Il ruolo della CO2 e degli altri gas serra

[BesselKn]

1 ppm è una parte per milione ed equivale a 1 grammo per ogni 1000kg.

No, Yuz, si parla di ppm in volume, non in massa. E per un gas perfetto, i ppmv (ovvero la frazione volumica) equivalgono alla frazione molare.
Inoltre, ad oggi, la concentrazione di CO2 è già salita a 400 ppmv; 350 è un dato da aggiornarsi.

Atmosphere of Earth - Wikipedia, the free encyclopedia

[Yuz]

Grazie per la correzione BesselKn. Il ppm si dimostra unità di misura ingannevole se non adeguatamente contestualizzata e Wiki in lingua inglese si conferma ancora una volta più aggiornata e più rigorosa di quella in lingua italiana.
La mia richiesta di aiuto è sempre valida, ammesso che si sappia di cosa sto parlando.

[experimentator]

Con pochi passaggi si arriva a stimare che 350ppm corrispondono a una frazione molare di 0,000227 (ovvero circa 22 molecole di CO2 ogni 100000 particelle di aria).

I dati non cambiano , poiché come sai per i gas ideali le moli equivalgono ai volumi come ha detto Bessel.
I gas reali a c.n di temp. e press. si avvicinano ai gas ideali.
E quindi la proporzione sarebbe che per ogni molecola di CO2 ce ne sarebbero 4545 di aria.
Quindi un fotone prima di giungere su una molecola di CO2 eccitandola , deve attraversare indenne 4545 molecole .

[Yuz]

Ciao Zagami, hai fatto bene a puntualizzare perché dopo l’intervento di BesselKn l’avevo ritenuto superfluo.
A me risulta che a 400 ppm ci siano 40 molecole di CO2 (invece di 22 come avevo erroneamente valutato prima assumendo il ppm espresso in massa) ogni 100000 di aria, ovvero 2500 di aria per ogni molecola di CO2.
La richiesta di aiuto è questa:

Avendo a disposizione il suo coefficiente di assorbimento ad una data lunghezza d’onda si potrebbe stimare quanti metri di atmosfera sono necessari per abbattere al 10% l’intensità trasmessa.
C’è qualcuno che mi aiuta nella soluzione del problema?

Per fare il calcolo servirebbe il coefficiente di assorbimento della CO2 in forma gassosa espresso in un'unità di misura comprensibile.

[experimentator]

..............
40 molecole di CO2 (invece di 22 come avevo erroneamente valutato prima assumendo il ppm espresso in massa) ogni 100000 di aria, ovvero 2500 di aria per ogni molecola di CO2.

Il tuo calcolo si avvicina al mio di 2504 al paragrafo # 452 , dove dicevo :
QUINDI PER SEMPLICITA' DI CALCOLO ASSUMIAMO g=moli CHE PER OGNI MOLECOLA DI CO2 VI SIANO 1974 MOLECOLE DI N2 E 529 MOL. DI O2 , TOTALE 2504 MOLECOLE.

<<<quindi che="" molecole.="" 2504="" totale="" ,="" o2="" di="" mol.="" 529="" e="" n2="" molecole="" 1974="" siano="" vi="" co2="" molecola="" ogni="" per="" g="moli" assumiamo="" calcolo="" semplicita'="">>

Per quanto riguarda il coefficiente di assorbimento per ora non ho dati.

Saluti.</quindi>

Ciao Yuz , per quanto riguarda l'assorbimento volevo proporre il confronto di assorbimento tra H2O e CO2 ,
come puoi notare l'acqua presenta uno spetto di assorbimento più esteso di quello della CO2 e nel contempo presenta bande di assorbimento sovrapponibili , per esempio quelle tra 10 e 20 micrometri .
Secondo i mio parere questo dimostra che è l'acqua il vero gas serra , soprattutto perchè ha concentrazioni 100 volte o 200 volte superiori .E' l'acqua la vera coperta termica del pianeta. Tra l'altro questa preziosa sostanza è molto abbondante e diventa un sistema regolatore del troppo caldo e del troppo freddo .
Tu cosa ne pensi ?



Immagine gentilmente segnalata da HYde nel #371 :
File:CO2 H2O absorption atmospheric gases unique pattern energy wavelengths of energy transparent to others.png - Wikipedia, the free encyclopedia


Questa è la successiva immagine proposta da Hyde che dimostra il picco massimo di emissione della superficie terrestre tra 5 e 50 mcrm che è sopvraponibile a quella dell'H20 , ma non sovrapponibile alla CO2 poichè si ferma a 18 con un picco massimo a 15 mcrm.

Tu cosa ne pensi ?

[BesselKn]

la CO2 è perciò un composto presente nella nostra atmosfera poco più che in tracce.
In molti modelli si assume però che la CO2 sia in grado di assorbire completamente buona parte della radiazione IR emessa dal pianeta da cui deriva quello che viene chiamato effetto serra.
Avendo a disposizione il suo coefficiente di assorbimento ad una data lunghezza d’onda si potrebbe stimare quanti metri di atmosfera sono necessari per abbattere al 10% l’intensità trasmessa.
C’è qualcuno che mi aiuta nella soluzione del problema?

