El síndrome de Venus

El sindrome de Venus   Es una hipotesis de James Hansen segun la cual la quema de la mayoria de los combustibles fosiles generaria una retroalimentacion positiva que llevaria a la tierra a un efecto invernadero desbocado.   Lo explica en su ponencia a la AGU en 2008:  http://tinyurl.com/2dcqcno

Y lo adorna con expresiones como "Faustian bargain", es decir, que estamos vendiendo nuestra alma al diablo por disfrutar de unos litros de gasolina en el presente.

El origen del termino proviene de ota hipoteis de Hansen en la que explica la temperatura de la superficie de Venus (unos 460C) debido a una atmosfera  que atrapa la radiacion emitida "James Hansen. The atmosphere and surface teperature of Venus. A dust insulation model"
http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1967/1967_Hansen_Matsushima.pdf

La atmosfera de Venus se compone principalmente de CO2, lo que crea una asociacion de ideas, no exenta de preocupaciones y temores, con el aumento del CO2 en la atmosfera terrestre.

La hipotesis venusiana de Hansen la recoge el IPCC:

"Climate change 1995: the science of climate change By John Theodore Houghton, Intergovernmental Panel on Climate Change"
http://tinyurl.com/3x2c2q3

Esta postura no solo no ha cambiado desde 1995 sino que se ha acentuado en los comentarios de "punto sin retorno" (tipping point) y en la charla de Hansen en la AGU


Es por eso sumamente intresante una reflexion simple y sencilla sobre el problema que hace Steve Goddard en Wattsupwiththat: http://wattsupwiththat.com/2010/05/08/venus-envy/  y en un articulo precedente ahi enlazado.

Y es bien sencillo, la superficie externa de la atmosfera de venus esta a unos 240K, tenemos una atmosfera de un grosor de 50 km que llega a presiones alrededor de 90 atmosferas, y el gradiente termico medido en la atmosfera de marte sigue un gradiente adiabatico seco de unos 10K/km.  Por lo tanto la temperatura en la superficie es de 240 + 50*10 = 740 K o ~ 467 C (el calculo en el enlace anterior es diferente pero el principio es el mismo).

Lo cual indica que la temperatura se debe a la presion y no al efecto invernadero de la atmosfera

Lo curioso es que Carl Sagan, hace ya mucho tiempo lo calculo de la misma manera: http://adsabs.harvard.edu/full/1967ApJ...149..731S

Mas sobre la atmosfera de venus:
"Physics and chemistry of the solar system" by John S. Lewis
http://tinyurl.com/2dztz7p   El gradiante de temperatura viene en la pag. 536


Y por ultimo aqui os dejo una imagen de Venus mucho mas grata que esas gangas faustianas de Hansen.  Esta es cortesia de Tiziano:


 

Interesante si señor, aunque ya hace tiempo que se sabe que el efecto invernadero de Venus nada tiene que ver con el de la Tierra a pesar de que probablemente tuvieran la misma atmósfera primitiva. Pero evolucionaron de forma distinta.
Para empezar en Venus no hay rotación (por culpa de alguna colisión o por las mareas solares) y por ende campo magnético por lo que Venus no ofrece protección contra el viento solar. Las moléculas de agua que había fueron descompuestas por el viento solar.
Al no haber agua no pudo formarse la vida a pesar de estar en una zona teóricamente mucho mejor que la Tierra para albergarla.
Al no haber vida en Venus no se produjo la peor contaminación que ha habido en la historia de la Tierra, la producción de 0xígeno molecular O2. Al no haber O2 no hay O3, es decir ozono. Al no haber O3 no hay protección contra la luz ultravioleta.
De hecho las grandes concentraciones atmosféricas de Venus lo convierten en uno de los cuerpos con más albedo del sistema solar y de hecho la luz apenas puede atravesar la atmósfera, por lo que la temperatura no tiene que ver con la luz visible como aquí en la Tierra sinó como bien dicen con la radiación UV (que si consigue atravesar las nubes al no haber O3) y sobretodo por la enorme presión que produce semejante concentración de CO2, probablemente de origen volcánico.
Este estudio viene a confirmar que de efecto invernadero en Venus nada de nada, que es todo un tema de presión atmosférica. No son lo mismo 90 atmósferas que 1.

Carl Sagan afirma Cosmos que la temperatura de Venus es debida a un efecto invernadero desbocado, y también menciona a los gases de efecto invernadero antropogénicos y el riesgo que constituyen. Pero eso no lo dirán en Whattsupwiththat.

