, maar wat er niet bij staat is dat waarschijnlijk meer dan 99% van deze warmte-energie in de oceaan wordt opgeslagen.
It’s as if you have a kettle full of water, which is at room temperature. That means everything is at equilibrium, and nothing will change except as small random variations. But light a fire under that kettle, and suddenly there will be more energy flowing into that water than radiating out, and the water is going to start getting hotter.Een vreemde en incorrecte analogie. Dit is de omschrijving van een toename van zonne-energie die de oceaan opwarmt en voor meer verdamping zorgt, en komt niet overeen met de processen in de atmosfeer die hier mee vergeleken zouden moeten worden.
Als tekortkomingen kunnen we o.a. noemen:
- vuur is niet alleen straling maar natuurlijk ook thermische warmte
- er vindt hier extra verdamping plaats (inclusief extra latente warmte) en daarom zal de stralingsbalans sowieso nooit kloppen, ook al zouden we met puur straling verwarmen.
- het water slaat de energie thermisch en blijvend op, en dit heeft helemaal niets te maken met positieve forcings van voornamelijk broeikasgas dat straling opneemt en volgens de broeikashypothese binnen een femtoseconde weer uit straalt.
- als het vuur uit (zon weer normaal) is zal de oude situatie herstellen, geen forcing meer.
Dit is onzinnig, wat men hier denkt te concluderen is in ieder geval niet uit het voorgaande af te leiden.
Men stelt dat radiative forcing een maat is voor de hoeveelheid energie waarmee de aarde uit balans is, maar nogmaals een energieverschil zal voor het grootste deel in de oceaan opgeslagen zijn.
Voor wat de atmosfeer betreft zal deze moeten voldoen aan de wetten van Kirchoff (Uitgebreide Engelse versie) en Stefan-Boltzmann, en daarom zal de stralingsenergie naar beneden gelijk moeten zijn aan de stralingsenergie naar boven en is het onmogelijk dat er een onbalans hiertussen is.
Het is daarentegen juist wel mogelijk dat er onbalans is tussen zonnestraling in en IR-straling uit. We lezen namelijk terecht bij Wikipedia dat Kirchoff's wet niet op gaat als de golflengte van invallende en uittredende straling ver uit elkaar ligt dus i.g.v. het spectrum van zonlicht en infrarood. Dus is het vanuit deze wet niet correct om te stellen dat er evenwicht moet zijn tussen invallend zonlicht en uitstraling naar het heelal, en dit is nu juist een fundament van de broeikashypothese.
De invallende meer energetische zonnestraling moet qua absorptie eerder voldoen aan de wet van Lambert-Beer, waarbij echte excitatie van elektronen kan plaats vinden. Dus hebben we in werkelijkheid te maken met een complex stralingsprobleem omdat de wetten voor invallende zonnestraling en die voor IR-straling verschillend zijn. Dit willen de alarmisten ten koste van alles vermijden dus blijven zij doorgaan met de versimpelde stralingsoplossing om dit te verdoezelen.
For the Earth’s climate system, it turns out that the level where this imbalance can most meaningfully be measured is the boundary between the troposphere (the lowest level of the atmosphere) and the stratosphere (the very thin upper layer). For all practical purposes, where weather and climate are concerned, this boundary marks the top of the atmosphere.Dit punt op ca. 10 km hoogte is waar de stralingsbalans van de atmosfeer op betrokken moet worden. En hier voorspellen de modellen dan ook een zogenaamde 'hotspot', maar helaas voor de broeikas gelovigen deze hotspot is er niet en daarmee is het broeikaseffect al gefalsifieerd.
En dit is dan het beruchte (verbeterde) overzicht van de forcings. Merk op dat de onzekerheden het grootst zijn aan de kant van de negatieve forcings (blauw). Het IPCC weet van deze forcings te weinig van af en dit betreft voornamelijk het effect van wolken. De onzekerheden bij de negatieve forcings zijn zo groot dat deze de totale forcing met tweederde kunnen reduceren, en de vraag is of de onzekerheden niet nog groter zijn.
Kijk maar in de linker kolom, het IPCC geeft alleen 'high' kennisniveau aan voor wat betreft de broeikasgassen. De kennis van de overige factoren is allemaal laag, dus erg onzeker. Dit weerhoudt de klimatologen er echter niet van om ons een settled science voor te spiegelen, en de onzekere feedbacks niet te onderzoeken maar gewoon te negeren.
Daarnaast zien we dat waterdamp (het grootste broeikasgas) er niet in voor komt. Om te voorkomen dat dit zichtbaar wordt gemaakt heeft het IPCC de grafiek dusdanig opgezet dat het de verschillen betreft vanaf het jaar 1750, en zo hoeft niemand te zien hoe enorm het effect van waterdamp is. Zo gaat men er dus ook gemakshalve maar van uit gaat dat de waterdampconcentratie sinds 1750 onveranderd is, en dit is dus duidelijk fout gebleken (zie hier onderaan) want we zien een overduidelijke dalende trend.
We kunnen concluderen dat gezien de correctie die kan optreden door de onzekerheden en het negeren van de waterdampvariatie de totale forcing net zo makkelijk op nul kan uitkomen.
Thus radiative forcing, measured in watts per square meter of surface, is a direct measure of the impact that recent human activities — including not just greenhouse gases added to the air, but also the impact of deforestation, which changes the reflectivity of the surface — are having on changing the planet’s climate. However, this number also includes any natural effects that may also have changed during that time, such as changes in the sun’s output (which has produced a slight warming effect) and particles spewed into the atmosphere from volcanoes (which generally produce a very short-lived cooling effect, or negative forcing).
Hier wordt beweerd dat de natuurlijke factoren ingecalculeerd zijn maar gezien de onzekerheden is hiervan geen sprake, bovendien is de waterdampvariatie genegeerd en de neveneffecten van variatie in zonnestraling en kosmische straling zijn ook genegeerd.
categorie: IPCC, broeikaseffect, forcings, fysica, straling, thermodynamica
We weten natuurlijk niet in hoeverre het volgende de exacte bewoordingen van Lemkowitz zijn, maar het komt wel overeen met wat we vaker als simpele uitleg van het broeikaseffect tegen komen dus laten we eens kijken hoe een dergelijke uitleg voor leken uit de bus komt ten opzichte van de fysische werkelijkheid, en welke valkuilen we tegen komen.
"De planeet aarde absorbeert energie van de zon, waardoor de aarde opwarmt. De aarde straalt energie terug naar de ruimte waardoor de aarde af koelt.
Over het algemeen bestaat er een energie-evenwicht tussen de zon en de aarde. Hierdoor blijft de gemiddelde temperatuur op aarde ruwweg constant."
Dit is een simpele voorstelling om een mooi energie-evenwicht te kunnen conluderen, maar staat ver van de werkelijkheid. De aarde ontvangt op elk moment slechts energie van de zon op de helft die naar de zon gekeerd is, maar zal continu energie afstaan over het totale aardoppervlak zowel dag als nacht. Op elke plek en moment op aarde is er een enorme diversiteit en verschil tussen in en uitgaande energie.
De hoeveelheid energie die de aarde op enig moment per oppervlak van de zon ontvangt is niet uniform omdat de aarde rond is. Tussen de evenaar en keerkringen is er een punt waar het 12 uur is en maximaal en van hieraf afnemend in alle andere richtingen.
Indien de aarde een plat vlak was zou elk punt even veel straling ontvangen, in werkelijkheid wordt de straling verdeeld over het boloppervlak van 4 ? R², en ontvangt per m² gemiddeld een kwart van de loodrechte stralingshoeveelheid.
Boven dit punt zal 1368 watt/m² binnen komen (aan de top van de atmosfeer) en afnemen in alle richtingen tot 0, en gemiddeld zal het 342 watt/m² bedragen. Met dit gemiddelde worden simpel de berekeningen gedaan, maar de werkelijkheid is dus veel complexer.
