En beregning av jordens energibalanse og falsifisering av drivhuseffekten

Den eksisterende beregningsmetoden for energibalansen av Jorden er ganske enkel og rett fram. Den sier kort og godt at den energimengde som Solen stråler inn på Jorden må være den samme som energitapet som Jorden stråler ut igjen til verdensrommet. Da er Jordens energibalanse i likevekt og temperaturen er konstant.

Total innståling fra Solen er målt i verdensrommet og er på ca. 1361 Watt pr. kvadratmeter.

Fig. 1 Energi balanseformel for Jorden slik den er brukt av IPCC.
Fig. 2 Ved å løse energiformelen med hensyn på temperaturen T får man denne formelen. Man ser at πR^2 forsvinner fra begge sider.

Mottatt energi

Ser man på energi-balanseformelen for jorden i fig. 1, så sier man altså her at den totale innstrålingen S som når ned til og varmer opp Jorden er S ganget med (1-albedo). Albedo er et uttrykk for hvor mye av lyset (energien) som reflekteres av jorden. Det betyr at av den totale energien S så blir 30,6% reflektert tilbake til verdensrommet og blir borte. Denne energien reflekteres av snø, is, skyer, vann, land osv. Den sendes direkte tilbake og blir aldri en del av oppvarmingen. Det resterende 1-albedo eller ca. 69,4% treffer Jorden, skyer, land, vann etc. og absorberes og forårsaker oppvarming.

Solens energi S er uttrykket i energi pr. kvadratmeter, så for å finne den totale energimengden jorden mottar, må vi huske at det kun er kulesiden som vender mot Solen som mottar energi. På grunn av Jordens kuleform så vil energien ved ekvator eller nærmest Solen være den største mottaker og deretter synker energien i takt med breddegraden til vi er ved randsonen til Jorden for lyset, hvor energien nærmer seg 0. Men tar vi et tverrsnitt av Jorden og ser på dette arealet som mottaker av energien så vil det være det samme over alt. Derfor blir det første leddet ganget med PI*R^2 som er flatearealet av en sirkel. Her blir R Jordens radius.

Fig. 3 Tverrsnitt av Jorden mottar en total energimengde.

Avgitt energi

Den andre siden av likhetstegnet i ligningen er hentet fra arbeidet til Stefan og Boltzmann som sier at energien fra et legeme er proporsjonal med noen konstanter og fjerde-potensen av temperaturen. Den ene konstanten er emissiviteten til et strålingslegeme og for et perfekt stålingslegeme settes denne til 1. Det betyr at absolutt alle frekvenser i den elektromagnetiske strålingen stråler perfekt og ved 100% prosent. Dette skal vi komme tilbake til senere.

Stefan–Boltzmann konstant σ er utledet ved Stefan-Boltzmanns lov og er beregnet for legemer som stråler perfekt og ved 100% i alle frekvenser.

Deretter ganger man dette med Jordens temperatur opphøyet i fjerde-potensen. Til slutt må dette igjen ganges med hele jordkulens overflate som er 4πR^2, hvor R igjen er Jordens radius. Dette gjøres fordi det er hele kuleoverflaten som i gjennomsnitt stråler likt i alle retninger. Utstrålingen på natt og dagsiden, polene og ekvator vil ha store lokale forskjeller men vi regner nå på et gjennomsnitt på samme måte som man snakker om et gjennomsnitt for Jordens temperatur.

Beregningen

Ved å bruke formelen i fig. 2 kan man beregne Jordens temperatur. Som man ser av fig. 4 havner vi altså på -17,1 grader. Jordens gjennomsnittlige temperatur er i følge NASA på 15 grader Celsius. Vi har altså en forskjell på ca. 32 grader som vi ikke kan forklare.

Fig. 4 Beregning av Jordens temperatur havner på minus 17,1 grader. Detter er ca. 32 grader lavere enn den virkelige gjennomsnittlige temperaturen på Jorden som er ca. 15 grader C.

Drivhuseffekten

For å forklare denne forskjellen mellom teoretisk beregnet temperatur og den virkelige faktiske temperaturen, så forklarer IPCC det slik at disse 32 grader med oppvarming er den såkalte drivhuseffekten hvor CO2 er en betydelig faktor i denne.

Drivhuseffekten er på ca. 32 grader i følge IPCC.

