Antropogén üvegházhatás? – Spektroszkópiai szempontból elhanyagolható

Dr. Heinz Hug írása, amely az EIKE honlapján jelent meg 10 évvel ezelőtt

Der anthropogene Treibhauseffekt – eine spektroskopische Geringfügigkeit címmel.

(A szerző hivatkozásait az eredeti tanulmánynak megfelelően számmal jelöltük. Közzétevő néhány helyen megjegyzéseket fűzött hozzá, ezeket betűvel jelöljük.)

Összefoglalás (absztrakt): Az antropogén üvegházhatást általánosan messze túlbecsülik, mert különösen a CO2 üvegházhatása már a 18. század végén telítődött, kivéve a jelentéktelen, spektroszkópiailag igazolható maradék mennyiségeket (“peak oldalsávok, csúcsszárnyak”). A “telítődési effektus” miatt az üvegházhatást okozó gázok antropogén részaránya marginális jelentőségű a jelenlegi éghajlatváltozás szempontjából. A Föld felszíni hőmérsékletének ingadozása inkább a felhőtakaróval jár együtt, amely viszont a nap mágneses mezejének ingadozásától függ. Ebben az összefüggésben a földgolyó nagyobb felhőzetének nagyjából ugyanaz a hatása, mint a vulkáni hamunak egy kitörés után. A felhőzet hatását az IPCC klímamodelljei csak rendkívül hiányosan tudják ábrázolni.

Az éghajlati modellek a spektroszkópia szempontjából hamis, manipulált adathalmazokon alapulnak, mivel olyan tetszőleges fluxuskorrekciókkal[a] dolgoznak, amelyek összege sokszorosan meghaladja az antropogén üvegházhatásét.

1. Mit jelent az üvegházhatás “telítődése” kifejezés?

Az éghajlatkutatás politikummá vált természettudomány. Mivel a két terület nem választható el egymástól, a Rio92-t megelőzően a politika befolyása alatt álló médiában folyamatosan bombázták a közvéleményt a közelgő éghajlati katasztrófáról szóló jelentésekkel.

Ha a médiafelhajtás hatására a kilencvenes években a természettudósok az általánosan olvasott folyóiratokban próbáltak valamit megtudni a propagált éghajlati armageddon spektroszkópiai alapjairól – falba ütköztek. Sem a “Nature”-ben, sem a “Science”-ben, sem a “Scientific American”-ben (németül “Spektrum der Wissenschaft”) nem jelent meg tájékoztató cikk az “üvegházhatás” alapvető spektroszkópiai mechanizmusáról és annak határairól (a Földtömeg emissziós spektrumai, a sugárzásátvitel, a Planck-féle sugárzási törvény alkalmazása a CO2 rezgési rotációs sávjainak működési mechanizmusára, a féltérbeli integrálás a CO2 egy anyagmennyisége “üvegházhatásának” kiszámításához, normálisnak tekintett középhőmérséklet (288 K) definíciója és megállapítása). Még Roger Revelle, aki az egyetemen az üvegházhatású gázok elméletét megismertette a későbbi amerikai alelnökkel, Al Gore-ral, sem publikált erről semmilyen hasznos információt [2]. Mintha csak a tudósok féltek volna felfedni kártyáikat.

Miután a közismert tudományos folyóiratok némák maradtak, eközben pedig tovább folytatódott a dobpergésszerű propaganda a médiában, a magamfajta vegyész szakember szeretné tudni, hogy reális feltételezések alapján milyen CO2-szintnél telítődik az üvegházhatás spektroszkópiai szemszögből. Főleg, ha az ember hivatásszerűen foglalkozik a vegyianyag minták spektroszkópiai módszerekkel történő mennyiségi meghatározásával, és tudja, hogy mindig van egy olyan koncentrációtartomány, amely felett a mérési sugárzás szinte teljesen elnyelődik. Ez ahhoz hasonlítható, mint amikor az ember fekete tintát csöppent egy pohár vízbe. Minél többet adunk hozzá, annál több beeső fényt nyelünk el, amíg az abszorpció végül befejeződik (t, transzmisszió = 0).

