Солнечная энергетика и тепловой баланс Земли

[kry]

Pphantom в сообщении #1443020 писал(а):

kry, а вас не затруднит объяснить, по какой причине книга Сидоровича должна восприниматься как истина в последней инстанции?

Где-то говорилось об истине в последней инстанции?

Ну а к книге я отсылал по той причине, что там по крайне мере есть пояснения, откуда какие данные взяты и на чём основано мнение автора.

Pphantom в сообщении #1443020 писал(а):

лучше мнения DimaM (как, впрочем, и подавляющего большинства других участников этого обсуждения).

Не знал, что "подавляющее большинство участников этого обсуждения" - специалисты в области альтернативной энергетики. Я вот лично точно нет, поэтому при обсуждении специализированных вопросов отсылаю к хорошей научно-популярной книге человека чуточку лучше разбирающегося в теме.

Хотя если Вы про таких же специалистов как специалисты в области климатологии, то я, пожалуй, сразу воздержусь от участия в данной теме. Спасибо.

[Dan B-Yallay]

fred1996 в сообщении #1443040 писал(а):

Честно говоря, меня немножко удивляет даже сама постановка вопроса.

Как ТС данной темы, хочу пояснить постановку вопроса. Должен отметить, что в принципе я не против солнечной энергетики, а очень даже за. Но прежде, чем радоваться её успехам и хлопать в ладоши, мне хотелось бы узнать каковы (если есть) её обратные стороны, чтобы не получилось привычное "хотели как лучше, а получилось как всегда". Я пока даже не спрашиваю, насколько хорошо развиты технологии переработки панелей. Пока задал просто только о тепловом балансе. Чтобы не получилась ситуация, когда активно увеличиваются обьёмы захваченной из-вне энергии (и в конечном счёте - тепла), а возможности отвода куда-либо этого дополнительного тепла - не разрабатываются. И таки да, я понимаю, что пока что это мизер.

(Hа правах фричества)

И еще один, возможно тупой вопрос по парниковому эффекту.
Я посмотрел предложенную Dmitriy40 статью в Вики. Там есть общие цифры по процентам отражение/поглощение, но статические. А мне было бы интересно посмотреть в разрезе динамики концентраций. Это вообще где-то рассматривается? Причина любопытства следующая:

Увеличенная концентрация СО2 и других примесей задерживает тепловое (инфракрасное?) излучение Земли и как зеркало отражает его обратно к поверхности. Но по идее это двустороннее зеркало: эти же парниковые газы должны также увеличить отражение обратно в космос и инфракрасное излучение, идущее от Солнца, не так ли? Я не специалист, но на мой непосвященный взгляд: падающее на Землю солнечное излучение в тепловом диапазоне существенно больше, нежели то, что излучает Земля.
Вот тут картинки, что я нашел:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ ... ectrum.png
https://en.wikipedia.org/wiki/Outgoing_ ... al_OLR.png

В таком случае должно наблюдаться похолодание, а не потепление.
Где об этом почитать.

[Pphantom]

kry в сообщении #1443073 писал(а):

Где-то говорилось об истине в последней инстанции?

Скажем так: форма, в которой вы к ней отсылаете, либо предполагает уверенность в этом, либо отличается совершенно излишней экспрессией.

kry в сообщении #1443073 писал(а):

человека чуточку лучше разбирающегося в теме

Вот именно этот вопрос меня и интересовал. В общем-то это человек со степенью по экономике (не технике и т.п.), возглавляющий, судя по разным источникам, разные малоизвестные/малочисленные общественные организации с громкими названиями и известный по книге и многочисленным чисто популярным статьям по данной тематике в СМИ. Я совершенно искренне не хочу проводить никаких параллелей, но все же замечу, что среди завсегдатаев местных Пургаториев людей с точно таким же "послужным списком" не так уж мало. Поэтому и хочется узнать, есть ли у вас какие-либо объективные причины считать, что он разбирается в этом лучше кого-то еще?

[kry]

Pphantom в сообщении #1443097 писал(а):

Поэтому и хочется узнать, есть ли у вас какие-либо объективные причины считать, что он разбирается в этом лучше кого-то еще?

Ссылочки на данные и литературу. Мнение Сидоровича для меня не представляло бы никакого интереса без этого.