Io ho preso questo [1] spettro IR della trasmittanza.
Guardiamo, per esempio, nell’intorno di 14,7 ?m: la trasmittanza vale circa 0,3. Poiché vale la relazione
T = exp(-? l) = 0,3
e poiché l = 10 cm (è la lunghezza del percorso attraverso la CO2 impiegata per la misura NIST della trasmissività), si trova che ? = 12 1/m, ovvero lass = lunghezza di assorbimento = 1/? = 0,083 m (relativa ai dati del NIST).
Siccome lass è inversamente proporzionale alla pressione parziale della CO2 e dal momento che la pCO2 imposta nella misura NIST della trasmissività è 200 Torr mentre quella dell’atmosfera è 0,304 Torr, risolvendo la proporzione inversa
200 * 0,083 = 0,304 * x
si trova x = 55 m, che è la lunghezza di assorbimento per la radiazione IR nell’intorno di 14,7 ?m dovuta alla CO2 alla concentrazione atmosferica di 400 ppmv.
Poiché lo spessore equivalente dell’atmosfera è 8,5 km contro 55 m di lunghezza di assorbimento, praticamente tutta la radiazione IR nell’intorno di 14,7 ?m viene assorbita dall’atmosfera terrestre.
Raddoppiando la concentrazione di CO2 l’assorbimento si fa sentire sempre di più da parte delle code della curva di trasmissività. Per esempio, per la radiazione nell’intorno dei 13,45 ?m (T_NIST = 0,92), con una concentrazione di CO2 atmosferica dimezzata rispetto all’odierna, la lunghezza di assorbimento varrebbe 1580 m, mentre alla concentrazione odierna vale 789 m; dunque l’atmosfera intrappola sempre più spettro IR all’aumentare della concentrazione di CO2.

[1] Carbon dioxide

Secondo il mio parere questo dimostra che è l'acqua il vero gas serra

L’H2O è il vero gas serra. È vero, ma questo lo si sapeva già. Tuttavia, sulla concentrazione di H2O il margine d’azione umano è praticamente nullo. Mentre sulla CO2 possiamo agire. E ricordo che l’assorbimento da parte della CO2 nelle sue finestre IR è comunque significativo: io avevo già postato i calcoli secondo i quali la percentuale di radiazione termica del suolo che cade nelle finestre di assorbimento della CO2 (precedentemente segnalate da Hyde) è il 17-18% (basta integrare e normalizzare sullo spettro di corpo nero con estremi le finestre di Hyde).

[BrightingEyes]

Forse per la frenesia dell'ossequio è sfuggito che lo studio che ho linkato dell'università di Padova indica chiaramente il comportamento dello spettro di asssorbimento sia di vapor acqueo che di CO2 (e anche di metano ed altri gas serra).

Cito direttamente:
"ACQUA (H2O)L’acqua assorbe nelle regioni a numero d’onda (lunghezze d’onda):
4000 – 3300 cm-1 (2,5 – 3 µm),
2000 – 1250 cm-1 (5 – 8 µm)
e al di sotto di 720 cm-1 ( sopra i 14 µm),
come mostrato nello spettro di assorbimento vibrazionale dell’acqua "

Proprietà dell’acqua come gas serra:

La concentrazione di acqua in forma vapore è variabile, mentre la percentuale media di umidità è costante e si attesta all’ 1%. Non
ci sono fattori antropici che influenzano chiaramente tale parametro.
(omissis)... Al momento l’acqua contribuisce con 111 W m-2 al riscaldamento globale, valore inalterato dai dati storici.


ANIDRIDE CARBONICA (CO2)
La CO2 assorbe nelle regioni a numero d’onda (lunghezze d’onda):
710 – 530 cm-1 (14 – 19 µm) (NB tra 630 e 670 cm-1 blocca completamente l’emissione terrestre),
2500 – 2300 cm-1 (4,0 – 4,3 µm)come mostrato nello spettro di assorbimento vibrazionale della CO2


Proprietà dell’anidride carbonica come gas serra:


La CO2 si forma per combustione delle bio-masse e da combustibili contenenti carbonio:... (omissis) ...
Il contributo antropico di CO2 è molto elevato, ogni anno sono rilasciate
nell’atmosfera 7.9 Gt (Gigatonnellate, 1Giga =1× 109) di CO2
.
Sebbene il complesso bilancio tra formazione ed abbattimento della CO2 non
sia ancora stato interamente chiarito, negli ultimi anni c’è stato un forte
aumento della concentrazione di CO2 nell’atmosfera
(aumento di 1.5 ppmv su 378 ppmv).
Contributo stimato al riscaldamento: 50 W / m2


I grafici non li riposrto, ma sono facilmente consultabili qui: http://www.chimica.unipd.it/camilla....fettoSerra.pdf


Quindi è confermato anche da studi di sicura attendibilità, pubblicati in rete e manifestamente apprezzati anche dagli scettici, che il vapor acqueo è abbondantemente il maggior responsabile dell'effetto serra. Ma contemporaneamente anche che è impossibile per l'uomo variarne anche in misura minima la concentrazione.
Mentre per la CO2 è vero il contrario e anzi l'uomo ha abbondantemente variato questo valore.

[experimentator]

.............praticamente tutta la radiazione IR nell’intorno di 14,7 ?m viene assorbita dall’atmosfera terrestre.
Raddoppiando la concentrazione di CO2 l’assorbimento si fa sentire sempre di più da parte delle code della curva di trasmissività. Per esempio, per la radiazione nell’intorno dei 13,45 ?m (T_NIST = 0,92), .....
L’H2O è il vero gas serra. È vero, ma questo lo si sapeva già........
......avevo già postato i calcoli secondo i quali la percentuale di radiazione termica del suolo che cade nelle finestre di assorbimento della CO2 (precedentemente segnalate da Hyde) è il 17-18% ....
.

Quindi su una cosa siamo d'accordo che il principale gas serra è l H2O .
Resta da definire quale è la reale percentuale con cui interviene la CO2 .
Come dici tu è vero l'assorbimento della CO2 è intorno a 15 , ma è un assorbimento molto stretto che va da 13 a 16 micrm , mentre l H2O assorbe da 5 mc e ancor più oltre 30 micrm sino quasi a 50 , indicando che lo spettro di emissione-assorbimento della terra è quello dell'acqua .