Meglehetősen félrevezető volt egy 1984-es cikk a Német Kémikusok Társaságának tagsági lapjában, az úgynevezett “Blaue Blätter”-ben[5]. Ebben a kiadványban, amelyre alább még visszatérek, az “üvegházhatású nyomgázok szerepét” a transzmissziós spektrumok segítségével magyarázzák. A cikk nem részletezi, hogy az üvegházhatásnál a nyomgázokon keresztülhaladó légköri spektrális sugárzási sűrűség (azaz emisszió) a lényeges kérdés. Az irodalmi hivatkozás [5] felkeltette érdeklődésemet, hogy méréseket végezzek a transzmisszió (illetve abszorpció vagy extinkció[b] megállapítására egy gázküvettában, tehát a CO2 üvegházhatás “telítődésének” meghatározására.

Ha például az üvegházhatású gázok egy bizonyos hullámhosszon, egy bizonyos magasságban a földfelszínről érkező sugárzás 35 %-át elnyelik, akkor az abszorpció a (korábban A) = 0,35 (vagy a = 35 %). A transzmisszió t (korábban T) = 0,65 vagy t = 65 %.

Mivel az IR-sugárzás (“hősugárzás”) abszorpciója mennyiségileg a Bouguer-Lambert-Beer-törvényt (e-funkció) követi, léteznie kell egy “lebegő határértéknek”, amely felett az abszorber koncentrációjának növelésével az a elnyelés nem növekszik jelentősen, vagyis a t transzmisszió a nullához közelít (1. ábra).

1. ábra: Átvitel és koncentráció

A t transzmisszió figyelembevétele az antropogén üvegházhatás meghatározásához nem teljesen téves, mivel az üvegházhatású gázmolekulák “emissziós képessége” a Kirchhoff-féle sugárzási törvény szerint korrelál az abszorpciós képességgel. Ezért léteznie kell egy olyan (“lebegő”) koncentrációtartománynak, amely felett a CO2 koncentráció növekedés már nem okoz légköri többlet üvegházhatást. Én ezt “telítettségnek” nevezem, ami, ha egyre apróbb részletekbe megyünk bele, valójában nem létezik. Nem egészen helyes, de a “telítettség” hasonló egy geometriai sorozat határértékéhez. Példa:

Egy ilyen geometriai sorozatra érvényes:

Itt a1 a kezdeti elem, q pedig két egymást követő elem hányadosa. A fenti geometriai sorozatban a1 = 1 és q = 0,5 (pl. ¼ : ½ = 0,5). Ha most beállítjuk például, hogy n = 11, az eredmény a következő

és n = 12 esetén kapjuk:

Az S11 és S12 közötti növekedés: DS = 1,9995117 – 1,9990234 = 2,777×10^-4, ami 0,014 %-nak felel meg. Ha ennek a mértani sorozatnak a határértékét “teljes telítettségnek” nevezzük (S¥ = 2), akkor az S12 nagysága mindössze

-kal marad el ettől a teljes “telítettségtől”.

Természetesen az üvegházhatás a légköri nyomgázok által kibocsátott infravörös sugárzáson alapul, nem pedig az infravörös sugárzás elnyelésén vagy áteresztésén. De mivel

  • az IR-aktív nyomgázok a Kirchhoff-féle sugárzási törvény szerint pontosan úgy emittálnak, mint ahogyan elnyelnek;
  • az üvegházhatás “telítődési jellege” egyszerű közelítéssel, a Bouguer-Lambert-Beer-törvény segítségével határozható meg.

Ez a törvény azonban nem egy geometriai sorozaton alapul, mint a fentiekben, hanem egy e-funkción, amely hatványsorozatként konvergál nullához (vö. 1. ábra).

Ha feltételezzük, hogy a CO2 abszorpciós sávjára egy bizonyos magasságban egy bizonyos CO2-koncentrációra önkényesen az x = 8 számértéket fogadjuk el, akkor az eredmény a következő lesz:

Ha a feltételeket változatlanul hagyjuk, és csak a CO2-koncentrációt növeljük tízszeresére, a következő eredményeket kapjuk:

A játékot tetszés szerint folytathatjuk, de hamar elérhetjük egy zsebszámológép, majd később egy szuperszámítógép határait is (Pl.:e^(10^(18453389)) Vizuálisan fogalmazva ez azt jelenti, hogy a tényleges “telítettség” csak egy végtelen rétegvastagságú, tiszta CO2-légkörben érhető el. Csak akkor zéró formálisan a t transzmisszió, és az abszorpció a = végtelen. Ez persze badarság, de az üvegházhatású gázok elméletének ortodox támogatói mindig azzal érvelhetnek, hogy az üvegházhatás még a folyamatosan növekvő CO2-tartalom mellett sem telítődik, és így egy végtelen vita-perpetuum mobile-t tarthatnak fenn.

