Física del efecto invernadero

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #12 en: Jueves 19 Noviembre 2009 15:21:07 pm »
si, lo que quieras,
¿pero en las gráficas de Tª que marca? ¿cuál es el aporte radiativo? (ya que no es convectivo) ¿donde va ese más del 50% de energía que filtra?

¿que es lo que mide un termómetro?
¿es adecuado entonces para cálculos termodinámicos globales?
...

(lo que nos mantiene pegados a la superficie terrestre es la gravedad, por algo somos "sólidos", aunque igual acabáramos como la estela de un cometa)

y tienes razón, la primera tapa es entre troposfera y estratopausa, el segundo nivel es estratopausa-mesopausa-termosfera.


Vamos a ver, si no me equivoco tu argumento consiste en suponer que una capa tan grande y a tanta temperatura como la termosfera debería tener una importancia bastante grande en la temperatura superficial del planeta, ¿no es eso?

Pues yo te digo que no. Un Termómetro obviamente no solo mide la temperatura del medio donde está sino también su capacidad de transferir calor. Por mucha temperatura que tenga la termosfera, si no es capaz de transferir calor (y aquí ya te digo para que ordenes un poco las ideas que las moléculas excitadas NO se comportan como un cuerpo negro) dificilmente tendrá alguna repercusión en las temperaturas de superficie.

Hay una prueba muy simple para ver esto:
Considera la corona solar. Tiene un tamaño de muuuchas veces el sol. Tiene una temperatura de millones de grados. Pues bien, cuando hay un eclipse total de sol, la temperatura baja exactamente de la misma meanera que lo hace cuando se pone el sol, luego esa corona no influye en lo más mínimo en las temperatuas de la tierra, y eso que no tiene parangón con ninguna otra cosa en el sistema solar en cuanto a tamaño y temperatura.
   

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #13 en: Jueves 19 Noviembre 2009 17:16:31 pm »
Volviendo a la física. la explicación más sencilla seria la siguiente.

Primero Un caso ideal.

Pongamos una resitencia eléctrica en la base de una superficie. La superficie la cubrimos con un material transaparente a ciertas longitudes de onda en el u.v., pero que absorven en el infrarrojo y parte del visible, vamos, en las mismas bandas que emite la resistencia (para poder facilitar los calculos, por eso es ideal).

Llamemos A a la fracción de la potencia luminosa que sale del material hacia afuera (trasmitancia), es decir A=W/W0, siendo W0 la potencia a su entrada y W a la salida, W=W0A. Por supuesto, 0<A<1.

Esto implicaría que una parte de la radiación se quedaría sin salir. Pero no es posible permanecer alimentando una resistencia con energía sin que  se transforme en algo. Por tanto, lo que ocurre es que el material se calienta hasta que consigue emitir la misma cantidad de potencia que recibe.

Si la temperatura de la resistencia es T0 y su intensidad a la salida era W0, ahora debería tenerse en el interior una potecia equivalente Weq de forma que W=WeqA=W0, ya que el material sigue absorbiendo parte de la misma. De esta forma, la potencia emitida es la misma que la que aportamos a la resistencia.

Si admitimos que tanto la resistencia como la substancia actúan como cuerpos negros, se verifica

W0=sigma*T40.
Weq=sigma*T4eq.

Dividiendo

Weq/W0=T4eq/T40

Pero Weq=W0/A

Sustituyendo

1/A=T4eq/T40

y por último

Teq=T0A-1/4

Algunos valores equivalentes en función de la trasmitancia y como 288 ºK  (15ºC) se calentarían

Código: [Seleccionar]
A   Teq/T0      ºK             ºC      diferencia
0,10 1,78 512,14 239,14 +224,14
0,20 1,50 430,66 157,66 +142,66
0,30 1,35 389,15 116,15 +101,15
0,40 1,26 362,14 89,14 +74,14
0,50 1,19 342,49 69,49 +54,49
0,60 1,14 327,23 54,23 +39,23
0,70 1,09 314,86 41,86 +26,86
0,80 1,06 304,52 31,52 +16,52
0,90 1,03 295,69 22,69 +7,69
1,00 1,00 288,00 15,00 +0,00


