RealClimate: нефорсированные варианты: май 2023 г.

Томаш Калиш говорит

25 мая 2023 в 4:31

Дорогой Петр и дорогая зебра (извиняюсь, что отвечаю вам обоим одновременно),

У меня такое ощущение, что в ваших ответах есть три основных момента:

1) водяной пар является важным парниковым газом (что, безусловно, верно)

2) конденсирующаяся вода может образовывать облака, которые оказывают весьма различное влияние на радиационный баланс в зависимости от характера облаков, однако есть данные, что при повышении средней температуры парниковый эффект повышенной концентрации водяного пара (абсолютной влажности) перевешивает эффект альбедо облаков (в основном потому, что из-за практически постоянной относительной влажности образование облаков существенно не увеличится)

Звучит вполне разумно.

3) Охлаждение поверхности Земли за счет безызлучательного переноса тепла в виде скрытого тепла не может влиять на ЭЭИ, поскольку тепло конденсации лишь нагревает тропосферу и остается в системе:

«Вклад вашего скрытого тепла в лучшем случае незначителен – как уже отмечала Зебра, оно не отводит тепло в космос, а просто переносит его выше в атмосферу, поэтому единственным охлаждающим эффектом будет, если большая часть ИК-излучения будет повторно использована. излучаемый на такой высоте, уходил в космос. Но я сомневаюсь, что это будет иметь огромное значение».

Я думаю, что в этом третьем пункте вы оба можете быть неправы. Поскольку оказывается, что точка зрения согласно пункту 3) до сих пор разделяется и распространяется некоторыми учеными, занимающимися климатом, я был бы рад, если бы эти темы привлекли внимание модераторов на этом дискуссионном сайте. Поскольку этого еще не произошло, я постараюсь сделать все возможное и попытаться объяснить мои нынешние рассуждения, а также связанные с ними неопределенности.

На моей общедоступной странице организации (динамическая интерактивная схема в веб-приложении OrgPad), доступной по ссылке.

https://orgpad.com/s/VhvfDd5uRIP,

вы можете увидеть историю моих вопросов, заданных на RealClimate. Возможно, это можно охарактеризовать как «неурегулированную дискуссию о роли воды в климате Земли», которую я перевел в идею «пилотного геоинженерного эксперимента». На этой организационной странице я также разместил некоторые ссылки, которые могут иметь отношение к обсуждаемым сейчас темам.

Прежде всего, вы можете обратиться к ячейке, содержащей очень простое и грубое объяснение парникового эффекта, из учебника (Физическая климатология, Деннис Хартманн, 2016).

Представим себе Луну внутри стеклянной сферы, имеющей идеальную прозрачность для солнечного света и полностью поглощающей длинноволновое инфракрасное излучение. Если предположить, что средние альбедо поверхности Луны и Земли одинаковы, сфера установит новое устойчивое состояние («равновесие») со средней температурой поверхности около 303 К (30 ° C) и температурой сферы около 255 К. (– 18 °C), что соответствует исходной средней температуре поверхности Луны без атмосферы.

Как только мы заполняем газом вакуум между стеклянным шаром, ситуация меняется из-за дополнительной теплопередачи, осуществляемой за счет тепловой конвекции. Разница между средней температурой поверхности и средней температурой стеклянной сферы уменьшится, поскольку часть энергии, поступающей от Солнца, теперь переносится в сферу посредством конвекции и соответственно снижается средняя радиационная температура поверхности.

Таким образом, первоначальная разница в 48 К (между средней температурой поверхности и средней радиационной температурой гипотетического «парникового покрова», как описано выше) ясно представляет собой максимум (позвольте мне назвать его «парниковым пределом») парникового эффекта, которого можно достичь. под заданной поверхностью альбедо/прозрачность атмосферы/инсоляция. Любой механизм безызлучательной теплопередачи будет действовать как дополнительное «поверхностное охлаждение» и уменьшит среднюю температуру поверхности, а также соответствующую разницу между температурой поверхности и средней радиационной температурой стеклянного «тепличного покрытия».

Вы можете заметить мою неуверенность в том, как справиться с двусмысленностью термина «парниковый эффект», используемого в средствах массовой информации и повседневной жизни. Я думаю, что было бы лучше использовать этот термин исключительно для обозначения самого эффекта, с точки зрения наблюдаемой разницы между средней температурой поверхности планеты и ее средней стационарной радиационной температурой. Однако тот же термин используется и для обозначения конкретного механизма, вызывающего этот эффект в планетных атмосферах, а именно для «радиационного воздействия», возникающего в результате присутствия «парниковых газов», поглощающих длинноволновое поверхностное излучение планетных тел. Кроме того, термин «парниковый эффект» иногда используется и для других механизмов, вызывающих наблюдаемую разницу температур. Примером таких механизмов может быть обратное отражение длинноволнового приземного излучения облаками.