Egyébként 1995-ben Jack Barrett angol kémikus a Spectro Chimica Acta című folyóiratban rámutatott, hogy az üvegházhatás már régóta “telített”, és ezzel heves vitát váltott ki[3] [8], [9], [10], [11]. Az IPCC akkori elnöke és későbbi társelnöke, Sir John Houghton a kiadvány megjelenése után felhívta Barrett-et, és követelte, hogy vonja vissza a publikációját. Sir Houghton tájékoztatta az Imperial College vezetőségét is, ahol Barrett akkoriban dolgozott. Azonnal eltiltották az üvegházhatással kapcsolatos további kritikus publikációktól, következményekkel fenyegetve [35].

2. Az üvegházhatás
Gyakran tévesen feltételezik, hogy az üvegházhatás azonos az infravörös sugárzás (IR-sugárzás) légköri nyomgázok (CO2, CH4, vízgőz stb.) általi elnyelésével. A gerjesztett molekulák sugárzás nélküli inaktiválásával (“termalizáció”) a levegő felmelegszik, és hőenergiáját a földfelszín felé továbbítja. Hasonlóan ahhoz, ahogyan egy forró folyadék hőátadással felmelegíti a tartály falát. Az üvegház-hipotézis szerint ennek éppen az ellenkezője igaz: a Föld felszínét szinte kizárólag a besugárzás melegíti, és a légkör a talajjal való közvetlen érintkezés révén veszi fel a hőenergiát.

A földfelszín besugárzása azonban két részből áll:

  1. közvetlen napsugárzás (a felhőtakarótól függően).
  2. a légköri üvegházhatásból származó sugárzás (lényegében telített).

Az üvegházhatást jellemző légköri ellensugárzás létezése könnyen bizonyítható, de már a természetes üvegházhatás nagysága is csak számítható, és a neki tulajdonított éghajlati hatás teljes mértékben ellenőrizhetetlen [20]. Épp ugyanígy az éghajlati számítógépes modelleket sem lehet falszifikációval ellenőrizni. A modellekkel bármilyen fejleményt meg lehet jósolni anélkül, hogy valaha is tartani kellene a cáfolattól.

A CO2 üvegházhatásának megértéséhez először a légköri nyomgázok “teljesen normális” infravörös abszorpcióját kell figyelembe vennünk [2]. Mivel a kettőnél több atomot tartalmazó IR-aktív vegyületek általában különböző abszorpciós vagy emissziós sávokkal rendelkeznek, tisztázni kell, hogy a CO2 melyik abszorpciós/emissziós sávja a fontos. Erről a műholdas spektrumok nyújtanak információt [4].

2. ábra: Műholdas spektrumok, fent a Szahara felett, lent az Északi-sarkvidék felett.

A 2. ábrán a szaggatott vonalak a Föld felszínének különböző hőmérsékleteken K fokban számított ideális Planck-sugárzási görbéi. A “folyamatos vonalak” a légköri üvegházhatású gázok kibocsátási görbéit jelölik a Föld felszínének akadálytalan sugárzása mellett. A mindig nyitott sugárzási ablakok 800-1000 cm-1 és 1050-1300 cm-1 között vannak. Az 1. ábrán a piros nyilak a 15 μm körüli ν2 (nü-2) sávot (667 cm-1) jelzik. Ezért csak ennek a viszonylag gyenge sávnak van jelentősége, és nem a sokkal erősebb, 4,2 μm körüli n3 sávnak (2349 cm-1). Továbbá láthatjuk, hogy a légkör valójában IR-sugárzást bocsát ki (“üvegházhatás”). Ez nagyon jól látható az Északi-sarkvidék feletti műholdas spektrumban (a 2. ábra alsó spektruma). A talaj hőmérséklete ott körülbelül 200 K (-73 °C), míg a légkör hőmérséklete körülbelül 10 km magasságban magasabb, körülbelül 210 K (-63 °C). Ez az első jele annak, hogy az IPCC számítógépes modelljeinek alapjául szolgáló sugárzástranszport nem korrektül írja le a viszonyokat. Az energia természetes konvekció (hőáramlás) következtében történő továbbításáról van szó. Ennek során a melegebb levegő lehűlés közben felemelkedik, és energiáját 10 km magasság felett “zavartalan emisszióval” bocsátja ki az űrbe.