Continuara....
« Última modificación: Jueves 19 Noviembre 2009 17:19:59 pm por Fortuna »
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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #14 en: Jueves 19 Noviembre 2009 20:36:06 pm »

Hay una prueba muy simple para ver esto:
Considera la corona solar. Tiene un tamaño de muuuchas veces el sol. Tiene una temperatura de millones de grados. Pues bien, cuando hay un eclipse total de sol, la temperatura baja exactamente de la misma meanera que lo hace cuando se pone el sol, luego esa corona no influye en lo más mínimo en las temperatuas de la tierra, y eso que no tiene parangón con ninguna otra cosa en el sistema solar en cuanto a tamaño y temperatura.

esa prueba no me vale, en un eclipse no hay direccionalidad hacia la tierra, por eso se produce el eclipse,
ya que la radiación es una función vectorial, sin contar la distancia,

tu lo has dicho, un eclipse es como cuando se pone el sol, y eso solo tapando un arco angular de ¿2º? (ángulo sólido de 0.19635º cuadrados)


y creo que confundís también, el que tengan mucha energía cinética, no desvirtúa nada, es un gran almacén de energía, sea de una forma u otra,
¿o que es el calor más que energía cinética, de enlaces?


Citar
The mechanisms of energy dissipation in the atmosphere for magnetospheric substorm energy sources are examined quantitatively, and the height-integrated energy budget is determined for average auroral conditions. Under steady-state conditions (1) at least 60% of the energy deposited by typical auroral particle bombardment heats the neutral atmosphere; about 11% maintains the enhanced level of ionization. Only about 4% is radiated in the visible, near i.r., and near u.v. spectral regions, which are detectable by ground-based and airborne observations, and 6% is known to be radiated in the medium and far u.v. spectrum. Another 3% of the energy is expended in maintaining enhanced electron and ion temperatures, bremsstrahlung radiation, and long-wave radio emissions. This leaves about 16% of the energy unaccounted for; it is argued that the bulk of this energy must reside in extreme u.v. radiation originating from highly excited atomic, molecular, and ionic states. Both laboratory and field evidence support this suggestion. (2) Orthogonal electric fields dissipate substantial energy in the atmosphere; the amount is governed by the ionospheric conductivity profile. In fact, the energy dissipated by electric fields can exceed the energy deposited by particle bombardment. About one-half of this energy goes into heating the neutral gas. (3) Plasma heat conduction is a small energy source that may have a large spatial extent. Its principal effect is heating of the electron gas, which, in turn, raises the electron temperature. Only 3% of the energy goes into radiation of OI(λ6300), the spectroscopic signature of SAR-ARCS.
Magnetospheric substorm energy dissipation in the atmosphere

Citar
A new quantitative empirical model of the high‐latitude forcing of the thermosphere, which is the first empirical model with an electric field variability component consistent with the average electric field, is used with the NCAR‐TIEGCM to investigate the influence of the electric field variability on the Joule heating, neutral temperature and density. The electric field variability increases the Joule heating by more than 100%, and significantly improves the agreement between the total Joule heating and integrated Poynting flux, while the horizontal distributions of the height‐integrated Joule heating and the Poynting flux have some detailed differences in the polar cap and nightside regions. Including the electric field variability into the energy calculation results in significant changes in the neutral temperature and density. At 400 km, it causes a 120 K polar average temperature increase and the corresponding percentage difference of density is close to 30%.
Impact of electric field variability on Joule heating and thermospheric temperature and density

pero más allá de la influencia que tenga por efecto joule, lo que me parece interesante, es el carácter de "filtro activo", pudiendo, su nivel de excitación modular la entrada/salida energética.


¿las moléculas excitadas no se comportan como un cuerpo negro?
¿el filamento de una bombilla no se puede considerar como cuerpo negro (para análisis)?
claro que no es un cuerpo negro ideal, no existen, pero si que se puede considerar su emisividad idealizandolo como cuerpo negro, aunque no haya transmisión debido a otras causas (poca conductividad de otros medios),
y puede ser ¿?, que en alguna frecuencia emisiva, el medio si que transmita bien.