Quello che taglia la testa al toro a questo punto è la concentrazione relativa dei due gas , che per quanto riguarda la terra è preponderante l ' H2O, anche se la banda di assorbimento intorno a 15 è bassa , però parliamo di concentrazioni dell'acqua nell'atmosfera oltre cento volte superiori a quella dell'anidride carbonica.
A questo punto vorrei sapere come avete calcolato 17/18 % per la CO2.

[experimentator]

l'assorbimento della CO2 è intorno a 15 , ma è un assorbimento molto stretto che va da 13 a 16 micrm , mentre l H2O assorbe da 5 mc e ancor più oltre 30 micrm sino quasi a 50 , indicando che lo spettro di emissione-assorbimento della terra è quello dell'acqua .

Che dire Zag , dal grafico che hai postato le cose stanno proprio cosi ...
Lo spettro di emissione è proprio quello dell'acqua in quanto più ampio di quello della CO2 . Si può dire che lo spettro della CO2 viene compreso o coperto da quello dell'acqua .

[Yuz]

Prendendo spunto dallo spettro IR proposto da BesselKn si recuperano i seguenti dati:

Pressione parziale CO2 = pCO2 = 200mmHg = 26664 Pascal
Cammino ottico = l = 10cm = 0,1m
T@15µm = Trasmittanza@15µm = 0,3

Di seguito la mia soluzione per il calcolo dello spessore di atmosfera necessario per abbattere del 90% l'intensità della radiazione.

T = e^(-K·l·pCO2) (cfr Legge di Lambert-Beer)

da cui si trova

K = -ln(T) / (l · pCO2) = -ln(0,3) / 0,1m · 26664Pa = 0,0004515 /(m · Pa)

e quindi

l = -ln(T) / ( K · pCO2)

Essendo la pressione parziale al suolo della CO2 nella nostra atmosfera pari a 40Pa (=400ppmv) si trova che l’assorbimento del 90% della radiazione (T=0,1) avviene con uno spessore di atmosfera pari a

l = -ln(0,1) / ( 0,0004515/(m · Pa) · 40Pa ) = 127m

Ripetendo il calcolo per una trasmittanza pari a 0,01 (assorbimento del 99% della radiazione) il cammino ottico risulta pari a 254m.
Consiglio a chi ha voglia di farlo di ripetere i calcoli partendo da zone dello spettro con trasmittanze maggiori, ovvero lontane dai picchi di assorbimento, per esempio 0,5 oppure 0,6 magari spingendosi fino a 0,8 e 0,9.

[Mr.Hyde]

vapor d'acqua ed effetto serra

che il vapor d'acqua sia il "gas serra"predominante non ci sono dubbi ,infatti da oltre il 70 % del contributo serra totale , e ne abbiamo parlato piu' volte .
La differenza tra acqua e CO2 , è che nelle condizioni terrestri l'acqua vapore è in equilibrio con la sua fase condensata(vaporizzazione -condensazione ) e o solida ( sublimazione -brinamento), quindi la presenza in atmosfera è dipendente solo dalla temperatura/pressione .. un'eccesso di vapore nell'atmosfera determina una ricondensazione (pioggia ) ... purtroppo la conc. di CO2 (oggi siamo gia' a 719 mg/m3 )non dipende solo dalla temperatura , e non è in equilibrio con le sue fasi condensate ,quindi piu' ne produciamo e piu' sale il suo livello a parita' di superficie fotosintetica e capacita' oceanica
chiaramente se da una parte aumenta la CO2 (ne produciamo sempre di piu' ) ,e dall'altra diminuisce la superficie fotosintetica e diminuisce la capacita' degli oceani di fissare CO2 (acidificazione)... a voi le conclusioni

comunque l'aumento delle temperature porta anche ad un'aumento della quantità di acqua vapore in atmosfera, creando cosi' un'aumento ulteriore di effetto serra (feedback positivo )

Lo spettro di emissione è proprio quello dell'acqua in quanto più ampio di quello della CO2 . Si può dire che lo spettro della CO2 viene compreso o coperto da quello dell'acqua .

a parte che sarebbe lo spettro di assorbimento .. ma va bè
...non è cosi Tonino , come si puo' vedere bene dal grafico , l'acqua presenta una finestra ( indicata sul grafico come water vapor window) che lascierebbe uscire parte dei raggi i.r. emessi dalla terra , quella finestra viene chiusa parzialmente dalla CO2 e guarda caso proprio nei dintorni del picco massimo di emissione terrestre .. questo è il motivo per cui ha grande rilevanza sull'effetto serra .

[experimentator]

........si puo' vedere bene dal grafico , l'acqua presenta una finestra ( indicata sul grafico come water vapor window) che lascierebbe uscire parte dei raggi i.r. emessi dalla terra , quella finestra viene chiusa parzialmente dalla CO2 e guarda caso proprio nei dintorni del picco massimo di emissione terrestre ..

Sono d'accordo sull'aggettivo che hai usato PARZIALMENTE , poichè come puoi vedere dal grafico , l'assorbimento della CO2 è molto stretto e limitato a una finestra che va da 13 a 16 micrometri con picco massimo a 15 , per il resto la finestra rimane aperta e non giustifica lo spettro di emissione della terra che va da 5 a 50 .
Nel grafico inoltre non viene riportata a quale concentrazione sono i due gas dello spettro di assorbimento , immagino a conc. standard.
Da questo grafico non si può ricavare quale è i contributo della CO2 poichè manca la concentrazione.