De plaatselijk ontvangen energie wordt al dan niet door wolken gereflecteerd / geabsorbeerd en verder naar beneden afhankelijk van het soort oppervlak (water, ijs, sneeuw, bodemsoort, vegetatie enz.) in verschillende mate geabsorbeerd, uitgestraald (IR) of direct gereflecteerd en maakt de plaatselijk uitgestraalde energie nog verder divers.
Vanwege deze redenen kan er nooit een energie-evenwicht bestaan, maar hoogstens een dynamisch evenwicht (er bestaat alleen evenwicht voor wat straling betreft).
Maar we zijn er nog niet want datgene wat een evenwicht totaal onmogelijk maakt en veruit de grootste invloed heeft op het weer en klimaat is wat we in overvloed op aarde hebben, namelijk water. Naast het feit dat water unieke eigenschappen heeft hebben we het op aarde in alle drie verschillende fasen; vast, vloeibaar en gasvormig.
De oceanen die 71% van het aardoppervlak beslaan maken gehakt van het simpele in en uitgaand energie-evenwicht. Het wateroppervlak reflecteert namelijk slechts 3% van de invallende straling en de overige 97% kan tot 100 meter diep doordringen en deze energie wordt door de inmense oceaan opgeslagen (warmte) en naar believen afgestaan (sommige stromingscycli duren meer dan 1000 jaar) en zo is de oceaan een gigantische energie-buffer. Er kan dus een substantieel deel van de inkomende energie voor kortere tijd of tot honderden jaren opgeslagen worden door de oceaan, en daarom kan er nooit gesteld worden dat per dag-cyclus of jaar evenveel energie de dampkring uit gaat dan er binnen komt. Het is gewoon niet bekend.
Aan het oceaanoppervlak hebben we natuurlijk de waterverdamping, deze verdamping waarbij warmte naar de hogere luchtlagen wordt getransporteerd om uit te stralen naar het heelal is het belangrijkste proces voor de energie afvoer van de aarde. Maar dit proces staat op zichzelf en is niet direct te koppelen aan de invallende energie. het is o.a. afhankelijk van temperatuur, vochtigheid, verdampingssnelheid, latente warmte, convectie, condensatie en wolkenvorming, en de kennis van dit proces kent behoorlijke fysische hiaten.
Dus daar waar het voor het vaste (onbewolkte) aardoppervlak wellicht aannemelijk is om te stellen dat er per dag-cyclus evenveel in als uitgestraald wordt, is dit voor het oceaan-oppervlak en de totale aarde dus helemaal niet zo. De oceaan buffert energie en laat de temperatuur van de atmosfeer variëren.
"We kunnen over lange tijdsperioden natuurlijke veranderingen optreden, zoals veranderingen in de baan van de aarde rond de zon, die leiden tot periodieke klimaatveranderingen, zoals het ontstaan en het verdwijnen van ijstijden.
De energie die de aarde absorbeert van de zon bestaat grotendeels uit licht. De gassen en dampen van de atmosfeer random de aarde laten dit licht door. Het licht dat door de aarde wordt geabsorbeerd warmt de aarde op. De opgewarmde aarde straalt energie terug naar de ruimte in de vorm van warmtestraling en niet als licht."
Dan lezen we nog dat de energie die de aarde absorbeert voornamelijk zichtbaar licht is, maar dit is niet waar. In werkelijkheid vormt zichtbaar licht slechts 43% van de straling die we ontvangen.
Dat zichtbaar licht bijna volledig wordt doorgelaten klopt, mits er geen bewolking is. Maar als we de overige 57% meenemen wordt het verhaal heel anders, kijk maar eens hier onder.
Links in de bovenste grafiek is het inkomend spectrum van de zon. Als we uiterst links beginnen zien we dat hier de golflengtes liggen van UV-straling en deze wordt voor het grootste deel zoals we zien (gelukkig) wel bij binnenkomst geabsorbeerd (de tweede grafiek er onder laat 100% opname zien door Ozon voor dit eerste traject).
