Citat:
Ursprungligen postat av
bottenslam
Du ignorerar det faktum att trots att trigonometrin ger 680W/m² vid 60° vid atmosfärens yttre gräns, så mäts en solstrålning vid ytan som är 50% starkare än så, ~1000W/m². Vilket beror på att atmosfären inte är en solid yta som solstrålningen slår ner på och sprids ut, utan den går igenom. Det är därför som min förenkling fungerar. Jag säger ju också att man får 510W/m² i kanten mot nattsidan på marken, vilket inte heller stämmer i verkligheten. Men eftersom vi har 1000W/m² där det ska vara 500W/m² enligt trigonometrin, så funkar halveringen av energin från ekvator till nattsidans rand.
I sådant fall är inte ytan som mäter parallell med markytan. I verkligheten får du TSI*cos (v) vid toppen av atmosfären där v är zenitvinkeln. En referens hade varit på sin plats här, där denna mätning du berättar om presenteras.
Citat:
Solstrålningen avtar ju inte så mycket på den lilla skillnad i avstånd från solen som finns mellan olika latitud, och den sprids inte ut på en yta vid TOA, eller hur?
Självklart är effekten per kvadratmeter beroende av vinkeln mellan denna kvadratmeter och strålkällan.
Citat:
Se ovan, där det borde vara 680W är det 1000W i verkligheten. Och lägg till det faktum att absorberad solstrålning på vägen ner till ytan är energi som tillförs systemet. Allt som går in vid TOA är "inne", det är plus. För systemgränsen är TOA.
Vilket gör det rätt osannolikt att en ytan vid markytan under TOA skulle få en högre effekt än vid TOA beroende av den attenuering som sker genom atmosfären. Så det gör dina ovanstående påståenden väldigt osannolika. Du talar emot dig själv.
Citat:
Nej, problemen uppstår när man utgår från energin mottagen på en disk, πr², och säger att det är samma mängd energi som mottas på 2πr². Och när resultatet visar att man får för lite solvärme för att få ihop balansen, så påstår man att kall luft värmer jorden istället för att ifrågasätta sin egen analys.
Anledningen till detta är jordens krökning.
Tänk att du står på jorden med en massiv strålkälla. Du ser månen. En cirkelskiva du omöjligen kan bestråla baksidan av från där du står med din strålkälla. Ytan du har att bestråla är en cirkelskiva med arean πr². En större yta än så kan inte absorbera din strålning, eftersom det hade krävt att du bestrålade ytan, som relativt dig finns på skuggsidan. Och hade du kunnat bestråla denna yta så hade den defakto inte legat på skuggsidan eftersom den då hade bestrålats. Umbran bestrålas ej, per definition.
Pga månens krökning återfinns dock en kurvatur inom denna cirkelskiva. Vilket gör att ytan innanför cirkelskivan är större än arean för cirkelskivan.
Citat:
Det finns inget stöd i svartkroppsteori för att en disk tar emot samma mängd energi som en hemisfär, eller att energin som mottas på πr² är likställd energin som utstrålas på 4πr². I svartkroppsteorin så utgick de från experiment på en kropp i en "cavity", alltså mer eller mindre en ugn. En sfär som befinner sig däri tar emot energi på 4πr² och avger den på 4πr². Om den värms med strålning från ett håll i en nästan 0K(3K) omgivning, så är sfären balanserad mellan 2πr² och 4πr². Jag är helt säker på att du förstår denna skillnaden, men att du inte har reflekterat över det, alternativt inte tittat så noga på vad svartkroppsteorin egentligen beskrev för något.
Detta har inget med "svartkroppsteori att göra. Det har endast med geometri att göra.
Citat:
Min förenkling är av samma typ som att πr² och 4πr² ofta förenklas till 1/4 i diskussion för att visa ett förhållande. Med skillnaden att πr² inte existerar i verkligheten eftersom jorden inte är platt, så därför kan den modellen inte vara rätt. Men min förenkling fungerar, för förhållandet är detsamma som hemisfärens relation til sfärens.
Din "teori" ger någorlunda rätt värden pga efterkonstruktioner. Om du fritt får välja exempelvis geometri är det föga imponerande eftersom du då är helt fri att välja ena sidan på energibalansens ekvation. Och då är det bara att välja värden så att den stämmer överens med den andra sidan av ekvationen och sedan försöka efterrationalisera med att din geometri, som utgår från en platt jord, eftersom den ej tar hänsyn till kurvaturen på ett korrekt sätt, är den rätta. Att du själv ifrågasatte dina antaganden ser jag dock som positivt.
