tisdag 7 april 2015

Mer "Korrespondens" med Lennart Bengtsson om Radiative Heat Transfer

Brev till mig från LB 5/4:

Eftersom jag råkade ha ett exemplar av Elsassers monografi sänder jag den här. Den är lite gammaldags (1942) med en av de bättre sammanställningarna. Den var min lärobok i strålning när jag studerade för Bert Bolin 1961-62. Kanske Claes Johnson eller eller C-G Ribbing som framstående svenska fysiker kunde låta mig veta vad som är fel i denna framställning.PS bifogar en biografi över Walter M Elsasser http://en.wikipedia.org/wiki/Walter_M._Elsasser#Publications

Mitt svar 5/4:

Tack för detta Lennart:

Noterar att Elsasser på sid 77 säger att koldioxidens möjliga stora inverkan på klimatet enl Arrhenius är en "untenable speculation".

Vidare,  grundfelet i framställningen är att Elsasser i  formuleringen av Plancks inte anger att lagen beskriver utstrålningen mot en bakgrund av 0 K, vilket är den rätta fysikaliska innebörden. Utgående från denna oklarhet har sedan en föreställning växt fram om existensen av "two-stream radiative transfer", trots att överföringen kall-till-varm står i strid med 2a lagen, uttryckt i tex Schwarzschilds ekvationer. Dessa ekvationer har formell karaktär och motsvaras inte av reell fysik (spec eftersom 2a lagen överträds). Om ekvationerna ges fysikalisk innebörd kan felaktiga slutsatser följa, som tex i Kiehl-Trenberths energibudget med ett brutto energiutbyte via strålning om 300 W/m2 mellan jordyta och atmosfär, detta utan fysikalisk motsvarighet.

Grundfrågan är alltså tolkningen av Plancks lag, och denna måste utgå från bevis av lagen
där premisserna anges. Om dessa premisser inte innehåller någonting om "återstrålning", så kan inte något sådant senare införas med åberopande av Plancks lag. Om så görs, innebär det att Plancks lag misstolkas, vilket inte är korrekt vetenskap.

Eller hur ser Du på denna fråga om den fysikaliska innebörden av Plancks lag? Utstrålning mot en bakgrund av 0 K? Eller något annat?

Vänliga påskhälsningar, 
Claes

Mitt brev till LB med förnyad begäran om svar 7/4:

Hej Lennart:

Jag har inte fått någon respons från Dig på mitt svar på Din fråga till mig om vad som är icke-fysik i Elsassers framställning. Jag har utvecklat mitt svar en analys av Schwarzschilds ekvationer som jag ber Dig ta ställning till och ge feedback på:


Det är alldeles uppenbart att det finns ett klart behov av det seminarium om fysiken bakom "återstrålning" som jag begärt att KVA skall arrangera. Vill Du nu arbeta för att detta seminarium kommer till stånd? 

Frågan kommer att ligga kvar till dess den blir besvarad. Om den inte blir besvarad innan KVA presenterar sitt nya uttalande, så minskar det uttalandets värde för sitt avsedda syfte att tjäna som vetenskapligt underlag för svensk klimatpolitik fram till 2050.   

Vänligen, Claes

LBs svar: TBA


Min kommentar: 

Korrespondensen med LB är hela tiden sporadisk med olika utspel som inte följs upp och brev som inte besvaras, som en form av krypskytte. Vad gäller "återstrålning" kan vi förvänta oss att LB (på samma sätt som Henning Rodhe) efter att först ha försvarat "återstrålning" såsom varande själva grunden för AGW, så kommer LB snart att säga att när allt kommer omkring så är inte "återstrålning" så vidare värst viktigt, utan det är istället att "den effektiva utstrålningsnivån" kommer att höjas med mera CO2 från mänskliga utsläpp, och det är detta som är själva kärnan i CO2 alarmismen. Hur lång tid behöver LB för att komma fram till detta? Och vad säger då sakkunskapen om fysiken hos "den effektiva utstrålningsnivån"??

PS Vad vi kan vänta oss från KVA är detsamma som det uttalande av APS som sågats av Judith Curry.

11 kommentarer:

  1. "Vidare, grundfelet i framställningen är att Elsasser i formuleringen av Plancks inte anger att lagen beskriver utstrålningen mot en bakgrund av 0 K, vilket är den rätta fysikaliska innebörden."

    Det där med utstrålning mot 0 K ser väldigt skumt ut. Var har du fått den inden ifrån? Har du någon källa?

    Plancks strålningslag ger formen på det elektromagnetiska spektrumet i ekvilibrium med materia som håller en temperatur T. Det klassiska exemplet är det elektromagnetiska fält som återfinns i ett hålrum där väggarna har temperaturen T och strålningen fullständigt ekvilibreras. Men det stannar inte där. Det är ganska lätt att visa att ett material som är optiskt tätt måste utstråla ett spektra som kan beskrivas med ett Planckspektra. Se till exempel http://arxiv.org/pdf/1010.5696.pdf

    Sen finns det intressanta fall då Plancks lag fallerar. Till exempel då strålningsutbytet är långt från ett kvasiekvilibrium. Eller då avståndet mellan kropparna är kortare än den termiska våglängden.

