Климат антропогена

[идрис]

Концепция сверхплотной атмосферы заключается в том, что раньше (4 млрд лет назад) атмосфера земли была примерно такой же как у Урана-Нептуна. потом большую ее часть сдуло солнечным ветром. Потом развилось магнитное поле Земли и появлась защита от уноса атмосферы. Потом появилась активная жизнь и атмосфера стала химически такой же как сейчас.

[langust]

А за счет чего же тогда возникает конвекция (вод паром пренебрежём)?

Конвекция возникает от того, что воздух нагревается от нагретой солнцем поверхности и, расширившись в объеме, устремляется вверх, а более холодный занимает его место. И так далее... .
Но в нашем случае вы же ее "отменили"... . Если пренебречь теплопроводностью, остается только радиационный перенос тепла.

Не совсем понял, почему разогрев всех слоев атмосферы увеличивает парниковый эффект по сравнению с тем, если бы конвекции не было, и всё тепло оставалось бы в приземнх слоях?

Но эта максимальная температура вовсе не обязательно больше той температуры, до которой мог бы разогреваться приземной воздух при отсутствии конвекции?

Или имелось в виду что-то другое?

[langust]

Концепция сверхплотной атмосферы заключается в том, что раньше (4 млрд лет назад) атмосфера земли была примерно такой же как у Урана-Нептуна. потом большую ее часть сдуло солнечным ветром. Потом развилось магнитное поле Земли и появлась защита от уноса атмосферы. Потом появилась активная жизнь и атмосфера стала химически такой же как сейчас.

Насколько доказательна эта концепция и есть ли графики изменения давления?

[Alexy]

Я что-то слышал про гипотезу о более плотной атмосфере в глубокой "древности". Интересно, насколько доказательно это предположение...

Читал когда-то у Сорохтина и Ушакова (но мог уже забыть и сильно путать):
аргумент в пользу большой плотности - отсутствие жидкой воды на ранних этапах (Не помню уже как доказывается отсутствие жидкой воды? Возможно никакие древнейшие базальтовые породы не застыли в воде (не гидратированы)?)
Поэтому СО2 не мог откладываться в виде хемогенных карбонатов (очень большое количество которых, если опять-таки не путаю, откладывалось именно сразу после той безводной эпохи)
Хотя может я тут много чего путаю и даже аргументы с выводами

А может там были ещё какие-то аргументы?

Вы же понимаете, что теплопроводность может только создать очень тонкий "пограничный" слой, ведь воздух хороший теплоизолятор. К раскаленной печке мы можем подойти на совсем уж небольшое расстояние, а поверхность земли вовсе не раскалена

Так если не будет конвекции, что помешает поверхности земли и тонкому пограничному слою раскалиться?
И почему Вы считаете, что суммарная теплота всей атмосферы и земной поверхности будет при запрещенной конвекции меньше, чем когда конвекция разрешена?

[langust]

Так если не будет конвекции, что помешает поверхности земли и тонкому пограничному слою раскалиться?

Вы, наверное, имели  в виду нагреться... . Поверхность и нагреется от инсоляции и от переизлучения атмосферных парниковых газов. До определенной температуры в соответствии с балансом. А поверхность Земли и очень тонкий пограничный слой можно считать лишь "поверхностью", не более того, потому что "тонкий". То есть от тепла, заключенного в этом слое, поверхность нагреваться точно не будет, так как он сам нагревается за счет поверхности и далее также не может нагреть атмосферу вследствие того, что воздух хороший теплоизолятор.

И почему Вы считаете, что суммарная теплота всей атмосферы и земной поверхности будет при запрещенной конвекции меньше, чем когда конвекция разрешена?

Хотя бы поэтому...

Судя по расчетам, вклад конвективной составляющей в передачу тепла приблизительно равен 66,5%, процессов конденсации влаги – 25%, а парниковых газов – всего 8,5%.

Да и в случае конвекции температура распределена таким образом, что нижний слой тропосферы имеет самую высокую температуру и поверхность подогревается более существенно... .

[Alexy]

от тепла, заключенного в этом слое, поверхность нагреваться точно не будет, так как он сам нагревается за счет поверхности

Почему?
Ведь парниковый эффект - это и есть перебрасываниеи инфракрасного излучения как мячика между молекулами воздуха и землей.

и далее также не может нагреть атмосферу вследствие того, что воздух хороший теплоизолятор

А разве парниковый эффект от верхнего слоя атмосферы при запрете конвекции не будет меньше парникового эффекта от этого же слоя при разрешенной конвекции всего лишь пропорционально изменению температуры этого слоя?

[langust]

от тепла, заключенного в этом слое, поверхность нагреваться точно не будет, так как он сам нагревается за счет поверхности

Почему?
Ведь парниковый эффект - это и есть перебрасываниеи инфракрасного излучения как мячика между молекулами воздуха и землей.

Парниковый эффект это разница между температурой нижнего слоя тропосферы и эффективной температурой, под которой Земля видна из Космоса. А температура поверхности складывается из температуры от инсоляции, и от дополнительного разогрева (например, в нашем случае от переизлучения из атмосферы парниковыми газами). 

и далее также не может нагреть атмосферу вследствие того, что воздух хороший теплоизолятор

А разве парниковый эффект от верхнего слоя атмосферы при запрете конвекции не будет меньше парникового эффекта от этого же слоя при разрешенной конвекции всего лишь пропорционально изменению температуры этого слоя?

Нет такого понятия как "парниковый эффект от верхнего слоя атмосферы". Наверное, имеется в виду эффективная температура. Так она определяется по формуле Стефана-Больцмана... . 

[langust]

Алексей, а зачем считать парниковый эффект "без конвекции". Оно и так очевидно, что быстрый перенос нагретых огромных масс воздуха и пара в тропосферу только дополнительно разогревает ее.
И самое главное - нельзя отменить конвекцию произвольно... .   

[langust]

Так если не будет конвекции, что помешает поверхности земли и тонкому пограничному слою раскалиться?

Вы, наверное, имели  в виду нагреться...

До "раскалиться" дело не дойдет, уверяю. Эффективная температура рассчитывается по формуле:

Тэф^4 = (1-A)S/4b,
где b = 5,67 . 10^–5 эрг/(см2 * с * К^4) – постоянная Стефана–Больцмана, S – солнечная постоянная на удалении планеты от Солнца, А – альбедо, или отражательная способность, планеты.  Для Земли S = 1,367 . 10^6 эрг/(см2 . с), А приблиз. 0,3,
Tэф = 255 К (-18 °С) - "всего то"... .
А так как средняя температура по Земле составляет +15 градусов, то парниковый эффект на Земле сейчас равен +33 °С (15-(-18)).

[langust]

Даже если проигнорировать отражение солнечных лучей, убрать атмосферу, то есть представить Землю как абсолютно черное тело, то поверхность "раскалится" до температуры не более, чем шесть градусов по Цельсию... . Чтобы проверить, надо в формуле  положить А=0.

[langust]

А если не убирать атмосферу (но конвекцию в ней убрать)?

Вы же вроде "отменяли" конвекцию... . Атмосфера будет разогреваться только за счет переизлучений, а это лишь часть ее теплового баланса. И поверхность будет нагреваться в основном от обратного излучения парниковых газов. А так как температура атмосферы будет ниже, то и поверхность от нее тоже должна нагреваться меньше. То есть, парниковый эффект уменьшается.

[Alexy]

Тэф^4 = (1-A)S/4b,
где b = 5,67 . 10^–5 эрг/(см2 * с * К^4) – постоянная Стефана–Больцмана, S – солнечная постоянная на удалении планеты от Солнца, А – альбедо, или отражательная способность, планеты.  Для Земли S = 1,367 . 10^6 эрг/(см2 . с), А приблиз. 0,3,
Tэф = 255 К (-18 °С) - "всего то"... .
А так как средняя температура по Земле составляет +15 градусов, то парниковый эффект на Земле сейчас равен +33 °С (15-(-18))

А есть ли зависимость парникового эффекта от толщины и плотности атмосферы?

мы можем для удобства, что-бы не говорить о "пограничном" слое отменить конвекцию только выше 100-300 м

Оно и так очевидно, что быстрый перенос нагретых огромных масс воздуха и пара в тропосферу только дополнительно разогревает ее

Мне не очевидно.
Мне очевидно, что верхние слои разогреет, а нижние охладит,
а какой из этих 2-х процессов сильнее отразится на парниково эффекте, не ясно?