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #15 en: Jueves 19 Noviembre 2009 21:43:09 pm »
Volviendo a la física. la explicación más sencilla seria la siguiente.

Primero Un caso ideal.

Pongamos una resitencia eléctrica en la base de una superficie. La superficie la cubrimos con un material transaparente a ciertas longitudes de onda en el u.v., pero que absorven en el infrarrojo y parte del visible, vamos, en las mismas bandas que emite la resistencia (para poder facilitar los calculos, por eso es ideal).

Llamemos A a la fracción de la potencia luminosa que sale del material hacia afuera (trasmitancia), es decir A=W/W0, siendo W0 la potencia a su entrada y W a la salida, W=W0A. Por supuesto, 0<A<1.

Esto implicaría que una parte de la radiación se quedaría sin salir. Pero no es posible permanecer alimentando una resistencia con energía sin que  se transforme en algo. Por tanto, lo que ocurre es que el material se calienta hasta que consigue emitir la misma cantidad de potencia que recibe.

Si la temperatura de la resistencia es T0 y su intensidad a la salida era W0, ahora debería tenerse en el interior una potecia equivalente Weq de forma que W=WeqA=W0, ya que el material sigue absorbiendo parte de la misma. De esta forma, la potencia emitida es la misma que la que aportamos a la resistencia.

Si admitimos que tanto la resistencia como la substancia actúan como cuerpos negros, se verifica

W0=sigma*T40.
Weq=sigma*T4eq.

Dividiendo

Weq/W0=T4eq/T40

Pero Weq=W0/A

Sustituyendo

1/A=T4eq/T40

y por último

Teq=T0A-1/4

Algunos valores equivalentes en función de la trasmitancia y como 288 ºK  (15ºC) se calentarían

Código: [Seleccionar]
A   Teq/T0      ºK             ºC      diferencia
0,10 1,78 512,14 239,14 +224,14
0,20 1,50 430,66 157,66 +142,66
0,30 1,35 389,15 116,15 +101,15
0,40 1,26 362,14 89,14 +74,14
0,50 1,19 342,49 69,49 +54,49
0,60 1,14 327,23 54,23 +39,23
0,70 1,09 314,86 41,86 +26,86
0,80 1,06 304,52 31,52 +16,52
0,90 1,03 295,69 22,69 +7,69
1,00 1,00 288,00 15,00 +0,00


Continuara....
Si partes de la hipótesis de que W0=AW CON 0<A<1
y tras las oportunas explicaciones pones W=W0, implica A=1, con lo que no se disipa potencia por efecto Joule, ni se pierde por ningún sitio.........no lo entiendo

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #16 en: Jueves 19 Noviembre 2009 22:10:33 pm »
Al filo de la estratosfera,

Citar
Abstract

 The main features of upper atmosphere dynamics as an important part of upper atmosphere climatology are presented. The dynamics of the mesosphere and lower thermosphere (MLT) are of special interest. The results are based on the long series of investigations in East Siberia and data from a world-wide network of observatories. We present the regional climatic norms for the prevailing wind and semi-diurnal tide and the main features of the quasi-periodic structure of the wind field. The non-zonality of MLT dynamics is demonstrated as well as regional differences in the response of the wind field to stratospheric disturbances, solar activity variations and geomagnetic storms.
Dynamical Climatology of the Upper Mesosphere, Lower Thermosphere and Ionosphere

