Vapaa kuvaus

Aloituksia

6

Kommenttia

191

  1. Onneksi tilanne ei ole niin paha kuin aloituksessa esitetty tutkimus ja siitä kirjoitetut uutiset antavat ymmärtää. Näihin ilmaston "tipping point" (keikahduspiste) - simulaatioihin liittyy toistaiseksi suuria epävarmuustekijöitä johtuen käytettävissä olevan historiallisen tiedon epätarkkuuksista ja pitkän ajan aikasarjoissa olevista aukoista.

    Juuri äsken (2.8.2024) julkaisuun tuli Münchenin teknillisestä yliopistosta simulaatioiden virherajoihin liittyvä artikkeli, joka käsittelee mm. AMOC - muutoksen ennustettua ajankohtaa. Tässä sen merkitystä on avattu:

    https://phys.org/news/2024-08-day-tomorrow-climate.html

    Suora lainaus: "Using different fingerprints and data sets, predicted tipping times for the AMOC ranged from 2050 to 8065 even if the underlying mechanistic assumptions were true."

    Tilastodatasta toki nähdään mitkä ilmastoon liittyvät järjestelmät (esimerkiksi AMOC) ovat muuttuneet epästabiilimmiksi aiempaan verrattuna. Tarkkoja ennusteita keikahduksen ajankohdasta ei näillä malleilla ja käytettävissä olevalla datalla kuitenkaan voi vielä esittää.

    Tämä tutkimus ei kiistä eikä kumoa keikahduspisteiden olemassaoloa. Se vain muistuttaa siitä, että juuri tämän tyyppisten äkkimuutosten ajankohtien ennustaminen tarkasti ei nykytiedolla onnistu.

    Varsinainen tutkimus johon phys.org - uutinen viittaa löytyy täältä mutta vain abstrakti luettavissa, muu maksumuurin takana:

    "Uncertainties too large to predict tipping times of major Earth system components from historical data"
    https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl4841

    Saa nähdä löytääkö tämä vähemmän sensaatiomainen tieto koskaan tietään suurelle yleisölle kun se ei anna "oikeaa" signaalia ilmastokeskustelun kannalta. Minun mielestäni silloin kun huomataan ettei jotain asiaa tiedetäkään niin hyvin kuin luultiin, pitää tuo paljastunut epävarmuus tuoda selvästi esille eikä jättää sitä kertomatta.
  2. Nasa on tehnyt tutkimusta korkean hiilidioksidipitoisuuden vaikutuksesta suorituskykyyn. Asialla kun on merkitystä pitkien avaruusmatkojen ja mahdollisen Mars - tukikohdan perustamisen kannalta.

    NASA/TM—20205011433
    Characterization of How CO2 Level May Impact
    Crew Performance Related to the HSIA Risk
    Bettina L. Beard
    NASA Ames Research Center

    https://hsi.arc.nasa.gov/publications/NASA_TM20205011433.pdf

    Tuo HSIA risk tarkoittaa siis Human System Integration Architecture risk eli hienompi nimi sille, että ulkopuolisen avun puuttuessa henkilöstö tekee virheitä jotka aiheuttavat tavoitteelle haittaa.

    Lyhyesti: "The main goal of the current report is to identify how elevated CO2 impacts the HSIA risk. The approach taken is to trace the relationship between cognitive and motor abilities required for anomaly response with critical mission tasks and the level of technological advancement to support anomaly resolution to identify how elevated CO2 may impact the HSIA risk. The conclusion is that elevated CO2 could exacerbate the HSIA risk. Several research gaps are identified."