El artículo de Goddard dice cosas como:


If there were no Sun (or other external energy source) atmospheric temperature would approach absolute zero. As a result there would be almost no atmospheric pressure on any planet -> PV = nRT

Eso es totalmente incorrecto. La presión hidrostática es debida a la gravedad, sin ella el aire escaparía al espacio. Por muy baja que sea la temperatura no va a dejar de haber presión, la mayor densidad del aire compensa la bajada de la temperatura, la ecuación de los gases ideales para la atmósfera suele escribirse [tex]P=\rho R T[/tex] donde [tex]\rho[/tex] es la densidad.

Si en Venus mañana de repente dejase de haber efecto invernadero emitiría al espacio mucha más radiación inflarroja de la que emite ahora, y comenzaría a enfriarse a gran velocidad. Lo que importa como siempre es el balance de energía. Si tu atmósfera es transparente a la radiación inflarroja de poco te servirá su presión. Claro que una atmósfera muy densa tendrá siempre mucho efecto invernadero, como es lógico.

Concentrarse en ese parrafo de Goddard es desviarse un tanto del argumento central.  No se muy bien por que lo dice pero aun asi no es incorrecto.  No creo que se pueda decir que la ley de los gases ideales PV=nRT sea totalmente incorrecta.
Es un puro ejercicio especulativo que no añade claridad al asunto, pero en ausencia de sol y teniendo en cuenta que el CO2 condensa a 300K a la presion de venus o sublima a 195 K a 1 atm, y que el N2 condensa  a 63K, la atmosfera de venus se reduciria a unas trazas de helio e hidrogeno a lo sumo.  Ademas con una temperatura cercana al cero, la presion seria infima.

En cuanto a Sagan, no me cabe duda de que diria muchisimas cosas, pero si lees su articulo que enlazo arriba, el calculo de la temperatura en la superficie de venus es:
Lambda = g/C_p  con g gravedad de venus y c_p calor especifico a P constante
Ts = Tc+Lambda*Zc  donde Zc es la distancia en la vertical a un punto de temperatura conocida Tc

Sagan, C.: 1967. An estimate of the surface temperature of venus independent of passive microwave radiometry  The Astrophysical Journal, Vol. 149, p.731

Como ves se reduce a g, C_p y Zc  no hay ningun factor radiativo interno, efecto invernadero ni nada por el estilo.

Yo había llegado al artículo surrealista ese del blog de Watts a través del de Tamino. Estuve tentado de ponerlo aquí para comentar las chorradas tan increíbles que llegan a decir algunos. Mi sorpresa ha sido cuando he visto que ya ha aparecido por aquí, pero ni más ni menos que para darle crédito. Tremendo

Pues por que no desmantelas los argumentos de forma cientifica?

Concentrarse en ese parrafo de Goddard es desviarse un tanto del argumento central.  No se muy bien por que lo dice pero aun asi no es incorrecto.  No creo que se pueda decir que la ley de los gases ideales PV=nRT sea totalmente incorrecta.

Es totalmente incorrecto. En un gas ideal se supone que no existe ningún potencial externo ni interacción entre las partículas que lo forman. En Venus hay gravedad, luego solo puede suponerse que la atmósfera cumple esa ecuación localmente. Para bajas temperaturas la atmósfera se irá comprimiendo, contrarrestando el efecto del descenso de la temperatura en el término de la derecha de la ecuación [tex]P=\rho RT[/tex]

Es un puro ejercicio especulativo que no añade claridad al asunto, pero en ausencia de sol y teniendo en cuenta que el CO2 condensa a 300K a la presion de venus o sublima a 195 K a 1 atm, y que el N2 condensa  a 63K, la atmosfera de venus se reduciria a unas trazas de helio e hidrogeno a lo sumo.  Ademas con una temperatura cercana al cero, la presion seria infima.

Me parece un ejercicio interesante. Si llevamos la hipótesis del gas ideal sometido a un campo gravitatorio hasta las últimas circunstancias, un gas ideal no se condensa. A temperaturas muy bajas terminaríamos con una capa muy fina de gas pegada a la superficie, pero la presión en la superficie, bajo esa capa, seguiría siendo igual o mayor a la que había cuando la temperatura era mayor. La presión hidrostática depende de la constante g y de la cantidad de gas que rodee el planeta [tex]dP = -\rho R dz[/tex] . Es el "peso" del aire, y el peso de la misma cantidad de aire siempre es el mismo. En realidad al estar el centro de masa de la atmósfera más cerca del centro del planeta la g sería mayor, y a temperaturas muy bajas la presión subiría.