A 2. ábrán jól látható sugárzási ablakok, amelyek felhőtlen égbolt esetén mindig nyitva vannak. Egyes szkeptikusok azzal érvelnek, hogy még ha létezne is üvegházhatás, az nem okozhatná a Föld felszínének állítólagos felmelegedését, mivel a sugárzási ablakokon keresztül történő lehűlés legalább akkora, mint az üvegházhatás hatása.

Más szkeptikusok azt mondják, hogy mivel az “éghajlatra ható” nyomgázok, mint a CO2 stb., nemcsak elnyelik az infravörös sugárzást, hanem hőt is termelnek. nem csak elnyelik az infravörös sugárzást, hanem ugyanolyan mértékben ki is bocsátják azt (Kirchhoff sugárzási törvénye), az “üvegházhatású gázoknak” hűtő és nem melegítő hatásuk van. Ezt bizonyítja többek között a 2. ábrán a CO2 emissziós spektrumának piros nyíllal jelölt maximuma, amely a sugárzó hőnek a világűrbe történő kibocsátását mutatja. Ugyanezek a szkeptikusok azt mondják, hogy ha valóban létezne üvegházhatás, akkor a sarkvidék felszínét (200 K) fel kellene melegíteni arra a hőmérsékletre, amely körülbelül 10 km magasságban uralkodik (210 K). Ezenkívül az üvegházhatás sérti a termodinamika második törvényét, mivel a hidegebb, magasabb légrétegek nem tudják “visszasugárzással” felmelegíteni a melegebb talajt (lásd a 10. ábrán látható hőmérsékleti gradienst).

3. Saját mérések

Mivel, mint az elején kifejtettem, az üvegházhatás spektroszkópiájáról nem jelentek meg hasznos információk az általánosan olvasott tudományos folyóiratokban, egyszer egy ipari laboratóriumban, egyszer pedig egy egyetemi laboratóriumban mértem meg a szén-dioxid elnyelését. Az egyes sávok transzmisszióját, amennyiben azok kimutathatók voltak, a légkörre extrapoláltam.

A mérések egy részét (vö. 4. ábra) egy 10 cm-es, IR-áteresztő ablakkal ellátott, szintetikus CO2-mentes és vízmentes levegővel töltött küvettával végeztük. Ezután egy mikroliteres fecskendővel CO2-t adtunk hozzá, hogy 357 ppm CO2 legyen jelen (1993-as CO2-koncentráció). További vizet adtunk, amíg 2,6 % vízgőz nem volt jelen. Az IR-sugárzás forrása egy Globar, egy 1000-1200 ºC-ra elektromosan fűtött szilícium-karbid rúd volt, amelyhez egy változtatható interferenciaszűrő csatlakozott. A spektrum felvétele után CO2-t adtunk hozzá, hogy 714 ppm-et tartalmazzon. A méréseket egy Bruker IFS 48 FT-IR spektrométerrel végeztük.

3. ábra: CO2 spektruma (tisztán), valamint He és N2 jelenlétében.

Az idegen gázok hatásának ellenőrzésére mértük a tiszta CO2 abszorpcióját, valamint az abszorpciót He és N2-t jelenlétében 1020 mbar-on egy Perkin Elmer System 2000 FT-IR spektrométerrel. Az eredményt a 3. ábra mutatja. A spektrométer érzékelőjében minden alkalommal ugyanannyi CO2-molekula volt. A legalacsonyabb abszorpcióval rendelkező tiszta CO2-t 0,35 mm-es rétegvastagságnál mértük. A többieket egy 10 cm-es küvettában He (közepes abszorpció) és nitrogén (legnagyobb abszorpció) jelenlétében.

Jól látható, hogy az alapállapothoz közeli rétegekben gerjesztett CO2-molekulák sugárzás nélküli inaktiválással (“termalizáció”) térnek vissza az alapállapotba. Hasonlóan ahhoz, amit Jack Barrett talált a Spectro Chimica Acta 1995-ös kiadványában.A 3. ábrán nyilakkal jelöljük azt a területet, amely az IPCC adatai szerint a további – antropogén – üvegházhatást mutatja. Lehet azzal érvelni, hogy ha 1 000 m hosszúságú küvettát választunk, akkor több “éghajlatot befolyásoló” abszorpciós/emissziós sávot találunk a széleken. Ez különösen igaz, ha a földfelszíntől a tropopauzáig (kb. 10 000 m) terjedő távolságot választjuk. Mint mondtam, a vita-perpetuum-mobil a végtelenségig folytatható.

