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Foro general de Meteorología => Sala de lectura => Mensaje iniciado por: vigilant en Martes 03 Febrero 2009 17:14:35 pm

Título: Física del efecto invernadero
Publicado por: vigilant en Martes 03 Febrero 2009 17:14:35 pm
FÍSICA DEL EFECTO INVERNADERO

En este tópic trararemos de explicar el efecto invernadero con un poco más de tiempo (ese tan preciado tesoro que casi nadie tiene), por lo que deberéis tener paciencia ya que en pocos meses (espero que menos) tal vez consigamos completar el tópic.

El objetivo de este tópic es, lógicamente, aclarar algunas dudas que existen respecto al efecto invernadero. El efecto invernadero NO se basa en el almacenamiento de calor, sino en la absorción-reemisión de radiación de onda larga en todas direcciones. Es decir, los fotones no se almacenan (muy pocos lo hacen), sino que un porcentaje de ellos se quedan atrapados en la troposfera debido a que "rebotan eternamente" entre el suelo y los gases (absorción-emisión).

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Balance_radiativo_terrestre
http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect

Enlaces de interés
http://brneurosci.org/co2.html
- Calentamiento por efecto antropogénico + natural (https://foro.tiempo.com/index.php/topic,46476.0.html)
- Calentamiento desigual, ¿a qué es debido? (https://foro.tiempo.com/index.php/topic,40451.0.html)
- Predicción mensual para marzo-noviembre de 2008 (https://foro.tiempo.com/index.php/topic,78991.msg1699663.html#msg1699663)  (Ver gráfica) (https://foro.tiempo.com/index.php/topic,46476.msg1699654.html#msg1699654) (validación provisional (https://foro.tiempo.com/climatologia/calentamiento+por+efecto+antropogenico+natural-t46476.0.html;msg1899945))
- Seguimiento de la temperatura global (https://foro.tiempo.com/climatologia/seguimiento+temperatura+global-t78991.0.html)

TRANSMISIVIDAD Y LEY DE BOURGUER-LAMBERT- BEER

Como sabéis, no toda la luz solar que atraviesa la atmósfera (en los huecos sin nubes) llega al suelo, sino que parte es absorbida y rápidamente reemitida en todas las direcciones. No debemos confundir la reemisión con la difusión por Rayleigh (http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_de_Rayleigh) o de Mie (http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_Mie).

Según la ley de Kirchhoff (http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Kirchhoff), en condiciones estables (energéticas) la emitancia coincide con la absortancia. y según la ley de Lambert (http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2001184/lecciones/Cap05/05_01_01.htm), la absortancia se puede expresar como:

A = 1 - It / I0 = 1 - 10 -e bc

Donde c es la concentración del soluto en moles / litro de solución, e una constante denominada coeficiente de absortividad molar cuyas unidades son: cm -1 litro / mol y b en cm es el recorrido óptico de la luz. Si tengo tiempo más adelante os explicaré como se obtiene b·c.

ESPECTRO DE ABSORCIÓN DE GASES

Para saber qué ondas "rebotan" y cuáles no hay que ver la absortividad (en realidad se reemiten 50% hacia arriba y otro 50% hacia abajo, por lo tanto podemos decir que rebotan la mitad si la absortividad es 100% -ver ejemplo (http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2001184/lecciones/Cap05/05_01_01.htm)-).

(http://fotos.subefotos.com/9a98e79781aa30443db9575ea9bd9128o.png)

Os recomiendo leer esto (http://bib2.unsl.edu.ar/baea/prof-cs/nro2-04/EFECTO%20INVERNADERO.doc).
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: vigilant en Martes 03 Febrero 2009 17:17:14 pm
(http://fotos.subefotos.com/e1b1f8559531821cbfdf8e67d6df62a8o.gif)

Adelanto que, podemos ver que para ciertas longitudes de ondas no hay mucha diferencia entre el efecto del vapor de agua y el efecto del CO2. En otras ondas, sin embargo, sí hay mucha diferencia.

Saludos ;)

PD: Ya seguiré a ratillos. Disculpen las molestias.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: PeterPan en Martes 03 Febrero 2009 22:07:11 pm

http://fotos.subefotos.com/e1b1f8559531821cbfdf8e67d6df62a8o.gif

[...] para ciertas longitudes de ondas no hay mucha diferencia entre el efecto del vapor de agua y el efecto del CO2. En otras ondas, sin embargo, sí hay mucha diferencia.

Donde marca la diferencia el CO2 es entre las 13 y 19 micras, que es donde "se queda solo":

(http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Iris/Images/greenhouse_gas_absorb_lft.gif)(http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Iris/Images/greenhouse_gas_absorb_rt.gif)

En esta otra imagen (similar a la primera que pones) me parece que se ve muy clarito: la radiación de onda corta que alcanza la superficie en rojo y la radiación de onda larga que escapa al efecto invernadero en azul (ventana atmosférica para la radiación infrarroja, entre 8 y 14 micras), y más abajo (en gris) los espectros de absorción (primero los totales y luego separando la aportación de cada gas):

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmospheric_Transmission.png

Saludos.

*Edito para añadir un enlace sobre este tema de la física del efecto invernadero:
http://chriscolose.wordpress.com/2008/03/09/physics-of-the-greenhouse-effect-pt-1/
http://chriscolose.wordpress.com/2008/03/10/physics-of-the-greenhouse-effect-pt-2/
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 18 Noviembre 2009 19:40:48 pm
A ver, tengo algunas dudas con este tema aún a estas alturas. Lo que escribo, por supuesto puede estar mal y puede ser corregido por quien lo sepa.

En primer lugar, opino que el esquema de tapadera, es un esquema simplificado.


[offtopic]Para _00_ Aquí la única tapa que vale es la de las cañas.   :mucharisa:[/offtopic]

http://meteo.fisica.edu.uy/?download=Tema1.pdf (http://meteo.fisica.edu.uy/?download=Tema1.pdf)

(http://img694.imageshack.us/img694/7052/vidrio.jpg)

No vale para la atmósfera. Cada capa de 1 m (o de 1cm o de 1mm) de alto, es una tapadera, donde la radiación pasa de una capa a otra obsorbiendo una pequeña parte y reemitiendola en una dirección aleatoria. Es mejor imagen pensar en la atmósfera como si fuera el vidrio y toda la atmósfera fuera la tapadera.

Pero además, tampoco sirve exactamente en cuanto a los cálculos. Si la densidad de la atmósfera fuera constante, se podría utilizar la ley de ley de Lamber- Beer. Pero no lo es dado que la densidad decrece con la altura y por tanto no podemos aplicarla. En su lugar debemos emplear una modificada. La deducción de la ley de Lamber- Beer puede verse en http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/lhh345a/Espectrofotometria2.pdf Siguiendo el esquema utilizado allí, se debe integrar respecto a la altura.

Utilizando las fórmulas de la presión con la altura de http://personales.ya.com/casanchi/fis/modeloteorico/modeloteorico.htm

y sabiendo que C/C0=(T0/P0)*(P/T)

Obtenemos la dependencia de la concentración con la altura:

C/C0=(1-22.557E-4*h)^5.256/(288.15-0.0065*h)

para 11.000 metros, la densidad de cualquier gas es de 29.7% de la que tiene en la superficie. A 6650 metros, la densidad es la mitad.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)


Para calcular la absorbencia, procedemos a integrar. Para ello utilizo el programa Mapple.


(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Y saco un gráfico de la relación entre la absorbencia de 1m a la altura h en relación a la superficie.


(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

A 11.000 m el ratio vale 29.70%

A 6650 m el ratio es un 50%.

Aunque no he discutido el efecto invernadero, sino la absorbencia, Si el efecto invernadero es proporcional, se observaría que el 50% del efecto invernadero sería producido por debajo de los 6650 m.

Que pasaría a alturas mayores de 11.000m?. La temperatura empieza aumentar en la estratosfera. Como la densidad depende del inverso de la temperatura, el efecto será que disminuye aún más rápido. Si a 11.000 metros sólo existe un 30%, y esperamos menos, descartar toda la atmósfera desde la media estratosfera no sería un error de cálculo muy grande.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Miércoles 18 Noviembre 2009 20:19:29 pm
que no fortuna, que no puedes despreciar nada,

aunque no afecte apenas a nivel de densidad, la capa alta de la estratosfera tiene una importancia vital,

en esa parte de la atmósfera, la transmisión de calor de realiza de manera RADIATIVA, NO CONVECTIVA como en capas inferiores,

y es precisamente esa "inversión" de la alta estratosfera la que permite que haya efecto invernadero, al aumentar la Tª con la altura,

como decía en otro tema, la termosfera se encuentra a 1300ºK, lo que supone una emisión determinada por la ley de Boltzman,....

la mitad de esa radiación se transmite directamente a la atmósfera baja en forma de IR,

respecto a la absorvancia,
esos mismos cálculos deberían servir para la emitancia, ¿no?

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 18 Noviembre 2009 20:43:13 pm
A ver, _00_ no dudo que en la troposfera dominen los procesos convectivos sobre los radiativos en cuanto a distribución de energía. Una cosa no quita la otra. respecto a la estratosfera, sólo indico como son las leyes sin tener en cuenta otras cosas, como la radiación uv y la química del ozono. Pero el ozono está a muy baja concentración. Leo en wikipedia que allí son 2-8 partículas por millón. Si a eso le aplicamos que la densidad es mucho menos del 30% de aqui, el efecto invernadero del ozono, a no ser que tenga unas constantes de abosorción muy altas, debe ser pequeño.

Con ves insisto en el tema de la concetración. Joer que está como coeficiente en términos exponenciales!.

Sobre la temperatura de la termosfera, de igual! ¿cuantos partículas hay por metro cúbico? . Con un soplo, las calientas!. La temperatura es la energía cinética por partícula. Mete una caloría en 1 mol (=6*10^23 partículas) y es nada, dáselo a 1000 átomos de nada y tienes 1 millón de grados. (no lo he calculado, pero sería 10^20 mayor).


Citar
es precisamente esa "inversión" de la alta estratosfera la que permite que haya efecto invernadero, al aumentar la Tª con la altura,

Pues me lo explicas, porque no veo que tenga nada que ver.

Citar
esos mismos cálculos deberían servir para la emitancia, ¿no?

Serían los mismos.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Miércoles 18 Noviembre 2009 21:14:56 pm
púes si te parece poco que absorva el 26% de la energía que llega del sol  :crazy:
(más del 50% hasta la troposfera alta)

la inversión en la tendencia de la temperatura es la que corta los procesos convectivos, es la que pone el límite superior a la troposfera,
y si varía la altura un 30% (en mínimo), ¿no influirá en los procesos radiativos?

es que estamos en las mismas,
en un sistema no lineal realimentado y caótico, no puedes despreciar las cosas así como así, que la física es más amplia ...

(para hacerse una idea esquemática del proceso igual sirve, pero solo de una parte del proceso)


( >:(, leches, que si quitas de troposfera para arriba, y aplicas física, te quedas sin atmósfera, en cuestión de segundos)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Miércoles 18 Noviembre 2009 21:20:40 pm
igual se entendería mejor el efecto invernadero, como un invernadero, con cristales polarizados y ventiladores variables.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 18 Noviembre 2009 23:33:32 pm
púes si te parece poco que absorva el 26% de la energía que llega del sol  :crazy:
(más del 50% hasta la troposfera alta)

Quien absorve esa energía es el oxígeno (para dar ozono), que tiene una concentración 100.000 veces mayor.

Citar
la inversión en la tendencia de la temperatura es la que corta los procesos convectivos, es la que pone el límite superior a la troposfera,
y si varía la altura un 30% (en mínimo), ¿no influirá en los procesos radiativos?

El tema es intersante, estoy dandole vueltas a ello y permitiría, junto a los GEIS, ser un mecanismo eficiente de cesión de energía al espacio exterior. Cuando lo tenga más claro, lo pondré a discusión.

Citar
es que estamos en las mismas,
en un sistema no lineal realimentado y caótico, no puedes despreciar las cosas así como así, que la física es más amplia ...

(para hacerse una idea esquemática del proceso igual sirve, pero solo de una parte del proceso)


( >:(, leches, que si quitas de troposfera para arriba, y aplicas física, te quedas sin atmósfera, en cuestión de segundos)


Eso se llama, separación de variables. Ver como influye cada cosa por separado. Si no se hiciera así sería UN MOGOLLÓN.  :mucharisa: Cuando tienes claro cómo funciona este aspecto o el otro, empiezas a sumar o multiplicar efectos y al final, te queda el modelo. Además, no dije olvidar la estratosfera y demás, dije que para el efecto invernadero, omitirlas no iba a contribuir mucho.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 18 Noviembre 2009 23:43:14 pm
igual se entendería mejor el efecto invernadero, como un invernadero, con cristales polarizados y ventiladores variables.

Está demostrado que los invernaderos de cristal, están más calientes que el exterior por la falta de convección. Si se sustituye un cristal de vidrio por otro que no absorba radiaciones en infrarrojo, la temperatura apenas cambia. Vamos, que si a un invernadero, le abres las puertas laterales, no se calienta ni de coña. :D
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Jueves 19 Noviembre 2009 13:56:38 pm
púes si te parece poco que absorva el 26% de la energía que llega del sol  :crazy:
(más del 50% hasta la troposfera alta)

la inversión en la tendencia de la temperatura es la que corta los procesos convectivos, es la que pone el límite superior a la troposfera,
y si varía la altura un 30% (en mínimo), ¿no influirá en los procesos radiativos?

es que estamos en las mismas,
en un sistema no lineal realimentado y caótico, no puedes despreciar las cosas así como así, que la física es más amplia ...

(para hacerse una idea esquemática del proceso igual sirve, pero solo de una parte del proceso)


( >:(, leches, que si quitas de troposfera para arriba, y aplicas física, te quedas sin atmósfera, en cuestión de segundos)


Unos apuntes:

1. Si coges un termómetro y lo llevas a la termosfera verás que te marcará un poco por debajo de 0ºC

2. Lo que mantiene la atmósfera en su sitio es lo mismo que te mantiene a tí pegado a la superficie. Es precisamente la ionosfera y su interacción electromagnética con el viento solar lo que causa que se pierda atmósfera al espacio. Al mismo tiempo la existencia de un campo magnético centrado en la tierra hace lo contrario, así que las pérdidas son mínimas.

3. El que la tropopausa sea una tapadera para los procesos convectivos lo que hace es que sea más fácil calcular el balance radiativo, ya que sabemos que de ahí p'arriba las únicas transferencias son radiativas y conductivas, pero estas últimas son bastante más pequeñas respecto a las primeras.

Saludos.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Jueves 19 Noviembre 2009 14:33:14 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? (https://foro.tiempo.com/climatologia/pregunta+sobre+temperatura+de+la+alta+atmosfera-t87052.0.html;msg1689745#msg1689745)
¿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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó 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? (https://foro.tiempo.com/climatologia/pregunta+sobre+temperatura+de+la+alta+atmosfera-t87052.0.html;msg1689745#msg1689745)
¿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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna 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....
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ 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 (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V6T-46YJR2F-RX&_user=10&_coverDate=12%2F31%2F1975&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=article&_cdi=5823&_sort=v&_docanchor=&view=c&_ct=1430&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=e6e0dff31952512d09ac151ec03f3c3b)

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 (http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008GL036916.shtml)

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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: angelitogp 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
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ 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 (http://www.springerlink.com/content/n305866303425840/)

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 (http://spaceweb.oulu.fi/28AM/proc_papers/14_Sivjee_et_al_polar_cap_disturbances.pdf)



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

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
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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.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Citar
Figure E2 : Global mean cooling rates

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Citar
Figure E3 : Global mean heating rates in the mesopause region

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Citar
Figure E5 : Global mean temperature as calculated by CMAT, the original thermospheric code CTIP, and MSIS-E90, for F10.7=76 kp=2+.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
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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 ) (http://www.apl.ucl.ac.uk/cmat/lightening_tour.html)

CMAT2 (http://www.apl.ucl.ac.uk/cmat/)

(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 (http://www.jstage.jst.go.jp/article/jmsj/85B/0/85B_193/_article)


Energía de una tormenta mesosférica,
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...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 (http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1015&context=usafresearch)

(buena referencia química) Dissociative Recombination of Atmospheric Ions (http://dare.ubn.kun.nl/bitstream/2066/26986/1/26986_dissreofa.pdf)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó 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 (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V6T-46YJR2F-RX&_user=10&_coverDate=12%2F31%2F1975&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=article&_cdi=5823&_sort=v&_docanchor=&view=c&_ct=1430&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=e6e0dff31952512d09ac151ec03f3c3b)

Impact of electric field variability on Joule heating and thermospheric temperature and density (http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008GL036916.shtml)

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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó 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?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ 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 (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V6T-46YJR2F-RX&_user=10&_coverDate=12%2F31%2F1975&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=article&_cdi=5823&_sort=v&_docanchor=&view=c&_ct=1430&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=e6e0dff31952512d09ac151ec03f3c3b)

Impact of electric field variability on Joule heating and thermospheric temperature and density (http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008GL036916.shtml)

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.



Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna 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.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó 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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ 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:
(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/negro2.gif)(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/negro1.gif)
La radiación del cuerpo negro (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm)

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) (http://books.google.es/books?id=ViiLj9kchoUC&pg=PA207&lpg=PA207&dq=funci%C3%B3n+radiaci%C3%B3n+cuerpo+negro+vectorial&source=bl&ots=5JLxgIAuUn&sig=IaaUOHbtthWYB7gRDdHTJWjVPBQ&hl=es&ei=l9EFS86EAsah4QbCmaHVCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CBkQ6AEwBg#v=onepage&q=&f=false)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 13:50:13 pm
(Viene de aquí) (https://foro.tiempo.com/climatologia/sunspot+number+0-t88339.0.html;msg2209318#msg2209318)


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.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 13:54:29 pm
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:
(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/negro2.gif)(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/negro1.gif)
La radiación del cuerpo negro (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm)

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) (http://books.google.es/books?id=ViiLj9kchoUC&pg=PA207&lpg=PA207&dq=funci%C3%B3n+radiaci%C3%B3n+cuerpo+negro+vectorial&source=bl&ots=5JLxgIAuUn&sig=IaaUOHbtthWYB7gRDdHTJWjVPBQ&hl=es&ei=l9EFS86EAsah4QbCmaHVCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CBkQ6AEwBg#v=onepage&q=&f=false)


Supongo que me estás tomando el pelo, ¿no?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Viernes 20 Noviembre 2009 14:01:21 pm
por diferencial de presión, en el espacio la presión es mínima


los gases se escapan, como se escapan de una nave espacial, y la radiación también....

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Viernes 20 Noviembre 2009 14:09:51 pm
por supuesto que no te tomo el pelo con lo del cuerpo negro,

la radiación siempre es normal a la superficie,

una cosa es que el sol, por ejemplo, radie en todas direcciones, y otra diferente es que esa radiación que ha salido lo haga de una manera difusa,

por que lo que es los fotones, tienen direccionalidad, y está determinada, tanto por los ángulos de la radiación incidente, como por la constitución del átomo,


siempre que hablamos de longitudes de ondas, de ondas, hay una dirección de propagación, por muy ideal que sea el cuerpo,

la emisividad de un cuerpo negro es una emisión POLARIZADA.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 14:37:34 pm

la emisividad de un cuerpo negro es una emisión POLARIZADA.


 :-X
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: RegMaster en Viernes 20 Noviembre 2009 15:32:58 pm
No quería entrometerme, pero es que estoy leyendo barbaridades...

_00_ explícate mejor, que parece que te pierdes en los detalles.

Qué es lo que quieres decir tras todo eso?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Viernes 20 Noviembre 2009 15:59:17 pm
respondiendo a esto: https://foro.tiempo.com/climatologia/sunspot+number+0-t88339.0.html;msg2209032#msg2209032

Tienes toda la razón del mundo. Si A=0, para todas las frecuencias, la tierra se calentara hasta que se fusione todo el material fisible, fuente de la energa aplicada, alcanzando miles de grados. Si A=1 para frecuencias grandes, empezaramos a ver como emite en el visible y uv. Como un hierro al rojo blanco o como una estrella. (si pasa suficiente tiempo). Esto es porque la curva de plank, se desplaza hacia frecuencias mayores segn la temperatura.

________________________________________________________________

Volviendo a la fsica de el efecto invernadero. Supongamos que una superficie es un cuerpo negro y le acoplamos la resistencia con unos W0 watios fijos de potencia. Lo cubrimos con una sustancia que es transparente a todas las frecuencias, excepto una pequeña banda de ancho D hercios que absorve en promedio un porcentaje A de la radiación. Lo pasamos a potencia y calculamos que absorve Wg watios por m2 (la g viene de gas). Para compensar la diferencia, la temperatura de la superficie se calentará.

Antes de cubrir la superficie tenemos

W0=sigmaT40

En el equilibrio tendremos:

W0+Wg=sigmaT4ef

sustituyendo

sigmaT40+Wg=sigmaT4ef

y despajando Tef

Tef=(T40+Wg/sigma)1/4

Pongamos un ejemplo. Supongamos que T0=288ºK, sabemos que sigma=5.6710-8
W/m2 Tef Incremento
1   288,18   0,18
2   288,37   0,37
3   288,55   0,55
4   288,74   0,74
5   288,92   0,92
6   289,10   1,10
7   289,28   1,28
8   289,47   1,47
9   289,65   1,65
10   289,83   1,83
15   290,73   2,73
20   291,62   3,62
25   292,51   4,51
30   293,38   5,38

A veces será conveniente sustituir sigma por eps*sigma, por ejemplo eps=0.9 http://es.wikipedia.org/wiki/Emisividad

Para que lo anterior se válido, suponemos que el cuerpo negro es la superficie (por ejemplo, la de la tierra u el ocano). La atmósfera no podemos suponerla cuerpo negro ya que los gases que están en ella no absorven conforme a la distribución de Plank, base para la ecuación de Stefan-Boltzman, sino en bandas de energía (frecuencias o longitudes de onda)

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Sondebueu en Viernes 20 Noviembre 2009 16:33:41 pm
Creo que lo que quiere decir , refiriendose al eclipse:
La energía ( fotones) que salen radiados del sol en forma lineal, cuando hay un eclipse, tapa toda la energía que nos llega.

De la misma manera cuando hay una explosion de rayos X en el sol, aunque esta sea gigantesca y letal, solo nos afectaría una se produjese directamente en nuestra dirección.

Eso es lo que creo entender: Con el eclipse se tapa toda radiacion en nuestra direccion
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Viernes 20 Noviembre 2009 17:39:24 pm
(Viene de aquí) (https://foro.tiempo.com/climatologia/sunspot+number+0-t88339.0.html;msg2209318#msg2209318)


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.

Según eso los planetas no deberían perder parte de su atmósfera, pero por ejemplo, venus lo hace a mansalva, de hecho tiene una cola iónica considerable, quizá porque no tiene magnetosfera y el viento solar hace el resto:
http://www.agu.org/journals/je/je0812/2008JE003096/2008JE003096.pdf (http://www.agu.org/journals/je/je0812/2008JE003096/2008JE003096.pdf)

Me pregunto si lo hace la tierra y si también pierde atómos de O+, en su caso... ;D y ¿qué ocurre cuando chocamos con la cola de venus?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 17:50:25 pm
Creo que lo que quiere decir , refiriendose al eclipse:
La energía ( fotones) que salen radiados del sol en forma lineal, cuando hay un eclipse, tapa toda la energía que nos llega.

De la misma manera cuando hay una explosion de rayos X en el sol, aunque esta sea gigantesca y letal, solo nos afectaría una se produjese directamente en nuestra dirección.

Eso es lo que creo entender: Con el eclipse se tapa toda radiacion en nuestra direccion

Toda la discusión viene de un posible calentamiento de la superficie de la tierra causado por emisión de radiación térmica de la termosfera terrestre.

Y yo ponia un ejemplo: Si tan importante es la termosfera, también debería serlo (hablamos de radiación térmica) la corona solar.
Así, en caso de eclipse de sol que tapa la fotosfera solar pero deja gran parte de la corona a la vista, deberíamos notar la radiación térmica de la corona, que es muchas veces más grande que el mismo sol y está a miles de veces su temperatura. Obviamente ésto no sucede.
¿Por qué? Mi opinión es que la intensidad de la radiación no sólo depende de la temperatura sino que también, y mucho, de la densidad. La opinión de _OO_ es que la radiación térmica se comporta como un láser.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 18:04:24 pm

Según eso los planetas no deberían perder parte de su atmósfera, pero por ejemplo, venus lo hace a mansalva, de hecho tiene una cola iónica considerable, quizá porque no tiene magnetosfera y el viento solar hace el resto:
http://www.agu.org/journals/je/je0812/2008JE003096/2008JE003096.pdf (http://www.agu.org/journals/je/je0812/2008JE003096/2008JE003096.pdf)

Me pregunto si lo hace la tierra y si también pierde atómos de O+, en su caso... ;D y ¿qué ocurre cuando chocamos con la cola de venus?

En el caso de Venus, tú mismo te respondes.
Por otro lado, date cuenta de la formulita que he puesto que la temperatura de escape depende fuertemente de la masa molecular. Esa es la razón de que los planetas de tamaño terrestre hayan perdido los elementos más ligeros, como el hidrógeno, que escapa a una temperatura mucho menor (además de otras consideraciones como que absorbe en muchas frecuencias, entre ellas la visible y, por tanto, se calirenta con mucha facilidad)

Desde el punto de vista de la Tierra no hay demasiada diferencia entre la cola iónica de Venus y el viento solar normal. Los cinturones se encargan de ellos.

Saludos.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Viernes 20 Noviembre 2009 18:20:45 pm
EDITO para corrigir un error de calculo y otro conceptual.

Coloco esto en otro post, si no, se me hacía demasiado largo.

Podemos calcular la cantidad máxima de potencia que puede abs Wef de una banda de absorción.

Primero calculamos la cantidad de energía para un mol de sustancia.

Sabemos que para una frecuencia nu en hercios se cumple E=h*nu con h=6.62610-34. La energía medida en julios. Ver La tabla de constantes física (http://es.wikipedia.org/wiki/Lista_de_constantes_f%C3%ADsicas)

Sabemos que c=L*nu donde L es la longitud de onda en metros y c=300.000.000m/s es la velocidad de la luz en metros/seg

Si la banda (supondremos cuadrada, pero es de otra forma sería multiplicar por una constante) de longitudes de onda es L1-L2 en m, la energía absorbida por mol será

E=1/2(1-A)h(nu22-nu21)NA siendo NA=6,02 1023 el número de Abogadro.

E=(1/2)(1-A)h c NA/1/L22-1/L21)=0,120(1-A)/(1/L22-1/L21)109 (el 109 es por pasar de metros a nanometros).

Para la banda de 13-16 nm del CO2 se absorve sobre el 80%. Esto es A=0'2.

Ya pondré otro día el resultado....

Una cosa, si en esa banda, el CO2 fuera totalmente opaco, no habría problema, ya que no absorbería más por haber más y el calentamiento ya se habría producido antes de añadir más.

Ojo, puede que me haya equivocado, si alguien lo ve, pues que avise y se corrige.

Otra cosa que no me cuadra de este modelo, la atmósfera debería calentar el suelo y la superficie del mar, por tanto, antes de alcanzar el equilibrio, siguiendo la segunda ley de la termodinámica, el aire debería estar más caliente que la tierra. Pero el 70% de la superficie es agua, y está más caliente que aire!... (gracias Vaqueret por hacerme ver que esto es una tontería)

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 19:08:15 pm

Otra cosa que no me cuadra de este modelo, la atmósfera debería calentar el suelo y la superficie del mar, por tanto, antes de alcanzar el equilibrio, siguiendo la segunda ley de la termodinámica, el aire debería estar más caliente que la tierra. Pero el 70% de la superficie es agua, y está más caliente que aire!...


Es que quien calienta el  suelo  no es el CO2, sino el sol, el forzamiento por CO2 se añade. En realidad el 2º ppcio nunca se viola.

Por lo demás:    :aplause:

Sólo te ha faltado aplicar el porcentaje de emisividad de la superficie terrestre en la banda que has elegido (el máximo de emisión está en torno a las 10 micras), pero sólo te afectará como un porcentaje del resultado que has obtenido.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: angelitogp en Viernes 20 Noviembre 2009 19:08:29 pm
Sinto intervenir de esta forma, pero por lo que veo estáis mezclando niveles de abstrarcción y modelos físicos micro/macro.Con estas cosas hay que tener cuidado porque podemos llegar a conclusiones absurdas.
Empezaré por decir, desde mi humilde punto de vista que la Física de la atmósfera no creo que sea un  tema para hablar mientras te tomas un café........Fijaos os pongo como ejemplo;simular una antena plana de 30X30 cm con un ordenados de los más modernos y un simulador electromagnético decente puede llevar 4 días de CPU.Y al respecto de este tipo de dispositivos y sus ecuaciones electromagnéticas hay infinidad de publicaciones desde la 2ª Guerra Mundial, no me quiero ni imaginar la complejidad de la Física atmosférica.
Yo estructuraría el estudio que estais haciendo de la siguiente forma:
1.Modelado de la radiación solar monofrecuencia/monolongitud_onda.
de la forma más sencilla posible, sin considerar pérdidas/reflexiones/refracciones/difracciones por cambios en la composición química
2.Extensión al resto de la banda, o a la ventana espectral de interés.Lo más lógico mediante gráficas.
3.Ver la evolución de la temperatura en función de la altitud, sin entrar en más detalles, he visto unas gráficas por ahí.
4.Ir introduciendon progresivamente no idealidades, modelando la termosfera como un obstáculo que refleja parte de la energía y así sucesivamnte con el resto de no idealidades.
5.Anlizar la varaiación de la composición química de termosfera en función de la radiación.

Otra cosa, no creo que sea bueno mezclar cuerpo negro con radiación electromagnética polarizada, o empleas un modelo u otro......Maxwell no se lleva bien con la cuántica.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Viernes 20 Noviembre 2009 19:37:08 pm
Pues creo que algunas consideraciones sí se pueden hacer sin ayuda de ordenadores.

Por ejemplo: De donde no hay, no se puede sacar o Si algo no sale, es que ha quedado dentro

Si aplicamos este principio a como ve un alien (de esos que comen humanos y, para poder hacerlo mejor, tienen la vista adaptada al IR) al tomar un espectro de la luz de la tierra, tenemos que con una cierta concentración de CO2 vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Si se aumenta la concentración de CO2, sabemos que la rotación de la molécula hace que aumente el grosor de su banda de absorción aunque ya estuviese absorbiento el 100% de la emisión terrestre en esa banda. Así que vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Y se ve perfectamente que algo no sale, y si no sale es que se queda dentro.
Aunque esa porción de energía no se convierta toda en calor en un principio, a la larga lo hará.

Saludos.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Viernes 20 Noviembre 2009 20:17:42 pm
Pues creo que algunas consideraciones sí se pueden hacer sin ayuda de ordenadores.

Por ejemplo: De donde no hay, no se puede sacar o Si algo no sale, es que ha quedado dentro

Si aplicamos este principio a como ve un alien (de esos que comen humanos y, para poder hacerlo mejor, tienen la vista adaptada al IR) al tomar un espectro de la luz de la tierra, tenemos que con una cierta concentración de CO2 vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Si se aumenta la concentración de CO2, sabemos que la rotación de la molécula hace que aumente el grosor de su banda de absorción aunque ya estuviese absorbiento el 100% de la emisión terrestre en esa banda. Así que vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Y se ve perfectamente que algo no sale, y si no sale es que se queda dentro.
Aunque esa porción de energía no se convierta toda en calor en un principio, a la larga lo hará.

Saludos.



Muy gráfico. Es lo que comenté antes, si la banda ya absorbe todo, no pasa nada. Así que lo importante son las bandas que absorben a medias.


Otra cosa que no me cuadra de este modelo, la atmósfera debería calentar el suelo y la superficie del mar, por tanto, antes de alcanzar el equilibrio, siguiendo la segunda ley de la termodinámica, el aire debería estar más caliente que la tierra. Pero el 70% de la superficie es agua, y está más caliente que aire!...


Es que quien calienta el  suelo  no es el CO2, sino el sol, el forzamiento por CO2 se añade. En realidad el 2º ppcio nunca se viola.

Por lo demás:    :aplause:

Sólo te ha faltado aplicar el porcentaje de emisividad de la superficie terrestre en la banda que has elegido (el máximo de emisión está en torno a las 10 micras), pero sólo te afectará como un porcentaje del resultado que has obtenido.


Sí, estoy en ello. Porque lo que he aplicado tiene el fallo de que si aumentáramos mucho la concentración, podría pasar que el CO2 absorba más de lo que emite la tierra en esa banda y eso no es posible.  :-\

Editaré este post cuando tenga tiempo y calcularé de nuevo, en función de las intensidad absorbida del espectro de emisión de suelo

Es que quien calienta el  suelo  no es el CO2, sino el sol, el forzamiento por CO2 se añade. En realidad el 2º ppcio nunca se viola.


Ooops, es cierto lo que dices....me he liado. Los GEIS evitan que salga una parte de radiación, pero no la genera calor. :brothink:

Respecto a @angelitogp, lo que intentamos es ver una descripción de la físicadel efecto invernadero, no toda la física de la atmósfera. Estaría bueno!.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Viernes 20 Noviembre 2009 21:30:12 pm


.....Fijaos os pongo como ejemplo;simular una antena plana de 30X30 cm con un ordenados de los más modernos y un simulador electromagnético decente puede llevar 4 días de CPU.

Púes no sé, seguramente más, depende de la resolución,
pero en mis tiempos de estudiante, las modelizaciones de antenas, las hacíamos en 1/10 de lo que duraba un examen (más o menos)  ;)
matemáticamente, claro está, otra cosa es definir su propagación exacta en el tiempo y en el espacio, eso no lo podríamos hacer ni con todo el poder de computación del universo.


Otra cosa, no creo que sea bueno mezclar cuerpo negro con radiación electromagnética polarizada, o empleas un modelo u otro......Maxwell no se lleva bien con la cuántica.

¿quizás por que en el análisis del cuerpo negro la longitud de onda y la frecuencia se trata como una magnitud escalar y no como una vectorial?


La opinión de _OO_ es que la radiación térmica se comporta como un láser.

teniendo en cuenta, por supuesto, que esa frecuencia de emisión "interfiere" (o puede interferir) con la materia, proceso en el cual se produce la difusión, que no es más que discretizar más la misma ley,
en caso de que no haya elementos que "resuenen" en esa frecuencia, no habrá transferencia energética.

(los mandos a distancia IR son un ejemplo de direccionalidad  ;) )

----------


siguiendo con el comentario del espectro y las bandas de absorción/emisión,

si esa característica, la aplicamos a las capas altas, tenemos un filtro, que es a lo que me vengo refiriendo,

si en esas capas varia la densidad, tª, ..., se producirán desplazamientos de frecuencia, en el filtrado, en las bandas de reemisión,....., la cantidad de energía que dispongan las capas bajas será diferente,

por otro lado, un elemento puede modificar su estructura, llegando a un cierto punto, el elemento varía (por ejemplo una ionización) y se comporta como otro diferente, con diferentes bandas de absorción/emisión (como el 13CO2 y el 12CO2)
lo que puede dar lugar, a que en determinada frecuencia, el medio circundante no responda de la igual manera, y se vuelva parcialmente transparente/absorvente,

como dice Vaqueret, lo importante para la variabilidad son las bandas que absorven/emiten "a medias", y la proporción y tipo de mezcla,

coincido con angelito en la complejidad de la electroquímica atmosférica, podemos idealizar algo, pero siendo conscientes de que no nos acercaremos a la realidad, ni de lejos..


Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Viernes 20 Noviembre 2009 21:48:14 pm
¿_00_ has leído el título del post?. No vamos a modelizar la atmósfera. Sólo la física del efecto invernadero. Los rebotes que mencionas, que no sé muy bien como van, son otra cosa y se podría abrir otro tema, algo así como "reflejo de radiación a través de capas atmosféricas", mas o menos. Y el que sepa algo, que lo cuente.

Por cierto, las ecuaciones de Maxwell se llevan muy bien con la cuántica. El modelo estándar de física de partículas, una de ellas, es la ciencia que mayor precisión a logrado nunca. La teoría electrodebil, que unifica el electromagnetismo (que se resumen en las ecuaciones de maxwell)  con la interacción débil, un efecto cuántico de cambio de "sabor" de las partículas, y que explica la radioactivad.

Saludos.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Sábado 21 Noviembre 2009 00:17:25 am
si,
pero para tener efecto invernadero hay que inhibir la convección, y para eso necesitas una "tapa", que en nuestro caso, también es filtro,
y para evaluar el flujo radiativo, bandas de absorción y emisión, fluctuaciones de potencia, ...,  me parece imprescindible tenerlo en cuenta,

¿no sé? igual es que yo entiendo el efecto invernadero de una manera extraña, o tu intentas explicar otra cosa (para explicarlo fíisicamente, con lo que has dicho, la gravedad, y poco más, se explica)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 21 Noviembre 2009 01:31:23 am
si,
pero para tener efecto invernadero hay que inhibir la convección, y para eso necesitas una "tapa", que en nuestro caso, también es filtro,
y para evaluar el flujo radiactivo, bandas de absorción y emisión, fluctuaciones de potencia, ...,  me parece imprescindible tenerlo en cuenta,

¿no sé? igual es que yo entiendo el efecto invernadero de una manera extraña, o tu intentas explicar otra cosa (para explicarlo físicamente, con lo que has dicho, la gravedad, y poco más, se explica). Y lo hago porque no encontré en Internet una explicación clara de como funciona el efecto.Así que empezé a deducir como se hace. Pero el proceso de deducción es como todo en la ciencia. Ensallo y error.


_00_ para el efecto invernadero, sólo hay que tener en cuenta el efecto invernadero y nada más.  Hay que ir poco a poco, desde aproximaciones burdas a más fina. ¿Hay más efectos?. Seguro que sí. Paso a paso los vemos todos. El efecto invernadero no es lo único que puede cambiar la temperatura media de la tierra, pero hay que cuantificar cada efecto.

A parte de eso, tengo que corregir el post, porque está mal. La suma de frecuencias entre v1 y v2 no es v2-v1, sino 1/2(v22-v12) y el resultado no es lo que absorbe esa banda de CO2 sino lo máximo que puede absorber, así que tendré que corregirlo en este sentido. (PD. corregido).

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Ego in Arkadia en Sábado 21 Noviembre 2009 01:40:44 am
En ese caso Fortuna especifica de que efecto invernadero quieres hablar, del invernadero de un payés de Murcia o el de la Tierra, con su troposfera, mesosfera, termosfera, exosfera.  ;D
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 21 Noviembre 2009 01:55:27 am
En ese caso Fortuna especifica de que efecto invernadero quieres hablar, del invernadero de un payés de Murcia o el de la Tierra, con su troposfera, mesosfera, termosfera, exosfera.  ;D

Son todos iguales. Según Einstein, las leyes de las naturaleza no dependen de quien las observe. Pero ya que que lo planteas podríamos discutirlo.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: angelitogp en Sábado 21 Noviembre 2009 09:55:19 am
¿_00_ has leído el título del post?. No vamos a modelizar la atmósfera. Sólo la física del efecto invernadero. Los rebotes que mencionas, que no sé muy bien como van, son otra cosa y se podría abrir otro tema, algo así como "reflejo de radiación a través de capas atmosféricas", mas o menos. Y el que sepa algo, que lo cuente.

Por cierto, las ecuaciones de Maxwell se llevan muy bien con la cuántica. El modelo estándar de física de partículas, una de ellas, es la ciencia que mayor precisión a logrado nunca. La teoría electrodebil, que unifica el electromagnetismo (que se resumen en las ecuaciones de maxwell)  con la interacción débil, un efecto cuántico de cambio de "sabor" de las partículas, y que explica la radioactivad.

Saludos.

Las ecuaciones de Maxwell tal como las conozco yo no se llevan bien con la cuántica , más que nada porque son mundos distintos.Lo único que se me ocurre que relacione radioactividad con Maxwell es la física estadística de Maxwell-Boltzman.Incluso voy más allá la bondad de las ecuaciones de Maxwell radica en que en un medio homogéneo e isótropo en espacio y en tiempo admiten transformación de Fourier, con las consiguientes ventajas matemáticas.De ahí que se empleen en electrodinámica.
Te rogaría que me dieses algún enlace de esa teoría, aver como son las ecuaciones de Maxwell que aparecen ahí..me temo que lo único que aparecerán serán potenciales escalares y campos, a poder ser sin carácter vectorial.
si,
pero para tener efecto invernadero hay que inhibir la convección, y para eso necesitas una "tapa", que en nuestro caso, también es filtro,
y para evaluar el flujo radiactivo, bandas de absorción y emisión, fluctuaciones de potencia, ...,  me parece imprescindible tenerlo en cuenta,

¿no sé? igual es que yo entiendo el efecto invernadero de una manera extraña, o tu intentas explicar otra cosa (para explicarlo físicamente, con lo que has dicho, la gravedad, y poco más, se explica). Y lo hago porque no encontré en Internet una explicación clara de como funciona el efecto.Así que empezé a deducir como se hace. Pero el proceso de deducción es como todo en la ciencia. Ensallo y error.


_00_ para el efecto invernadero, sólo hay que tener en cuenta el efecto invernadero y nada más.  Hay que ir poco a poco, desde aproximaciones burdas a más fina. ¿Hay más efectos?. Seguro que sí. Paso a paso los vemos todos. El efecto invernadero no es lo único que puede cambiar la temperatura media de la tierra, pero hay que cuantificar cada efecto.

A parte de eso, tengo que corregir el post, porque está mal. La suma de frecuencias entre v1 y v2 no es v2-v1, sino 1/2(v22-v12) y el resultado no es lo que absorbe esa banda de CO2 sino lo máximo que puede absorber, así que tendré que corregirlo en este sentido.



Las frecuencias creo que no se suman como tu haces.Cada frecuencia lleva asociada una señal, banda de absorción émisión o lo que sea.Lo que en todo caso se puede sumar son las señales asociadas.Si para el caso más sencillo consideras 2 sinusoides y sumas (interfieres) 2 señales de frecuencias f1 y f2 tendrás señales en 2f1-f2 y/o en 2f2-f1.Si no son sinusoides, o las descompones como tal con un número de armónicos que garanticen convergencia, o la cosa es más complicada.
 Y por último , como dice _00_, la Física del efecto inverndero implica modelizar la atmósfera.De hecho  tú , al considerar la emisión , absorción del CO2, es lo que haces.Consideras que la atmósfera y su capacidad calorífica viene determinada únicamente por CO2, aspecto más que discutible.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: febrero 1956 en Sábado 21 Noviembre 2009 11:17:19 am
¡Rediós!...un cónclave de físicos....¿me admitís como oyente?.... :brothink: :brothink:
Interesante tópic ;)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 21 Noviembre 2009 14:03:54 pm
Citar
Las ecuaciones de Maxwell tal como las conozco yo no se llevan bien con la cuántica , más que nada porque son mundos distintos.Lo único que se me ocurre que relacione radioactividad con Maxwell es la física estadística de Maxwell-Boltzman.Incluso voy más allá la bondad de las ecuaciones de Maxwell radica en que en un medio homogéneo e isótropo en espacio y en tiempo admiten transformación de Fourier, con las consiguientes ventajas matemáticas.De ahí que se empleen en electrodinámica.
Te rogaría que me dieses algún enlace de esa teoría, aver como son las ecuaciones de Maxwell que aparecen ahí..me temo que lo único que aparecerán serán potenciales escalares y campos, a poder ser sin carácter vectorial.

Que yo sepa la distribución de Plank, es precisamente el primer punto de unión entre la radiación o sea, el electromagnetismo y la mecanica cuantica. Desde luego no se utilizó para explicar la radioactividad, sino la distribución observada de la radiación del cuerpo negro, que la física clásica no podía explicar en la parte de ultravioleta y superior. Ppara ver el problema. http://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1strofe_ultravioleta


Pero no se acaba ahí. Toda la mecanica cuantica tiene en cuenta el electromagnetismo, si las partículas están cargadas. Y si no lo están tambien. El potencial que se escribe en la ecuación de shrödinger es el potencial de Coulomb, la carga que aparece es la de los electrones y protones. Se tiene en cuenta el campo magnético. El spin surge de aplicar la relatividad especial. Vamos que todo está relacionado y muy bien relacionado.

Y también http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_cu%C3%A1ntica_de_campos

Citar
La teoría cuántica de campos (o QFT por Quantum Field Theory) es un marco teórico que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas clásicos de campos continuos, como por ejemplo el campo electromagnético


Sobre la teoria electrodbil:
http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n_electrod%C3%A9bil

Citar
El modelo electrodébil es una teoría física que unifica la interacción débil y el electromagnetismo, dos de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. A su vez, este modelo se halla incluido en la Teoría de Gran Unificación (GUT), que une la interacción electrodébil con la interacción nuclear fuerte.

Desde luego mi nivel no da para entenderlo con detalle. Hacen falta muchos conocimientos de matemáticas y física cuantica. Pero he leido sufuciente para saber de que va. La unión de la interacción débil (mecanica cuantica total, es decir descripciones que inluyen funciones de onda, bosones, paridades, simetrías, partículas, etc) con el elctromagnetismo cuyo resumen son la ecuaciones de Maxwell.



Citar
Las frecuencias creo que no se suman como tu haces.Cada frecuencia lleva asociada una señal, banda de absorción émisión o lo que sea.Lo que en todo caso se puede sumar son las señales asociadas.Si para el caso más sencillo consideras 2 sinusoides y sumas (interfieres) 2 señales de frecuencias f1 y f2 tendrás señales en 2f1-f2 y/o en 2f2-f1.Si no son sinusoides, o las descompones como tal con un número de armónicos que garanticen convergencia, o la cosa es más complicada.
 Y por último , como dice _00_, la Física del efecto inverndero implica modelizar la atmósfera.De hecho  tú , al considerar la emisión , absorción del CO2, es lo que haces.Consideras que la atmósfera y su capacidad calorífica viene determinada únicamente por CO2, aspecto más que discutible.


Ya he puesto que he sumando mal. Para un intervalo pequeño se puede usar una función contínua de frecuencias en una banda de vibración. La suma esas frecuencias multiplicada por la constante de Plank nos dará la capacidad que tiene esa banda para absorver energía. Esa suma es la integral de v entre v1 y v2, y es 1/2(v22-v12). Que sí, que sabemos que no es contínua pero no se ven rayas en el expectro en ese rango, sino bandas contínuas y de hecho se llaman así. Así que la aproximación no será muy mala.

Pero no confundas, no necesitamos sumar los senos y los cosenos. La energía se toma en paquetes completos de valor E=h nu. Cada uno por separado. No vamos a mirar cada transición ni como dos vibraciones se acoplan para dar una más compleja, pero cuyo análisis de fourier nos da el espectro de esas frecuancias. Así que sólo vamos a suponer que a una frecuencia de absorción dentro de una banda, asignamos una probabilidad de que un fotón se absorva. Esa probabilidad es la altura que aparece en las curvas del espectro de absorcion.

Si hace falta añadir algo, para explicar la física del efecto invernadero, pues se hace. Habrá que pintar la distribución de plank y cosas así. En serio, no es tan dificil.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Sábado 21 Noviembre 2009 16:12:58 pm
un detalle, esa energía (absorvida-emitida) no se puede considerar global, ya que solo es útil en un rango determinado, específico y discreto de frecuencias,
cosa que hay que tener en cuenta,

no vaya a ser que en el balance radiativo salga mucha energía, pero sea totalmente "inútil",
lo dicho, la energía de este tipo tiene que estar cuantificada tanto en el rango de frecuencias como en el del tiempo,
sugiero trabajar con alguna transformada específica:
Gabor, Wavelet o TFT cuadráticas (transformadas tiempo-frecuencia (http://www.uv.es/rosado/tesis_pdf/capitulo2.PDF))

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 21 Noviembre 2009 19:42:10 pm
Por supuesto _00_. Solo se absorben en frecuencias determinadas. En una banda de absorción,  cada molécula absorbe a una energía correspondiente al cambio de nivel cuántico de vibración más una pequeña parte de la energía de rotación que también cambia su estado obligatoriamente. Mientras que formas de vibración hay unas pocas y cambiar a niveles superiores de vibración (n=2,3,4) la energía de vibración es considerable, para la rotación hay muchos estados más próximos en energía. Por eso salen bandas.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Recuerda también que hablamos de muchas moléculas, de 1023 a 1030 y cada una absorbe un fotón, cambia su estado de vibración y rotación y pasado un tiempo (que no sé de que orden de magnitud es) y emite, volviendo a un nivel más bajo de vibración-rotación, pero no necesariamente el mismo de rotación de antes (pero sí muy próximo). Por eso no hay que tener en cuenta efectos de unos estados con otros en la banda. Cada molécula tiene una raya en la banda pero entre todas, forman la banda.  
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: febrero 1956 en Sábado 21 Noviembre 2009 22:00:23 pm
No es por ser impertinente, pero si ya consignáis absorber en vez de absorver, pues miel sobre hojuelas..... ;) ( y no lo os lo toméis a mal ¿eh?)... ;)
Un saludo ;)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 21 Noviembre 2009 23:30:17 pm
Todas los verbos acabados en ir se escriben con B excepto hervir servir y vivir. Pero claro uno siempre piensa en la vida. La vida no puede estar mal y vivir es con uve. Gracias por la corrección.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Domingo 22 Noviembre 2009 20:49:01 pm
Pues creo que algunas consideraciones sí se pueden hacer sin ayuda de ordenadores.

Por ejemplo: De donde no hay, no se puede sacar o Si algo no sale, es que ha quedado dentro

Si aplicamos este principio a como ve un alien (de esos que comen humanos y, para poder hacerlo mejor, tienen la vista adaptada al IR) al tomar un espectro de la luz de la tierra, tenemos que con una cierta concentración de CO2 vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Si se aumenta la concentración de CO2, sabemos que la rotación de la molécula hace que aumente el grosor de su banda de absorción aunque ya estuviese absorbiento el 100% de la emisión terrestre en esa banda. Así que vería algo como....

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Y se ve perfectamente que algo no sale, y si no sale es que se queda dentro.
Aunque esa porción de energía no se convierta toda en calor en un principio, a la larga lo hará.

Saludos.




Puedes explicar eso que he destacado?

PD:Ah, vale. En realidad son los lados de las bandas centrales, cuya absorbancia es más baja y no está saturada.  Los lados del centro de de la banda (vibarcional), son precisamente de transiciones por la parte rotacional.

OK, me contesto yo mismo.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 23 Noviembre 2009 18:31:05 pm
Recomiendo la lectura de ésto: http://brneurosci.org/co2.html

En concreto, el tema de la saturación.




(http://brneurosci.org/temperatures7.png)

Pongo la síntesis:

Although carbon dioxide is capable of raising the Earth's overall temperature, the IPCC's predictions of catastrophic temperature increases produced by carbon dioxide have been challenged by many scientists. In particular, the importance of water vapor is frequently overlooked by environmental activists and by the media. The above discussion shows that the large temperature increases predicted by many computer models are unphysical and inconsistent with results obtained by basic measurements. Skepticism is warranted when considering computer-generated projections of global warming that cannot even predict existing observations.

El CO2 calienta...pero no tanto!.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Lunes 23 Noviembre 2009 20:05:05 pm
eso para mi está bastante claro (calienta, pero no tanto)

solo hay que notar un eclipse de sol,en apenas unos minutos baja la tª como si fuese noche cerrada, los gases no son capaces de retener el calor ni unos segundos.
 
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Jueves 26 Noviembre 2009 16:32:37 pm
Otro enlace. Allí hacen un cálculo teórico con algunas aproximaciones.  (muy denso el tema)

http://www.uco.es/organiza/departamentos/quimica-fisica/quimica-fisica/MC/QA3.htm

Sale 6.9w/m2 más o menos si se dobla el CO2 a 600ppm

Eso en la tabla https://foro.tiempo.com/climatologia/fisica+del+efecto+invernadero-t101628.0.html;msg2209393#msg2209393

Sale un incremento de unos 1.26 ºC. Más o menos en esa línea están todos los cálculos teóricos que he visto hasta ahora.


Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Jueves 26 Noviembre 2009 16:48:14 pm
No se como lo vereis puede no ser verdad pero me ha despertado la curiosidad si este experimento tiene sentido, está trucado o es que algo no funciona correctamente:

Global warming experiment (http://www.youtube.com/watch?v=ilbd702_DR0&feature=channel)

Meten dos bolsas una gases de aire normal y otra de un tubo de escape de coche y las dejan al aire en un lugar lleno de nieve... y esperan a ver la temperatura

¿tiene truco? ¿estará trucado?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Patagon en Jueves 26 Noviembre 2009 18:51:47 pm
No esta trucado de pero de global warming no tiene nada.

Te dice que la temperatura del aire es 32F, sin embargo los termometros estan cerca de 40F.  Eso es por el calentamiento radiativo de los termometros por radiacion solar directa (y reflejada por la nieve).  Como ves la bolsa de aire normal es mucho mas transparente que el del escape, que ademas de CO2 tiene un monton de basura (probablemente mas CO que CO2), aerosoles, particulas etc.   Eso hace que llegue menos radiacion solar directa al termometro y ese es el efecto que estamos viendo.

Todas estas simplificaciones son un poco inutiles, porque para hablar de clima hay que hablar de CO2 y de H2O y de nubes y de temperatura externa de la atmosfera y variaciones en el perfil vertical de la atmosfera y altura y concentracion de emisores y , y circulacion, y un millon de cosas mas.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Jueves 26 Noviembre 2009 19:40:52 pm
Hombre, ahí la concentración de CO2 será de varios miles partes por millon y agua condensada en el plástico por dentro (procedente de la quema de gasolina) y algun gas más. La bolsa de aire, por la temperatura, debe tener muy poca humedad.

El experimento no controla sus variables y no se sabe que está midiendo, por tanto no vale para nada, pero el aspecto teórico del efecto invernadero, que es una  parte de la física del clima, nos da una cota superior al calentamiento global por efecto invernadero (sin nubes, retroalimentaciones ni organismos biológicos que tanto influyen).
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Jueves 26 Noviembre 2009 20:19:11 pm
No se como lo vereis puede no ser verdad pero me ha despertado la curiosidad si este experimento tiene sentido, está trucado o es que algo no funciona correctamente:

Global warming experiment (http://www.youtube.com/watch?v=ilbd702_DR0&feature=channel)

Meten dos bolsas una gases de aire normal y otra de un tubo de escape de coche y las dejan al aire en un lugar lleno de nieve... y esperan a ver la temperatura

¿tiene truco? ¿estará trucado?

prueba eso mismo, pero sin meterlas en nieve,
pon la transparente y la oscura al sol,
la oscura asciende, la transparente no,
(un "globo solar" es un globo hecho con plástico ligero negro, sin aporte externo de otra energía o gas)

¿y?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 28 Noviembre 2009 23:08:29 pm
Viene de https://foro.tiempo.com/climatologia/el+cru+climate+research+unit+de+la+universidad+de+east+anglia+hackeado-t110405.0.html;msg2215714#msg2215714

Citar
Si estás dispuesto a cargarte la conservación de la energía, pues todo vale. Mira, el razonamiento es sencillos. Hay más CO2 en la atmósfera. La capa de equilibrio radiativo se traslada a mayor altura. Más altura significa más frío. Más frío significa menos emisión infrarroja. Menos emisión infrarroja significa menos pérdida energética. Luego la temperatura tiene que aumentar.


Pues dandole vueltas a eso que dices, no me cuadra. Si la "capa" de equilibrio se desplaza más arriba de la estratopausa, la temperatura de la atmósfera empieza a subir. Por tanto, el efecto invernadero debería, según esa teoría, a disminuir, lo cual es falso.

Esa explicación pasa por una simplificación del efecto invernadero que toma un valor medio a cierta altura, (algo parecido a la falsa idea de que la capa de ozono tiene unos milímetros de espesor), pero sólo sirve para cuantificar. Al aplicarle criterios físicos a una simplificación, se desmorona. Es lo que llevo diciendo durante todo el tema: No hay tapas ni espejos. El efecto invernadero es a lo largo de toda la atmósfera, cuanto más bajo, más efecto.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Sábado 28 Noviembre 2009 23:46:44 pm
un par de enlaces al respecto (termosfera, mesopausa, estratosfera)que estaba ojeando (otros muchos son de pago  >:( )

(Este artículo es muy interesante, además de explicar someramente el efecto del o/co2
Solar Rotation Effects on the Thermospheres of Mars and Earth (http://sisko.colorado.edu/ForbesWebSite_files/Science_Paper_Mars-Earth.pdf)

Thermosphere (http://people.virginia.edu/~rej/MAE494/Part-3-07.pdf)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: pj en Domingo 29 Noviembre 2009 00:19:02 am
Viene de https://foro.tiempo.com/climatologia/el+cru+climate+research+unit+de+la+universidad+de+east+anglia+hackeado-t110405.0.html;msg2215714#msg2215714

Citar
Si estás dispuesto a cargarte la conservación de la energía, pues todo vale. Mira, el razonamiento es sencillos. Hay más CO2 en la atmósfera. La capa de equilibrio radiativo se traslada a mayor altura. Más altura significa más frío. Más frío significa menos emisión infrarroja. Menos emisión infrarroja significa menos pérdida energética. Luego la temperatura tiene que aumentar.


Pues dandole vueltas a eso que dices, no me cuadra. Si la "capa" de equilibrio se desplaza más arriba de la estratopausa, la temperatura de la atmósfera empieza a subir. Por tanto, el efecto invernadero debería, según esa teoría, a disminuir, lo cual es falso.

No. Estamos hablando más bien de la tropopausa --sobre 100 mb--

Citar
Esa explicación pasa por una simplificación del efecto invernadero que toma un valor medio a cierta altura, (algo parecido a la falsa idea de que la capa de ozono tiene unos milímetros de espesor), pero sólo sirve para cuantificar. Al aplicarle criterios físicos a una simplificación, se desmorona. Es lo que llevo diciendo durante todo el tema: No hay tapas ni espejos. El efecto invernadero es a lo largo de toda la atmósfera, cuanto más bajo, más efecto.

La cuestión es más sutil. En realidad el efecto de la última capa de emisión es fundamental. Esa explicación es la que derrumba totalmente el viejo argumento de la saturación. Aunque la absorsión estuviese saturada por dióxido de carbono, añadir más dióxido de carbono implicaría trasladar la capa de emisión más arriba y cambiar el balance energético. Tienes los detalles
aquí http://www.aip.org/history/climate/co2.htm
aquí http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/06/a-saturated-gassy-argument/
y aquí http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/11/busy-week-for-water-vapor/

saludos
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Domingo 29 Noviembre 2009 01:41:52 am
Perdón, quise decir tropopausa. Miraré los enlaces y comento.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Domingo 29 Noviembre 2009 17:35:55 pm
A ver pj, me contestas sobre la saturación. Ese hecho no es lo que estamos discutiendo.

Digo que el argumento:

"la capa de equilibrio radiativo se traslada a mayor altura. Más altura significa más frío. Más frío significa menos emisión infrarroja. Menos emisión infrarroja significa menos pérdida energética. Luego la temperatura tiene que aumentar"

No vale un pimiento. Y lo digo, con un contraejemplo. A partir de la tropopausa, la temperatura no baja. A partir de 20km la temperatura sube. Luego, siguiendo ese argumento, ampliar la concentración gases de efecto invernadero, debería bajar la temperatura.

Insisto, no niego el efecto invernadero, niego esa "explicación".
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: pj en Domingo 29 Noviembre 2009 23:17:23 pm
A ver pj, me contestas sobre la saturación. Ese hecho no es lo que estamos discutiendo.

Digo que el argumento:

"la capa de equilibrio radiativo se traslada a mayor altura. Más altura significa más frío. Más frío significa menos emisión infrarroja. Menos emisión infrarroja significa menos pérdida energética. Luego la temperatura tiene que aumentar"

No vale un pimiento. Y lo digo, con un contraejemplo. A partir de la tropopausa, la temperatura no baja. A partir de 20km la temperatura sube. Luego, siguiendo ese argumento, ampliar la concentración gases de efecto invernadero, debería bajar la temperatura.

Insisto, no niego el efecto invernadero, niego esa "explicación".

No hombre, lo de la saturación era un añadido interesante. Pero en los enlaces deja claro la importancia de la última capa de CO2 que supongo, por lo que veo allí, que se halla al final de la troposfera aún donde la temperatura continúa bajando con la altitud.
No es una explicación que yo me haya inventado. La puedes leer en los enlaces que te daba y proviene básicamente de los cálculos de equilibrio radiativo en la atmósfera.

saludos
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Lunes 30 Noviembre 2009 10:09:41 am
No se como lo vereis puede no ser verdad pero me ha despertado la curiosidad si este experimento tiene sentido, está trucado o es que algo no funciona correctamente:

Global warming experiment (http://www.youtube.com/watch?v=ilbd702_DR0&feature=channel)

Meten dos bolsas una gases de aire normal y otra de un tubo de escape de coche y las dejan al aire en un lugar lleno de nieve... y esperan a ver la temperatura

¿tiene truco? ¿estará trucado?

prueba eso mismo, pero sin meterlas en nieve,
pon la transparente y la oscura al sol,
la oscura asciende, la transparente no,
(un "globo solar" es un globo hecho con plástico ligero negro, sin aporte externo de otra energía o gas)

¿y?


1. Sí tiene poco de invernadero más bien nada...
2. El efecto físico que lo  explica a mi entender es una combinación entre albedo y conductividad térmica. La bolsa de tubo de escape tiene gran cantidad de vapor de agua y tb CO2, aunque eso no importa en este caso... el condensarse sobre el plástico evita que la radiación solar llegue eficazmente el termómetro, enfriándolo más. Ambas pierden calor por la conductividad térmica de los materiales y que finalmente va a la atmósfera en forma convectiva.

Esa es mi opinión vamos  :D

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Lunes 30 Noviembre 2009 22:45:53 pm
un resumen para empezar a calcular flujos de calor, convección y esas cosas,

http://www.monografias.com/trabajos27/transferencia-calor/transferencia-calor.shtml (http://www.monografias.com/trabajos27/transferencia-calor/transferencia-calor.shtml)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Martes 01 Diciembre 2009 10:11:20 am
_00_ es una recopilación interesante pero hay cosas en las que no estoy de acuerdo:

Citar
Este hecho, junto con las propiedades de transmisión del vidrio antes mencionadas, explica el calentamiento de los invernaderos. La energía radiante del Sol, máxima en las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en el invernadero.

En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior.


como ya comenté eso es absurdo (https://foro.tiempo.com/climatologia/articulos+cientificos+en+contra+del+calentamiento+antropogenico-t65417.1020.html).

Por eso ponemos en las casas doble vidrio, conduce demasiado bien la temperatura. Con probar a tocarlo cuando en el coche se caliente por el sol te darás cuenta de que está frío, más que el gas del interior del coche.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 01 Diciembre 2009 14:35:37 pm
como ya comenté eso es absurdo.

Por eso ponemos en las casas doble vidrio, conduce demasiado bien la temperatura. Con probar a tocarlo cuando en el coche se caliente por el sol te darás cuenta de que está frío, más que el gas del interior del coche.

 :laleche:

Tal vez no leíste ésto?:
Cita de: En esa misma página
3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación

Así, la frase que citas toma sentido "En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior." y añado " Aunque la temperatura del vidrio se más baja que la del interior".


Yo creo que tal vez quieres indicar que el efecto invernadero en muchos casos es menor que la falta de conducción y de convección, pero no que no exista el efecto invernadero. Tal vez sobre ese "mucho más alta" y sea más bien "más alta" (en realidad, en los invernaderos, es más importante la falta de convección y condución que la radiación). Ahora bien, en el caso de la atmósfera, no podemos transferir al espacio el calor por esos dos mecanismos y la única forma de evacuar el calor fuera de la Tierra, es por radiación.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Martes 01 Diciembre 2009 16:03:04 pm
como ya comenté eso es absurdo.

Por eso ponemos en las casas doble vidrio, conduce demasiado bien la temperatura. Con probar a tocarlo cuando en el coche se caliente por el sol te darás cuenta de que está frío, más que el gas del interior del coche.

 :laleche:

Tal vez no leíste ésto?:
Cita de: En esa misma página
3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación

Así, la frase que citas toma sentido "En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior." y añado " Aunque la temperatura del vidrio se más baja que la del interior".


Yo creo que tal vez quieres indicar que el efecto invernadero en muchos casos es menor que la falta de conducción y de convección, pero no que no exista el efecto invernadero. Tal vez sobre ese "mucho más alta" y sea más bien "más alta" (en realidad, en los invernaderos, es más importante la falta de convección y condución que la radiación). Ahora bien, en el caso de la atmósfera, no podemos transferir al espacio el calor por esos dos mecanismos y la única forma de evacuar el calor fuera de la Tierra, es por radiación.


Te acabas de olvidar de la 2 ley de la termodinámica: ningún cuerpo a temperatura inferior puede transmitir su calor a uno de temperatura superior (me refiero al calor neto). Eso no quiere decir que todos los cuerpos no radien infrarrojos ( y radiación lumínica).

Existen diferencias sustanciales entre el mal llamado efecto invernadero y el calentamiento que se experimenta en los invernaderos de plantas de vidrio (o plástico).

Por otra parte y debido a la capacidad invernadero del vidrio: ¿cómo miden los termómetros de mercurio encerrados en vidrio? ¿y cómo no se calienta el filamento de las bombillas hasta fundirse?  es difícil explicarlo si hacemos caso a ese efecto...
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Martes 01 Diciembre 2009 18:10:43 pm

Tal vez no leíste ésto?:
Cita de: En esa misma página
3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación


Sí no lo leí: incorrecto energía no es igual a calor
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 01 Diciembre 2009 18:31:53 pm
como ya comenté eso es absurdo.

Por eso ponemos en las casas doble vidrio, conduce demasiado bien la temperatura. Con probar a tocarlo cuando en el coche se caliente por el sol te darás cuenta de que está frío, más que el gas del interior del coche.

 :laleche:

Tal vez no leíste ésto?:
Cita de: En esa misma página
3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación

Así, la frase que citas toma sentido "En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior." y añado " Aunque la temperatura del vidrio se más baja que la del interior".


Yo creo que tal vez quieres indicar que el efecto invernadero en muchos casos es menor que la falta de conducción y de convección, pero no que no exista el efecto invernadero. Tal vez sobre ese "mucho más alta" y sea más bien "más alta" (en realidad, en los invernaderos, es más importante la falta de convección y condución que la radiación). Ahora bien, en el caso de la atmósfera, no podemos transferir al espacio el calor por esos dos mecanismos y la única forma de evacuar el calor fuera de la Tierra, es por radiación.


Te acabas de olvidar de la 2 ley de la termodinámica: ningún cuerpo a temperatura inferior puede transmitir su calor a uno de temperatura superior (me refiero al calor neto). Eso no quiere decir que todos los cuerpos no radien infrarrojos ( y radiación lumínica).

Esa misma cuestión pensé yo  ;) https://foro.tiempo.com/climatologia/fisica+del+efecto+invernadero-t101628.0.html;msg2209476#msg2209476 Pero afortunadamente, Vaquert me recordó que no es la atmósfera la que cede el calor al suelo, sino que el la atmósfera no deja escapar el calor. La energía viene del Sol, no de la atmósfera. Por ejemplo, pon una manta encima de una estufa. El conjunto de la manta bajo la estufa, aumenta su temperatura. ¿Ha sido la manta la que ha cedido calor a la estufa?.

Citar
Existen diferencias sustanciales entre el mal llamado efecto invernadero y el calentamiento que se experimenta en los invernaderos de plantas de vidrio (o plstico).

Sí, en los invernaderos normales es menos importante la radiación.

Citar
Por otra parte y debido a la capacidad invernadero del vidrio: cmo miden los termmetros de mercurio encerrados en vidrio? y cmo no se calienta el filamento de las bombillas hasta fundirse?  es difcil explicarlo si hacemos caso a ese efecto...

Los termómetros miden por conducción. Se calienta el termómetro por contacto. Por supuesto, si los pones al sol, también absorben radiación y miden más temperatura.

El filamento de las bombillas se calienta por efecto joule. La temperatura es tan alta que el máximo está muy corrido al visible. El cristal también irradia debido a su temperatura, que absorbe algunas frecuencias y emite en el infrarrojo. (No vemos el casco brillar pero sí el filamento). A parte, el cristal cede calor por conducción.

PD.


Tal vez no leíste ésto?:
Cita de: En esa misma página
3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación


Sí no lo leí: incorrecto energía no es igual a calor

¿No has oído hablar de energía térmica? O nuclear, o química, o eólica?. El calor es la cantidad de energía que se transfiere de un sistema a otro cuyas manifestaciones sean variaciones de temperatura y/o trabajo. Conoces el término ¿energía interna?. Sabes, se suele medir en Calorías/mol o julios/mol.

1Cal=4.18Julios.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Martes 01 Diciembre 2009 18:42:36 pm
Lo que quería decir es no confundir una parte (calor) con todo (energía); calor es una forma de energía, como la cinética, potencial o eléctrica...

Respecto a los ejemplos que he puesto ponen de manifiesto que la energía calórica no se transmite primordialmente por radiación, solo en poca cantidad, en el espacio es así porque no hay otra forma que si fuese por conveccion o conducción el sol nos habría fundido (esta a miles de grados). Por suerte sólo por radiación.

En el ejemplo de estufa y manta, también impides que se produzca la convección del gas que está entre la estufa y la manta. Es igual que en el invernadero, el efecto es la supresión de la convección, impidiendo facilitarle que se enfrie a diferencia de lo que está fuera del inverandero (del de las plantas).

otra cosa es lo de los gases de efecto "invernadero"
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 01 Diciembre 2009 19:06:19 pm

Respecto a los ejemplos que he puesto ponen de manifiesto que la energía calórica no se transmite primordialmente por radiación, solo en poca cantidad, en el espacio es así porque no hay otra forma que si fuese por conveccion o conducción el sol nos habría fundido (esta a miles de grados). Por suerte sólo por radiación.

El ejemplo de la bombilla, que lo pusiste tú, el filamento se enfría por radiación (léase cede su energía), al estar hecho el vacío dentro y tener un aislante térmico en su base.

Citar
En el ejemplo de estufa y manta, también impides que se produzca la convección del gas que está entre la estufa y la manta. Es igual que en el invernadero, el efecto es la supresión de la convección, impidiendo facilitarle que se enfrie a diferencia de lo que está fuera del inverandero (del de las plantas).

otra cosa es lo de los gases de efecto "invernadero"

Digo una estufa de esas de filamentos que se ponen al rojo, no un radiador, o uno de esos de aire caliente, que sí, es como dices. Pero cuanto mayor es la temperatura del cuerpo, más eficiente es el mecanismo de radiación para eliminar calor. Piensa que la tierra, a 30ºC, se emite como una estufa de 478 watios. Un enlace muy instructivo sobre la potencia irradiada con applets. Pones la temperatura y te muestra la gráfica de la distribución de energía y el total emitido. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm

(http://s2.subirimagenes.com/imagen/previo/thump_3647048radiacion.gif) (http://www.subirimagenes.com/imagen-radiacion-3647048.html)

PD.

Ojo, una bombilla de 100w, emite mucho más de 100w/m2, pero en una región muy pequeña. Habría que dividir los 100w entre la superficie de emisión en m2. Ello da una temperatura de 2900ºK, si el área del filamento fuera de 25mm2. Si el filamento lo hacemos de 1m2 y lo ponemos a 2900ºK, salen 4.010.283,27 w/m2, osea 4 megawatios. (espero no haberme equivocado  ???)


Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: angelitogp en Martes 01 Diciembre 2009 22:10:47 pm
Creo que la temperatura que hallas es lo que se denomina temperatura de ruido.
El significado físico es distinto al de temperatura calorífica.Creo recordar que la temperatura también servía para medir las vibraciones de las moléculas, densidad de estados fónicos,me suena algo asi.......
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Martes 01 Diciembre 2009 23:50:06 pm
ni calor es igual a Tª,


¿que significa 30ºC? ¿que significa -70ºC?

NADA, ABSOLUTAMENTE NADA,

ni siquiera cuando añadimos una masa y un calor específico,

NADA, NO SIGNIFICA NADA,

a no ser que lo estemos considerando dentro de un sistema, con lo que tenemos UN FLUJO,

sin esas consideraciones, LA TEMPERATURA NO DICE ABSOLUTAMENTE NADA

o lo que es lo mismo:
un termómetro mide la temperatura, no la sensibilidad térmica, no el flujo de calor, no mide el flujo del sistema,

volviendo al mundo real,

si el CO2 aumenta la Tª superficial 1ºC y baja la estratosférica 2ºC, eso implica un incremento del gradiente vertical, una variación de la tasa de lapso, un aumento de la convectividad,
por lo que :
-hay un aumento de vapor de agua,
- hay un aumento de la componente ascensional,
- hay un aumento de nubosidad (o debería haberlo considerando la misma concentración de núcleos crioscópicos)

esto trae consigo, una mayor difusión del CO2, un mayor enfriamiento estratosférico,....

lo que debe resultar, en un equilibrio consistente en un aumento de concentración de CO2 en capas medias, que además de hacer de filtro para la superficie, formaría una capa de inversión térmica,....

efectos muy discutibles, hay gente que ve está realimentación como precursora de una glaciación,.....


(el filamento de la bombilla no se funde por estar en atmósfera controlada, si fuese aire lo que tuviera dentro, directamente explotaría)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 02 Diciembre 2009 00:36:09 am
Jo, _00_ si supieras la cantidad de cosas que tiene como parámetro la temperatura....

Por ejemplo. Un cocido. Si intentas hacer un cocido con agua a temperatura ambiente, ¿cuánto tiempo tienes que esperar?. Además, ¿para que sirve la olla express?. Las malas lenguas dicen que en la olla express, el agua hierve a 110 grados y que por tener agua a 110 tarda menos. En fin, estaban equivocados, no era por eso y es otro de los misterios por resolver. Lo tengo!, era por la presion!.

32ºF es la temperatura a la que licúa el agua, son 0ºC. Son escalas relativas, donde se ha cambiado el origen y la escala. Pero llegó lord Kelvin y por sus estudios de termodinámica, llegó a la conclusión que existe una escala absoluta, con un 0 por debajo del cual no se puede bajar: 0ºK=-273.15ºC=-459.67ºF. Ahora es cuestión de escala. Como usar cm y pulgadas. La lectura es distinta, pero el tamaño el mismo. Digamos, en plan burdo, que un termómetro de mercurio le da igual los números que pongas en el cristal, pero que el mercurio no se contraerán más allá de cierto tamaño.

Volviendo a la física, la temperatura es una variable de estado, es decir, que caracteriza el estado. Si una persona tiene 40 grados, está enferma. Si un material,  a 10ºC a tiene ciertas propiedades, se puede deducir como se comportará a otra temperatura, si conocemos la dependencia de las características con la temperatura.

No sé, en verano, a 30ºc, ¿podrá congelarse el agua botijo?
___________________________________________________

Tal vez, tu comentario sea más en la línea de que en el planeta hablar de una temperatura media, no tenga mucho sentido. Es algo que pensaba. Si aumenta 2ºC, ¿sería una catrástofe?. Este octubre, en España hemos tenido +3ºC y no ha pasado nada. Menos lluvias, eso sí, pero nadie se murió de ello. Si hubiera llovido más de lo normal, como pasó en Murcia, todo el mundo contento, excepto los vendedores de gafas de sol.

___________________


Menudo rollo. En fin, ¿será que tengo fiebre?

Si se quiere criticar una teoría, hay que conocerla bien antes.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Miércoles 02 Diciembre 2009 10:48:28 am

Respecto a los ejemplos que he puesto ponen de manifiesto que la energía calórica no se transmite primordialmente por radiación, solo en poca cantidad, en el espacio es así porque no hay otra forma que si fuese por conveccion o conducción el sol nos habría fundido (esta a miles de grados). Por suerte sólo por radiación.

El ejemplo de la bombilla, que lo pusiste tú, el filamento se enfría por radiación (léase cede su energía), al estar hecho el vacío dentro y tener un aislante térmico en su base.

Citar
En el ejemplo de estufa y manta, también impides que se produzca la convección del gas que está entre la estufa y la manta. Es igual que en el invernadero, el efecto es la supresión de la convección, impidiendo facilitarle que se enfrie a diferencia de lo que está fuera del inverandero (del de las plantas).

otra cosa es lo de los gases de efecto "invernadero"

Digo una estufa de esas de filamentos que se ponen al rojo, no un radiador, o uno de esos de aire caliente, que sí, es como dices. Pero cuanto mayor es la temperatura del cuerpo, más eficiente es el mecanismo de radiación para eliminar calor. Piensa que la tierra, a 30ºC, se emite como una estufa de 478 watios. Un enlace muy instructivo sobre la potencia irradiada con applets. Pones la temperatura y te muestra la gráfica de la distribución de energía y el total emitido. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm

(http://s2.subirimagenes.com/imagen/previo/thump_3647048radiacion.gif) (http://www.subirimagenes.com/imagen-radiacion-3647048.html)

PD.

Ojo, una bombilla de 100w, emite mucho más de 100w/m2, pero en una región muy pequeña. Habría que dividir los 100w entre la superficie de emisión en m2. Ello da una temperatura de 2900ºK, si el área del filamento fuera de 25mm2. Si el filamento lo hacemos de 1m2 y lo ponemos a 2900ºK, salen 4.010.283,27 w/m2, osea 4 megawatios. (espero no haberme equivocado  ???)


Veo que no has pillado lo que quería decir con los ejemplos:

En el caso de la bombilla o lámpara incandescente: la paradoja es la siguiente: tengo un filamento a 2100 ºC que emite luz y radiación infrarroja (la lámpara está al vacío, las hay con gas N2 y Ar pero entonces también hay convección) y lo que ocurre es que llega esta emisión a la ampolla de vidrio de la propia lámpara, lo cual haría que absorviese la radiación infrarroja. Entonces la reemitiría hacía el interior de la bombilla: problema entonces me vuelve a calentar el filamento (el tema se retroalimenta) alcanzando la temperatura de evaporación del tungsteno, en poco tiempo me he quedado sin filamento...

Pero esto no sucede.

Te dejo este enlace sobre lámparas incandescentes (http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas/lincan.html)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Miércoles 02 Diciembre 2009 14:13:57 pm

Jo, _00_ si supieras la cantidad de cosas que tiene como parámetro la temperatura....

Por ejemplo. Un cocido. Si intentas hacer un cocido con agua a temperatura ambiente, ¿cuánto tiempo tienes que esperar?. Además, ¿para que sirve la olla express?. Las malas lenguas dicen que en la olla express, el agua hierve a 110 grados y que por tener agua a 110 tarda menos. En fin, estaban equivocados, no era por eso y es otro de los misterios por resolver. Lo tengo!, era por la presion!.

32ºF es la temperatura a la que licúa el agua, son 0ºC. Son escalas relativas, donde se ha cambiado el origen y la escala. Pero llegó lord Kelvin y por sus estudios de termodinámica, llegó a la conclusión que existe una escala absoluta, con un 0 por debajo del cual no se puede bajar: 0ºK=-273.15ºC=-459.67ºF. Ahora es cuestión de escala. Como usar cm y pulgadas. La lectura es distinta, pero el tamaño el mismo. Digamos, en plan burdo, que un termómetro de mercurio le da igual los números que pongas en el cristal, pero que el mercurio no se contraerán más allá de cierto tamaño.

Volviendo a la física, la temperatura es una variable de estado, es decir, que caracteriza el estado. Si una persona tiene 40 grados, está enferma. Si un material,  a 10ºC a tiene ciertas propiedades, se puede deducir como se comportará a otra temperatura, si conocemos la dependencia de las características con la temperatura.

No sé, en verano, a 30ºc, ¿podrá congelarse el agua botijo?
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Tal vez, tu comentario sea más en la línea de que en el planeta hablar de una temperatura media, no tenga mucho sentido. Es algo que pensaba. Si aumenta 2ºC, ¿sería una catrástofe?. Este octubre, en España hemos tenido +3ºC y no ha pasado nada. Menos lluvias, eso sí, pero nadie se murió de ello. Si hubiera llovido más de lo normal, como pasó en Murcia, todo el mundo contento, excepto los vendedores de gafas de sol.

___________________


Menudo rollo. En fin, ¿será que tengo fiebre?

Si se quiere criticar una teoría, hay que conocerla bien antes.


No, lo que quiero decir es lo que he resaltado,

si tu me dices 40ºC o 10ºC, no tiene ningún sentido, siempre tiene que ir acompañado de un sistema, en este caso "persona" y "cierto material",

pero si yo te digo que hay un flujo de calor de 3ºC/sg.m2, no hace falta nada más, es un parámetro completo, que define el comportamiento de cualquier cuerpo que se introduzca bajo la influencia de ese parámetro,

a eso me refiero con que no dice ABSOLUTAMENTE NADA (por si sola)

ni siquiera a nivel superficial, ya que el sistema en el que interviene la temperatura es más amplio, tu mismo lo dices: hay "cantidad de cosas que tiene como parámetro la temperatura...."
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Bindog en Miércoles 02 Diciembre 2009 15:37:38 pm
Gracias Fortuna, en la página que me diste he encontrado un experimento  (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/experiencia/experiencia.htm) interesante:

"Medida de la intensidad de la radiación emitida por el filamento
La intensidad de la radiación F emitida por el filamento es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta T.

F =kT4

El flujo de energía (energía por unidad de tiempo) que absorbe la termopila  Uter es proporcional a F. Ahora bien, la termopila está a la temperatura ambiente T0 y también emite radiación proporcionalmente a la cuarta potencia de T0, de modo que la f.e.m. termoeléctrica Uter vale

Uter=c(T14-T04)

donde c es una constante de proporcionalidad desconocida. Podemos despreciar T0 frente a T1, de modo que tomando logaritmos neperianos a ambos lados, se cumple que:"
 ;)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 02 Diciembre 2009 16:18:12 pm

Veo que no has pillado lo que quería decir con los ejemplos:

En el caso de la bombilla o lámpara incandescente: la paradoja es la siguiente: tengo un filamento a 2100 ºC que emite luz y radiación infrarroja (la lámpara está al vacío, las hay con gas N2 y Ar pero entonces también hay convección) y lo que ocurre es que llega esta emisión a la ampolla de vidrio de la propia lámpara, lo cual haría que absorviese la radiación infrarroja. Entonces la reemitiría hacía el interior de la bombilla: problema entonces me vuelve a calentar el filamento (el tema se retroalimenta) alcanzando la temperatura de evaporación del tungsteno, en poco tiempo me he quedado sin filamento...

Pero esto no sucede.

Te dejo este enlace sobre lámparas incandescentes (http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas/lincan.html)

No hay ninguna paradoja. Te pongo un ejemplo. Si en lugar de absorber la radiación, la reflejara al 100% hacia el interior, efectivamente, el filamento aumentaría su temperatura hasta su fusión. Entonces, ¿el espejo de la ampolla ha hecho fundir el filamento?. No. recuerda que tenemos una corriente eléctrica que es la fuente de la energía. Con la ampolla reflectante hemos impedido que salga la radiación.

Pero la ampolla no es reflectante, es un cuerpo que absorbe una pequeña cantidad de energía devuelve la mitad hacia adentro. En el caso ideal, en dirección al filamento, aunque esto no es cierto. El filamento estará en equilibrio radiativo con la ampolla en las frecuencias de absorción del  del vídreo.

Sea w0 la potencia emitida por el filamento sin ampolla. Sea w1 = A w0 la potencia absorbida por la ampolla, con A<1. El filamento aumentará su temperatura, en las condiciones ideales indicadas, llega al equilibrio a la temperatura T'=T0(1+A)1/4 Teniendo en cuenta que la potencia por m2 disminuye con el cuadrado de la distancia, y que no se absorbe más que una pequeña fracción de lo que llega a la ampolla, se tiene que A<<1, con lo que T'~T0.

PD. contestaste mientras...
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 02 Diciembre 2009 16:24:53 pm
Cita de: _00_

pero si yo te digo que hay un flujo de calor de 3ºC/sg.m2, no hace falta nada más, es un parámetro completo, que define el comportamiento de cualquier cuerpo que se introduzca bajo la influencia de ese parámetro,


??? :o

Lectura recomendada "variables intensivas", busca tu mismo.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Miércoles 02 Diciembre 2009 18:33:53 pm

??? :o

Lectura recomendada "variables intensivas", busca tu mismo.

 :mucharisa:

Veo que vas llegando a las mismas conclusiones que yo.

Recomiendo que antes de hacer el tejado se construya una buena cimentación.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: rayo_cruces en Miércoles 02 Diciembre 2009 19:22:54 pm

Veo que no has pillado lo que quería decir con los ejemplos:

En el caso de la bombilla o lámpara incandescente: la paradoja es la siguiente: tengo un filamento a 2100 ºC que emite luz y radiación infrarroja (la lámpara está al vacío, las hay con gas N2 y Ar pero entonces también hay convección) y lo que ocurre es que llega esta emisión a la ampolla de vidrio de la propia lámpara, lo cual haría que absorviese la radiación infrarroja. Entonces la reemitiría hacía el interior de la bombilla: problema entonces me vuelve a calentar el filamento (el tema se retroalimenta) alcanzando la temperatura de evaporación del tungsteno, en poco tiempo me he quedado sin filamento...

Pero esto no sucede.

Te dejo este enlace sobre lámparas incandescentes (http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas/lincan.html)

No hay ninguna paradoja. Te pongo un ejemplo. Si en lugar de absorber la radiación, la reflejara al 100% hacia el interior, efectivamente, el filamento aumentaría su temperatura hasta su fusión. Entonces, ¿el espejo de la ampolla ha hecho fundir el filamento?. No. recuerda que tenemos una corriente eléctrica que es la fuente de la energía. Con la ampolla reflectante hemos impedido que salga la radiación.

Pero la ampolla no es reflectante, es un cuerpo que absorbe una pequeña cantidad de energía devuelve la mitad hacia adentro. En el caso ideal, en dirección al filamento, aunque esto no es cierto. El filamento estará en equilibrio radiativo con la ampolla en las frecuencias de absorción del  del vídreo.

Sea w0 la potencia emitida por el filamento sin ampolla. Sea w1 = A w0 la potencia absorbida por la ampolla, con A<1. El filamento aumentará su temperatura, en las condiciones ideales indicadas, llega al equilibrio a la temperatura T'=T0(1+A)1/4 Teniendo en cuenta que la potencia por m2 disminuye con el cuadrado de la distancia, y que no se absorbe más que una pequeña fracción de lo que llega a la ampolla, se tiene que A<<1, con lo que T'~T0.

PD. contestaste mientras...

Mas claro el agua, el sistema siempre llegará a un estado de equilibrio bajo unas condiciones dadas donde la energía entrante será igual a la saliente, caracterizado por un valor de T, si cambian las condiciones entonces se volverá a restablecer el mismo equilibrio ahora con otra T.

Saludos  8)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Miércoles 02 Diciembre 2009 19:53:36 pm
con el añadido de que la resistividad aumenta con la tª, por lo que el filamento cada vez dará más luz,
ese calor, también se transmite por el conductor/casquillo y el cable, que disipan mucho calor,


Cita de: _00_

pero si yo te digo que hay un flujo de calor de 3ºC/sg.m2, no hace falta nada más, es un parámetro completo, que define el comportamiento de cualquier cuerpo que se introduzca bajo la influencia de ese parámetro,


??? :o

Lectura recomendada "variables intensivas", busca tu mismo.

cierto, debería haber escrito W/sg*m2

(lo de la "intensividad" de la tª en este caso, creo que es debatible)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Domingo 23 Mayo 2010 13:35:54 pm
Rescato este tema porque llevo días dándole vueltas a estas frases de wikipedia. El resultado que obtengo es contrario a lo que esperaba. El resultado que me sale es que  la temperatura media de la Tierra, con océanos y atmósfera sin GEIS, debería ser más baja que lo que indica wikipedia.

____________________________________________
http://es.wikipedia.org/wiki/Balance_radiativo_terrestre

Toda la superficie de la Tierra emite radiación pero la radiación solar sólo se recibe en la cara diurna. Por eso, la radiación solar incidente en la parte exterior de la atmósfera puede considerarse en promedio como:


(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Temperatura de equilibrio de la Tierra considerando el albedo
- Para tener en cuenta el albedo en el balance radiativo solo hace falta multiplicar la constante solar por (1-b) donde b es el coeficiente de albedo b=0,313. Así queda un valor que es la cantidad de radiación realmente absorbida por la Tierra. Y con este valor se procede a los cálculos anteriores.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

- Como se puede ver el albedo rebaja aún más la temperatura media del planeta así pues la contribución del efecto invernadero es aún mayor. Ocurre que la mayor parte de ese aumento de temperatura media lo provoca la misma agua que causa el albedo. El resto hasta los 15 °C actuales son para el CO2 y el resto de gases invernadero.

_____________________________________________________________

En la fórmula, esa división por 4 es equivalente a suponer que hay una radiación de 234.78 w/m2 (albedo incluido) homogénea que llega perpendicularmente a toda la superficie terrestre en todo momento. En ese supuesto, efectivamente la Tierra tendría una temperatura media muy baja, pero en realidad, más alta de lo que debiera porque el problema es que la radiación no es la misma en toda la Tierra, ni la temperatura tampoco y las ecuaciones que manejamos de equilibrio radiativo no son lineales. Pongo un ejemplo.

Supongamos que tenemos en el espacio exterior dos placas separadas por una sustancia aislante térmica. Una de las placas recibe la radiación del Sol y la otra no. El material aislante permite pasar una cantidad mínima de calor de una placa a otra.

Sean T1 la temperatura de la placa que da al Sol y T2 la del lado contrario. El flujo de energía que recibe en la cara expuesta al Sol es I0

El balance de energía sería I0=sigma(T14+T24)

Si el aislante fuera perfecto, T2=0 y la temperatura T1=(I0/sigma)1/4

La temperatura media de las dos placas sería Tm=1/2(I0/sigma)1/4

Procedamos como  hace wikipedia. Coloca la mitad de la intensidad en cada lado (aquí tenemos dos superficies planas a las que la radiación llega perpendicularmente, por ello dividimos por 2 y no por 4, como en la Tierra, que al ser esférica, la componente de la radiación incidente varía como cos(lambda) mientras que la emisión es siempre perpendicular a la superficie). Las temperaturas de equilibrio T3 serán iguales en cada cara y el balance de enería será

I0/2+I0/2=2sigma T34

T3=1/21/4(I0/sigma)1/4

Si comparamos ahora Tm con T3 tenemos

T3=2/21/4Tm=1.68Tm

Comparado con la máxima que daba al Sol es un 16% más baja.

Es decir, la temperatura media ha subido al suavizar las temperaturas extremas de los dos lados.


Si en vez de ello supongamos que se rompe el aislante y las dos placas, al estar unidas, alcanzan la misma temperatura el resultado es el mismo.

El cálculo para un sólido en rotación que recibe radiación por una cara es mucho más complicado, pero los resultados deben ser parecidos (a ver si me pongo).

En todo caso, como digo, la Tierra no tiene una distribución uniforme ni de temperatura ni radiación, por lo que el cálculo que hace wikipedia, al aplicar una suavización, está dando una temperatura media mayor que la que habría y hay realmente.

De todos modos, la última frase de wikipedia no está justificada. Hace los cálculos de la temperatura media y la diferencia con la observada lo achaca al efecto invernadero, cuando podría haber más causas. Lo suyo sería calcular el efecto invernadero y ver que las cuentas cuadran.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Lunes 24 Mayo 2010 15:53:31 pm
Con lo que has demostrado que "temperatura media" por sí sola no tiene ningún sentido, cosa que sí tiene "temperatura media de equilibrio" que es una cosa bastante diferente.

Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 24 Mayo 2010 16:10:59 pm
Ciertamente la temperatura media no es un valor que describa el sistema. Lo que sí lo haría es la distribución de esa temperatura.

Creo que por temperatura media de equilibrio te refieres a la raíz cuarta de la suma de las temperaturas elevados a la cuarta dividido por N? (*). Sí, eso sería el balance energético total, pero para eso mejor se miden los watios/m2 netos que entran/salen de la atmósfera.


(*) Te=(suma(Ti4,i=1..N))1/4/N
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Lunes 24 Mayo 2010 16:39:52 pm
Supón que la placa que "está a la sombra" tiene una geometría tal que tenga, por ejemplo, 100 veces la superficie que la otra (por ejemplo, le pones muchos clavos con la punta hacia fuera). ¿Qué pasa entonces con la temperatura media?

De todos modos, opino que en una situación de semiequilibrio termico, comparar la temperatura media de equilibrio con la temperatiura media real no vale absolutamente para nada, precisamente porque la suma de temperaturas no es proporcional a la suma de emisiones (la emisión de energía depende de la 4ª potencia).

Una buena manera de imaginar lo que sucede es imaginar una serie de cubetas interconectadas con tubos más o menos finos (simulando ese "semiequilibrio" que decía) con unas mangueras echando agua, a veces a unas cubetas a veces a otras, y en cada cubeta un tubo al fondo donde desagua, el chorro de desague dependerá de la 4ª potencia de la altura del agua de cada cubeta, altura que nos simula la temperatura. De una manera simple podemos tener una cubeta en el centro simulando el ecuador y trópicos con otras dos a cada lado simulando los polos, alos que echamos agua solo de vez en cuando.

Podríamos llamar a ésto "Climatología recreativa", hasta se puede hacer en casa.....
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 24 Mayo 2010 19:31:52 pm
Pues dándole vueltas a la climatología recreativa y el ejemplo que pones de las cubetas, he pensado en un dibujo que valdría. Construimos unos embudos donde el radio crezca como y=x^2 y aplicamos la fórmula de http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_de_revoluci%C3%B3n

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

con Y=x2, entre a=T0 y b=T

El resultado sería V=Pi/2(T4-T04)

y el dibujo, algo así como:

(http://img84.imageshack.us/img84/7174/embudo.jpg) (http://img84.imageshack.us/i/embudo.jpg/)

Uploaded with ImageShack.us (http://imageshack.us)

El volumen encerrado es proporcional a la cuarta potencia de la altura.

 ;D
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Viernes 18 Junio 2010 21:02:20 pm
FAQ #271: If Greenhouse Gases are such a Small Part of the Atmosphere, How Do They Change Its Temperature?

http://www.drroyspencer.com/2010/06/faq-271-if-greenhouse-gases-are-such-a-small-part-of-the-atmosphere-how-do-they-change-its-temperature/

Roy Spencer nos habla de cómo el efecto invernadero ayuda a despejar el calor que los gases (no GEIS) roban a la superficie.

Yo añado, como ya he comentado que, dado un equilibrio radiativo, suavizar su temperatura equivale a subir su "temperatura media". Recordemos que al sol, a las 12 del mediodía en un punto del ecuador, la temperatura de equilibrio serían 120ºC (*). Pues bien, Roy nos dice que el calor que se roba a la superficie, si no hubiera GEIS, no se podría enfriar y tendríamos una atmósfera muy aburrida. (aunque creo yo que sí habría cierto gradiente térmico, debido sólo por la distancia a la superficie).

De todos modos, personalmente creo que el océano es mucho más importante en esta suavización.

(*)Pensemos en las temperaturas de la Luna, en cada cara.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Sábado 19 Junio 2010 17:49:30 pm
No, no... lo que dice no es que ayuden, sino que SON los únicos que pueden enfriar (la almósfera, el suelo dispone de una ventana en la que sí puede irradiar al exterior), que no es lo mismo. La única manera de perder energía un cuerpo aislado en el espacio es emitir fotones y los únicos elementos que pueden hacer la conversión energía cinética-fotón en el rango de temperaturas (o de energías cinéticas) de nuestra atmósfera son precisamente los gases invernadero.

El caso de la superficie terrestre es distinto porque se comporta mucho más como un cuerpo negro, con lo que no tiene tan 'cuantificado' ese rango de energías cinéticas.

En la práctica ésto lo que nos dice es que pequeños gradientes en las concentraciones de los GEI's según la altura pueden tener más importancia en el calentamiento (o enfriamiento) que un variación en las concentraciones medias.

Claro que hay un problema con todo esto en el caso del CO2:
Y es que la molécula de CO2 tiene la curiosa característica de que puede recoger radiación en más rangos de frecuencia que los que puede emitir.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Sábado 19 Junio 2010 23:58:33 pm
A ver dice ésto:

It is rather amazing that these relatively few “greenhouse” gases are largely responsible for the temperature structure of the atmosphere. Without them, the atmosphere would have no way of losing the heat energy that it gains from the Earth’s surface in response to solar heating.

Es decir, lo que tu dices  :mucharisa: Creo que me expresé mal.

De todas formas, hay que tener en cuenta que la tierra gira, que parece una chorrada, pero hace que cambie todo. Porque eso hace que ningún punto de la tierra esté en equilibrio (o se está calentando, o se está enfriando), aunque sí en su conjunto. Eso es la inercia térmica. Cuanto más inercia térmica haya, mayor es la temperatura media. Los GEIS son un ejemplo de ello.

Lo que quiero decir es que el gradiente térmico va a existir, haya o no GEIS, puesto que de noche las capas atmosféricas pegadas a la superficie, van a comunicar su calor a la misma y ésta va a radiar en el infrarojo, enfriando esas capas. Las más exteriores a penas sufriarán cambios. De día, ocurre lo contrario.

Citar
Claro que hay un problema con todo esto en el caso del CO2:
Y es que la molécula de CO2 tiene la curiosa característica de que puede recoger radiación en más rangos de frecuencia que los que puede emitir.

Supongo que te refieres al modo de vibración no activo, en el sentido radiativo, del CO2 (ese que no cambia la polarización de la molécula). Pero, la verdad, no entiendo tu frase. Tenía entendido que una transicion, del tipo que sea, puede darse en ambas direcciones, tanto de excitación (mayor energía), como des-excitación (menor energía), pero si no es activo, no hará nunguno de lo dos. Pero tal vez se me escape algo.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Lunes 21 Junio 2010 17:18:22 pm

Lo que quiero decir es que el gradiente térmico va a existir, haya o no GEIS, puesto que de noche las capas atmosféricas pegadas a la superficie, van a comunicar su calor a la misma y ésta va a radiar en el infrarojo, enfriando esas capas. Las más exteriores a penas sufriarán cambios. De día, ocurre lo contrario.

Considera que por el dia la parte de esa atmósfera sin GEI's  en contacto con el
suelo tomará un valor de temperatura virtual -por conducción- mayor que las capas inmediatamente superiores con lo que tenderá a ascender mezclando y provocando que se diluyan las diferencias de temp. virtual. Por la noche pasa justo lo contrario, la capa en contacto con el suelo cederá parte de su calor al suelo, enfriándose y poegándose aún más al suelo, con lo que se dificulta que el descenso de temperatura virtual se propague a capas superiores.

Supongo que te refieres al modo de vibración no activo, en el sentido radiativo, del CO2 (ese que no cambia la polarización de la molécula). Pero, la verdad, no entiendo tu frase. Tenía entendido que una transicion, del tipo que sea, puede darse en ambas direcciones, tanto de excitación (mayor energía), como des-excitación (menor energía), pero si no es activo, no hará nunguno de lo dos. Pero tal vez se me escape algo.

No, no se te escapa nada, al menos en lo que a la teoría se refiere.
En cuanto a la práctica el error está en que no es el CO2 quien tiene ese comportamiento, sino la mezcla H2O-CO2. Me he colado....

Near-infrared laboratory spectra of solid H2O/CO2  and CH3OH/CO2 ice mixtures  (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4H3BM2M-3&_user=141903&_handle=V-WA-A-W-EV-MsSAYWW-UUA-U-AABAADUEBV-AAWYDCADBV-BYCDWWCED-EV-U&_fmt=full&_coverDate=09%2F12%2F2005&_rdoc=22&_orig=browse&_srch=%23toc%236821%239999%23999999999%2399999!&_cdi=6821&view=c&_acct=C000011778&_version=1&_urlVersion=0&_userid=141903&md5=e3edc95af2eced624eb45da42d4f6d4b)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 21 Junio 2010 19:11:27 pm
Citar
Considera que por el dia la parte de esa atmósfera sin GEI's  en contacto con el
suelo tomará un valor de temperatura virtual -por conducción- mayor que las capas inmediatamente superiores con lo que tenderá a ascender mezclando y provocando que se diluyan las diferencias de temp. virtual. Por la noche pasa justo lo contrario, la capa en contacto con el suelo cederá parte de su calor al suelo, enfriándose y poegándose aún más al suelo, con lo que se dificulta que el descenso de temperatura virtual se propague a capas superiores.

En todo caso, veo un gradiente térmico de más a menos por el día y de menos a más por la noche. Por tanto habría corrientes verticales que por efecto coriolis girarían, dando lugar a bajas y altas presiones y vientos. Además creo que sería muy probable un yet, no sé a que altura, que compense la diferencia de temperatura/presión entre el día y la noche. No sería una atmósfera tan aburrida, y tal vez no tan distinta a la actual. Sería interesante una simulación.

El enlace que has puesto, es de pago, no puedo leerlo. ¿Podrías poner el extracto?.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Martes 22 Junio 2010 00:04:04 am

El enlace que has puesto, es de pago, no puedo leerlo. ¿Podrías poner el extracto?.

Tendrás que esperar al jueves, que esté en valencia, que ahora estoy en casa y desde aquí estoy como tú.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: diablo en Martes 22 Junio 2010 14:11:55 pm

El enlace que has puesto, es de pago, no puedo leerlo. ¿Podrías poner el extracto?.

Tendrás que esperar al jueves, que esté en valencia, que ahora estoy en casa y desde aquí estoy como tú.

Probad aquí: http://www.astrochem.org/docs/Bernstein%20etal%202005c.pdf

Saludos.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Sábado 26 Junio 2010 14:24:42 pm
Claro que hay un problema con todo esto en el caso del CO2:
Y es que la molécula de CO2 tiene la curiosa característica de que puede recoger radiación en más rangos de frecuencia que los que puede emitir.

Pues cada vez tengo menos claro esto. Me he releído el artículo que te había enlazado porque me sonaba (Ah! qué malos son los 'sones') que era ahí donde había visto la diferencia entre los espectros de emisión y de absorción y no he encontrado nada.
Y lo curioso del asunto es que recuerdo perfectamente haberlo leído por algún lado, así que he investigado un poco y no encuentro ninguna evidencia por ningún otro lado.  ??? Lo siento.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 06 Julio 2010 20:46:15 pm
No te preocupes Vaqueret.

Hay un tema llevo toda la tarde dándole vueltas y es que no me cuadra en esta imagen.

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Para calcular el efecto invernadero se pueden tomar esos valores del 15% y 30% de transmitancia y tomar la temperatura teórica que debería tener la Tierra de 255ºK

Si I0 es la constante solar y T0 la temperatura sin GEIS tenemos I0=sigmaT04

Con gases de efecto invernadero tenemos que I0=t sigma T14  donde t es el porcentaje de trasmision que se indica. Igualando ambas ecuaciones

T04=tT14

y por tanto

T1=T0 t -1/4

Ahora sustituimos el valor de 255K que todo el mundo dice que deberíamos tener para T0

Trasmitancia|Temp invernadero K|ºC
0,15|433,85|160,70
0,30|364,82|91,67
0,61|288,23|15,39


La única forma de obtener un resultado coherente es suponer una trasmitancia para la atmósfera del 61% que está fuera del rango que se indica.

Algo está mal.

1.- La temperatura teórica es más baja (esto ya ha sido considerado)
2.- La trasmitancia es del 61%
3.- Mis observaciones tienen un error de bulto  :(


Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: vigilant en Martes 06 Julio 2010 21:52:27 pm
Con gases de efecto invernadero tenemos que I0=t sigma T14  donde t es el porcentaje de trasmision que se indica. Igualando ambas ecuaciones

Si no te he entendido mal, el balance radiativo que has hecho es sin tener en cuenta la luz directa, relfejada, etc. ¿no? Es decir, para hacerlo bien habría que sumar todas las componentes del balance radiativo. Échale un vistazo a esto:

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_t%C3%A9rmico_de_la_Tierra

Saludos ;)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 07 Julio 2010 00:59:00 am
Con gases de efecto invernadero tenemos que I0=t sigma T14  donde t es el porcentaje de trasmision que se indica. Igualando ambas ecuaciones

Si no te he entendido mal, el balance radiativo que has hecho es sin tener en cuenta la luz directa, relfejada, etc. ¿no? Es decir, para hacerlo bien habría que sumar todas las componentes del balance radiativo. Échale un vistazo a esto:

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_t%C3%A9rmico_de_la_Tierra

Saludos ;)

Yo quería calcular cuantos ºC eleva la temperatura el vapor de agua y resto de gases de efecto invernadero y cuanto el resto de cosas, porque en todos lados se dice que los GEIS suben la temperatura de -20ºC a +15ºC. Estudiaré el enlace a ver que conclusiones saco.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Ego in Arkadia en Miércoles 07 Julio 2010 01:52:43 am
¿Y el albedo donde sale? ¿Y la T=255?
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 07 Julio 2010 17:06:54 pm
¿Y el albedo donde sale? ¿Y la T=255?

http://en.wikipedia.org/wiki/Blackbody

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

Alfa es el albedo.  Elijo esta fórmula para aclalar algo que a mí me produjo confusión.

Absortividad=Emitancia=1-Reflectancia (para una longitud de onda dada)

Es decir, para un cuerpo gris, que refleja en una longitud de onda una fracción de la luz incidente (Reflectancia) , absorve 1-Reflectancia (Absortividad). Para esa longitud de onda, absortividad = Emitancia.

Ahora bien, eso no ocurre para la suma de todo el espectro. Un cuerpo puede ser muy reflectante en el visible (por lo que absorverá muy poco y emitirá menos que un cuerpo negro, en el visible a la misma temperatura) pero ser muy poco reflectante en el infrarojo (por lo que será muy buen emisor-absorbedor en esas longitudes de onda, casi un cuerpo negro).

En el enlace que pongo alfa=0.306 es decir 30.6% de reflectividad=albedo en la zona visible
Pero la emitancia=1 (epsilon=1) porque es en la zona del infrarojo donde emite toda la energía térmica, como se puede ver en el gráfico.

La temperatura teórica también se puede calcular en función de la constante solar.

http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_solar

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)

a es el albedo, K la constante solar y sigma la constante de Maxwell-Bolzman.

Planeta|K (W/m²)|Albedo|Te (K)
Tierra|1360|0,33|253

Ambos métodos dan unos 255K para el albedo de un 30% aprox.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Domingo 11 Julio 2010 09:11:54 am
Este post tenía errores de cálculo.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: tomy. en Domingo 18 Julio 2010 12:38:34 pm
no se si esto va aqui si no disculpadme, es por si os sirve de cualquier modo os mando un saludo  :P  http://kirkmyers.wordpress.com/2010/07/17/miskolczi-destroys-greenhouse-theory/
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Lunes 07 Febrero 2011 16:21:31 pm
A raiz de algo que dijiste, Fortuna, me he dado cuenta de la importancia de la amplitud térmica en el cálculo de la potencia emitida por un cuerpo negro.

En concreto... supongamos que la temperatura diaria de un punto se ajusta a un patrón senoidal, de manera que podemos establecer su función de temeratura como T = Tm+A*sen(t) donde Tm es la temperatura media del dia y A la amplitud térmica.

Pues bien, si no me he equivocado, al integrar la cuarta potencia de eso entre 0 y 2*Pi (24 horas, vamos), me da que la energía total irradiada es de (Tm^4 +3/8*A^4)* 24 horas.

En otras palabras, que un lugar con temperatura media Tm y amplitud térmica A emite tres octavos de la amplitud a la 4ª potencia más energia que otro con una temperatura constante de Tm.

Curioso....
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 07 Febrero 2011 18:54:48 pm
Citar
En otras palabras, que un lugar con temperatura media Tm y amplitud térmica A emite tres octavos de la amplitud a la 4ª potencia más energia que otro con una temperatura constante de Tm.

Curioso....

A mí me sale lo mismo. Para mí, sin tener en cuenta otros efectos, una conclusión es que el Sahara y otros desiertos, son auténticos radiadores que enfrían la Tierra.

Aquí se ve como el Sahara absorbe menos radiación que la media de su latitud:

http://www.osdpd.noaa.gov/ml/air/rad_budget.html Absorbed Solar Energy-> Monthly Mean->

(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Lunes 07 Febrero 2011 20:52:41 pm
A raiz de algo que dijiste, Fortuna, me he dado cuenta de la importancia de la amplitud térmica en el cálculo de la potencia emitida por un cuerpo negro.

En concreto... supongamos que la temperatura diaria de un punto se ajusta a un patrón senoidal, de manera que podemos establecer su función de temeratura como T = Tm+A*sen(t) donde Tm es la temperatura media del dia y A la amplitud térmica.

Pues bien, si no me he equivocado, al integrar la cuarta potencia de eso entre 0 y 2*Pi (24 horas, vamos), me da que la energía total irradiada es de (Tm^4 +3/8*A^4)* 24 horas.

En otras palabras, que un lugar con temperatura media Tm y amplitud térmica A emite tres octavos de la amplitud a la 4ª potencia más energia que otro con una temperatura constante de Tm.

Curioso....

púes a mi no me sale lo mismo,
la integral es esta,
(http://www.gerkynet.com/meteo/integral.gif)

que entre 0 y 2PI es algo diferente a lo mencionado  :confused:

algo como: (lo pone fortuna correctamente más adelante, que yo también me he colado  :-[ )
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: rayo_cruces en Lunes 07 Febrero 2011 21:05:27 pm

A mí me sale lo mismo. Para mí, sin tener en cuenta otros efectos, una conclusión es que el Sahara y otros desiertos, son auténticos radiadores que enfrían la Tierra.

Aquí se ve como el Sahara absorbe menos radiación que la media de su latitud:

http://www.osdpd.noaa.gov/ml/air/rad_budget.html Absorbed Solar Energy-> Monthly Mean->


Y ni que decir que los océanos tropicales son los verdaderos "acumuladores" de energía térmica a nivel global, en el mapa que cuelgas como es de enero el pico esta desplazado al sur, en verano veríamos como se invierte y la máxima absorción se da en el la zona tropical del HN.

Saludos  8)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 07 Febrero 2011 21:33:30 pm
A raiz de algo que dijiste, Fortuna, me he dado cuenta de la importancia de la amplitud térmica en el cálculo de la potencia emitida por un cuerpo negro.

En concreto... supongamos que la temperatura diaria de un punto se ajusta a un patrón senoidal, de manera que podemos establecer su función de temeratura como T = Tm+A*sen(t) donde Tm es la temperatura media del dia y A la amplitud térmica.

Pues bien, si no me he equivocado, al integrar la cuarta potencia de eso entre 0 y 2*Pi (24 horas, vamos), me da que la energía total irradiada es de (Tm^4 +3/8*A^4)* 24 horas.

En otras palabras, que un lugar con temperatura media Tm y amplitud térmica A emite tres octavos de la amplitud a la 4ª potencia más energia que otro con una temperatura constante de Tm.

Curioso....

púes a mi no me sale lo mismo,
la integral es esta,
(http://www.gerkynet.com/meteo/integral.gif)

que entre 0 y 2PI es algo diferente a lo mencionado  :confused:

algo como: 2*Pi*(Tm⁴+3/8 A⁴+3 A²Tm²)



Vaya. Me doy cuenta de que sólo había integrado sin(t)^4 sin sumar el término Tm.

Gracias _00_

He ido a http://www.wolframalpha.com/input/?i=Integral+(T1%2BA1+*+sin(t)+)^4,t%3D0,2Pi) (http://www.wolframalpha.com/input/?i=Integral+(T1%2BA1+*+sin(t)+)^4,t%3D0,2Pi)) para ver lo que vale la integral

Y sale un poco más.

(http://img87.imageshack.us/img87/2241/62487531.gif) (http://img87.imageshack.us/i/62487531.gif/)

Uploaded with ImageShack.us (http://imageshack.us)



A mí me sale lo mismo. Para mí, sin tener en cuenta otros efectos, una conclusión es que el Sahara y otros desiertos, son auténticos radiadores que enfrían la Tierra.

Aquí se ve como el Sahara absorbe menos radiación que la media de su latitud:

http://www.osdpd.noaa.gov/ml/air/rad_budget.html Absorbed Solar Energy-> Monthly Mean->


Y ni que decir que los océanos tropicales son los verdaderos "acumuladores" de energía térmica a nivel global, en el mapa que cuelgas como es de enero el pico esta desplazado al sur, en verano veríamos como se invierte y la máxima absorción se da en el la zona tropical del HN.

Saludos  8)

Sí, se ve muy bien lo que dices (ahora en invierno).
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Lunes 07 Febrero 2011 21:59:07 pm
estaba pensando que esa integración no nos sirve, ¿por que?

púes por la simple razón que está integrando también la parte negativa de la función seno, por lo que falsea el resultado, en realidad está calculando el area, tanto negativa como positiva, y eso es falso,ç
çpara hacerlo correctamente habría que dividir la función en 2 partes: la parte positiva de la función seno más Tm, y la Tm menos la parte negativa de la función seno,
elevarlas a la cuarta potencia por separado, integrar y realizar la resta, así si que sería correcto
 ???
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Lunes 07 Febrero 2011 23:56:01 pm
estaba pensando que esa integración no nos sirve, ¿por que?

púes por la simple razón que está integrando también la parte negativa de la función seno, por lo que falsea el resultado, en realidad está calculando el area, tanto negativa como positiva, y eso es falso,ç
çpara hacerlo correctamente habría que dividir la función en 2 partes: la parte positiva de la función seno más Tm, y la Tm menos la parte negativa de la función seno,
elevarlas a la cuarta potencia por separado, integrar y realizar la resta, así si que sería correcto
 ???

Buena observación. Yo también lo pensé, pero supuse, para evitar temperaturas negativas o valores muy anómalos de temperatura, que A<<Tm  Mientras que un valor típico de Tm puede ser 10ºC=283K, un valor de A podría ser  5K.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Martes 08 Febrero 2011 13:14:42 pm


(http://img87.imageshack.us/img87/2241/62487531.gif) (http://img87.imageshack.us/i/62487531.gif/)


A ver.. ahí el 2*Pi sobra, porque, en realidad estamos integrando sobre un periodo de 24 horas, no de 2*pi.

Así si eliminamos el 2*Pi nos queda:

3/8A^4 + 3A^2 Tm^2

algo muy parecido a lo que había hecho yo, sólo que lo había hecho a mano y me había quedado sólo con lo que me había parecido lo más gordo (el término con la Amplitud a la cuarta)
Pensándolo mejor, ahora veo que el segundo término será en la práctica siempre el más grande con mucho y que el que se puede despreciar es el primero.

Aunque tampoco nos engañemos. Eso en la práctica supone como mucho un 2% o un 3% más de emisividad. Tampoco es tanto como me creia.

Saludos y gracias por las correcciones.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 08 Febrero 2011 14:12:15 pm
unque tampoco nos engañemos. Eso en la práctica supone como mucho un 2% o un 3% más de emisividad. Tampoco es tanto como me creia.


En efecto, al poner la constante sigma, salen uno o dos vatios en los casos más extremos.

Citar
A ver.. ahí el 2*Pi sobra, porque, en realidad estamos integrando sobre un periodo de 24 horas, no de 2*pi.

Da igual, porque entonces pondrías sen(2Pi/P*t) con P=86400 s  (P el periodo de rotación) y t=0..86400 s (24 horas) para que sea un ciclo de 24 horas, que he supuesto.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Martes 08 Febrero 2011 15:19:59 pm
(el 2pi sobra
se refiere a que el término se puede expresar como: 2Pi * (3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴), y al ser diario el 2Pi tiene que desaparecer a efectos prácticos  ;) )
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Martes 08 Febrero 2011 19:36:59 pm
lo de la integral del seno no lo acabo de ver, pero por otro lado, la integral de Tm⁴ sería 1/5*Tm⁵+c

¿es mayor o menor que 3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴? :confused:
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 08 Febrero 2011 20:02:15 pm
lo de la integral del seno no lo acabo de ver, pero por otro lado, la integral de Tm⁴ sería 1/5*Tm⁵+c

¿es mayor o menor que 3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴? :confused:

Tm es una constante, no depende del tiempo. Por tanto la integral, sobre un periodo completo son 2pi*Tm
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Martes 08 Febrero 2011 20:12:23 pm
lo de la integral del seno no lo acabo de ver, pero por otro lado, la integral de Tm⁴ sería 1/5*Tm⁵+c

¿es mayor o menor que 3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴? :confused:

Tm es una constante, no depende del tiempo. Por tanto la integral, sobre un periodo completo son 2pi*Tm


si, pero en el supuesto que no aplicaramos lo del seno, la función sería Tm(t), que es con lo que tenemos que comparar,
vamos, que lo que estamos comparando por un lado Tm(t) y por el otro Tm+Asen(t), bueno, la integral de su cuarta potencia,
en este caso ya no sería una constante, si no una función dependiente del tiempo equivalente a la modelizada por la función seno.

(o lo que es lo mismo, para solucionarlo correctamente deberiamos hacer la integración doble de la ley de plank entre 0 y 2pi y para todas las frecuencias, pero sustituyendo T por la función T+a*sin(t) ....)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Vaqueret di Rondó en Martes 08 Febrero 2011 21:00:55 pm
lo de la integral del seno no lo acabo de ver, pero por otro lado, la integral de Tm⁴ sería 1/5*Tm⁵+c

¿es mayor o menor que 3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴? :confused:

Tm es una constante, no depende del tiempo. Por tanto la integral, sobre un periodo completo son 2pi*Tm


si, pero en el supuesto que no aplicaramos lo del seno, la función sería Tm(t), que es con lo que tenemos que comparar,
vamos, que lo que estamos comparando por un lado Tm(t) y por el otro Tm+Asen(t), bueno, la integral de su cuarta potencia,
en este caso ya no sería una constante, si no una función dependiente del tiempo equivalente a la modelizada por la función seno.

(o lo que es lo mismo, para solucionarlo correctamente deberiamos hacer la integración doble de la ley de plank entre 0 y 2pi y para todas las frecuencias, pero sustituyendo T por la función T+a*sin(t) ....)


Me parece que hay algo que no has cogido:

Lo que se quería ver era qué influencia puede tener la amplitud térmica de un lugar en el efecto invernadero (básicamente porque si es grande, como el ef. invernadero también tiene el efecto de disminuir las amplitudes, eso sería un 'feedback' más a tener en cuenta)

Para ello, la mejor forma era calcular las diferencias de energía emitido en un ciclo completo de temperatura, o sea entre las 0 horas de un dia y las 0 horas del siguiente.
Como la curva de temperaturas se parece un poco a una función senoidal, he elegido precisamente el seno porque es fácil de integrar, y he elegido poner 0 a las 0 horas de un dia y 2*pi a las 0 horas del dia siguiente para eliminar agunos términos de la integral (los senos) y simplificar otros (los cosenos).
Así he cogido la temperatura media (que es constante y poir tanto no hay que hacer nada con ella) y la amplitud por el seno (para poder eliminar cuantos más términos del resultado mejor).
Así en este caso Energía = potencia * 24 horas (que en vez de 24 horas nos ha dado por llamarle 2*pi, pero es lo mismo, sólo lo hemos hecho para joder a los senos y cosenos, que es que somos muy misóginos)

No hay más.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Martes 08 Febrero 2011 21:05:14 pm
lo de la integral del seno no lo acabo de ver, pero por otro lado, la integral de Tm⁴ sería 1/5*Tm⁵+c

¿es mayor o menor que 3/8 A⁴ + 3A²Tm⁴? :confused:

Tm es una constante, no depende del tiempo. Por tanto la integral, sobre un periodo completo son 2pi*Tm


si, pero en el supuesto que no aplicaramos lo del seno, la función sería Tm(t), que es con lo que tenemos que comparar,
vamos, que lo que estamos comparando por un lado Tm(t) y por el otro Tm+Asen(t), bueno, la integral de su cuarta potencia,
en este caso ya no sería una constante, si no una función dependiente del tiempo equivalente a la modelizada por la función seno.

(o lo que es lo mismo, para solucionarlo correctamente deberiamos hacer la integración doble de la ley de plank entre 0 y 2pi y para todas las frecuencias, pero sustituyendo T por la función T+a*sin(t) ....)


Se adelantó Vaqueret.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: angelitogp en Martes 08 Febrero 2011 21:06:59 pm
_00_ esto es lo que se denomina parametrizar, si quieres obtener un resultado "más correcto" (pero vamos que si usas la misma parametrizzación puedes comapar resultados),si quieres valores concretos con significado de "magnitud física real," una vez integrado desparamentrizas.
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: _00_ en Martes 08 Febrero 2011 21:16:46 pm
Si, si lo he cogido perfectamente,

pero lo que digo es que si las variaciones influyen en la potencia total, como podemos ver en la función seno,
esas mismas variaciones estarán recogidas en la sigma del cuerpo gris que estamos analizando,....

bueno, que me pierdo,

si, teneís razón, la modelización de la emisividad (o potencia emitida)sin tener en cuenta la amplitud no sirve de nada, es erronea,
(que es lo importante, ¿no?)
Título: Re: Física del efecto invernadero
Publicado por: Fortuna en Miércoles 09 Febrero 2011 02:16:57 am
Si, si lo he cogido perfectamente,

pero lo que digo es que si las variaciones influyen en la potencia total, como podemos ver en la función seno,
esas mismas variaciones estarán recogidas en la sigma del cuerpo gris que estamos analizando,....

bueno, que me pierdo,


No hombre, lo que discutimos es magnitud de la emision en dos casos, uno con temperatura constante Tm y  otra con esa media, pero que genere una amplitud térmica A mediante la suma de la función A*seno(t). La conclusión es que aunque es cierto que se emite mayor radiación si la temperatura no es constante, el efecto es muy pequeño en la Tierra.


Citar
si, teneís razón, la modelización de la emisividad (o potencia emitida)sin tener en cuenta la amplitud no sirve de nada, es erronea,
(que es lo importante, ¿no?)

Yo creo que los modelo sí lo contemplan.

Saludos.