这些物理参数我们可以实际测量确定温室效应的存在(GHE) ?(关闭)

Question

的理论GHE行星大气中相当有名。许多声称它不再是一个理论,但实际上证明了一个事实。

但是我已经阅读很多东西理查德·费曼说关于科学和GHE决定运用其中的一些。我要从一个假设开始这是我刚刚遇到新事物和解释听后问:“我们怎么知道它是这样,我们可以测量或测试来确认它吗?”

现在理查德·费曼有一块非常有用的实验室设备使用很多。我有其中的一个,尽管一个版本与较低的规范和一个生锈的外壳,显示它的年龄。但是我最近测试和规范,通过其开机自检。你可能有一个更高的规范。

请运用你的大脑:

行星大气层的思想实验。

你有2个相同的行星,同样的质量,同样的转速,绕太阳。他们有相同的热容和的气体氛围同样的高度。轨道是完美的圆形和定期。行星已经达到了热平衡。两个行星之间唯一的区别是,一个大气层中温室气体和其他不。

什么差异GHE使2行星上的条件吗?

显然相当如果有GHE在它的表面温度会更高。我们将叫GHE G行星的行星,和一个没有行星N。

G将有一个更高的表面温度。现在假设我们从外面,从空间,在G和n将它们看起来不同的测量仪器吗?我们知道太阳输入每个都是一样的(轨道是相同的)所以,我们知道G和N在热平衡必须离开行星辐射的情况下,数量是相同的。如果我们测量它像我们做任何天体测量相同的“有效温度”看着G和N。

G和N有效温度相同。行星表面的G将温度比n .大气压的高度都是一样的所以大气中温度梯度将高G直减率较高。对于任何给定的高度大气中大气的温度在G是更高的高度,温度比N。

G有一个更高的表面温度和大气的温度较高。然而,正如行星都以同样的速度辐射到太空测量有效温度是相同的。

这将导致我的主要问题;我们物理参数可以测量如果有一颗行星,没有任何知识的条件,以确定我们是否有行星G或N ?

编辑22/4/17。我添加这个编辑答案尝试迄今为止所有真正的解释细节的GHE地球和二氧化碳的细节工作。我想这个问题妥善解决,因为它是与思想实验。答案我在寻找可能会给在一般条款,适用于GHE从任何温室气体或2个或更多的结合,也是一个普遍适用于任何星球上你会发现。可测量多个参数。你有访问地球表面大气中或任何选择的点。阐明气体气氛气体的任意组合或单一气体,大气的比热容每个星球上都是一样的,大气的高度被定义为对流层所以对流层的高度是相同的高度。层大气对流层以上两个行星之间的不同我相信没有索赔或证据表明温室气体的存在与否在这些上层是重要的(如果你有知识,否则请状态)。

编辑26/4/17。这个编辑的问题被“搁置”太宽泛。实际问题非常具体和狭窄,也简明扼要。这是“我们测量物理参数(s)什么?”类型的问题。不广泛,它是特定遵循理查德·费曼的格式显示。答案的形式将“我们将测量X”或“我们将测量X和Y”或“我们将测量X, Y和Z”。显然答案可以扩大通过类似“我们测量X,如果低于n然后显示…”。因此基于一个简单和具体问题,和预期的简单答案,声称那些搁置这过于广泛的是错误的,我建议他们修改他们的观点,因为它不符合逻辑的检查情况正如我解释道。

Answer 1

你需要测量的物理参数确认温室效应的存在和简单。测量大气中组成分子的电磁特性。具体地说,观察吸收横截面是波长的函数对太阳能和地面发射。

一些分子将透明太阳能和陆地乐队和一些将在一些乐队和透明不透明。

如果你能找到分子透明在长波短波但不透明的你有一个分子,让能源到大气中,但阻止一部分能量泄漏。这个能量吸收引起局部加热。这是温室效应的局部加热。

Answer 2

现实并不像你想象得那么简单的实验

你的思想实验的问题是,即使你阳光强度相同的两颗行星之间,有太多的因素,影响地球的温度测量给你任何一个温室效应的确凿证据。有两个主要因素影响地球的温度,给定的常数阳光能源:

• 温室气体:水蒸气,有限公司_2美元和甲烷都是重要的温室气体,其他人也一样。温室气体法案通过吸收地球表面的红外辐射,从而防止被发射到太空。这种“陷阱”系统中更多的热量,地球变暖。

• 反照率:从地球上反射的太阳光量影响的总能量来自太阳。浅色,如冰和云将反射更多的阳光,而深色的东西像茂密的森林将吸收更多。

所以这两个因素是足够简单。这变得复杂在哪里来自这两个因素之间的二阶效应。这些被称为反馈循环,所有的反馈回路反馈到彼此。例子:

• 随着气温升高,更多的水汽进入大气,这就增加了温室效应(略),并增加温度。然而,水蒸气的增加会导致更多的云形成,从而增加反照率和降低温度。

• 如果气温上升/沉淀/有限公司_2美元水平导致植物密度增加,然后反照率(通常)减少,和温度增加。然而,植物也删除有限公司_2美元从大气中,沉积在土壤,减少温室效应,降低温度。

• 如果气温上升导致更多的冰融化,然后冰盖下降和反照率下降导致气温上升。然而,冰盖地区高于一般很少空气中的水分;如果冰川融化可能会有更多的云形成,部分抵消反照率的损失。

这是我能想到的只有几个反馈机制在我的头上。有很多很多人。正是这些反馈机制,使气候变化的科学难以预测。

因此,我们不能指向一个参数,将导致使用识别温室效应,这就是为什么花了这么长时间去科学共识关于如果温室效应是如何工作的。任何一个参数可以有很多影响它如何影响全球温度的反馈过程,和它是只有通过几十年的仔细研究,我们已经能够证明高信心增加公司之间的联系_2美元水平和增加温度。

更为全面地了解,你必须阅读IPCC报告

这是联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估。

这是当前理论的圣杯在科学界广泛接受的关于人为全球变暖。IPCC的报告很小心,只让声称支持的证据,这就是为什么这些报道的内容受到95% +的科学界的支持。这份报告总结了整齐重要因素和可衡量的证据(这是你所追求的)。

一旦你读到的证据,你将不得不去科学文献,以了解事情的全貌的证据收集,和它的理由支持政府间气候变化专门委员会的报告。老实说,整个画面是比任何一个人可以管理。没有人会有同等的知识温度测量方法,流体力学的循环模型,科学云相关反馈,等等。这是一个协作的研究在所有这些领域,更让IPCC报告的合成存在。

结论

十年前有了()的一些海洋环流模型,我觉得连接到一个小的难题。我是一名计算机科学家,不是海洋,化学家,地质学家、物理学家或任何其他的专业需要构建的全貌。我有自己的批评的一些计算机模型实现navier - stokes方程(可能因为纠正),但我可以满足自己,有很多模型,普遍认为,结果在我的小拼图的一部分通常是正确的。我相信许多其他领域的专家有同样的感觉。

如果你想获得一个类似的信心为什么模型显示未来气候变暖是正确的,你应该从事一些自己的研究。选择一个你感兴趣的领域,是符合你的数学技能和调查。

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编辑为进一步解释:

温室效应本身不仅仅随二氧化碳水平。允许使用的金星、地球和火星比较。

金星:表面温度大约是735 K。通过维恩定律从表面的最大波长红外辐射(太空)是2.897毫米/ 735 K = ~ 4000$ {m} $ \μ\文本或2500厘米$ ^ {1}$因为它是更常见的声明。看一看这张图表的二氧化碳的吸收光谱:

金星表面发射峰行了几乎完全吸收二氧化碳的高的地区,和一个非常密集的二氧化碳气氛。因此金星进入温度平衡的温度很高,因为一个非常强大的温室效应,具体取决于地球的表面温度。如果金星100 K冷却器,其温室效应会更少…,它将继续得到冷却器,直到达到新的平衡。

地球:地球上的温室效应的主要原因是水蒸气,二氧化碳。这里是两者的吸收光谱:

带青色的水蒸气,二氧化碳是红色的。注意你可以看到4000年$ {m} $ \μ\文本二氧化碳的吸收峰。你看到水蒸气的光谱吸收更多的二氧化碳,但地球的排放量在10000年达到顶峰$ {m} $ \μ\文本范围,你会注意到,是一个很大的差距在水和二氧化碳的频谱;结果是地球相对凉爽。然而,“水蒸气窗口”指出图中显示,二氧化碳部分填补这个窗口。随着二氧化碳含量的增加从非常低的更低,地球的平衡温度将会上升。这反过来会降低波长,地球发射光谱移动远离二氧化碳吸收,但对吸水率的峰值。因此,地球的温室效应在很大程度上依赖于空气中二氧化碳和水蒸气浓度。(这甚至没有封面反照率和其他至关重要的事情)

火星:火星有大约575 Pa的二氧化碳分压,而地球大约40 Pa(目前~ 400 ppm)。所以火星的应该有一个比地球更严重的温室效应,如果有限公司_2美元水平是唯一的变量。有一种方法来确定预测裸露的岩石星球的表面温度基于Stefan-Boltzman法律。方程的代入,金星的预计温度228 K(低由于高反照率);地球是251 K;火星是212 K。实际温度是金星735 K, 287 K,火星210 K。而温室效应不是唯一原因这些差异,我们可以看到金星具有极高的温室效应,地球和火星有温和的影响没有。

结论

这里是这个破旧的重要的一点:

• 火星的二氧化碳水平高于地球温室效应的更少。

• 温室气体吸收比地球更大乐队的金星,但金星的温室效应更强是由于行星发射光谱与吸收光谱排队。

• 由于火星和金星的例子,你可以看到一颗行星主要公司_2美元大气中,行星的温度变化会影响温室效应超过公司的变化_2美元浓度。

我希望从这些例子可以看出为什么二氧化碳和温室效应之间的交互太复杂建模在一个简单的思想实验。

Answer 3

首先,我认为你的问题的精神,在谈到相同的行星与相同的太阳能输入但不同的氛围,你想忽略反照率。反照率是一个关键组成部分semi-black身体或者行星平衡温度计算。反射光并不温暖的阳光下的对象,只有吸收光。

换句话说,如果你有非常相似的行星,重力相同,相同的气氛,相同的距离相同的太阳,但一个是黑色,一个是白色的,黑色的是温暖的。我提到这个是因为积雪降低地球的反照率和积雪主要反馈机制在冰河时代的兴衰。你的问题似乎主要侧重于大气效应,我假设你想忽略经过,没有气候模型。

大气的高度是一样的

这是一个糟糕的假设。气体膨胀时的温暖。如果你有温暖的星球“G”和“N”寒冷的星球,你不能假设大气的高度都是一样的。对流层,很薄的一层大气的大小,它拥有大部分大气的质量(地球上的80%)。对流层的高度很接近直接与温度成正比。看到在这里。

平流层的高度和中间层的理论上的行星,这是一个更复杂的计算。

所以大气中温度梯度将高g直减率较高

的递减率适用于对流层。平流层有一组不同的规则,这是比地球受到太阳光线的存储和辐射热量。对流层随着地球变暖。这是在赤道高于波兰人。理论地球“G”一样的递减率地球“N”和一个更大的对流层。

我们物理参数可以测量如果有一颗行星,没有任何知识的条件,以确定我们是否有行星G或N ?

换句话说,你问,没有测量行星大气层的组成部分,我们多少能告诉两个相似的行星的表面温度,G和N通过研究地球的辐射。这是一个坚实的问题。

这个问题的一个问题是行星大气层的分量对应于特定的乐队失踪的热辐射离开地球。这是一个大气的光谱特征。温室气体产生暗带红外的光离开了行星,所以红外光线会有截然不同的签名。的净热量离开行星G和N等于但星球G陷阱星球N不特定波长,所以它需要温暖的排放相同数量的总能量进入太空,因为它有更多的黑暗乐队在红外光谱离开地球。

更详细的解释在这里。

这是一个非常粗略的回答。光谱和热辐照星球变得复杂了。实际模型的一个行星的热量捕获比黑暗更复杂乐队失踪的红外光谱离开地球。如果任何人都可以请提供更详细的解释。

@Gerrit也是正确的。这有点wonkers运行这个计算没有反照率,这是一个巨大的因素。但简单的答案基本上是正确的。温室气体是一个毯子。更多的热量被困,红外更难离开“G”行星的表面,所以地球表面需要温暖来达到相同的太阳辐射进入太空。