En cuanto a Sagan, no me cabe duda de que diria muchisimas cosas, pero si lees su articulo que enlazo arriba, el calculo de la temperatura en la superficie de venus es:
Lambda = g/C_p  con g gravedad de venus y c_p calor especifico a P constante
Ts = Tc+Lambda*Zc  donde Zc es la distancia en la vertical a un punto de temperatura conocida Tc

Sagan, C.: 1967. An estimate of the surface temperature of venus independent of passive microwave radiometry  The Astrophysical Journal, Vol. 149, p.731

Como ves se reduce a g, C_p y Zc  no hay ningun factor radiativo interno, efecto invernadero ni nada por el estilo.

No le veo ningún problema al cálculo. El efecto radiativo está en la temperatura conocida, que se toma de partida, y en el perfil de temperatura que se atribuye a la atmósfera. El problema está en deducir de ahí que la temperatura depende de la presión y no del balance radiativo, eso lo veo un grave error. La temperatura de un cuerpo en el vacío siempre va a depender de su balance radiativo (El el vacío no hay otra forma de transferir energía). El perfil de temperatura de su atmósfera siempre va a depender de las propiedades radiativas de los gases que la componen, y del transporte por convección y mezcla turbulenta.

Imaginate que la gravedad de la tierra pasa a ser de repente 11 m/s² , la atmósfera se comprimirá súbitamente y se calentará, si. Pero si sus propiedades radiativas las suponemos iguales (es solo un ideal sin albedo ni océanos ni nada claro) la superficie recalentada empezará a emitir más energía en onda larga que la que recibe en onda corta del sol, y comenzará a enfriarse rápidamente hasta alcanzar el estado anterior. Sin que el aumento de presión pueda evitarlo.

No se si me explico, me he picado y llevo todo el día dándole vueltas al asunto  

Me parece alucinante. ¡Qué prepotencia la nuestra, la de los humanos!

Si ni siquiera conocemos muy bien cómo funciona el clima de la Tierra (son muy pocos los años que llevamos estudiándolo en serio) y ahora pretendemos deducir cómo será en el futuro a partir de lo que suponemos que ha ocurrido (porque saberlo a ciencia cierta, no lo sabemos) ¡¡ en otro planeta !!

¡Apaga y vámonos!

Me parece alucinante. ¡Qué prepotencia la nuestra, la de los humanos!

Si ni siquiera conocemos muy bien cómo funciona el clima de la Tierra (son muy pocos los años que llevamos estudiándolo en serio) y ahora pretendemos deducir cómo será en el futuro a partir de lo que suponemos que ha ocurrido (porque saberlo a ciencia cierta, no lo sabemos) ¡¡ en otro planeta !!

¡Apaga y vámonos!

La verdad es que en este caso tenéis razón con Hansen. No se a donde quiere llegar comparando 2 planetas tan diferentes como Venus y la Tierra, me parece más un recurso sensacionalista que otra cosa. Eso a pesar de que creo que el artículo de Steve Goddard es una falacia como una casa.

De todas formas si creo que el estudio de otros planetas si puede enseñarnos cosas sobre el nuestro.

¿Y donde está el limite superior de concentración del CO2 como GEI en la atmósfera de Venus?

Si llevamos la hipótesis del gas ideal sometido a un campo gravitatorio hasta las últimas circunstancias, un gas ideal no se condensa

El ejercicio es interesante, y es cierto, un gas ideal es ideal.

Sin embargo sigo sin ver claro el efetco invernadero desbocado.  Algunos estudios atribuyen a este una deiferencia hipotetica de 500 K (con o sin efecto invernadero).   No he encontrado la curva de emision de un cuerpo negro a 760 K pero aun asi, creo que la banda de absorcion del CO2 seria similar y en venus estaria saturada.  Ademas, venus tiene un albedo del 80% y solo llega a la superficie un 2.5 % de la radiacion solar incidente, asi que sigo sin ver claro el efecto invernadero desbocado ("runaway greenhouse effect").

Una prueba de que no esta tan claro es que segun que modelo de transferencia radiativa se elija la temperatura de la superficie varia entre 500 K y 2000 K !
http://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC2009/EPSC2009-750.pdf

la diferencia entre Venus y la Tierra es que venus no puede reciclar su CO2 y la Tierra si mediante el ciclo del carbonato-silicato que mantiene los niveles de CO2 en valores adecuados. Bueno,y que esta 50millones de kolómetros mas cercano al sol...