如何设计一个实验量化辐射大气二氧化碳回来吗?

Question

基于我们目前的知识有限公司_2美元和当前仪器技术,将实验室的空气样本有多大400 ppm的CO _2需要以美元量化后辐射有限公司_2美元吗?

我想象一个大容器和许多立方米的天然气,可能热隔离纵向和辐射红外输入一端(一个)+另一端测量仪器(B)和一些分布式热敏电阻。我们知道的热输入一个,测量的热输出B通过热敏电阻,测量被困热能。

我想要一个结果与类似的+ / - 1%的准确率。这是可能的?假设我有至少10000000美元的预算。

Answer 1

´事情是这样的,我们不有任何仪器(据我所知)测量辐射的强度。但是,我们测量大气排放的强度与卫星从太空,这被视为“有效温度”。逻辑上这是一样的净辐射下降。然后传热证实没有净辐射到达地面。等于“无辐射”。因为“净”辐射是唯一的辐射,可以加热。

有很多人声称完成了红外传感器和测量地面辐射强度计确认backradiation。这是不正确的,它是基于误解的功能设备,以及斯蒂芬玻尔兹曼方程的误用。IR-thermometers和地面辐射强度计使用sb方程结合热电偶或热电堆(地面辐射强度计)。他们都是一种更先进、更敏感的温度计。热电堆由传感器测量梯度在本身通过电阻的变化间接作用于电流通过热电堆。通过确定热电堆的梯度,它可以感知周围环境的热量转移到使用sb方程。测量显示有人声称“反向辐射”时,他们指的是测量完成了这些设备。最感兴趣的人理解,测量传热从设备,不能显示入射辐射从寒冷的气氛。如果你测量温度比温差电堆的温度,当然,你有很高的准确性。但测量大气中的“逆辐射”是每个定义的测量比设备冷的东西。因为大气中几乎总是冷(例外是反转,但这不是有关)。所以任何backradiation由表面测量,测量的。它仅仅是什么设备并´t测量来自大气中。这就是我所说的“误用”sb方程。它不能,不应该被使用。即增加通量密度不计算为“净”转移。

关于你方建议的实验。除非气体温度比仪器(如果使用红外线设备),你会衡量一个散热器,而不是任何backradiation。是的,这就是温室气体。散热片。地球发出的热量最终深不可测的散热器在太空,唯一观察到无穷,沿着公路和温室气体添加散热片的热量,导致3 k空间。

Answer 2

看看www.arm.gov进行大气辐射测量的实验在世界各地的许多地方,措施大气中的许多方面包括大气使用红外光谱辐射。这项工作始于90年代中期。来自于一些最干净的数据https://www.arm.gov/tour/north-slope.html阿拉斯加北坡手臂研究站。

这里有一些文章的研究。

https://www.nature.com/articles/nature14240

https://newscenter.lbl.gov/2015/02/25/co2-greenhouse-effect-increase/

Answer 3

好像你使用的足够的体积管的影响内墙惨淡的空气管,和足够长的时间有一些温度梯度从上到下。然后你需要一个“活塞”的电线混乱的材料发射率高。活塞的钢丝网如此惨淡对对流的影响。最后你需要一个热板底部产生一个已知数量的辐射和温度计接近板监控温度。然后你与“不”活塞测量温带管,并比较与活塞管在不同的距离。

似乎这将使一个证明/驳斥back-radition。

Answer 4

“这在逻辑上是一样的净辐射向下”。

不,这并非如此。大气中几乎是黑色和不透明等特定波长15嗯(CO2)。然后只有外层辐射,主要是。其余的大气传输热量通过对流。

大气是黑色因为吸收红外光子能量会激发一个二氧化碳分子,例如,在一段时间内是1000 x大于碰撞之间的平均时间在低海拔。分子将通过碰撞deexcite第一。

由于重力梯度,atmosohere低的顶部压力和碰撞之间的平均时间更长。我们可以看到二氧化碳辐射厚层,这是小故障的15嗯带倾斜。

但在低空,只有10米的气氛将backradiate能量密度低,因为温差与地球很小。

从Nasa backradiation图ipcc AR4是完全错误的。(还记得曼hockeystick丑闻)。