3.1 Saját méréseink értékelése

4. ábra: A 15 µm-es sáv (ν2-sáv) nyers spektruma.

A 4. ábra a 15 µm-es sáv nyers spektrumát mutatja 357 ppm CO2 és 2,6% H2O esetén.

A 3. ábrához hasonlóan jól látható az n2-sáv R- (ΔJ = + 1) és P- (ΔJ = – 1), valamint Q-ága (ΔJ = 0). A maximális extinkciós együttható (ΔJ = 0) a következő volt:

e = 20,2 m2 mol-1 (ν2 667 cm-1-nél).

Az abszorpció kiszámításához a légkör átlagos CO2-tartalmát c = 1,03×10^-3 mol/m3-nek vettük. Ha a fent mért moláris extinkciókat a koncentrációval és a troposzféra rétegvastagságával (h = 10 km magasságban 104 m) együtt behelyettesítjük Lambert-Beer törvényébe, akkor az alábbi extinkció értéket kapjuk:

A(n2) = 20,2 m2 mol-1 × 1,03×10^-3 mol/m3 × 104 m = 208

5. ábra: Spektrális értékelési séma

Ez azt jelenti, hogy az abszorpciós sáv közepén az 1997 körül megadott 357 ppm CO2 -nél az transzmisszió T(n2) = 10^-208 (5. ábra).

Ez egy rendkívül alacsony transzmissziós érték, amely teljesen kizárja, hogy az éghajlatra ható nyomgáz megduplázódásával ebben a tartományban megnövekedne az üvegházhatás.

Ha az n2 sávra vonatkozó e moláris extinkciós együtthatót és a mol/m3 -ben (357 ppm CO2) megadott térfogati koncentrációt behelyettesítjük a Lambert-Beersche-törvénybe, és 10 m-es rétegvastagságot feltételezünk, akkor az extinkcióra a következő eredmény lesz

A = 20,2 m2 mol-1 × 0,0159 mol/m3× 10 m = 3,21

Ez megfelel egy T = 10^-3,21 = 0,6 promille transzmissziónak. Más szóval, a Q-sáv már 10 m után elnyeli az IR-sugárzás 1 – T = 99,94%-át.

A csúcsszéleken történő abszorpció esetén az extinkció természetesen kisebb. Ezért az IPCC 1990-ben azt állítja, hogy a 15 mm-es sáv középső tartományában az oszcillációs forgási sávok gyakorlatilag telítettek, ezért a koncentráció további növekedése esetén alig járulnak hozzá az “üvegházhatáshoz”. De: “A hozzáadott szén-dioxid-molekulák hatása azonban jelentős a 15 µm-es sáv szélén, különösen 13,7 és 16,3 µm körül [14]“. Ez azt jelenti, hogy az IPCC által veszélyesnek minősített antropogén üvegházhatás elsősorban a szén-dioxid 625 cm-1 alatti, illetve 729 cm-1 feletti IR-sávjain alapul [vö. [36]. Hogy mit jelent ez az állítás, azt a 3. ábra újbóli megtekintésével lehet a legjobban látni. Ettől eltekintve az IPCC kutatói a CO2 egy teljesen jelentéktelen, 9,6 mm-es felharmonikusára támaszkodnak, amely – a felharmonikusok esetében szokásos módon – 15-30-szor gyengébb, mint a hozzá tartozó alaprezgés. Ezen kívül vannak más “üvegházhatású gázok” is, mint az N2O, CH4 stb., amelyekkel itt nem foglalkozunk. Még a kén-hexafluoridnak (SF6) is, amelyet az autók gumiabroncsainak töltésére használtak, hogy azok csendesebben guruljanak, már évekkel ezelőtt kapitulálnia kellett a félelmetes éghajlati katasztrófa előtt.

Természetesen ezek a fent említett “élek” 15 mm körül léteznek, mert a J rotációs kvantumszám J = + 1-től J = + végtelenig, illetve J = – 1-től J = – végtelenig terjed. Azonban a 15 mm-es CO2-spektrum “telítetlen területei” a széleken egyre gyengülnek.

