Fråga:
Temperatur som en funktion av ljusstyrka och koncentrationer av växthusgaser
user641
2014-07-20 01:53:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Beviset verkar tydligt att det finns ett samband mellan solens ljusstyrka, växthusgaskoncentrationer och temperatur.

Har temperatur utvecklats som en funktion av ljusstyrka och koncentrationer av växthusgaser? Om så är fallet, vad är noggrannheten och precisionen?

Om du använder solens strålning kan du härleda jordens svarta kroppstemperatur, vilket är 33 grader celsius lägre än jordens faktiska temperatur. Skillnaden på grund av koncentrationer av växthusgaser och deras förhållande till energifångst på jorden härleds med hjälp av strålningsmodeller och globala klimatmodeller.
@farrenthorpe Tack farrenthorpe! Ja, det är det jag letar efter! Finns det en allmän funktion? Har det undersökts? Det verkar som om klimatförändringarna är väl beprövade skulle denna funktion beskrivas med smala fel. Är det tillgängligt? Tack så mycket i förväg!
Jordens jämviktstemperatur utan atmosfär kan härledas från en energibalansekvation där energin i är lika med solens konstanta gånger jordytans yta som en skiva (sett från solen = pi r kvadrat) gånger (1 - albedo). Detta är lika med stefan boltzman konstant gånger jordytan som en sfär (4 pi kvadrat) gånger jordens jämviktstemperatur till fjärde kraften.
@gracchus att det inte finns någon enkel funktion för temperaturberoende på växthusgaser har ingen betydelse för klimatvetenskapens sundhet. Det återspeglar helt enkelt komplexiteten i de involverade systemen. Det finns ingen enkel funktion som berättar hur snabbt ett plan måste gå beroende på dess form, ändå är vi ganska säkra på att vi kan göra säkra uttalanden om den frågan med komplexa simuleringar.
@taupunkt Verkar konstigt, eftersom gas blandas väl i atmosfären, baserat på atmosfärens volym, djup, någon formel för växthuseffekt och ljusstyrka att en allmän formel inte är tillgänglig. Jag kunde utveckla en relativt enkel funktion för en plan form för att bestämma den hastighet som krävs för att flyga. Ju fler variabler, desto mindre fel.
@Gracchus Jag är säker på att du kan konstruera en leksaksmodell som ger dig rätt bollparkeringsnummer. Du kan göra detsamma med atmosfären. Du kommer förmodligen att sluta med modeller som kan ge dig bollparkeringsnummer för planeterna i solsystemet. Men när det gäller klimatförändringar behöver du mer noggrannhet precis som du behöver mer noggrannhet för att allvarligt konstruera ett plan.
@taupunkt Jag håller helt med, men jag letar efter något som lätt kan visas för ett skolbarn eller lekman med rimlig noggrannhet och precision. Jag kan demonstrera grundläggande raket med Newton, och jag skulle antagligen kartlägga en kurs inom rimliga gränser för demonstration, men jag skulle nog vilja använda Ito när jag faktiskt flyger en.
@Gracchus kanske en titt på David Archers bok "Att förstå prognosen" kan vara intressant för dig. Han förklarar de grundläggande lagarna som går in i klimatmodellerna och använder några leksaksmodeller för att illustrera nyckelbegrepp. Jag tyckte att det var mycket läsbart.
Raymond Pierrehumberts bok "principer för planetklimat" är en bra grundfärg för dessa slags ämnen. Det finns också en samlad volym som kallas "The Warming Papers", som innehåller ett antal klassiska artiklar om klimatförändringar som visar idéernas utveckling (att följa historien kan vara ett användbart sätt att förstå varför klimatvetenskap gör saker som det gör) . Du kan skapa enkla klimatmodeller som en student (eller jag) skulle förstå, men så snart du försöker ta hänsyn till faktorer som kontinenternas position (vilket betyder något), får du något
du kan inte skriva som en ekvation och du måste utföra simuleringar istället. Detta görs hela tiden i fysik; grundidén (Monte Carlo-simulering) som används av klimatmodeller uppfanns för Manhattan-projektet, för problem inom statistisk fysik som du inte kan lösa i sluten form med ekvationer.
Ett svar:
farrenthorpe
2014-07-20 09:48:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du behöver en modell för strålningsöverföring och en global klimatmodell för att göra det med växthusgaser. du kan härleda temperaturen utan växthusgaser som diskuteras nedan: enter image description here

Absorptionen är mycket variabel beroende på våglängd och kan ses i denna bild:
enter image description here

Strålningsöverföring genom atmosfären är specifik för tryck, temperatur och våglängd. Så för att beräkna bidraget från växthusgaser måste du känna till deras koncentrationsfördelning både vertikalt och horisontellt för att inte tala om en exakt representation av atmosfäriska förhållanden. Det är inte en allmän funktion ... det är miljontals funktioner som alla integreras tillsammans och varierar dynamiskt i tid och rum. Jag föreslår att du tittar på HITRAN-databasen för komplexiteten i absorptionspotential för olika växthusgaser.

Du kanske också är intresserad av klimatkänslighetsparametrar. Från wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_sensitivity:

"För kopplat atmosfär-hav globala klimatmodeller (t.ex. CMIP5) är klimatkänsligheten en framväxande egenskap: den är inte en modellparameter, utan snarare ett resultat av en kombination av modellfysik och parametrar. Däremot kan enklare energibalansmodeller ha klimatkänslighet som en uttrycklig parameter. (ΔTs) = λ (ΔRF) Termerna som representeras i ekvationen relaterar till strålningstvingning (RF) till linjära förändringar i global yttemperaturförändring (ΔTs) via klimatkänsligheten λ. "

Detta är bekvämt, för om du känner till en gasförändring och motsvarande RF kan du beräkna en förändring i yttemperaturen. Men jag tror att klimatkänslighetens parametrar är särskilt för vissa tids- och koncentrationsregimer.

Tack farrenthorpe! Betyder detta att en allmän funktion inte har utvecklats? Det verkar konstigt med tanke på förtroendet för klimatförändringarna.
Strålningsöverföring genom atmosfären är specifik för tryck, temperatur och våglängd. Så för att beräkna bidraget från växthusgaser måste du känna till deras koncentrationsfördelning både vertikalt och horisontellt för att inte tala om en exakt representation av atmosfäriska förhållanden. Det är inte en allmän funktion ... det är miljontals funktioner som alla integreras och varierar dynamiskt i tid och rum. Jag föreslår att du tittar på HITRAN-databasen för komplexiteten i absorptionspotentialen hos olika växthusgaser. Jag lägger till ett absorptionsdiagram.
@Gracchus finns det en klimatkänslighetsparameter för varje växthusgas som kan användas för att uppskatta förändringen i strålning som tvingar gasen på jordens klimat. Det kan vara det du letar efter. Du kan också härleda växthusgasernas bidrag genom att titta på jordens absorptionsspektrum från rymden och använda den svarta kroppens referenskurva för lämplig temperatur.
kommentarer har lagts till i svaret


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...