.........della CO2 nelle sue finestre IR è comunque significativo: io avevo già postato i calcoli secondo i quali la percentuale di radiazione termica del suolo che cade nelle finestre di assorbimento della CO2 (precedentemente segnalate da Hyde) è il 17-18% (basta integrare e normalizzare sullo spettro di corpo nero con estremi le finestre di Hyde).

Come fai a normalizzare se non sai la concentrazione ?
Scusa la domanda come fai a ricavare 17/18%.

[experimentator]

l = -ln(0,1) / ( 0,0004515/(m · Pa) · 40Pa ) = 127m

Ripetendo il calcolo per una trasmittanza pari a 0,01 (assorbimento del 99% della radiazione) il cammino ottico risulta pari a 254m.
Consiglio a chi ha voglia di farlo di ripetere i calcoli partendo da zone dello spettro con trasmittanze maggiori, ovvero lontane dai picchi di assorbimento, per esempio 0,5 oppure 0,6 magari spingendosi fino a 0,8 e 0,9.

Scusa Yuz ma non ho capito il calcolo , vuoi dire che la radiazione IR viene assorbita da uno spessore di aria di 127 metri ?
Qui di molto inferiore allo spessore dell'atmosfera?
Quale potrebbe essere la capacità termica a vol. cost. della CO2 e dell'aria ?
Questo per ricavare il calore assorbito dal globo.

[Yuz]

Ciao Tonino,
la risposta alle prime due domande è sì.
Il 90% della radiazione IR alla lunghezza d’onda di 15µm viene assorbita in 127m che rappresenta uno spessore risibile rispetto a quello della nostra atmosfera.
La terza domanda è un po’ fuori contesto e ti chiedo di scusarmi se non rispondo, ma vorrei evitare di aprire altri fronti.

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Nell’equazione riportata nel commento #491, K rappresenta il coefficiente di assorbimento espresso in 1/(m·Pa).
Si può stimarne il suo valore da quello della trasmittanza T con l’equazione

K=-ln(T) / ( l · pCO2)

in cui
l è il cammino ottico espresso in metri
pCO2 è la pressione parziale della CO2 espressa in Pascal

Nella tabella di seguito sono stati raccolti i valori di K calcolati in funzione della trasmittanza.

Conoscendo l’andamento della pressione parziale della CO2 in funzione dell’altezza si può determinare l'andamento della trasmittanza con l'altezza per diversi valori K ovvero per diverse capacità di assorbimento della CO2.

[BrightingEyes]

Faccio un piccolo break nell'interessantissimo dibattito sulle variazioni di trasmittanza per segnalare uno studio dell'IPCC, corposo e in inglese, ma interessante in molti aspetti, che si prefigge di valutare con metodo scientifico l'efficacia e affidabilità dei moltissimi modelli matematici utilizzati nella scienza del clima.
Modelli di cui, sarà certo nozione comune, ma meglio ribadire, il discorso sulla efficacia della CO2 nel determinare un effetto serra è presente anche se copre una porzione davvero minima delle variabili ed equazioni considerate.

http://www.climatechange2013.org/ima...er09_FINAL.pdf

Tanto per non annoiare i pochi di passaggio non in grado di comprendere appieno le 120 pagine dello studio (beh, una cinquantina in realtà sono della monumentale bibliografia delle migliaia di pubblicazioni scientifiche considerate) mi limito a segnalare un piccolo passo delle conclusioni:

"So, yes, climate models are getting better, and we can demonstrate this with quantitative performance metrics based on historical observations. Although future climate projections cannot be directly evaluated, climate models
are based, to a large extent, on verifiable physical principles and are able to reproduce many important aspects of
past response to external forcing. In this way, they provide a scientifically sound preview of the climate response to
different scenarios of anthropogenic forcing." (pag. 824).

"Si, i modelli climatici stanno migliorando e possiamo dimostrarlo con misurazioni di prestazioni basate su osservazioni storiche. Sebbene le proiezioni climatiche future non possano essere valutate, i modelli climatici sono basati, in larga parte, su principi verificabili e sono in grado di riprodurre molti importanti aspetti delle risposte del passato alle forzanti esterne. Così offrono una previsione scientifica alla risposta climatica ai differenti scenari di forzante antropogenica."

In pratica lo studio ha dimostrato, scientificamente, che i modelli sono sempre migliori ed in grado di fornire una previsione, non ultraprecisa, ma altamente affidabile al cambiamento climatico indicato come prodotto anche dalla forzante antropogenica, cioè le emissioni di CO2 e altri gas serra. Quindi sembra che la comunità scientifica sia un pelo oltre l'interessante dibattito qui intavolato, che ovviamente è liberissimo di proseguire ad libitum.
Può essere anche simpatico notare che lo studio (pag. 769) si premura anche di analizzare lo "stop del GW" definendolo come è più corretto scientificamente "rallentamento del trend di crescita delle temperature" dibattendo anche le varie ipotesi presentate per spiegarlo.

[BesselKn]

Quello che taglia la testa al toro a questo punto è la concentrazione relativa dei due gas

Fino a un certo punto, perché per certe lunghezze d’onda l’assorbimento è già “totale” pur a basse concentrazioni.

A questo punto vorrei sapere come avete calcolato 17/18 % per la CO2.