Citar
3.5 Joule Heating

 The effects of intense Joule heating events on the E-region kinetic temperature (T) is generally small. However, in the F-region, where the air density is at least an order of magnitude lower, changes in T may be significant. Polar auroral [OI] 6300 °A Doppler profiles show large T enhancements.
Whether these measurements reflect changes in local T, or of distant regions from which the long-lived red emissions may have been excited and then convected to the observing sites, is unclear. Unfortunately, auroras which peak in the F-region are devoid of significant molecular band emissions that do not involve resonant scattering of sunlight (Sivjee, 1983). An exception is the N2+  Meinel (1,0) band which results from the
following resonant-energy charge exchange process:
O+(2D)+N2(X) --> N2+ (A,v'=1)+O(3P)  (1)
followed by emission of Meinel (1,0) band. The spectral distribution of the latter yields T of the region where the above reaction occurs which is the same region from which the band emission originates.
Polar Cap Disturbances: Mesosphere and Thermosphere – Ionosphere Response to Solar-Terrestrial Interactions



Modelado (CMAT-Coupled Middle Atmosphere-Thermosphere General Circulation Model)

Citar
Figure E1 : Global mean heating rates calculated in CMAT for solar minimum, where O3 is absorption of solar radiation by ozone in the Chappuis, Hartley and Huggins bands; HZ is the absorption of solar radiation by O2 and ozone in the Herzberg continuum; SRB is absorption of solar radiation by O2 in the Schumann-Runge Bands; SRC is absorption of solar radiation of O2 in the Schumann-Runge continuum; QA is heating due to auroral electron precipitation; QJ  is heating due to Joule heating and ion drag; NNC is heating due to exothermic neutral chemistry, with the omission of atomic nitrogen reactions above 110km and ion-neutral reactions; and QT the total.

Citar
Figure E2 : Global mean cooling rates

Citar
Figure E3 : Global mean heating rates in the mesopause region

Citar
Figure E5 : Global mean temperature as calculated by CMAT, the original thermospheric code CTIP, and MSIS-E90, for F10.7=76 kp=2+.

Citar
Figure E6 : Comparison of global mean temperatures at equinox for F10.7=76, kp=2+ from CMAT, MSIS-E90 and CTIP.

CMAT Quick Tour (Coupled Middle Atmosphere-Thermosphere General Circulation Model )

CMAT2

(seguiré  ;D que estoy mirando como afectan las ondas de gravedad:
Citar
...Energy is dissipated through Joule heating in each cycle of a wave, therefore, over a given distance, short period waves lose more energy and dissipate. This gives a clear indication of the direction of flow of the gravity waves, and corroborates that the source is the auroral oval and waves propagate polewards to the polar cap.
)

Citar
Major advances in our understanding of the dynamics of Earth's thermosphere (≈ 90-500 km) during the past 25 years are reviewed. Since the thermosphere is primarily an externally-forced system, a broad overview of the energy input, conversion and transport mechanisms in the ionosphere-thermosphere system is first provided. This serves as background and context for the non-specialist. Then, several broad areas of progress are in turn discussed in some detail: (i) the role of solar thermal tides in imposing significant longitudinal variability in the lower thermosphere (≈ 100-150 km), and affecting the zonal mean circulation at these altitudes; (ii) the zonal mean circulation of the thermosphere, the changes in O and N2 relative densities that accompany it, and the competing roles of solar radiative heating and Joule (ohmic) heating in determining the overall structure of this circulation; (iii) polar and auroral thermosphere dynamics, and connections to relevant magnetosphere and ionosphere processes; and (iv) the global response to geomagnetic disturbances, i.e., relatively sudden injections of energy and momentum from the magnetosphere. The paper concludes with a personal assessment of future research directions and scientific questions that remain to be addressed in forthcoming decades.
Dynamics of the Thermosphere


Energía de una tormenta mesosférica,
Citar
...The corresponding total thermal energy deposited by the sprite is bounded by these measurements to be less than ∼1 GJ. This value is well above the total energy deposited into the medium by the sprite, estimated by several independent methods to be on the order of ∼1–10 MJ.
Simultaneous observations of mesospheric gravity waves and sprites generated by a midwestern thunderstorm

(buena referencia química) Dissociative Recombination of Atmospheric Ions
« Última modificación: Jueves 19 Noviembre 2009 22:35:56 pm por _00_ »

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #17 en: Jueves 19 Noviembre 2009 22:49:56 pm »