[Pphantom]

Dan B-Yallay в сообщении #1443075 писал(а):

Но по идее это двустороннее зеркало: эти же парниковые газы должны также увеличить отражение обратно в космос и инфракрасное излучение, идущее от Солнца, не так ли? Я не специалист, но на мой непосвященный взгляд: падающее на Землю солнечное излучение в тепловом диапазоне существенно больше, нежели то, что излучает Земля.

Это правильное соображение, но есть одно "но" - вниз на Землю это излучение приходит на других длинах волн. Рассеяние и переизлучение поверхностью Земли не является монохроматическим, и вошедшее под атмосферу сравнительно коротковолновое излучение пытается уйти "обратно" на больших длинах волн, на которых атмосфера его не пропускает.

А то, что земная атмосфера отражает сразу, просто (почти) не влияет на климат около поверхности.

-- 05.03.2020, 19:45 --

kry в сообщении #1443099 писал(а):

Ссылочки на данные и литературу. Мнение Сидоровича для меня не представляло бы никакого интереса без этого.

Т.е. вы ходили по ссылкам и проверяли, что там написано (а они, в свою очередь, по каким-то причинам заслуживают доверия)? Если да, тогда вопрос снимается.

[kry]

Pphantom в сообщении #1443100 писал(а):

Т.е. вы ходили по ссылкам и проверяли, что там написано (а они, в свою очередь, по каким-то причинам заслуживают доверия)?

Я просмотрел примерно половину ссылок, тем более, что большинство ссылок на научные статьи и данные представляют собой интернет-ссылки, а не библиографические.

[Pphantom]

kry в сообщении #1443108 писал(а):

Я просмотрел примерно половину ссылок

Понятно, тогда вопрос закрыт.

[fred1996]

(просто реплика)

Есть очень показательный момент во многих технологических вопросах.
Пока "вученые" всех стран пишут "научные теоретизирования", американцы делают дело. И в результате выигрывают гонку технологий. Остальным каждый раз приходится далее подстраиваться. Вот что меня одновременно и восхищает в американцах, и заставляет сочувственно относиться к другим. Сейчас я волею судьбы проживаю на территории "самого технологичного" штата в США. Штата, будь он отдельной страной, занимал бы по ВВП 7 место в мире. И меня совсем не удивляет такой расклад. Потому что здесь буквально на глазах меняется настоящее. И именно в проникновении всевозможных технологий в нашу жизнь. А потом это расползается на другие штаты и другие страны. С некоторой временнОй задержкой.
Такое ощущение, что Западное побережье США - это какой-то сильный энергетический разлом. Катализатор всех передовых идей. Который зародился еще во времена Золотой Лихорадки. А потом дал толчок зарождению Стэнфорда, на его базе Кремниевой долине и остальным научно-технологическим центрам этого побережья.

Мне немножко и самому завидно, что слишком поздно переехал я в этот штат и не успел поучаствовать здесь в вакханалии местной научно-технической мысли.

[EUgeneUS]

fred1996

(Оффтоп)

fred1996 в сообщении #1443115 писал(а):

Мне немножко и самому завидно, что слишком поздно переехал я в этот штат

Вы про Калифорнию?
Так вроде бы Вы оттуда выехали?

[fred1996]

EUgeneUS

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1443117 писал(а):

fred1996

fred1996 в сообщении #1443115 писал(а):

Мне немножко и самому завидно, что слишком поздно переехал я в этот штат

Вы про Калифорнию?
Так вроде бы Вы оттуда выехали?

Это было два года назад. По семейным обстоятельствам в прошлом ноябре пришлось вернуться. Теперь уже в один из спутников Лос-Анжелеса.
За последние 13 лет уже 7 раз менял место жительства.

[Dan B-Yallay]

Pphantom в сообщении #1443100 писал(а):

Это правильное соображение, но есть одно "но" - вниз на Землю это излучение приходит на других длинах волн. Рассеяние и переизлучение поверхностью Земли не является монохроматическим, и вошедшее под атмосферу сравнительно коротковолновое излучение пытается уйти "обратно" на больших длинах волн, на которых атмосфера его не пропускает.