Due dettagli matematici per rispondere, spero che il moderatore non s’arrabbi.
Ho preso il potere emissivo specifico di corpo nero 2 ? c^2 h / [?^5 (exp(h c / (? kB T)) – 1)], cioè la legge di Planck; poi l’ho normalizzato (cioè diviso) per il potere emissivo integrale ? T^4 (la legge di Stefan-Boltzmann); ho imposto T = 288 K (che è la temperatura media della superficie terrestre), poi ho integrato il risultato sulle bande di lunghezze d’onda in cui la CO2 assorbe. Il risultato è del 17-18%, ovvero il 17-18% di tutta l’energia irradiata dalla superficie terrestre cade proprio nelle bande di frequenza bloccate dalla CO2.

[experimentator]

ovvero il 17-18% di tutta l’energia irradiata dalla superficie terrestre cade proprio nelle bande di frequenza bloccate dalla CO2.

OK va bene ... detta in questo modo sono d'accordo con i tuoi calcoli , ma ,perdonami , il fatto che il 18% dell'energia irradiata dalla terra nello spazio cade nella frequenza dell'assorbimento della CO2 ,non significa che essa molecola influisce all'assorbimento del 18 % di energia.
Infatti ci sono altre sostanze in grado di assorbire in questo range ,compresa l'acqua , anche se con un picco minore , ma concentrazione maggiore .

Ecco. Questa magari sarebbe una cosa intelligente, finalmente.
Aspettiamo trepidanti.

Infatti ti ho risposto sopra.

[Yuz]

Di seguito alcune indicazioni per riuscire a tener conto della variazione di pressione con l’altitudine per un calcolo più preciso della trasmittanza alla lunghezza d’onda di 15µm.

Per l’andamento della pressione, adottando l’equazione presente su wiki-eng (Atmospheric pressure - Wikipedia, the free encyclopedia) al paragrafo “Altitude atmospheric pressure variation” si arriva a costruire il grafico mostrato di seguito.

La pressione parziale della CO2 (curva rossa) è stata calcolata da quella della pressione totale assumendo che la concentrazione della CO2 sia indipendente dall’altitudine e pari a 400ppmv.
Si noti che per esigenze grafiche la scala della pressione totale va da 0 a 100000Pa, mentre quella della pCO2 va da 0Pa a 50Pa. Se per la pCO2 fosse stata mantenuta la stessa scala della pressione totale, la sua curva sarebbe stata visualizzata coincidente con l'asse dell'altitudine (la CO2 è un composto presente poco più che in tracce nella nostra atmosfera).
Disponendo dell’andamento di pCO2 con l’altitudine, il seguente approccio numerico permette di determinare il valore della trasmittanza in funzione dell’altitudine.

K@15µm = 0,0004515/(m · Pa) a cui corrisponde una trasmittanza di 0,3 con pCO2=26664Pa e cammino ottico 0,1m (condizioni di rilevazione dello spettro IR linkato da BesselKn al commento #486)

Altitudine compresa fra 0m e 10m
Altitudine = 0m, pCO2 = 40,53Pa
Altitudine = 10m, pCO2 = 40,48Pa
pCO2 media(0m-10m) = 40,505Pa
Cammino ottico = l = 10m

T@10m = e^ [ -K · l · pCO2 media]
= e^ [ -0,0004515/(Pa·m) · 10m · 40,505Pa] = 0,833

Altitudine compresa fra 10m e 20m
Altitudine = 10m, pCO2 = 40,48Pa
Altitudine = 20m, pCO2 = 40,43Pa
pCO2 media(10m-20m) = 40,455Pa
Cammino ottico = l = 10m

T2=e^ [ -K · l · pCO2 media]
=e^ [ -0,0004515/(Pa·m) · 10m · 40,455Pa] = 0,833

A 20m di quota la trasmittanza risultante è data da
T@20m = T@10m·T2 = 0,694

Ripetendo lo schema di calcolo per i successivi intervalli 20m÷30m, 30m÷40m e così via si riesce a stabilire il valore della trasmittanza in funzione dell’altitudine mostrato nel grafico sotto.

Il grafico mostra visivamente come l’intensità della radiazione a 15µm scenda a valori pressoché nulli abbondantemente entro i primi 500m di altitudine.

[experimentator]

Scusa Yuz non riesco a seguirti nei tuoi calcoli , ma volevo sapere il significato di quello che hai mostrato.
In pratica la CO2 assorbe tutta la radiazione IF che la attraversa sia dall'esterno cioè dal sole, sia dall'interno cioè dalla terra ?
In prativa assorbendo tutta la radiazione non dovrebbe trasmettere all'esterno radiazione o mi sbaglio ?
Quindi la radiazione che si vede dallo spazio da dove proviene ?

<e’


In effetti però è così, in quanto lo studio che ho linkato NON è affatto datato, ma del luglio 2013.
Quindi hai "evinto" già qualcosa di totalmente sbagliato dalla citazione IPCC nelle conclusioni.
L'accenno alle teorie del 2001 dell'IPCC in un lavoro del 2013 fa invece evincere soltanto che evidentemente chi ha redatto lo studio continua a ritenere valide le conclusioni IPCC del 2001!
E comunque presenta dati relativi a vapor acqueo e CO2 aggiornati perlomeno al 2013.
Avanti un altro...

</e’>

Eccone un altro oplà....
E quindi lo studio è del 2013 ma prende i dati del IPCC del 2001 , ma per quale motivo ? Non si erano aggiornati ?
Forse avevano i computer guasti da un decennio. Ma ... misteri della fede ...
Ma se lo dice LEI.
Comunque questo va a tutto discapito della credibilità di uno studio cosi importante.

[BesselKn]

il 18% dell'energia irradiata dalla terra nello spazio cade nella frequenza dell'assorbimento della CO2 ,non significa che essa molecola influisce all'assorbimento del 18 % di energia.
Infatti ci sono altre sostanze in grado di assorbire in questo range ,compresa l'acqua

D'accordo, ma se tu togliessi idealmente l'acqua, a quel punto, nelle frequenze bloccanti condivise, ci penserebbe comunque la sola CO2 ad assorbire. Il risultato è che le frequenze condivise vengono comunque bloccate.