Mivel a rotációs rezgésszintek hely feltöltései (NJ/NJ=0) (4. egyenlet) a Boltzmann-eloszlást követik;

(B = forgási állandó, J = forgási kvantumszám, h = Planck-állandó, c = fénysebesség, k = Boltzmann-állandó, T = termodinamikai hőmérséklet)

magas rotációs kvantumszámok (J) esetén egy adott, rögzített időpontban (“pillanatfelvétel”) csak nagyon kevés CO2-molekula van jelen, amelyek ebben a tartományban a Kirchhoff-féle sugárzási törvénynek megfelelően abszorbeálnak és emittálnak (“üvegházhatás”). A sávok gyenge foglaltságát a következő HITRAN-adatok [6] segítségével lehet ellenőrizni:

Hullámhossz abszorpciós együttható molekulánként 10^-22 cm-1/(mól . cm2)
13,5 mm (= 741,7 cm-1) 76
15,0 mm (= 666,7 cm-1) 79 452 (a sáv közepe)
12,5 mm (= 797,3 cm-1) 46

A csúcsperemek abszorpciójának becsléséhez a saját méréseinkhez munkahipotézisként feltételeztük, hogy az abszorpciónak A = 3(t = 10-3) nagyságrenddel kell növekednie, ha a CO2-tartalom megduplázódik. Ebből a célból meghatároztuk a sávok teljes integrálját az R és P ág A = 0-nál lévő végpontjáig (lásd az 5. ábrát). Ezt követően a digitálisan tárolt spektrumokat az A = 3 értéknek (teljes út a talajból a troposzférába) megfelelő abszorbanciától az R és P ágak végéig (A = 0) integráltuk.

Mivel a mért értékeket nehéz volt reprodukálni, minden mérést 30-szor megismételtünk, hogy az “élek (edges)” megközelítőleg rögzíthetőek legyenek. Ezek az élek a P ág esetében 14,00 µm-nél, az R ág esetében 15,80 µm-nél kezdődtek, és az A = 0 alapvonalig futottak. Az IPCC szerint a sávok az éleknél 13,7 és 16 µm-nél kezdődnek, és a “HITRAN észlelési határnál”[14] végződnek. Saját méréseink szerint az n2-sávban a következő eredmények születtek:

15 µm-es sáv 357 ppm 714 ppm
Teljes integrál 624,04 cm -1 — 703,84 cm -1 0,5171/cm 1,4678/cm
A peremintegrálok összege 1,11^10-4/cm 9,79^10-4/cm

Táblázat: 15 µm-es sáv (teljes integrál és oldalintegrál A = 0 — A = 3)

Természetesen az extinkciók nem kombinálhatók a Planck-féle sugárzási törvénnyel. Ez nem is áll szándékunkban. A CO2-tartalom megduplázódása esetén azonban a belőle becsülhető relatív növekedés a döntő. Ez megfelel a 714 ppm és 357 ppm-es oldalsó integrálok különbségének a 357 ppm-es teljes integrálhoz viszonyítva.

(9,79^10-4/cm – 1,11^10-4/cm) / 0,5171/cm = 0,17 %.

Mint már említettük, ez csak becslés, nem pedig pontos mért érték. Mindazonáltal világossá teszi, hogy a Spiegelben (33/1986) annak idején megjósolt “éghajlati katasztrófa” milyen jelentéktelen értékeken alapul.

3.2 Saját méréseink kritikája
Bár a fent megadott mért értékek viszonylag pontatlanok, azért tettem közzé őket, mert

  • először is, minden, az éghajlatkutatásban közvetlenül nem érintett vegyésznek és fizikusnak, aki jól ismeri az IR-aktív nyomgázok tulajdonságait, a médiafelhajtás hatására azt kellett feltételeznie, hogy a légköri CO2 megduplázása az üvegházhatás jelentős növekedéséhez (esetleg megduplázódásához) vezet. Én mindenesetre – csakúgy mint körülbelül 30 pályatársam, az iparban és tudományos kutatásban dolgozó vegyész, akiknek mintegy 20 évvel ezelőtt körkérdést tettem fel a témával kapcsolatban – nagyjából az üvegházhatás megduplázódását feltételeztem, ha 100%-kal több CO2-t bocsátunk ki.
  • Másodszor, az antropogén üvegházhatás jelentéktelenségét a közvetlenül érintett “éghajlatmodellezők” a médiának nyújtott információkban elegánsan elhallgatták. Hallgattak róla, mint valami illetlen dologról.