Dan zien we zichtbaar licht verder naar rechts (visible) en daarna komen we al in het infrarood terecht, 49% van de inkomende zonnestraling ligt al in het IR gebied. En hier zijn diverse pieken te zien waar het inkomende IR door de atmosfeer wordt geabsorbeerd. Dit gebeurt voornamelijk door water. Maar kijk eens bij 3 en 4 µm, jawel de inkomende straling wordt ook geabsorbeerd door CO2 en dat betekent dus dat CO2 er ook voor zorgt dat er minder stralingswarmte op het aardoppervlak terecht komt.
Nu blijkt dus dat als je aan een leek het broeikaseffect wilt verkopen je een hoop lastige vragen kunt omzeilen door alleen het zichtbaare licht te bespreken dat minder dan de helft van de energiestroom omvat. En waarom lezen we verder niets over wat er op het oceaan-oppervlak gebeurt welke 71% van het aardoppervlak beslaat en veel belangrijker is voor de energiebalans? (lees hier)
Concluderend zien we dat het gedrag van 57% van de straling en 71% van het oppervlak onbesproken blijft bij een dergelijke uitleg, terwijl wat er zich in de oceaan afspeelt juist cruciaal is. (meer hier)
"Hoewel alle gassen en dampen in de atmosfeer licht doorlaten, laat een aantal, waaronder waterdamp, kooldioxide en methaan, warmtestraling niet door. Zij houden die warmte vast. Daardoor functioneren ze als een soort deken om de aarde en veroorzaken ze een 'broeikaseffect' dat leidt tot een temperatuurverhoging van de aarde. Zonder dit natuurlijke broeikaseffect zou de temperatuur van de aarde ca. 33 graden Celsius lager zijn waardoor het oppervlak van de aarde grotendeels bevroren zou zijn. Er zou dan geen vloeibaar water zijn en daardoor ook geen leven. Het natuurlijke broeikaseffect is dus noodzakelijk voor het huidige leven op de aarde."
Het is ongeveer hetzelfde als wat er daarvoor al gebeurd is, het aardoppervlak neemt energie op van de zon en staat het weer af. Dus het zogenaamde 'warmte vast houden' levert geen broeikaseffect op.
Als je het over echt warmte vast houden wil hebben dan betreft dit de hydrologische cyclus, de oceaan warmtebuffer en waterverdaming.
De fout die gemaakt wordt is namelijk dat warmte energie in transitie is, je kunt warmte niet vast houden. Warmte kan wel worden opgenomen en de energie van een systeem verhogen, en energie is geen warmte.
Het tweede item is de beroemde analogie van het dekentje om het broeikaseffect te verklaren. Dat is ook een vreemde vergelijking, want we hebben het toch over warmtestraling zoals de schrijver zelf zegt en niet over geleiding of convectie. Dus stel je voor dat je onder je deken in bed ligt, maar dan wel dusdanig dat je deken door een constructie pakweg 30 centimeter boven je zweeft en het dus rondom je bed verder open is. Op deze manier zal de deken niet veel helpen om warm te blijven denk ik, alhoewel je lichaam nog steeds warmte uitstraalt. Onder een deken blijf je warm door geleiding en convectie te belemmeren, straling gaat er dwars door heen. (wel eens opsporing van mensen gezien met een IR camera, gaat prima ondanks dat ze kleding aan hebben). Ook een deken levert geen broeikaseffect op.
Dus vinden we in deze uitleg voor leken geen bestaan van een broeikaseffect, alhoewel de meeste lezers het voor zoete koek zullen slikken.
Laten we even een uitstapje buiten het artikel maken en er van uit gaan dat enkelen wellicht op internet nog eens verder gaan zoeken, en wat zij veelal zullen vinden is een plaatje als het volgende en dit is zowaar een officieel IPCC plaatje!