In pratica la CO2 assorbe tutta la radiazione IF che la attraversa sia dall'esterno cioè dal sole, sia dall'interno cioè dalla terra ?

Attenzione, perché la radiazione solare è significativa in una banda di frequenze (il cosiddetto visibile) diversa dall'infrarosso (IR), mentre la superficie terrestre riemette la radiazione principalmente nella banda infrarossa, non nel visibile. Semplificando, la CO2 lascia passare il visibile ma blocca parte dell'infrarosso.

[Yuz]

Ciao Tonino,
fino a questo momento l’analisi è stata focalizzata solo sulla radiazione IR a 15µm che costituisce solo una delle componenti di tutto lo spettro elettromagnetico.
Quello che risulta dai calcoli fatti è che la radiazione IR a 15µm (lunghezza d’onda in cui è presente un picco di assorbimento della CO2) emessa dalla Terra viene completamente assorbita in poco più di 200m di altitudine.
Questo comportamento fa prevedere che nello spettro di emissione della Terra dovrebbe essere assente radiazione IR nell’intorno dei 15µm.

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Finora ci si è concentrati solo sulla frequenza di 15µm che cade in corrispondenza di un picco di assorbimento della CO2.
Ma cosa succede spostandosi verso lunghezze d’onda a cui corrisponde un assorbimento inferiore?
Prendendo sempre come riferimento lo spettro IR del commento #486, quale sarà l’andamento della trasmittanza nell’attraversamento dell’atmosfera per le lunghezze d’onda a cui corrisponde una trasmittanza maggiore di 0,3 ovvero un minore assorbimento?
A che valore bisogna spingersi affinché una parte significativa della radiazione riesca ad attraversare la nostra atmosfera?

Il grafico di seguito mostra una comparazione fra diversi valori di trasmittanza fra 0,3 (picco di assorbimento) e 0,99 (trasparenza quasi perfetta) e permette di rispondere alle domande poste.

La prima curva in cui la trasmittanza a 15000 metri è appena superiore allo zero, che implica una presenza seppur minima di radiazione trasmessa, è quella arancione (valore della trasmittanza nello spettro IR di riferimento pari a 0,95).
Pertanto tutta la radiazione che nello spettro IR di riferimento risulta associata a una trasmittanza minore dello 0,95 viene completamente assorbita dalla nostra atmosfera.
Di seguito lo screenshot del grafico IR di riferimento in cui è stata aggiunta la linea che rappresenta il valore di trasmittanza di 0,95. Le lunghezze d’onda in cui la trasmittanza è al di sotto di questo livello non riescono ad uscire dalla nostra atmosfera e sono state identificate dalle bande di colore verde in corrispondenza dell’asse delle lunghezza d’onda.

[experimentator]

Quindi in pratica la radiazione trasmessa è quella che non viene assorbita o viene assorbita o ritrasmessa.
Ma per quello che diceva Tonino50, il confronto tra le capacità termiche dell'H2O e della CO2 non è nemmeno discutibile i quanto in preponderanza a favore dell'acqua , è l'acqua che assorbe calore e lo ritrasmette nello spazio.
Gli oceani hanno una capacità termica molto alta
CpJ/(g•K) = 4,1813
E una temperatura media di 4°C (vicino ai 5,3°C teorizzati per un corpo nero alla stessa distanza dal sole), questo vuol dire che ci vuole una quantità di energia immensa per aumentare la loro T di 1 K. La capacità termica dell’atmosfera invece è 1.01 KJ/(KgK) frutto di una media tra le capacità dei vari gas che la compongono, mentre quella della CO2 è di appena 0,84 KJ/(KgK) cioè l’anidride carbonica si scalda con meno energia rispetto a azoto ossigeno vapore e acqua, ma si raffredda anche prima. Lo 0,039% dell’atmosfera assorbe ed emette meno dei suoi cugini metano, vapore, azoto, solo l’argon è ancora più scarso come assorbitore emettitore. Tuttavia aumentare la sua concentrazione ( ad esempio a 700ppm) fa si che si che la capacità termica totale dell’atmosfera diminuisca perché per formarsi la CO2 deve sottrarre all’atmosfera dell’ossigeno nel ben noto processori combustione ( C + O2 + calore = CO2). Questa diminuzione della capacità termica f! a si che l’atmosfera richieda meno energia per riscaldarsi di più e che quindi ci sia un riscaldamento ( infinitesimale perché è infinitesimale l’aumento della concentrazione)ma allo stesso tempo si raffredda prima. Il bilancio totale sarebbe comunque nullo, cioè ne riscaldamento ne raffreddamento. In più la CO2 ha una conduttività termica leggermente inferiore a quella degli altri gas che compongono l’atmosfera, quindi un suo aumento causerebbe un aumento del gradiente termico verticale cioè più caldo nello strato atmosferico a contatto col suolo e più freddo ad alta quota dove la concentrazione diminuisce, ma questo non influisce sulla temperatura media del globo perché come sappiamo l’energia è sempre la stessa.