    Raportin mukaan koholla oleva hengitysilman CO2-pitoisuus voi lisätä HSIA riskiä ja tutkimuksessa selvisi osa-alueita joista tietoa ei vielä ole tarpeeksi. Jos kiinnostaa tarkemmin niin lue raportti (54 sivua). Raportissa viitataan useisiin tutkimuksiin CO2 tasojen vaikutuksesta suorituskykyyn eli tästäkin on hyötyä kirjallisuusviitteitä etsittäessä. Tasot joita tutkimuksissa oli käytetty vaihtelivat 1000 ppm suuruusluokasta 75000ppm (7.5%) kohdalle, joskin nuo suurimpien pitoisuuksien kokeet olivat tietenkin hyvin lyhytkestoisia. Lisäksi

    "How acclimatized the study participants are to elevated CO2 was not determined in any of the studies referenced in this report. "

    Näissä tutkimuksissa ei siis ollut tietoa siitä, olivatko niihin osallistuneet aiemman historiansa vuoksi olleet pitkään alttiina kohonneille CO2 - tasoille vai ei.
  3. Huomasin+tämän+ja+muistin+että+aiheesta+on+palstalla+ollut+keskustelua.https://phys.org/news/2021-08-thwaites-glacier-significant-geothermal-beneath.htmlTuossa+siis+uutta+tietoa+Thwaitesin+alla+sijaitsevasta+geotermisen+lämmön+lähteestä+alueen+geomagneettisen+kentän+kartoituksen+perusteella.+Kyseinen+lämmön+lähde+on+ollut+olemassa+miljoonien+vuosien+ajan+eli+se+koko+havaintohistoriamme+ajan+on+vaikuttanut+jäätikön+virtauksen+nopeuteen.+"[...]+there+is+a+conspicuously+large+amount+of+heat+from+Earth's+interior+beneath+the+ice,+which+has+likely+affected+the+sliding+behavior+of+the+ice+masses+for+millions+of+years.+""[...]+geothermal+heat+flow+of+up+to+150+milliwatts+per+square+meter+can+occur+beneath+Thwaites+Glacier.+"Geotermisen+lämmön+vaikutus+jäätikön+virtauksen+nopeuteen+ja+sen+herkkyyteen+ulkoisten+olosuhteiden+muutoksille+(agw)+on+vielä+kysymysmerkki.+Jos+alueen+jäävirrat+ovat+lämmityksen+vuoksi+herkemmin+liikkuvia+kuin+esimerkiksi+Itä-Antarktiksella+niin+Thwaitesin+virta+voi+olla+aiemmin+arvioitua+herkempi+merellä+jäätikön+reunassa+olevan+alueen+sulamiselle.Ennen+lähtemistä+hurjaan+laukkaan+voisitte+pitää+mielessänne+sen,+että+tuo+geoterminen+lämmön+lähde+on+ollut+olemassa+koko+ajan+eikä+siis+ilmaantunut+äskettäin.+Se+vaikuttaa+Thwaitesin+jäävirran+virtausnopeuteen+mutta+tuo+vaikutuskin+on+ollut+olemassa+koko+ajan.+Geotermisen+toiminnan+ja+lämpötehon+ei+siis+ainakaan+tuon+tutkimuksen+perusteella+todettu+yhtäkkiä+lisääntyneen+tai+muuttuneen.Tänään+18.8.2021+Nature+Communications+earth+&+geoscience+lehden+verkkoversiossa+julkaistu+tutkimusartikkeli+löytyy+ainakin+toistaiseksi+kokonaan+luettavana+tästä:https://www.nature.com/articles/s43247-021-00242-3Jos+se+jatkossa+menee+maksumuurin+taakse+niin+artikkelia+voi+yrittää+hakea+sci-hub+-+palvelun+kautta+doi+-+koodilla+10.1038/s43247-021-00242-3+Vielä+toistaiseksi+haku+tuolla+numerolla+tuottaa+"ei+löydy"+ilmoituksen.
  4. Katsotaan+edellisen+perusteella+miten+kaasun+spektriviivojen+sijainti+vaikuttaa+kaasun+emissiviteettiin+matalassa+lämpötilassa.+Spektriviivojensa+kohdalla+kaasu+voi+paksuna+kerroksena+olla+korkeintaan+yhtä+tehokas+säteilijä+kuin+musta+kappale.+Spektriviivojen+välisellä+aallonpituusalueella+kaasu+ei+säteile+käytännössä+lainkaan.+Tehdään+siis+oletus,+että+kaasu+käyttäytyy+spektriviivojensa+kohdalla+kuten+musta+kappale+(paksu+kerros+kaasua).+Tu+oletus+on+Howellin+oppikirjassa+erään+laskentamenetelmistä+perusteena.Planckin+lakia+on+ikävä+pyöritellä+ilman+taulukkolaskentaohjelmaa.+Esimerkiksi+tällä+sivulla+olevalla+laskurilla+saa+Planckin+säteilylaista+mustan+kappaleen+spektrin+intensiteetit+esille+ja+voi+laskea+myös+valitulle+aallonpituusvälille+osuvan+säteilyn+tehon.https://www.spectralcalc.com/blackbody_calculator/blackbody.phpOtetaan+huoneenlämpöinen+kappale+(20+astetta)+eli+T=293K+ja+emissiivisyys+ε=1+eli+musta+kappale.+Kun+valitsee+aallonpituusalueeksi+ultravioletista+hyvin+pitkäaaltoiseen+infrapunaan+eli+0.01µm+(lower+limit)+ja+1000µm+(upper+limit)+niin+säteilytehoa+tuolle+välille+tulee+133.027W/m²+steradiaania+kohti.+Tuo+vastaa+käytännössä+koko+mustan+kappaleen+spektriä.Kun+valitsee+aallonpituusalueeksi+0.4+µm+ja+2+µm+eli+lyhytaaltoisen+infrapunan+ja+näkyvän+valon+niin+säteilytehoksi+tulee+0.0000074+W/m²+steradiaania+kohti.Kun+valitsee+aallonpituusalueeksi+0.01+µm+ja+0.4+µm+eli+ultravioletin+säteilyn+niin+säteilytehoksi+tulee+1.9E-46++W/m²+steradiaania+kohti.+Tuo+tarkoittaa+lukua,+jossa+on+desimaalipisteen+jälkeen+45+nollaa+ennenkuin+tulee+ensimmäinen+nollasta+poikkeava+numero.On+siis+varsin+selvää,+että+huoneenlämmössä+olevan+pelkkiä+UV-alueen+absorptioviivoja+omaavan+kaasun+(N₂)+emissiviteetti+lämpösäteilylle+on+niin+paljon+pienempi+kuin+mustan+kappaleen+emissiviteetti+että+käytännössä+sitä+voi+pitää+nollan+suuruisena.+Hapella+(O₂)+sen+sijaan+on+emissioviivoja+noin+1.26...1.28+µm+ja+2µm+paikkeilla+(2.02+...+2.06+µm),+kts+esim+https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-02151491/documentMustan+kappaleen+spektrin+säteilyteho+on+tuon+laskurin+mukaan+välillä+2.02...2.06+µm+vain+4.8E-6+W/m²+steradiaania+kohti.+Jos+happi+käyttäytyisi+tuolla+spektrin+välillä+kuten+täydellisen+musta+kappale+(mitä+se+ei+tee)+niin+hyvin+paksun+happikerroksen+emissiviteetti+ε+huoneenlämmössä+voisi+olla+enintään+ε+=+4.8E-6/133.027+=+3.6E-8+=+0.000000036Paksun+happikerroksen+läpäisevyys+huoneenlämpötilassa+olevan+pinnan+ulospäin+lähtevälle+mustan+kappaleen+lämpösäteilylle+olisi+siis+1-0.000000037+eli+99.999996%.+Paksun+typpikerroksen+läpäisevyys+samaiselle+lämpösäteilylle+olisi+99.9999999999999...%+eli+sen+emissiviteetti+ε+olisi+hyvin+tarkkaan+nollan+suuruinen.On+siis+varsin+selvää,+että+happi+ja+typpi+eivät+Maapallon+pinnan+ulospäin+lähettämää+säteilyä+pysäytä+pinnan+lämpöbudjetin+ja+ilmaston+kannalta+katsottuna+merkittävissä+määrin.