Érdekes módon a mérési eredményeimet a Nobel-díjas Paul Crutzen kijelentése is alátámasztja. 1993-ban egy tankönyvben [21] ezt írta: “A légkörben már annyi CO2 van, hogy sok spektrális tartományban a CO2 általi elnyelés szinte teljes, és a további CO2 már nem játszik jelentős szerepet”. Ennek megfelelően az üvegházhatás még a Nobel-díjas Nobel-díjas szerint is szinte “telített”. Fogalmazhatunk így is: Egy üvegház a legszélsőségesebb esetben is csak kicsivel melegszik fel jobban (nyomokban!), ha a normál ablaküveget tíz centiméter vastag golyóálló üvegre cseréljük!

A méréshez használt FT-IR spektrométereket nagy sikerrel használják a úgy a vegyiparban és a gyógyszeriparban, mint az egyetemeken (vö. 3. és 4. ábra). Ezek tükörútja azonban csak 5…15 cm. Ez 0,2…. 0,07 cm-1 IR-sávok felbontást eredményez. Mivel a “telítetlen” spektrumtartományok szokatlanul gyenge IR-sávokat érintenek, olyan spektrométerekre volna szükség, amelyek 0,0004 cm-1 felbontást biztosítanak [6]. Ehhez egy olyan FT-IR spektrométert kellene építeni, amelynek elméletileg 2500 cm (25 m!) tükörútja van. Csak így lesz lehetséges a rendkívül gyenge infravörös sávok mérése, amelyekre az IPCC klímamodellezői támaszkodnak. Ezek olyan sávok, amelyek “abszorpciós erőssége” a 15 mm-es CO2-fősávnak mindössze 0,05 %-a!

Az iparban és az egyetemi kutatásban általánosan használt alacsonyabb felbontású FT-IR spektrométerek ára a berendezéstől függően 4 000 és 10 000 euró között van. Egy FT-IR spektrométer, mint például a Bruker IFS 125 HR, amely képes elérni a HITRAN adatbázis pontosságát, legalább 125 000 euróba kerül. Egy ipari kémikusnak, aki önkényesen vásárolna egy ilyen készüléket, például szerves molekulák szerkezeti felderítésére, azonnali elbocsátással kellene számolnia. És joggal! Az ilyen típusú eszközök csak akkor hasznosak, ha marginális hatásokat akarunk mérni. Ezért a készülékeket főként olyan intézetekben találjuk, amelyek a politikusok megbízásából mikroszkopikus légköri hatásokkal foglalkoznak. A pénzt erre az adófizetők adják.

4. összehasonlítás az IPCC hivatalos adataival

Ha a hivatalos adatokat vesszük alapul (IPCC), a “természetes” üvegházhatás 324 W/m2 [22] [23]. Ha a CO2-kibocsátás megduplázódik (100%-os növekedés!), a konszenzus szerint (“best guess = legjobb becslés”) a sugárzási kényszer 3,7 W/m2 -rel nő [23] [24]. A 6. ábra mutatja az arányokat.

6. ábra: Az üvegházhatás százalékos növekedése a légkör CO2-tartalmának megduplázódása esetén az IPCC hivatalos adatai szerint

A fent leírt nagymértékű telítettséget a 6. ábra is bizonyítja , mivel az üvegházhatás növekedése a CO2-kétszeresére növekedésével csak csekély, 1,2 %-os. Ez jól ismert az éghajlatkutatásban. Ezért a “telítettségi fokot” azzal az érvvel próbálják ellensúlyozni, hogy az éghajlat olyan érzékeny rendszer, hogy a sugárzási kényszer legkisebb változásai is kibillenthetik az egyensúlyából. Így azt állítják, hogy az 1930 és 1970 közötti lehűlést az ipari társadalom porszennyezése okozta. Ez hamis. A lehűlést a Nap megváltozott mágneses mezeje okozta, amint az a 15. ábrán látható (pirossal bekarikázva).A HITRAN adatbázis mellett az amerikai légierő és a Spectral Sciences Incorporated által kifejlesztett MODTRAN program, amelyet az IPCC kutatói is használnak, használható az általános és az antropogén üvegházhatás kiszámítására. David Archibald a Chicagói Egyetem MODTRAN programjával [37] kiszámította a Föld felszíni hőmérsékletének a légkör CO2-tartalmától való függését. A meghökkentő eredményt a 7. ábra mutatja.

7. ábra: A CO2 hatása és a Föld átlaghőmérsékletének növekedése

A Föld felszíni átlaghőmérsékletének legnagyobb mértékű növekedését az első 20 ppm CO2 okozza. Ezt követően a CO2 hatása gyorsan csökken. Ez nem meglepő, mivel a “szélek” hatása egyre kisebb lesz a magasabb CO2-tartalom növekedésével. Ez az egyik oka annak, hogy a CO2 üvegházhatása már Goethe idejében nagyrészt kimerült.