Duidelijk toch, lees even mee 'CO2 absorbeert IR-straling en straalt het weer uit naar beneden en verwarmt daar opnieuw het aardoppervlak'??? En zoals te zien en te lezen is gaat dit zelfs zo door tot in het oneindige. Wauw het IPCC denkt het perpetuum mobile uitgevonden te hebben, nee zelfs nog beter. Er gaat geen energie verloren, maar er wordt zelfs energie gewonnen uit het niets. Pomp voortaan uw oven vol met CO2 en het energiegebruik zakt zienderogen naar beneden.
Wat een ongelooflijke waanzin is dit, hoe krijgen ze het in hun hoofd om iets dergelijks te publiceren
Een ieder die een beetje thermodynamica beheerst weet dat zowel de eerste als de tweede hoofdwet hier worden geschonden. Zelfs zonder deze kennis voelen we dit aan:
1 Een zekere hoeveelheid warmte(energie) kan niet tussen twee grenslagen heen en weer pendelen en daarbij telkens de temperatuur verhogen, niet één keer en zeker niet continu. Warmte die opgenomen is om ergens temperatuur te verhogen is dan uit het er tussen gelegen medium verdwenen.
2 Bovendien kan er geen warmtetransport plaats vinden van lage naar hoge temperatuur (zonder arbeid) en zal er dus nooit warmte van boven in de atmosfeer bij temperaturen ver onder nul terug het aardoppervlak bereiken.
3 Maar dat het IPCC het daarnaast nog presteert om te beweren dat zelfs extra warmte wordt gegenereerd door hun fantasieprocessen en dus gewoon de wet van behoud van energie niet schijnt te kennen is absurd.
Dat we hier te maken hebben met omzettingen van straling in warmte en vice versa maakt niet uit. Dit argument wordt vaak door alarmisten gebruikt, maar we laten ons niet foppen, de wetten van de thermodynamica gelden voor alle vormen van warmte(transport). Zij werken al zo vanaf de oerknal toen het heelal praktisch alleen maar uit straling bestond.
En indien je wilt vast houden aan een visie dat straling zich rondom verpreid en een gedeelte toch terug naar de aarde straalt, goed maar dan zal het volgens de tweede hoofdwet het geheel van heen en terug stralen een reversibel proces moeten zijn. En dat wil zeggen dat er netto geen warmte bij vrij kan komen. Zie ook mathematische methode sluit blijvende global warming uit.
De broeikasuitleg voor het grote publiek is zo kunnen we constateren een compleet fiasco met misleidende en verkeerde informatie, en strijdig met de natuurwetten.
Degenen die meer geïnformeerd zijn weten dat er meer speelt op een dieper niveau en dan hebben we het met name over de stralingsprocessen en komen we op absorptiespectra, rek- en buigvibratie, bandverbreding, verzadiging, re-emissie, fotonen die de weg niet weten etc. Maar de conclusie over de basis die gegeven wordt doet daar niets aan af.
Nu moet ik toch even kort wat dieper op die stralingsaspecten ingaan. De IR absorptie door CO2 is geen absorptie van een foton die een elektron aanslaat (excitatie), dit gebeurt alleen door de meer energierijke straling van zichtbaar licht en hogere frequenties.
De langgolvige IR straling wordt geabsorbeerd in de bindingsenergie tussen de atomen in het CO2 molecuul, en verhogen zo de kinetische energie resulterend in meetbare warmte.
In vrijwel alle gevallen zal deze energie echter binnen een fractie van een seconde worden doorgegeven aan de omringende moleculen in de atmosfeer Stikstof en Zuurstof. Dit is begrijpelijk als je weet dat elk molecuul bijna 10 miljard keer per seconde met een ander molecuul botst (bij 1 bar en 20 graden).
Dus is de conclusie dat het CO2 molecuul de kans niet krijgt om de opgenomen energie weer af te geven als straling, dus valt er niets terug te stralen zoals in het IPCC plaatje wordt weergegeven. Het beschreven 're-emitted' in het plaatje bestaat niet.