Les om fysikken bak CO2 og klima

Feil bruk av formelen

Formlene har i seg selv ikke feil, men det er bruken av dem som feiler grovt. Feilen gjøres ved å sette emissiviteten til 1 og derigjennom beregne temperaturen. Å sette emissiviteten til 1 betyr at Jorden skulle oppføre seg som et perfekt strålingslegeme slik som teorien til Stefan-Boltzmann forutsetter og som laboratorieforsøk under ideelle forhold tilsier. Det er den slettes ikke. Dette er grunnen til at de havner på minus 17 grader, fordi utgående stråling blir alt for høy i forhold til den virkelige Jorden. Vi skal derfor nå snu litt på formlene og gå motsatt vei og beregne emissiviteten for Jorden og deretter se om dette stemmer med satellittmålinger.

Emissiviteten for Jorden

Vi har sett at å sette emissiviteten til 1 så blir det helt feil temperatur for jorden beregnet. Men hva er så emissiviteten for Jorden? Vi snur igjen på formelen og løser med hensyn til emissiviteten i stedet.

Fig. 5 Formel for emissiviteten til Jorden

Temperaturen for Jorden kjenner vi og den ligger i gjennomsnitt på ca. 15 grader celsius eller 288,15 grader Kelvin som vi må bruke i formelen.

Fig. 6 Emissiviteten beregnes til 0,604

Hva betyr så dette i praksis at emissiviteten ikke er 1 men 0,604? Det betyr at Jorden ikke er et perfekt strålingslegeme som følger kurven for Planks strålingslov.

At Jorden skulle være et perfekt strålingslegeme er ikke fysisk mulig, så IPCC har bruktformelen for beregning av Jordens temperatur feil. Derfor er deres konklusjon om drivhuseffekt også feil.

Fig 7. Planks Strålingslov. Kilde

Satellittdata

Hva viser så våre satellitter om Jordens utstråling? Hvordan ser en strålingskurve ut fra verdensrommet og kan vi gjennom slike data bekrefte emissiviteten slik vi har beregnet? Vi ser derfor på målinger av jordens infrarøde utstråling slik de ble målt av NASA sin satellitt Nimbus 4.

Fig. 8 IR stråling fra Jorden målt med NASA Nimbus 4 satellitten.
Fig 9. Samme som fig 8. men fargelagt for å beregne emissiviteten. 32,4% Blått og 67,6% Rødt.

Ved å fargelegge delene over og under kurven for IR i ulike farger og deretter bruke et program for å beregne (telle) antall piksler som er røde og blå, fant jeg at blått areal er 32,4% og rødt areal er 67,6%. Samtidig ser vi at utfyllingen av blått og rødt er noe mangelfull samt at figuren er kuttet av ved både 400 cm og 1600 cm frekvensene. Hadde disse kurvene vært mer hele så ville blå andel øke og rød andel minke noe. Det er god grunn til å anta rødt og blått areal ville nærmet seg fordelingen 60% / 40%.

Bingo!

Emissiviteten som tidligere ble satt til 1 er altså summen av det røde og blå arealet. Mens den faktiske og virkelige målte emissiviteten fra Nimbus 4 er det røde arealet. Dette betyr altså at den faktisk målte emissiviteten med stor grad av sannsynlighet ligger svært nær den beregnede på ca. 0,6 eller 60%. Så la oss så beregne temperaturen for Jorden med den faktisk målte emissiviteten på 0,6. Ved å sette emissiviteten til 0,6 i formel i fig. 4 kommer vi ut med 288,63 Kelvin eller 15,48 grader Celsius.

Ved å sette emissiviteten til 0,6 i formel i fig. 4 kommer vi ut med 288,63 Kelvin eller 15,48 grader Celsius.

Konklusjon

IPCC sin beregning av temperatur for Jorden er basert på feil bruk av formelen da de i realiteten har utelatt emissiviteten for Jorden. De har satt den til 1 hvilket ikke er fysisk mulig eller en realitet.

Jeg har beregnet emissiviteten til 0,604 og har ved bruk av satellitt data fra NASA sin Nimbus 4 estimert og bekreftet den ved hjelp av fargeanalyse til ca. 0,6.

Temperaturen på Jorden kan derfor beregnes direkte og korrekt til ca. 15 grader som også er hva NASA oppgir som middeltemperatur for Jorden. Der er altså ingen drivhuseffekt. Kun feil bruk av formelen.

Der er altså ingen drivhuseffekt. Kun feil bruk av formelen.