Come si evince da questo studio :

http://daltonsminima.altervista.org/2010/12/14/la-teoria-in-teoria%E2%80%A6/

[experimentator]

comunque l'aumento delle temperature porta anche ad un'aumento della quantità di acqua vapore in atmosfera, creando cosi' un'aumento ulteriore di effetto serra (feedback positivo )

Assolutamente falso Hyde , rileggiti meglio gli studi e quello che tu stesso hai postato.
L'aumento di temperatura porta ad un aumento delle nuvole che provoca una barriera di protezione dai raggi solari , sia per riflessione verso lo spazio sia facendo ombra alla terra. Quindi l'acqua termoregola il calore , se il calore aumenta si formano le nuvole che lo fanno diminuire, oltre che la capacità termica dell'acqua è molto più elevata di quella dell'anidride carb. , come ha detto Zagami .

<<<< .....Le nubi riducono notevolmente la temperatura alla superficie e nella bassa troposfera. Sono
caratterizzate da un albedo alto e quindi riflettono molta radiazione solare. Ciò spiega in parte il
forte effetto di raffreddamento in presenza di nubi basse. Inoltre le nubi basse hanno un effetto
debole sull’eventuale emissione della radiazione IR, in quanto la loro sommità è piuttosto calda. Ne
consegue una sostenuta emissione di radiazione IR, corresponsabile del marcato effetto di
raffreddamento legato alla presenza di nubi .........<<<<<<

[Mr.Hyde]

Assolutamente falso Hyde , rileggiti meglio gli studi e quello che tu stesso hai postato.
L'aumento di temperatura porta ad un aumento delle nuvole che provoca una barriera di protezione dai raggi solari , sia per riflessione verso lo spazio sia facendo ombra alla terra. Quindi l'acqua termoregola il calore , se il calore aumenta si formano le nuvole che lo fanno diminuire, oltre che la capacità termica dell'acqua è molto più elevata di quella dell'anidride carb. , come ha detto Zagami .

quindi , fammi capire bene , secondo te il gas serra H2O in atmosfera da' come risultato un forcing radiativo negativo??

Tonino ....com'è sta' storia ? l'acqua in atmosfera non è quella che contribuisce per oltre il 70% all'effetto serra ?

c'è o non c'è sto effetto serra ?

[experimentator]

Situazione meteo in Sicilia Catania oggi ,neve sull'Etna , mai vista in 60 anni....

[BrightingEyes]

c'è o non c'è sto effetto serra ?

Dai tempo! Quanta fretta!
Ora si scambiano ancora quattro pagine di calcoli e ripostano solo altre tre volte lo stesso grafico poi ci sfornano le conclusioni.
Si accettano scommesse sul Q.E.D. a cui perverranno...

...neve sull'Etna , mai vista in 60 anni....

Aprile 2014: anomalia termica a +0,140°C. | FREDDOFILI | Meteo Freddo
Siamo sempre alla diatriba fra dopolavoristi di Viola st. Gree e di Catania....

...Inoltre le nubi basse hanno un effetto
debole sull’eventuale emissione della radiazione IR, in quanto la loro sommità è piuttosto calda. Ne
consegue una sostenuta emissione di radiazione IR, corresponsabile del marcato effetto di
raffreddamento legato alla presenza di nubi .........<<<<<<

Ecco, complimenti, hai esposto in quattro parole il motivo per cui le variazioni eventuali di vapore acqueo atmosferico, pur essendo potenzialmente un gas serra molto più efficace della CO2, in realtà comportano due feedback, uno positivo (riflessione dell'IR verso terra) e uno negativo (riflessione di IR verso l'alto) che rendono molto meno critiche le variazioni di H2O agli effetti del riscaldamento climatico pur in presenza di concentrazioni assolute molto diverse.

[miradoc]

Una sola considerazione che spero trovi tutti d'accordo. Il sistema Terra è tanto straordinario e sofisticato che ancora non ne sappiamo apprezzare appieno la complessità, né ovviamente capire come ha potuto formarsi. Quello che abbiamo capito fino ad oggi è che il pianeta, come un organismo vivente, ha un'incredibile capacità di autoregolarsi e mantenere l'equilibrio, sia sfruttando i serbatoi termici costituiti dagli oceani, sia utilizzando la concentrazione atmosferica dei gas e vapori ad effetto serra, per regolare la quantità di energia radiante in arrivo dal sole. La constatazione di questa capacità e dell'incredibile inerzia dovuti agli effetti di feed-back (positivo e negativo) può indurre il profano a non preoccuparsi di alcuni segni di scostamento dall'equilibrio termodinamico. Ma gli scienziati devono assolutamente prenderli sul serio, per non fare come la caricatura dell'ingegnere, che sostiene che con la testa nel forno ed i piedi nel freezer una persona si trova "mediamente" a temperatura confortevole. I segni di una maggiore energia immessa nel sistema sono evidenti nell'aumento di frequenza e di intensità dei fenomeni atmosferici in molte parti del mondo, compresa l'Europa. Affermare che questo è successo in passato non è una consolazione, dal momento che nei periodi in cui possono essersi verificate condizioni analoghe a quelle odierne, il numero di abitanti umani del pianeta era incomparabilmente inferiore a quello attuale. L'uso di combustibili fossili a scopo energetico è sbagliato a prescindere dall'effetto dell'aumento della CO2 atmosferica, perché sta consumando preziose materie prime organiche, indispensabili per il benessere dell'umanità, nella maniera peggiore e meno intelligente (bruciandole), quando esistono in molti casi alternative più razionali. Da chi dovrebbe venire una graduale conversione a forme di energia alternative, se non dall'Occidente, che ha beneficiato per oltre 2 secoli dello sviluppo consentito dall'uso di energia a basso prezzo? Possiamo in coscienza chiedere all'Africano che usa in un mese l'energia che noi bruciamo per andare in città a vedere un film, di restare nelle condizioni attuali?