Hay una prueba muy simple para ver esto:
Considera la corona solar. Tiene un tamaño de muuuchas veces el sol. Tiene una temperatura de millones de grados. Pues bien, cuando hay un eclipse total de sol, la temperatura baja exactamente de la misma meanera que lo hace cuando se pone el sol, luego esa corona no influye en lo más mínimo en las temperatuas de la tierra, y eso que no tiene parangón con ninguna otra cosa en el sistema solar en cuanto a tamaño y temperatura.

esa prueba no me vale, en un eclipse no hay direccionalidad hacia la tierra, por eso se produce el eclipse,
ya que la radiación es una función vectorial, sin contar la distancia,

tu lo has dicho, un eclipse es como cuando se pone el sol, y eso solo tapando un arco angular de ¿2º? (ángulo sólido de 0.19635º cuadrados)


No entiendo nada de lo que dices.
Lo que digo yo es muy fácil: La corona solar, vista desde aquí tiene un tamaño angular varias veces mayor que el sol, y una temperatura MILES de veces mayor que la del sol. Si la temperatura fuese determinante para la transmisión de calor, está claro que nos tendríamos que calentar más por la acción de la corona que por la del mismo sol. Y un eclipse nos dice qiue eso no sucede (supongo que no hace falta recordar que un eclipse tapa la fotosfera pero no la corona, ¿verdad?)

y creo que confundís también, el que tengan mucha energía cinética, no desvirtúa nada, es un gran almacén de energía, sea de una forma u otra,
¿o que es el calor más que energía cinética, de enlaces?

Aquí estás un poco equivocado. Las radiación más energética que es la que de verdad absorbe la alta atmósfera tiene energías que están por encima de las que pueden absorber las moléculas y transformarlas en energía cinética molecular. Aquí entramos en el reino atómico y subatómico de la excitación electrónica e ionización. Y esas energía no se transmite igual, lo mismo que pasa con la radiación aún más energética que excita las uniones del núcleo atómico, produciendo isótopos (C13, C14, Be9, etc...) que por muy excitados que esté no están calientes  ;D. Está claro que el gas se sigue calentando por efecto de la radiación menos energética (visible y UV) pero eso poco tiene que ver con el veintitantos por cierto que has dado.

Magnetospheric substorm energy dissipation in the atmosphere

Impact of electric field variability on Joule heating and thermospheric temperature and density

pero más allá de la influencia que tenga por efecto joule, lo que me parece interesante, es el carácter de "filtro activo", pudiendo, su nivel de excitación modular la entrada/salida energética.

Todo esto que pones se refiere al viento solar, no a la radiación que creo que era de lo que hablamos (¿no era que un veintitantos por ciento de la radiación entrante se la 'comía la termosfera?)

¿las moléculas excitadas no se comportan como un cuerpo negro?
¿el filamento de una bombilla no se puede considerar como cuerpo negro (para análisis)?
claro que no es un cuerpo negro ideal, no existen, pero si que se puede considerar su emisividad idealizandolo como cuerpo negro, aunque no haya transmisión debido a otras causas (poca conductividad de otros medios),
y puede ser ¿?, que en alguna frecuencia emisiva, el medio si que transmita bien.


La moléculas sí, los electrones no.
Y la termosfera, como ya he comentado por aquí, quien la calienta es exactamente el mismo efecto que calienta la corona solar.  Y que calienta cuanquier transformador de nuestra casa: inducción mágnética (y un poco de ef. Joule). Precisamente por eso había comparado antes la termosfera con la corona solar.

Saludos.
« Última modificación: Jueves 19 Noviembre 2009 22:55:46 pm por Vaqueret »
   

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #18 en: Jueves 19 Noviembre 2009 23:18:46 pm »
Si partes de la hipótesis de que W0=AW CON 0<A<1
y tras las oportunas explicaciones pones W=W0, implica A=1, con lo que no se disipa potencia por efecto Joule, ni se pierde por ningún sitio.........no lo entiendo

Pero es que eso no es ninguna hipótesis, eso es una definición.