Это всё понятно. Я просто исхожу из грубого предположения, что ДО повышения концентрации парниковых газов, баланс между приходящей (по всему спектру) на поверхность Земли и излученной обратно в виде длинноволнового излучения (назовём его ДИ) энергии был нейтральным. С учётом неполного пропускания его атмосферой, отражения обратно и т.д.

Предположим теперь, что концентрация парниковых газов увеличилась. Вследствие этого, атмосфера стала отражать ДИ в обе стороны больше на некоторую величину. Баланс вроде измениться не должен. Или в Солнечном свете ДИ вообще практически не присутствует и тогда это разные величины?
Без цифр это конечно, моё сяо, ничего более. Литературу мне уже порекомендовали. На досуге, если когда-нибудь руки дойдут.

[Pphantom]

Dan B-Yallay в сообщении #1443148 писал(а):

Я просто исхожу из грубого предположения, что ДО повышения концентрации парниковых газов, баланс между приходящей (по всему спектру) на поверхность Земли и излученной обратно в виде длинноволнового излучения (назовём его ДИ) энергии был нейтральным.

Это очень грубое предположение. Парниковый эффект в земной атмосфере в любом случае есть (иначе нас бы тут не было, без него средняя температура на поверхности планеты была бы заметно ниже).

Dan B-Yallay в сообщении #1443148 писал(а):

Или в Солнечном свете ДИ вообще практически не присутствует и тогда это разные величины?

Присутствует, но его заметно меньше. Вы подсознательно предполагаете, что спектр плоский, а это не так.

[Dan B-Yallay]

Pphantom в сообщении #1443186 писал(а):

Это очень грубое предположение. Парниковый эффект в земной атмосфере в любом случае есть (иначе нас бы тут не было, без него средняя температура на поверхности планеты была бы заметно ниже).

Я в курсе этого факта.

Pphantom в сообщении #1443186 писал(а):

Присутствует, но его заметно меньше. Вы подсознательно предполагаете, что спектр плоский, а это не так.

И об этом я тоже в курсе, что спектр Солнца не плоский. И даже приводил ранее ссылки на картинки, где этот факт виден непосредственно.

Рассмотрим длинноволновое излучение Земли (весь спектр, в котором она излучает в космос). Пусть $T$ - то количество энергии, которое отражалось парниковым эффектом обратно к поверхности, поглощалось - в общем не покидало планету для доиндустриальной эпохи, когда средняя температура планеты (условно) не изменялась. Увеличив концентрацию парниковых газов, мы не только увеличим отраженную к поверхности энергию на $\Delta T$, но и уменьшим поступающую на поверхность длинноволновую от Солнца на величину $\Delta Z$. Имеем $T + \Delta T - \Delta Z$.

Понятно, что парниковые газы - не идеальное зеркало, и отражение относится лишь к каким-то процентам. Значит и в падающем Солнечном свете длинных волн нужно не очень много, чтобы отразив аналогичный процент, получить какую-то компенсацию. Вопрос только - как соотносятся эти величины.

[Pphantom]

Ну совсем уж грубо можно так. Солнечный спектр примерно похож на чернотельный с температурой около $6 \cdot 10^3$ К, равновесная температура Земли в 20 раз меньше. Если не пытаться заниматься интегрированием (тем более что для этого все равно нужны детальные данные о непрозрачности), то можно считать, что для одной и той же температуры интенсивность (частотная) на частоте около $1/20$ от частоты максимума спектра составляет порядка $10^{-2}$ от максимальной. Интенсивность излучения в максимуме пропорциональна $T^3$, но для солнечного излучения есть еще и коэффициент дилюции порядка $10^{-5}$, поэтому в максимуме теплового излучения Земли интенсивность этого самого излучения будет примерно в $10^{-4} \cdot 10^5 \cdot 10^2 = 10^3$ больше интенсивности солнечного излучения в той же спектральной области. Соответственно, потерями излучения по дороге "вниз" на фоне его же "наверх" можно совершенно спокойно пренебречь, ничего даже близкого к компенсации не получится.

[Dan B-Yallay]

Pphantom в сообщении #1443208 писал(а):

в максимуме теплового излучения Земли интенсивность этого самого излучения будет примерно в $10^{-4} \cdot 10^5 \cdot 10^2 = 10^3$ больше интенсивности солнечного излучения в той же спектральной области.

Этот ответ исчерпывает мои вопросы. Спасибо.