+Alaspäin+tulevan+Auringon+säteilyn+osalta+hapen+lähi-infrapuna-alueen+absorptiolla+sen+sijaan+on+jonkin+verran+vaikutusta.+Ilmakehän+hiilidioksidin+emissiviteetin+käsittely+huoneenlämmössä+tuolla+yksinkertaistetulla+tavalla+olisi+sikäli+hankalaa+että+a)+kaasulla+on+selkeästi+Maapallon+pintaa+vastaavan+mustan+kappaleen+spektrin+alueelle+osuvia+absorptioviivoja+ja+b)+ilmakehässä+oleva+hiilidioksidi+ei+laskelmien+kannalta+katsottuna+ole+paksu+kun+sen+jokainen+absorptioviiva+ympäristöineen+ei+ole+saturoitunut.+Howellin+kirjassa+on+laskettu+sivulla+426+esimerkki+9.3+kuuman+(830K),+hyvin+paksun+ja+10+ilmakehän+paineessa+olevan+hiilidioksidikerroksen+emissiviteetistä+yksinkertaistetun+mallin+mukaisesti.
  5. Lämpösäteilyä+voi+lähettää+kappale+tai+aine,+jolla+on+nollasta+poikkeavaa+emissiivisyyttä+jollakin+aallonpituudella.+Mustalla+kappaleella+emissiivisyys+ε+on+ykkönen+kaikilla+aallonpituuksilla.+Mikään+kappale+tai+aine+ei+termodynaamisessa+tasapainotilassa+ollessaan+lähetä+lämpösäteilyä+millään+aallonpituudella+enempää+kuin+samassa+lämpötilassa+oleva+musta+kappale.+Mustan+kappaleen+lähettämän+lämpösäteilyn+intensiteetti+U(λ,T)+avaruuskulmaa+(steradiaania)+ja+aallonpituutta+kohti+on+Planckin+lain+mukaan+tunnetustiU(λ,T)+=+(2hc²/λ⁵)/(exp(hc/λkT)-1),+missä+c+on+valon+nopeus,+h+on+Planckin+vakio+(h=6.62607015×10⁻³⁴+J/Hz),+k+on+Boltzmannin+vakio+(k=1.38064852×10⁻²³+J/K),+T+lämpötila+kelvineinä+ja+λ+aallonpituus+metreinä.Steradiaani+(sr)+on+avaruuskulman+yksikkö+ja+joka+suuntaan+katsottu+avaruuskulma.+Pallon+keskipisteeseen+joka+suunnasta+näkyvän+pallopinnan+avaruuskulma+on+4π+suuruinen+eli+noin+12.566+steradiaania.Tuohon+lukuarvot+sijoittamalla+on+helppo+nähdä,+että+huoneenlämpöisen+mustan+kappaleen+emissioteho+U+ultraviolettialueella+on+häviävän+pieni+eli+vain+UV-alueen+tai+näkyvän+valon+emissioviivoja+omaavat+kaasut+eivät+pysty+säteilemään+lämpösäteilyä+huoneenlämmössä.+Lyhytaaltoisen+infrapunan+alueella+olevistakaan+viivoista+ei+ole+merkittävää+apua.Jos+summaa+(eli+integroi)+tuon+U(λ,T)+yli+kaikkien+aallonpituuksien+ja+yli+koko+avaruuskulman+saa+lopputulokseksi+tutun+Stefan-Boltzmannin+lain+eli+säteilijän+ulospäin+näkyvää+pinta-alaa+kohti+mustan+kappaleen+lähettämän+säteilyn+intensiteetti+on+J+(wattia+per+neliömetri)J+=+σT⁴,+jossa+Stefan-Boltzmannin+vakio+σ+onσ+=+2π⁵k⁴/15c²h³+eli+likimain+5.670374×10⁻⁸+W/m²K⁴Wienin+siirtymälain+mukaan+mukaan+mustan+kappaleen+spektrin+maksimi-intensiteetti+sattuu+lämpötilassa+T+aallonpituudelle+λₒ+=+0.002898/T+jossa+T+on+lämpötila+kelvineinä+ja+λₒ+maksimi-intensiteetin+aallonpituus+metreinä.+Kun+lämpötila+on+293+K+niin+maksimin+aallonpituus+on+0.00000989m+eli+9.89µm.Nämä+kaikki+ovat+mustan+kappaleen+säteilyyn+liittyviä+asioita,+jotka+käsitellään+yliopistotason+oppikirjoissa+kirjasta+riippuen+suppeammin+tai+laajemmin.