Si tu cojes un determinado instrumento que te mida la potencia emitida por la resistencia por estereoradián, por ejemplo, te dará un valor (W0). Si pones el material translúcido por el medio y vuelves a medir, te dará otro (W). Símplement define A como el porcentaje entre uno y otro A=W0/W.

Lo interesante de aquí es que nada de esto varía si variamos el grosor y/o la composición y/o estado del material 'invernadero'.

Pero lo más interesante de todo sería saber qué pasaría si el material 'invernadero' es un gas de un cierto grosor y la resistencia, además tiene una gravedad. Aquí entrarían otras cosas en juego: la parte inferior del gas se calentaría más rapidamente que la superior, con lo que la parte superíor, al tener más densidad caería hacia abajo mientras que la inferior, ascendería.
¿Tendría esto algún efecto sobre A? ¿Variaría el A medido en un primer momento con el tiempo?
   

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #19 en: Jueves 19 Noviembre 2009 23:33:14 pm »

Hay una prueba muy simple para ver esto:
Considera la corona solar. Tiene un tamaño de muuuchas veces el sol. Tiene una temperatura de millones de grados. Pues bien, cuando hay un eclipse total de sol, la temperatura baja exactamente de la misma meanera que lo hace cuando se pone el sol, luego esa corona no influye en lo más mínimo en las temperatuas de la tierra, y eso que no tiene parangón con ninguna otra cosa en el sistema solar en cuanto a tamaño y temperatura.

esa prueba no me vale, en un eclipse no hay direccionalidad hacia la tierra, por eso se produce el eclipse,
ya que la radiación es una función vectorial, sin contar la distancia,

tu lo has dicho, un eclipse es como cuando se pone el sol, y eso solo tapando un arco angular de ¿2º? (ángulo sólido de 0.19635º cuadrados)


No entiendo nada de lo que dices.
Lo que digo yo es muy fácil: La corona solar, vista desde aquí tiene un tamaño angular varias veces mayor que el sol, y una temperatura MILES de veces mayor que la del sol. Si la temperatura fuese determinante para la transmisión de calor, está claro que nos tendríamos que calentar más por la acción de la corona que por la del mismo sol. Y un eclipse nos dice qiue eso no sucede (supongo que no hace falta recordar que un eclipse tapa la fotosfera pero no la corona, ¿verdad?)

a lo que me refiero, es que la energía que desprende la corona (como cuerpo negro) es vectorial, su emisividad es direccional, no es difusa, por tanto, es lógico que no recibamos más que una pequeña parte, que incluso en el espectro visible es relevante (esos millones de grados de la corona, son los que vemos del sol cuando no hay eclipse, lo que se tapa en el eclipse también es corona)


y creo que confundís también, el que tengan mucha energía cinética, no desvirtúa nada, es un gran almacén de energía, sea de una forma u otra,
¿o que es el calor más que energía cinética, de enlaces?

Aquí estás un poco equivocado. Las radiación más energética que es la que de verdad absorbe la alta atmósfera tiene energías que están por encima de las que pueden absorber las moléculas y transformarlas en energía cinética molecular. Aquí entramos en el reino atómico y subatómico de la excitación electrónica e ionización. Y esas energía no se transmite igual, lo mismo que pasa con la radiación aún más energética que excita las uniones del núcleo atómico, produciendo isótopos (C13, C14, Be9, etc...) que por muy excitados que esté no están calientes  ;D. Está claro que el gas se sigue calentando por efecto de la radiación menos energética (visible y UV) pero eso poco tiene que ver con el veintitantos por cierto que has dado.

claro, por eso se disocian, es evidente, claro que esas reacciones son reversibles, lo que las convierte en una dinámica electrocinética,
yo sigo hablando de energía, no de temperatura, (eso es parte de la explicación, la tª y la energía no se pueden cuantificar de la misma manera, hay equilibrios que pueden inducir en realimentaciones independientemente de su temperatura)