En dit gegeven betekent dat het broeikaseffect zoals het IPCC ons wijs wil maken niet kan bestaan.
En er is nog iets m.b.t. de straling van de atmosfeer die zoals ik eerder stelde wel in evenwicht moet zijn (volgens de wet van Stefan-Boltzmann). Als de temperatuur van de atmosfeer zou stijgen door CO2 , dan betekent dit namelijk dat deze warmere atmosfeer ook meer straling moet afgegeven aan de ruimte (E=?T4). Dus krijgen we dan kortweg: CO2 betekent meer energie uitstralen bij dezelfde energie input van de zon, hetgeen strijdig is met de wet van behoud van energie. Dus ook via deze weg zien we nogmaals dat het broeikaseffect niet klopt.
"Door steeds meer ontbossing, meer landbouw en door het grootschalige verbranden van fossiele brandstoffen stijgt de concentratie van broeikasgassen, zoals kooldioxide en methaan heel snel. De concentraties van deze gassen zijn nu veel hoger dan in de laatste 600.000 jaar. Hierdoor wordt het natuurlijke broeikaseffect versterkt, waardoor de aarde wat extra opwarmt."
"Daardoor worden de zeeen iets warmer, waardoor meer water verdampt, waardoor de concentratie van waterdamp in de atmosfeer wat toeneemt. Maar waterdamp is het sterkste van alle broeikasgassen. Daarom versterken de beschreven effecten elkaar. Het gevolg van dit alles is dat de temperatuur op aarde stijgt. Dit effect is tot nu toe nog niet groot; het is zelfs veel minder dan 1 %. Maar een temperatuurverhoging van slechts 1 % zou leiden tot een temperatuurstijging van ruwweg 3 graden Celsius, wat dramatische effecten zou hebben. De zeespiegel stijgt en het klimaat verandert."
Wel zal er dus meer water aan het oceaanoppervlak verdampen, maar betekent dit ook automatisch dat de waterdampconcentratie in de totale atmosfeer toeneemt en voor versterking zorgt? Over de hydrologische cyclus is daarvoor te weinig bekend, dus deze stelling kan niet onderbouwd worden, maar als het wel zo is mag je ook meer wolken verwachten en die blokkeren zonlicht en kunnen dus een eventuele temperatuurstijging weer teniet doen.
Metingen op diverse hoogtes laten echter zien dat de waterdampconcentratie afneemt en dat gaat dus lijnrecht in tegen de hypothese dat waterdamp toeneemt door CO2 verhoging en het effect versterkt.
We zien hier afnames tot 25%, dus de beweringen kloppen totaal niet. Integendeel, we zien vermindering van de waterdampconcentratie op alle hoogtes die het broeikaseffect door CO2 juist doen afnemen.
Een recente studie door o.a. alarmiste Susan Solomon noemt een waterdamp afname van 10% na 2000, en schrijft hier 25% minder opwarming aan toe. Tevens 'denkt men' dat tussen 1980 en 2000 waterdamp toenam en zorgde voor 30% van de opwarming die ten onrechte aan CO2 werd toegeschreven.
De laatste twee zinnen van het artikel wil ik dus maar laten voor wat het is.
categorie: AGW, IPCC, broeikaseffect, fysica, klimatologie, straling, temperatuur, thermodynamica
Polynomial Cointegration Tests of the Anthropogenic Theory of Global Warming
Michael Beenstock and Yaniv Reingewertz, Department of Economics, The Hebrew University, Mount Scopus, Israel.
We use statistical methods designed for nonstationary time series to test the anthropogenic theory of global warming (AGW). This theory predicts that an increase in atmospheric greenhouse gas concentrations increases global temperature permanently. Specifically, the methodology of polynomial cointegration is used to test AGW when global temperature and solar irradiance are stationary in 1st differences, whereas greenhouse gas forcings (CO2, CH4 and N2O) are stationary in 2nd differences. We show that although greenhouse gas forcings share a common stochastic trend, this trend is empirically independent of the stochastic trend in temperature and solar irradiance. Therefore, greenhouse gas forcings, global temperature and solar irradiance are not polynomially cointegrated, and AGW is refuted. Although we reject AGW, we find that greenhouse gas forcings have a temporary effect on global temperature. Because the greenhouse effect is temporary rather than permanent, predictions of significant global warming in the 21st century by IPCC are not supported by the data.
Men heeft uit de differentiaalvergelijkingen van de statistische waarden gevonden dat de functie van de temperatuur en die van de zonnestraling bij de eerste afgeleide stationair worden , maar dat de functie van de diverse broeikasversterkingen pas bij de tweede afgeleide stationair wordt. Dit betekent dat er een duidelijk verschillend gedrag bestaat, waartussen meestal geen correlatie bestaat. Om dit te bevestigen heeft men gekeken of er cointegratie tussen beide bestaat, die blijkt er niet te zijn en dus is er geen relatie tussen broeikasgassen en temperatuur.
Although we do not find permanent effects of greenhouse gas forcings on global temperature, we find that they have temporary, or short-term, effects. This means that an increase in CO2 emissions only has a temporary warming effect. We show that previous investigators have confused the temporary with the permanent. This means, crucially, that a doubling of greenhouse gas forcings does not permanently increase global temperature. The policy implications of this temporary greenhouse effect are obviously much less serious than had the effect been permanent.
Broeikasgassen hebben slechts een tijdelijk effect op de temperatuur, andere negatieve feedbacks zorgen er voor dat het broeikaseffect teniet wordt gedaan (waterdamp?). Eerdere onderzoekers hebben tijdelijke opwarming onterecht voor blijvend aangezien. Een verdubbeling van CO2 zal niet tot blijvende temperatuurverhoging leiden.
Decomposing the Causes of Global Warming in the 20th Century
Between 1880 and 2000 global temperature rose by 0.54 degrees Celsius of which 0.48 occurred since 1940. Equation (2) attributes 0.4 of this to solar irradiance and the balance to greenhouse gas forcings. Table 4 shows, however, that since 1940
greenhouse gas forcing have made a larger contribution to global warming than before, and solar irradiance a smaller one. This creates the misleading impression that the level of greenhouse gas forcings have been the main cause of global warming in the 20th
century. However, our results clearly indicate that it is not the level of greenhouse gas forcings that matters, but the change in the level. During 1880-1940 the level of greenhouse gas forcing increased, but the change in the level decreased. This is why
Table 4 implies that greenhouse gas forcings reduced global temperature before 1940. During the second half of the 20th century greenhouse gas forcings accelerated due in particular to increased carbon emissions. Our model predicts that this effect will be
temporary unless these forcing continue to accelerate. Since carbon emissions depend on the level of global economic activity, this continued acceleration would unreasonably imply faster economic growth in the 21st century than in the 20th. Our results also imply
that cutting carbon emissions will only induce a short-term reduction in global temperature, leaving no long run effect.
Tussen 1880 en 2000 is de temperatuur 0,54 °C gestegen, hiervan komt 0,40 °C door de zon en slechts 0,14 °C (tijdelijk) door broeikasgassen. Het is niet de CO2 concentratie die een rol speelt maar de CO2 concentratieverandering over een tijdsbestek. Het terugdringen van de CO2 uitstoot heeft slechts een tijdelijk effect op de temperatuur, er is geen blijvend effect op de lange termijn.
Conclusion
We have shown that greenhouse gas forcings do not polynomially cointegrate with global temperature and solar irradiance. Therefore, previous claims that carbon emissions permanently increase global temperature are false. Although we find no
permanent effect of greenhouse gas forcings on global temperature, there appears to be a temporary, or short-term, effect. We show that this temporary effect can easily be mistaken for a permanent one. Polynomial cointegration tests show that the putative
permanent effect is induced by the spurious regression phenomenon. Because the effect is temporary, recent global warming should be interpreted as a short-term response to increased carbon emissions, which is expected to be reversed in the future.