Citat:
Är solstrålning på jordytan vid 60° i klart väder 680W/m² eller 1000W/m²? Hur stor andel av hemisfärens totala yta får under 510W/m² och hur andel får över 765W/m² med klar himmel?
Jag antar att du vill bortse från albedo här och atmosfärisk attenuering. Om vi antar att solen står i zenit vid ekvatorn och TSI på 1360 w/kvm så får du 680 w/kvm vid lat 60. Och inte 50 % starkare, 1000 w/kvm, som du skrev ovan. Ser fram emot en referens. Vid lat ~68° och norrut får du < 510 w/kvm. Liksom söder om lat -68°. Mellan lat -55.77° och lat 55.77° får du högre eller likamed 765 W/kvm. Vilket innebär att ~62 procent får >=765 w/kvm. Sedan har vi en nattsida på jorden också. Sedan har du ytterligare en hemisfär, på nattsidan, som förstås mottar < 510 W/kvm från solen.
Citat:
Känner du till några system utan förluster, eller är det rimligt att anta att min beräkning är i underkant även om jag får exakt rätt yttemperatur?
Du skriver att din beräkning är i underkant men stoltserar med att du får rätt temperatur. Det är ekvivalent med att säga "min beräkning är fel, men får rätt svar".
Citat:
Hur förhåller du dig till att kvadratlagen säger att kraftkällan till en sfärisk yta på 4m² som strålar med en kraft på 383W/m² på, vilket är likställt med en temperatur på 287 kelvin, kräver en kraftkälla per sekund på 1530W?
Detta stycke får du omformulera. Stråla med "en kraft"?
Om det är inversa kvadratlagen du menar med "kvadratlagen" bör du ha med ett avstånd för relevans. En kraftkälla per sekund? Syftar du på en effektförändring? Tänk igenom enheterna och vad symboliserar 4 kvm?
Citat:
Hur får du ihop det med en disk som mottar 1360W/m²?
Disken mottar en totaleffekt på TSI * arean på den cirkelskiva som är vänd mot strålkällan. Om jorden hade varit platt och ständigt vänd mot solen skulle den motta TSI * πr^2. Nu är jorden rund(spaltformad sfäroid men en sfär är en god approximation), vilket innebär att den alltid har en area lika stor som en cirkelskiva med jordens radie vänd mot solen. Ytan innanför denna cirkelskiva är dock dubbelt så stor. Plus att vi även har en nattsida som befinner sig i umbran och inte mottar någon direkt solstrålning.
Så mottagen effekt är TSI*πr^2. Dela denna med jordens area så får du effekten per kvm. TSI*πr^2/4πr^2=TSI/4. 1/4 är alltså inte en förenkling. Det är ett resultat av geometri kombinerat med en gnutta algebra. Detta kan fasen inte vara så svårt?
Citat:
Se ovan. Om man tittar på vad strålkraften hos en sfär vid 287 kelvin kräver för energi för att vara stabil, så behövs 383W/m², på 4πr². Alltså 1530W på en 4m² sfär. Vi har ingen anledning att tro att solen tillför mindre än så. Eller hur? Varför skulle inte fysikens lagar gälla?
Snömos. Strålkraft? Är enheten här Newton? En sfär vid en temperatur, vad innebär det exakt? 4 kvm igen...
Citat:
Nej, vi vet att jorden inte är platt, och att växthuseffekten säger att jorden mottar lika mycket solenergi som en platt disk. Vilket betyder att växthusteorin grovt underskattar solenergin till ~960W jämfört med hemisfärens 1530W.
Nej, växthuseffekten säger inte detta. Det är konsekvenser av en kurvatur innanför den "platta cirkeldisken". Denna kurvatur är resultatet av jordens form, en sfäroid. Rund alltså. Det du gör är att räkna på en platt jord, eftersom du inte tar hänsyn till kurvaturen. Denna leder till att ytan som mottar effekten är större än en platt cirkelskiva som utformar umbran, som alltså är den yta som mottar energi. Ytan som energin sedan fördelas över är större än denna umbra, vilket är en konsekvens av att jorden är rund. Detta kan bara inte vara svårt.