onsdag 1 april 2015

Korrespondens med Lennart Bengtsson om Vetenskaplig Dokumentation av "Återstrålning"

Hej Lennart:

Du föreslog att jag skulle ta kontakt med Raymond Pierrehumbert angående fysiken bakom "återstrålning, vilket jag gjorde. Det visade sig att Raymond inte kunde/ville hänvisa till någon vetenskaplig dokumentation av detta fenomen annat än att "återstrålning" på något sätt var så välkänt att någon källa varken fanns eller behövdes. Samma sak upprepade sig vid mitt samtal med Henning.

Du förefaller nu stå bakom KVAs avslag på min begäran om redovisning av den vetenskapliga dokumentationen av "återstrålning". 

Detta går inte ihop för mig. Uppenbarligen tar Du min fråga om "återstrålning" på allvar, och då kan denna inte lämnas utan svar, om vetenskapens grundprincip skall följas.

Om inte frågan nu kan ges ett svar, så kommer den att ligga kvar och kräva svar.

KVAs kommande uttalande lägger grunden för svensk klimatpolitik till 2050 och det är således av yttersta vikt att uttalandet har en så solid vetenskaplig grund som möjligt. Om uttalandet grundar sig på en "växthuseffekt" med "återstrålning" som väsentlig komponent , så måste relevant vetenskaplig dokumentation finnas. Eller hur?

Mina studier har lett mig till uppfattningen att "återstrålning" är en skrivbordsprodukt utan verklighetsförankring. Om detta är korrekt, så kommer detta förr eller senare att inses och bli erkänt av vetenskapssamhället.

Hur ser Du på min fråga och KVAs avslag?

Vänligen, Claes

Lennart Bengtssons svar:

Hej

Som Du väl känner till är "återstrålningen"  och därmed existensen av av atmosfäriska gaser som absorberar och återstrålar elektromagnetisk strålning ett vedertaget begrepp inom fysiken sedan detta  först påvisades experimentellt av Tyndall 1863 och senare teoretiskt främst av Max Planck.  Jag kan också hänvisa till Kirchhoffs grundläggande arbeten. Alla centrala läroböcker i atmosfärisk strålning t ex Chandrasekhar (1960) eller Goody och Yung (1989) ger här en klar framställning. De uppfattningar som beskrivs i dessa arbeten och läroböcker presenterar den teori som ligger till grund för den teoretiska behandlingen av strålningsprocesser i dagens atmosfärmodeller. Jag kan också hänvisa till Arrhenius artikel från 1896 som bland annat hade en klar uppfattning om  koddioxiden absorbtionsegenskaper inklusive feedbackprocessen från vattenånga.
Du måste ju förstå att om Du  som Du gjort för fram ytterst radikala uppfattningar som ifrågasätter 150 års strålningsstudier att Du  som ett minimum måste presentera ett vetenskapligt arbete som måste utvärderas  av vetenskapligt sakkunniga. Om Du anser Dig ha goda grunder för att kunskapen om atmosfärisk strålning är fundamentalt fel, vilket Du förefaller hävda, så finns det inget annat jag kan föreslå.

Hälsningar, Lennart

Mitt svar:

Tack för detta svar Lennart. Jo, jag känner väl till det Du refererar till. Men att någonting är ett "vedertaget begrepp" betyder inte att det är korrekt. 

Ditt svar illustrerar den begreppsförvirring som uppkommit genom en feltolkning av Plancks lag i form av två-vägs värmeöverföring medelst strålning mellan två kroppar av olika temperatur, där nettoflödet varm-till-kall skrivs som skillnaden mellan två motriktade flöden varm-till-kall och kall-till-varm. Detta är en skrivbordskonstruktion, som infördes av Schwarzschild för att ställa upp enkla ekvationer för värmeöverföring medelst strålning, som lätt kan lösas analytiskt. Att detta är en formell metod understryks i Chandrasekhars framställning, vilken ligger till grund för de centrala läroböcker Du hänvisar till som Goody-Yung.  

Ingen av de referenser Du anger till Planck, Kirchhoff och Arrhenius innehåller något om "återstrålning".

Jag ifrågasätter inte all vetenskap om värmeöverföring medelst strålning. Vad jag ifrågasätter är att ge en formell modell för detta fenomen, tillkommen för att medge enkel analytisk lösning, en verklig fysikalisk mening i form av "återstrålning". Detta eftersom en sådan formell brutto-kalkyl med ett värmeutbyte via strålning mellan jordyta och atmosfär av storleksordningen 300 W/m2, jämfört med en netto-kalkyl om ca 30 W/m2, kan ge en helt felaktig bild av effekten av perturbationer. Och det är detta klimatvetenskapen handlar om.

Mina frågor om "återstrålning" kvarstår: 

1. I vilket vetenskapligt arbete infördes begreppet "återstrålning"?
2. Beskriver Schwarzschilds ekvationer det verkliga fysikaliska värmeutbytet via strålning mellan två kroppar av olika temperatur? 
3. Eller är Schwarzschilds ekvationer enbart en formell metod att beräkna detta värmeutbyte?
4. Inbegriper Plancks bevis av Plancks strålningslag någonting om "återstrålning"?
5. Finns existensen av "återstrålning" verifierad experimentellt? I så fall, med vilken instrumentation?
6. På vilket sätt är "återstrålning" med värmeöverföring kall-till-varm förenlig med termodynamikens andra huvudsats?

Svaret på dessa frågor, och möjliga relaterade följdfrågor, bör lämpligen presenteras vid ett seminarium med alla inblandade närvarande. Kan jag nu räkna med att ett sådant seminarium arrangeras?

Vänligen, Claes

PS1 Goody and Yung, Atmospheric Radiation, skriver på sid 22:... the equation of transfer was first given by Schwarzschild. While it sets the pattern of the formalism used in transfer problems, its physical content is very slight. Och på sid 63: The formal theory of this book is based, wherever possible, on Chandrasekhar, Radiative transfer (1950,1960).

PS2 Gray and Muller, Engineering Calculations in Radiative Heat Transfer, skriver i (2.1) Plancks lag på den korrekta formen $Q=\sigma (T_1^4-T_2^4)$, där $T_1>T_2$. 

Lennarts svar på mina frågor: TBA

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar