Mit: CO2 chłodzi atmosferę

Według nowych danych zebranych przez Centrum Badawcze Langley NASA praktycznie wszystko, co przekazały środowiska naukowe głównego nurtu i media na temat rzekomych szkód wyrządzanych przez gazy cieplarniane a zwłaszcza nt dwutlenku węgla jest nieprawdą. Jak się okazuje, wszystkie te, znajdujące się w atmosferze gazy cieplarniane, o których Al Gore i inni oszuści globalnego ocieplenia twierdzili, że przyczyniają się do przegrzania i zniszczenia naszej planety w rzeczywistości ją ochładzają, co wykazały najnowsze wyniki badań. (PrisonPlanet.pl)

Cytowane w tekście obserwacje NASA dotyczyły efektów występujących w termosferze – najbardziej zewnętrznej warstwie atmosfery. Znajdujące się w niej dwutlenek węgla oraz tlenek azotu absorbują część docierającego do Ziemi promieniowania słonecznego oraz energię wiatru słonecznego (wyrzucanych przez Słońce rozpędzonych cząstek, głównie elektronów i protonów), a następnie wypromieniowują tę energię w kosmos, tym samym chłodząc termosferę. W niższych warstwach atmosfery, gdzie powietrze jest gęstsze niż na granicy próżni międzyplanetarnej, molekuły CO2 mogą oddawać energię nie tylko przez promieniowanie, lecz także przez zderzenia z innymi cząsteczkami). To dzięki tym zderzeniom temperatura powietrza rośnie. Oba efekty są od dawna znane nauce.

Zorza polarna - mapa

Zdjęcie zorzy polarnej wykonane przez satelitę TIMEd w listopadzie 2004 roku. Obraz jest złożeniem zdjęć wykonanych podczas kolejnych przelotów satelity - stąd widoczne na nim południkowe pasy. Dla porównania jako tła użyto nocnego zdjęcia Ziemi z widocznymi światłami miast. Ilustracja dzięki uprzejmości NASA.

Zacytowany wyżej tekst oparty jest na komunikacie prasowym NASA opisującym wyniki misji satelity TIMED, badającego górną atmosferę. Fragmenty mające rzekomo obalać naszą wiedzę o gazach cieplarnianych, brzmią tam następująco:

  • „Dwutlenek węgla i tlenek azotu to naturalne termostaty”, wyjaśnia James Russell z Hampton University, główny badacz w eksperymencie SABER. „Gdy górna atmosfera (lub inaczej termosfera) nagrzewa się, jej cząsteczki starają się wyemitować to ciepło z powrotem w kosmos.”
  • To właśnie stało się 8 marca 2013, gdy cząstki z koronalnego wyrzutu masy spowodowanego przez rozbłysk słoneczny klasy X5 uderzyły w pole magnetyczne Ziemi (w „skali Richtera rozbłysków słonecznych”, klasa X jest drugą najsilniejszą). Wysokoenergetyczne cząsteczki dotarły do Ziemi, oddziałując z górnymi warstwami atmosfery i przekazując im swoją energię. Spowodowało to ogrzanie termosfery i powstanie spektakularnych zórz polarnych wokół biegunów.
  • „Termosfera rozjarzyła się jak bożonarodzeniowa choinka”, zauważa Russel. „Zaczęła intensywnie świecić w podczerwieni, kiedy zadziałał efekt termostatu.”
  • Przez trzy dni, od 8 do 10 marca, termosfera pochłonęła 26 mld kWh energii. Wyemitowane przez CO2 i NO - dwa najsilniejsze czynniki chłodzące termosferę - promieniowanie podczerwone oddało 95% tej energii z powrotem w kosmos.”

Czyli, streszczając, pochodzące ze Słońca rozpędzone wysokoenergetyczne cząstki zderzyły się z materią górnych warstw atmosfery (termosfery), podgrzały ją, a następnie znajdujące się w termosferze cząsteczki CO2 i NO wypromieniowały tę energię w kosmos. Pozbywanie się energii nazywamy chłodzeniem, można więc powiedzieć, że CO2 i NO ochłodziły termosferę.

Koronalny wyrzut masy

Rysunek 1: Koronalny wyrzut masy. Źródło NASA.

Chłodzące właściwości dwutlenku węgla w termosferze znane są od dawna. Pisano o tym w podręcznikach fizyki atmosferycznej już w latach 80. XX wieku. Fakt ten nie jest sprzeczny z naszą wiedzą o pochłanianiu przez dwutlenek węgla promieniowania podczerwonego i efekcie cieplarnianym – wręcz przeciwnie, cieplarniane właściwości dwutlenku węgla muszą powodować ochładzanie górnej warstwy atmosfery.

Aby zrozumieć, dlaczego tak jest, musimy zrozumieć fundamentalną różnicę pomiędzy troposferą, a termosferą. Troposfera to najniższa i najcieńsza, ale i najgęstsza warstwa atmosfery ziemskiej. Sięga zaledwie do wysokości około 10 km (od 7 km nad biegunami do 18 km nad równikiem), ale znajduje się w niej 80% całej masy atmosfery. Znajdujące się tu molekuły powietrza mogą łatwo zderzać się ze sobą i przekazywać sobie w ten sposób energię. W szczególności – tę pochodzącą z promieniowania podczerwonego emitowanego przez powierzchnię Ziemi, wydajnie pochłanianą przez gazy cieplarniane. Dzięki temu „rozdawaniu energii” powietrze się ogrzewa, a my możemy z użyciem klasycznego termometru zmierzyć wzrost jego temperatury.

Rysunek 2: Atmosfera ziemska. Źródło

Termosfera jest z kolei położona wysoko (od 70 do 600 km od powierzchni Ziemi) i jest bardzo rozrzedzona. Składa się głównie z pojedynczych atomów tlenu i w wyniku pochłaniania nadfioletowej części widma promieniowania słonecznego nagrzewa do temperatury sięgającej 2000 K. Gdybyśmy jednak umieścili w niej nasz zaokienny termometr, nie potrafiłby on tej temperatury zmierzyć: rzadko uderzające weń cząsteczki powietrza nie dostarczyłyby mu dosyć energii. Termosfera to miejsce, w którym dwóm molekułom trudno jest się spotkać. Gdy któraś z nich zderzy się z wysokoenergetyczną cząstką ze Słońca, znacząco powiększa to jej energię kinetyczną. Ponieważ powietrze jest bardzo rozrzedzone, a zderzenia pomiędzy cząsteczkami zachodzą rzadko, ma ona niewielkie szanse na szybkie i równomierne podzielenie się tym zyskiem energii z pozostałymi. Ma natomiast możliwość pozbycia się tej energii przez wypromieniowywanie. Tak się składa, że przy temperaturach panujących w termosferze wydajnymi emitentami promieniowania są molekuły CO2. Dlatego to właśnie one pełnią rolę chłodziwa, wypromieniowując w kosmos energię przejętą po każdym z rzadkich zderzeń z innymi cząstkami termosfery.

Wywołane działalnością ludzi emisje dwutlenku węgla powodują wzrost koncentracji tego gazu również w termosferze, co prowadzi do wzmożonego działania opisanego mechanizmu ochładzania najwyższych warstw atmosfery, która w związku z tym „osiada”. W efekcie gęstość powietrza w górnych warstwach atmosfery zmniejsza się. Spadek gęstości powietrza na wysokościach, na których poruszają się satelity, powoduje spadek oporu aerodynamicznego, co jest obserwowane.

Zjawisko to na filmie wyjaśnia naukowiec NCAR, Stan Solomon

Czytaj też:

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2014-03-11 15:40
Tagi

dwutlenek węgla efekt cieplarniany mit o klimacie pomiary i obserwacje

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.