[langust]

А есть ли зависимость парникового эффекта от толщины и плотности атмосферы?
мы можем для удобства, что-бы не говорить о "пограничном" слое отменить конвекцию только выше 100-300 м

Давайте что-нибудь одно. Либо отменяем конвекцию, либо нет. А то невзначай с высоты 300 метров польют... дожди. Пограничный слой тут ни при чем - там всего-то сантиметры-метры: будем считать что это и есть поверхность Земли.
Так как мы придумали совершенно невероятную ситуацию с отменой конвекции, то и вопросы-ответы тут будут разные. Но плотность и толщина атмосферы, несомненно, влияют на парниковый эффект - от атмосферы дополнительно нагревается и поверхность.
Так вот, раз мы отменяем какой-то физический закон, то надо бы жестко поставить задачу. Выше мы говорили про влияние пара. Так здесь мы уже теряем 25% (не будем спорить по цифрам...) только на его конденсации, при которой пар отдает в тропосферу тепло. Теряем и за счет переноса тепла от поверхности тем же водяным паром.
Чтобы избежать излишних сложностей,  просто оставим альбедо какое уже есть, дабы избежать путаницы. Не так уж оно и велико (земля, вода, ледники все же отражают солнечные лучи... ). В этом случае эффективная температура не изменится. Мы как бы ее зафиксировали. Таким образом, величина парникового эффекта будет зависеть только от температуры поверхности. А она будет, несомненно ниже, так как температура атмосферы ниже, чем в случае, когда не отменяли конвекцию и от нее поверхность будет нагреваться меньше. Вычтем из температуры поверхности эффективную и получим заниженный парниковый эффект. Причем, существенно.

[langust]

Мне очевидно, что верхние слои разогреет, а нижние охладит,
а какой из этих 2-х процессов сильнее отразится на парниково эффекте, не ясно?

Переизлучение не охлаждает, а нагревает... . Скажем так, температура нижних слоев будет не выше верхних. Хотя бы так. Или около того (если же ниже, то тем более!). Это означает, что нижние слои тропосферы будут дополнительно подогревать поверхность слабее (или вообще не будут), нежели, если внизу будет максимальная температура, как это имеет место быть сейчас, при нормальном ходе событий. То есть сейчас львиная доля тепловой энергии сосредоточена именно в нижнем слое тропосферы и поверхность от этого слоя нагревается сильнее. Да и сама атмосфера нагрета меньше, так как отсутствует дополнительный механизм ее нагрева - конвективные потоки теплого воздуха - об этом говорилось выше. Кстати, последнее даже важнее, так как даже если мы оставим распределение тепла как есть сейчас, то самого тепла то будет по-любому меньше. Вспомним еще раз: Судя по расчетам, вклад конвективной составляющей в передачу тепла приблизительно равен 66,5%, процессов конденсации влаги – 25%, а парниковых газов – всего 8,5%.

[langust]

Алексей, все-таки ответьте мне на вопрос: почему так важно именно "отменять" конвекцию, а не просто сравнить два механизма теплообмена в тропосфере? Ведь при "отмене" возникает неестественная ситуация и проблема только усложняется. На самом деле никто из сторонников глобального потепления механизм конвекции не отменяет и считают его, по крайней мере, равноправным с радиацией. Выше были приведены цифры с явной тенденцией к увеличению роли радиационного переноса тепла:

Конвекция составляет менее 97 Вт*м-2, в то время энергия переносимая излучением составляет 396 Вт*м-2 . Действительно с учетом энергии, которая излучается атмосферой обратно на землю, общий вклад ИК излучение в перенос энергии окажется равным 63 Вт*м-2= (396-333) Вт*м-2. Т.е. общий вклад ИК излучения в системе (net long wave radiation loss) будет меньше чем энергия переносимая конвекцией (63/97). Преобладание конвекции над абсолютным вкладом ИК излучения в 1.5 раза не дает основания для игнорирования радиационного переноса.

Ну да ладно, простим эти арифметические изыски - даже в этом случае вклад конвекции  в 1,5 раза больше чем радиации... . То есть при ее отмене атмосфера теряет, по крайней мере, более половины теплоты, а следовательно и слабее разогревается, что сказывается и на температуре приземного слоя.
Фишка потеплистов в том, что именно антропогенный углекислый газ является причиной ГП. А про конвекцию в основном... молчат. Или пытаются как-то принизить ее эффект и завысить роль радиации.