CO2 heeft geen relatie met temperatuur en zonnestraling, en daarom is het niet waar dat CO2 de temperatuur blijvend verhoogd. Vanwege het tijdelijke effect moet Global Warming gezien worden als een tijdelijk reactie die in de toekomst zal omkeren.
Als technisch chemicus doet het mij denken aan de reversibel processen die je tegenkomt in de thermodynamica en scheikundige evenwichtsreacties met meerdere reactanten. Beide worden gedreven door het natuurlijk streven naar maximale entropie welke voortkomt uit de tweede hoofdwet van de thermodynamica, en de reden is waardoor ik niet geloof in de verklaring van de werking van het broeikaseffect. Het is een schending van de tweede hoofdwet, met de werking van een perpetuum mobile hetgeen niet kan bestaan.
Belangrijk is dat sinds de ontdekking van deze wet met de introductie van de stoommachine, en het onderzoeken van de oorzaak en gevolgen er van (Watt, Carnot, Clausius, Maxwell, Kelvin, Boltzmann) er nimmer een schending is waargenomen. Sterker nog, deze wet is de oorzaak die richting geeft aan de natuurwetten.
De wet is zo fundamenteel dat bovenstaand onderzoek niet eens nodig is om de broeikashypothese te begraven, de tweede hoofdwet sluit het uit en dan heeft het simpelweg geen bestaansrecht.
Kijk even naar een eenvoudige uitdrukking van de wet (dit is slechts één aspect): 'Warmte kan alleen van een voorwerp van hoge temperatuur naar een voorwerp met een lagere temperatuur stromen'. De diepere oorzaak (statistische mechanica) en de vele implicaties van de tweede hoofdwet die bij vrijwel alle fysische en chemische processen een rol speelt vergen een dieper inzicht, verwacht een schrijven van mij hierover in de toekomst. Maar laat ik alvast verklappen dat entropie het universum in zijn greep heeft sinds de oerknal.
Wat ik duidelijk wil maken is dit. Broeikasgassen kunnen elektromagnetische straling (infrarood) opnemen en afstaan, en in potentie kan er omzetting in warmte plaats vinden. Maar hoe de totale energiestroom van het aardoppervlak door de atmosfeer zich gedraagt wordt uitsluitend en alleen bepaald door de tweede hoofdwet, en dan toegepast op het totaal aan processen die er in de atmosfeer spelen ofwel het totale systeem. Dit betekent dat een negatieve entropie van één proces gecompenseerd moet worden door entropie toename van een of meerdere ander processen, dit is fundamenteel en daar valt niet aan te ontkomen (de netto entropie neemt altijd toe).
Binnen het netto warmtetransport van aardoppervlak naar de ruimte mag de wet niet geschonden worden. Dus een potentiële verstoring door het broeikaseffect zal hoe dan ook gecompenseerd moeten worden, en naar het zich nu laat aanzien is verlaging van de concentratie waterdamp een belangrijke kandidaat.
En dat is wat bovenstaand mathematisch onderzoek laat zien, een verstoring van de balans wordt weer gecompenseerd.
In afwachting van verdere publicatie lijkt het er op dat de klimaatexperts behoorlijk hebben liggen slapen op hun gesubsidieerde kussens. Het is een behoorlijke aanslag op de geloofwaardigheid en kunde van de klimatologen als economen moeten aantonen dat hun verhaal niet deugt.
Cointegratie is ontwikkeld door de economische wetenschap en is bekroond met meerdere Nobel prijzen.
Hier een link naar een tweede stuk van Beenstock waarin te lezen valt dat klimatologen toch al sinds 1997 cointegratie toepassen. De vraag is dus of zij hun werk niet goed gedaan hebben, of de resultaten liever niet naar buiten brengen.
En nog een persbericht.
categorie: AGW, CO2, broeikaseffect, modellen, temperatuur, thermodynamica