¿no se transmite igual que que?
para mi una radiación electromagnética es una radiación electromagnética, se transmite como onda electromagnética, independientemente de su frecuencia,
según la física de las ondas electromagnéticas,
¿o es que la tª se transmite de otra manera? (si, por choques)
si quieres discretizar, pero es lo mismo,
si hacemos un balance energético, habrá que hacerlo añadiendo todo el espectro electromagnético, digo yo,
y si las capas altas absorven/retienen un 25%, o un 30%, o un 50% o un 75%, habrá que tenerlo en cuenta, no solo a nivel de balance absoluto, sino también a nivel de dinámica,

una cosa es que los átomos estén excitados, y otra que la molécula esté fría,
eso me suena a manipulación,
según tu ejemplo,
los átomos del C13 pueden estar muy excitados, y estarán muy calientes, la molécula de C13 está fría por que es estable,
en un pequeño cambio de escala en la comparación, ¿no te parece un pelín engañoso tras tu explicación de energía cuántica?  ;)


Magnetospheric substorm energy dissipation in the atmosphere

Impact of electric field variability on Joule heating and thermospheric temperature and density

pero más allá de la influencia que tenga por efecto joule, lo que me parece interesante, es el carácter de "filtro activo", pudiendo, su nivel de excitación modular la entrada/salida energética.

Todo esto que pones se refiere al viento solar, no a la radiación que creo que era de lo que hablamos (¿no era que un veintitantos por ciento de la radiación entrante se la 'comía la termosfera?)

Si, bueno, cultura general, y algo de como en los polos si que hay un efecto Joule considerable, bastante mayor que el radiativo,
también mencionan el intercambio energético en capas altas (tormentas electricas, "sprites"),
o eso creo que mencionaban los artículos.



« Última modificación: Jueves 19 Noviembre 2009 23:37:57 pm por _00_ »

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #20 en: Jueves 19 Noviembre 2009 23:49:49 pm »
Volviendo a la física. la explicación más sencilla seria la siguiente.

Primero Un caso ideal.

Pongamos una resitencia eléctrica en la base de una superficie. La superficie la cubrimos con un material transaparente a ciertas longitudes de onda en el u.v., pero que absorven en el infrarrojo y parte del visible, vamos, en las mismas bandas que emite la resistencia (para poder facilitar los calculos, por eso es ideal).

Llamemos A a la fracción de la potencia luminosa que sale del material hacia afuera (trasmitancia), es decir A=W/W0, siendo W0 la potencia a su entrada y W a la salida, W=W0A. Por supuesto, 0<A<1.

Esto implicaría que una parte de la radiación se quedaría sin salir. Pero no es posible permanecer alimentando una resistencia con energía sin que  se transforme en algo. Por tanto, lo que ocurre es que el material se calienta hasta que consigue emitir la misma cantidad de potencia que recibe.

Si la temperatura de la resistencia es T0 y su intensidad a la salida era W0, ahora debería tenerse en el interior una potecia equivalente Weq de forma que W=WeqA=W0, ya que el material sigue absorbiendo parte de la misma. De esta forma, la potencia emitida es la misma que la que aportamos a la resistencia.

Si admitimos que tanto la resistencia como la substancia actúan como cuerpos negros, se verifica

W0=sigma*T40.
Weq=sigma*T4eq.

Dividiendo

Weq/W0=T4eq/T40

Pero Weq=W0/A

Sustituyendo

1/A=T4eq/T40

y por último

Teq=T0A-1/4

Algunos valores equivalentes en función de la trasmitancia y como 288 ºK  (15ºC) se calentarían

Código: [Seleccionar]
A   Teq/T0      ºK             ºC      diferencia
0,10 1,78 512,14 239,14 +224,14
0,20 1,50 430,66 157,66 +142,66
0,30 1,35 389,15 116,15 +101,15
0,40 1,26 362,14 89,14 +74,14
0,50 1,19 342,49 69,49 +54,49
0,60 1,14 327,23 54,23 +39,23
0,70 1,09 314,86 41,86 +26,86
0,80 1,06 304,52 31,52 +16,52
0,90 1,03 295,69 22,69 +7,69
1,00 1,00 288,00 15,00 +0,00