[experimentator]

X Hyde esistono ambedue gli effetti , come tu stesso hai segnalato nell'articolo, rileggilo bene ....

http://www.isac.cnr.it/dinamica/davolio/tmp/Didattica/dispense_radiazione.pdf

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6) Nubi: la quantità così come il tipo di nubi sono fortemente variabili sul globo. Hanno effettiimportanti sul trasferimento sia della radiazione ad onda corta che di quella ad onda lunga. Ladistribuzione spazio-temporale e le proprietà ottiche delle nubi sono fondamentali per il clima. Perun calcolo dell’equilibrio radiativo globale medio, le proprietà radiative delle nubi devono esserespecificate. L’approccio più semplice è quello di assumere le nubi su piani orizzontali paralleli especificarne la quota e la distribuzione verticale. Per quanto riguarda la radiazione solare, bisognaspecificare la frazione di radiazione che viene assorbita o riflessa dalle nubi, ovvero l’assorbività ela riflettività. In generale, le nubi composte da gocce d’acqua assorbono debolmente la radiazionesolare, ma interagiscono efficacemente attraverso lo scattering, riflettendo la radiazione verso lospazio, presentando quindi alta riflettività. Le nubi spesse possono essere approssimate ad un corponero per quanto riguarda la radiazione ad onda lunga, in quanto assorbono praticamente tutta laradiazione IR incidente ed emettono come un corpo nero alla temperatura dell’atmosfera allo stessolivello delle nubi. L’approccio più semplice consiste nello specificare le proprietà (riflettività eassorbività) di tre tipi di nubi: basse, medie e alte.Abbiamo visto anche in precedenza che attraverso un modello di equilibrio radiativo, seppursemplificato, si può calcolare un profilo di temperatura in atmosfera. La temperatura diun’atmosfera in equilibrio radiativo cala molto rapidamente con la quota in prossimità dellasuperficie, tanto che nella troposfera si ottiene un profilo verticale (Fig. 29) che risulta instabileidrostaticamente (ovvero presenta un calo più rapido dell’adiabatica secca): ciò significa che unaparticella di aria che si solleva (seguendo un’adiabatica secca) diventa più calda e leggeradell’ambiente circostante (il cui calo di temperatura con la quota è determinato dal profilo ditemperatura in equilibrio radiativo) e continua a salire.Nell’atmosfera reale i moti rimuovono il calore dalla superficie e lo rimescolano nell’interatroposfera. Infatti, come si era visto nel bilancio globale, il 60% dell’energia rimossa dallasuperficie terrestre è dovuta al trasporto di calore latente e sensibile, cioè di calore e vapore acqueo,(erano 24+6=30 unità su 50 totali in Fig. 8), mentre solo il 40% è rimosso per emissione diradiazione IR.Quindi, il profilo medio globale di temperatura dell’atmosfera terrestre non rappresenta unequilibrio radiativo, ma piuttosto è generato da un equilibrio radiativo-convettivo. Per ottenerebilanci verticali realistici per l’energia media globale è chiaramente necessario introdurre i flussi
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[BrightingEyes]

Come si evince da questo studio :

http://daltonsminima.altervista.org/2010/12/14/la-teoria-in-teoria…/

Da cui però pare che scienziati più conosciuti di "Gerrard8" abbiano "evinto" conclusioni un pelino meno entusiasmanti per la vostra parrocchia...

Effetto Risorse: Napoleone e la scienza del clima

Lascio i commenti alla platea, con l'avvertenza di indirizzarli direttamente ad Ugo Bardi, docente di chimica fisica a Firenze però.
Avanti col prossimo "link annichilente", semmai!

...Quindi, il profilo medio globale di temperatura dell’atmosfera terrestre non rappresenta unequilibrio radiativo, ma piuttosto è generato da un equilibrio radiativo-convettivo.

Ammetto di non averci capito nulla.
Puoi sunteggiare con parole semplici il senso e le conclusioni del testo linkato e spiegarci come si inserisce nell'argomento della discussione?

[experimentator]

..........
Quello che abbiamo capito fino ad oggi è che il pianeta, come un organismo vivente, ha un'incredibile capacità di autoregolarsi e mantenere l'equilibrio, sia sfruttando i serbatoi termici costituiti dagli oceani, sia utilizzando la concentrazione atmosferica dei gas e vapori ad effetto serra, per regolare la quantità di energia radiante in arrivo dal sole. La constatazione di questa capacità e dell'incredibile inerzia dovuti agli effetti di feed-back (positivo e negativo)........

No.... non vale...... questo avevo detto io già tempo faaaaa....... , forse detto da un altro assume un altro aspetto ?

.com'è sta' storia ? l'acqua in atmosfera non è quella che contribuisce per oltre il 70% all'effetto serra ?
c'è o non c'è sto effetto serra ?

No Hyde l’acqua contribuisce per il 98 % all’effetto serra .

Ho già detto che è il sistema terraqueo il vero regolatore della temperatura terrestre, esso si comporta come un termostato in una caldaia ,
-se l’acqua è troppo calda si abbassa la fiamma e la temperatura si abbassa ,
-se la temperatura si abbassa, si alza la fiamma e la temperatura sale.

Il contributo della CO2 è irrisorio e sempre VINCOLATO DALLA EVAPORAZIONE DELL’ACQUA CHE FA DA TAMPONE.

Il fatto che lo spettro di emissione della terra sia intorno a 15 micm ( da 5 a 50) non ci azzecca na zippa arruggiata con lo spettro di assorbimento della CO2.
Infatti lo spettro di emissione della superficie di Venere che è composta dal 98 % di CO2 non cade intorno a 15 micm ma ad 1.
Quello è solo lo spettro di emissione di un corpo che indica la temperatura del corpo.