Citat:
Ursprungligen postat av
Wishie
Inget ”flum” i mina inlägg. Ta av de sekteristiska glasögonen så märker du det.
Hur var det nu igen. Har en atmosfärs densitet inverkan på temperaturen? Kan tom en rätt stor inverkan?
Nja
Se nedan.
Inte så mycket densiteten eller trycket i sig. Inte på det sätt man kan tro om man tolkar allmänna gaslagen fel. Om en atmosfär t.ex. enbart består av kväve och syre, som är nära transparenta för IR-strålning, så spelar densiteten eller trycket ingen större roll för absorptionen av IR-strålning. Dom är ju nästan genomskinliga. Men trycket och temperaturen har betydelse för spektralbreddningen i en atmosfär med koldioxid och/eller vatten.
Om man t.ex. har 280 ppm koldioxid i en atmosfär runt en planet som Jorden så värmer den. Eftersom den tar upp IR-strålningen från Jorden och skickar ut den igen. Ofta tillbaka till Jorden. Ungefär 84% av IR-strålningen som lämnar Jorden skickas tillbaka, som en följd av växthuseffekten. Mer p.g.a. vatten än p.g.a. koldioxid, men utan koldioxid vore det mycket mindre vatten i atmosfären. På Jorden och i Jordens atmosfär finns det gott om vatten. Det gör det inte nte på Venus.
På en planet som Venus, med mycket högre mängd koldioxid i atmosfären, skickas betydligt mer än 84% tillbaka. Att växthuseffekten är så mycket högre på Venus än på Jorden har flera orsaker.
Här är några skillnader som har betydelse, utöver den höga koldioxidhalten.
Jordens IR-spektra har peak vid λ≈10 µm (1000 cm⁻¹).
Venus IR-spektra har peak vid λ≈4 µm (2500 cm⁻¹).
Jordens medeltemperatur är ca 15°C.
Venus medeltemperatur är ca 450°C.
På Jorden är vatten och koldioxid dom viktigaste växthusgaserna.
På venus är koldioxid den viktigaste växthusgasen.
Så här kan man illustrera absorptionen av IR-stålning i Jordens atmosfär.
https://assets.geoexpro.com/uploads/ad753f6c-8fb1-4937-98e7-43d4b8824c8c/How_Carbon_Dioxide_Absorbs_Earths_IR_Radiation_3.j pg
På Venus är det nästan bara koldioxid, men mycket mer och vid mycket högre temperatur än på Jorden.
Konvektion har betydelse på båda, men inte så stor betydelse som IR-strålningen.
Temperatur och spektralbreddning
Vid temperaturer nära absoluta nollpunkten, 0°K, -273,15°C är absorptionslinjerna smala. När temperaturen ökar breddas linjerna. Två typer av breddning är:
1. Kollisions- (tryck-) breddning.
2. Dopplerbreddning.
Sannolikheten för kollisioner ökar med densiteten. Den breddning som en kollision ger upphov till ökar med hastigheten, dvs. med temperaturen.
Den makroskopiska egenskap hos en gas som vi kallar tryck speglar både täthet och temperatur. Temperaturen speglar gasmolekylernas medelenergi. Som kan vara rörelseenergi eller intern. Som vibration, rotation eller exaltering av elektroner. Molekylernas hastighet ger upphov till rörelseenergi.
På Jorden vid 15°C är medelhastigheten för CO₂-molekyler 1340 km/t.
På Venus vid 450°C är medelhastigheten för CO₂-molekyler 1882 km/t.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kintem.html
Jag hittade ingen motsvarande bild för absorptionsspektrat på Venus som den ovan för Jorden. Här är en text som går igenom Venus energibudget på, som jag tycker, ett ganska bra sätt. Se speciellt kapitel 4,
The Energy Balance of Venus.
B. M. Smirnoff:
Broadening of Spectral lines in Emission of Atomic and Molecular Gases
ISSN: 2229-3159
–