Continuara....
Si partes de la hipótesis de que W0=AW CON 0<A<1
y tras las oportunas explicaciones pones W=W0, implica A=1, con lo que no se disipa potencia por efecto Joule, ni se pierde por ningún sitio.........no lo entiendo

A ver en lugar de W=AW0 debería haber puesto Wef=AW0

Imagina el experimeto!. Una resistencia conectada a la corriente. Un cuerpo que no deja pasar el infrarrojo más que la mitad de lo que recibe de la resitencia. Si no aumenta su temperatura, para doblar la cantidad de energía que sale, tenemos un problema. La energía se pierde. Una violación de física. A partir de ahí, todo vale. Cualquier cosa. Los ángeles o los ovnis  o lo que se te ocurra.

Por otra parte el efecto Joule no tiene nada que ver en esto. El efecto Joule, es el calor (energía) debido a la resistencia del paso de corriente electrica.

« Última modificación: Viernes 20 Noviembre 2009 00:02:43 am por Fortuna »
Murcia

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #21 en: Viernes 20 Noviembre 2009 00:00:32 am »
Joder, creía que me ibas a decir: ¿Pero cómo no va a estar caliente alguien que esté excitado?

PD: Sigo sin entenderte. Me parece que estás en un nivel mucho mas alto que el mio.
   

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #22 en: Viernes 20 Noviembre 2009 00:36:35 am »
Joder, creía que me ibas a decir: ¿Pero cómo no va a estar caliente alguien que esté excitado?

PD: Sigo sin entenderte. Me parece que estás en un nivel mucho mas alto que el mio.
;D

igual con esto me entiendes mejor:

cuerpo negro:
modelo ideal:

La radiación del cuerpo negro

normálmente se usa el término de potencia/intensidad de un cuerpo negro, pero esta proviene de una ecuación vectorial (función de onda),  solo tiene sentido en la dirección de la onda (normal a la superficie y en la dirección de propagación, en los cálculos ideales de potencia o intensidad se obvian, pero en la realidad, hay un vector de entrada y uno de salida, y además tienen relación, la potencia o intensidad puede estar bien calculada, ¿pero en que dirección emite?)

(lo siento, es un libro escaneado)
La radiación negra (pag.207)
« Última modificación: Viernes 20 Noviembre 2009 00:40:04 am por _00_ »

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Re: Física del efecto invernadero
« Respuesta #23 en: Viernes 20 Noviembre 2009 13:50:13 pm »
(Viene de aquí)


1. Convección (particularizando para un gas) :

Mecanismo según el cual al cambiar la densidad de una porción de gas en un entorno con gravedad, esta porción tenderá a caer o elevarse según su densidad sea mayor o menor que el gas que le rodea.

Los planetas NO pierden atmósfera según este mecanismo, símplemente porque las velocidades que implican estan a varios órdenes de magnitus de la velocidad de escape del planeta.

2. Difusión.

Mecanismo según el cual las moléculas de un gas por encima del cero absoluto (o sea con una cierta energía cinética) tienden con el tiempo a ocupar todo el espacio disponible en ausencia de ninguna otra fuerza.

Obviamente esto no se aplica a la atmósfera de un planeta por una razón muy sencilla: La gravedad.
Existe el escape térmico de particulas de una atmosfera, que está bastante relacionado con este concepto, pero si lo aplicamos al caso de la Tierra, tenemos que...

[tex]T_{escape} = \frac {m}{3 K_B} V_{escape}^2[/tex]  (Maxwell-Boltzmann)

donde T es la temperatura necesaria para que las moléculas de un gas tengan la energía necesaria para escapar de la gravedad. KB es la constante de Boltzmann y m es la masa de la molécula.

Por ejemplo, para una molecula de oxígeno en la Tierra

m = 32 g / 6x10{sup]23[/sup] (masa molec./ num avogadro)
V escape de la Tierra: 1.200 m/s

nos daría T = 160.000 ºK que es bastante superior a la temp. de la termosfera.
« Última modificación: Viernes 20 Noviembre 2009 13:53:21 pm por Vaqueret »