    SvaraRadera
  2. Stefan-Boltzmann för värmetransport via strålning mellan två svartkroppar lyder Q = sigma (T_1^4 - T_2^4) där T_1 > T_2. Med T_2 = 0 fås Stefan-Bolzmann på formen Q =sigma T_1^4, vilket alltså är utstrålning mot en bakgrund av temp 0 K, vilket skulle bevisas.

    SvaraRadera
  3. Nu skriver du ju nonsens.

    För det första så var det ett Planckspektra du hävdade "beskriver utstrålning mot en bakgrund av 0 K". Vidare pratar du om "den rätta fysikaliska innebörden".

    Stefan-Boltzmanns lag kan härladas direkt från termodynamik på det sätt som Boltzmann (duh!) gjorde det, förutsatt att du är nöjd med att proportionalitetskonstanten får lämnas obestämd (annars får du använda statistisk fysik och Plancks lag). Detta görs från den fundamentala termodynamiska relationen (http://en.wikipedia.org/wiki/Fundamental_thermodynamic_relation) vilket då innebär att vi har en termisk jämvikt samt att första och andra lagen är uppfyllda så länge vi rör oss med små avikelser från jämviktsläget under en makroskopisk tidsskala. Detta fås "på köpet" så att säga. Om kroppen då har temperaturen T, så ger Stefan-Boltzmanns lag den energitäthet som ekvilibrerad strålning från ett föremål med temperaturen T ger ifrån sig.

    Detta betyder rimligen att Stefan-Boltzmanns lag i första hand är valid för strålning i en bakgrund nära den temperatur som det strålande objektet har.

    Om större avvikelser önskas, som i det lilla "trick" du försöker med här med att sätta T_2 = 0, får du vara så vänlig att samtidigt visa att brottet mot det villkor på ekvilibrium vi har inte ställer till med några problem. Det är ingalunda en trivial fråga så som du verkar vilja få det till här.

    Det samma gäller för Plancks lag. Även de olika härledningarna för denna lag görs under ett antagande om termiskt ekvilibrium med omgivningen.

    Förstår du verkligen innebörden av detta? Du verkar liksom vända på hela konceptet av ett ekvilibrium.

    SvaraRadera
  4. Om något är nonsens så är det vad Du skriver: Att en kropp skulle utstråla värmeenergi till en omgivning av samma temperatur är ju befängt.

    SvaraRadera
  5. Re: "the effective radiation level will be increased by more CO2 from human emissions"

    This is a silly argument, not to mention not supported by any observations

    The ERL is always by definition where T=255K, thus the OLR emission will not 'decrease because CO2 is emitting from a colder altitude,' the ERL, temperature of the ERL=255K, and OLR from that temperature all remain constant despite change in CO2 levels. OLR is not a function of height, it is a function of temperature.

    SvaraRadera
  6. Befängt?

    Du gör en viss affär av vikten med en korrekt fysikalisk innebörd, och nu hävdar du att all elektronrörelse samt atomrörelse i ett föremål med en viss temperatur skulle upphöra för att föremålet råkar befinna sig i en omgivning med samma temperatur. Det är ju vad som behövs för att föremålet ska sluta stråla.

    Du ser hur tokigt det blev nu hoppas jag.

    Enda alternativet skulle vara om det uppstod någon slags interferens mellan föremålet och omgivningen. Men detta kan direkt avfärdas då koherenslängden i termisk strålning är av samma storleksordning som maximala våglängden i Wiens förskjutningslag. Så givet att alla rimliga optiska väglängder för ett makroskopiskt system, på en skala bra mycket större än några mikrometer, så finns det ingen korrelation i fasen mellan inkommande och utgående strålning. Därmed ingen interferens.

    SvaraRadera
  7. Om Du vill fortsätta att tro på ofysikalisk återstrålning är det uppenbarligen ingenting som jag kan bidra med för att Du skall komma ur denna villfarelse. Jag upplever att jag talar mot en bakgrund av 0 K och ingenting kommer åter.

    SvaraRadera
  8. MS: The argument put forward is that the altitude of the OLR can influence surface temp by lapse rate, but as you say the altitude of OLR is a poorly delfined entity and change of such a quantity has zero meaning.

    SvaraRadera
  9. Varför kan en kropp inte stråla energi till en omgivning med samma temperatur?

    SvaraRadera
  10. Därför att incitamentet att avge värme via strålning saknas då temperaturen i omgivningen inte är lägre än kroppens. På samma sätt finns det inget skäl att upplysa omgivningen om man är mindre vetande.

    SvaraRadera
  11. allvetande claes, vad är din syn om fenomenet diffusion? eller dynamisk ekvilibrium?

    varför vägrar du att bemöta välbyggda argument med den respekt som vore hyggligt när du hysteriskt skriker om någon annan inte bemöter dina invändingar i minsta detalj?
    anonym, här uppe, har ställt rimliga frågor som du har svarat med retoriska tricks, skämt eller nedsättande kommentarer. inte ett enda sakliga argument från paladinens av öppna vetenskapliga diskussioner.

    SvaraRadera