5. Földfelszíni hőmérséklet, üvegházhatás és CO2-koncentráció

A Föld felszíni hőmérsékletének kiszámításához üvegházhatású gázok légköre nélkül általában egy egyszerű, a Stefan-Boltzmann-törvényen alapuló egyenletet használnak, és nem csak az IPCC kutatói.

A az albedo – a Föld átlagos “fényvisszaverő képessége” (nem tévesztendő össze az A extinkcióval!). Feltételezzük, hogy A= 0,3. Valójában más értékek is léteztek a múltban. A napállandó, amely a valóságban nem ilyen állandó, Fs = 1368 W/m2. Továbbá az egyenlet tartalmazza a Stefan-Boltzmann állandó s = 5,67×10-8 W m-2 K-4.

Ha ezzel az információval számolunk, az eredmény a Föld felszíni hőmérsékletére vonatkozik:

Az eredmény kérdéses. A Föld nem egy víztelen sziklahalom az űrben. Nagyon valószínű, hogy a Föld átlaghőmérséklete sokkal magasabb az üvegházhatású gázok nélkül! De ha egyelőre maradunk ennél, akkor a Föld felszínének fajlagos sugárzása ezen a hőmérsékleten a következőképpen alakul

M1 = (1-0,3) × 0,25 × 1368 W/m2 = 239 W/m2

A normál éghajlati időszakra vonatkozóan évekkel ezelőtt konszenzus született a +15 °C-os (T = 288 K) átlaghőmérsékletről. Ha most a “változatlan” Stefan-Boltzmann-törvényt használjuk

és újraszámoljuk a felület fajlagos sugárzását, az eredmény:

Következésképpen a “természetes” üvegházhatás, a DT = 288 K – 225 K = 33 K (33 °C) hipotetikus felmelegedéssel, a Föld felszínének fajlagos sugárzását a következőkkel növeli meg

DM = M2 – M1 = 390,0 W/m2 – 239,0 W/m2 = 151 W/m2.

Mint fentebb írtuk, ha a CO2-t megduplázzuk (100%-os növekedés), akkor 3,7 W/m2 plusz sugárzási kényszert fogadnak el. (Eredetileg az IPCC 4,2 W/m2-t adott meg. Ezeket a számokat nem lehet falszifikációval ellenőrizni, konszenzuson – “best guess, legjobb becslés” – alapulnak!)

Ha az említett 3,7 W/m2-t vesszük, akkor a földfelszín fajlagos sugárzása 390,0 W/m2 -ről 393,7 W/m2 -re nő. Ezt az értéket beillesztve a Stefan-Boltzmann-egyenletbe (6. egyenlet) megkapjuk a földfelszín hőmérsékletét:

Eszerint a hőmérséklet 288,0 K-ról 288,7 K-ra emelkedik a CO2 megduplázódásával (100%-kal több CO2!). Ez csupáncsak DT = 288,7 K – 288,0 K = 0,7 K (0,7 °C)! Az éghajlati modellezés nem kapott volna politikai figyelmet, ha a vízgőz felerősítésének hipotézisét nem vezették volna be a vitába. Szerencsére azonban ez megcáfolható, amint azt a következő bekezdésben bemutatjuk.

6. A vízgőz erősítő hatása (pozitív visszacsatolás)

Mivel a 100%-kal több szén-dioxiddal járó mindössze 0,7 °C-os felmelegedés túl kevésnek tűnik a riogatáshoz, pánikkeltéshez, már évekkel ezelőtt megegyeztek abban, hogy ez a csekély hőmérséklet-emelkedés a jól ismert Clausius-Clapeyron-egyenlet szerint jelentősen több víz elpárolgását eredményezi az óceánokból. Mivel a vízgőz üvegházhatású gáz, a CO2 okozta hőmérséklet-emelkedés sokkal nagyobb. Eredeti IPCC-nyilatkozat [25]: “A “vízgőz-visszacsatolás” továbbra is a legfontosabb visszacsatolás, amely az általános cirkulációs modellek által a CO2-kétszeresére előre jelzett globális felmelegedést okozza”. Ha ez igaz, akkor különösen egy hidegebb időszakban, amikor a közvetlen napsugárzás nem párologtat el annyi vizet, az óceánok feletti vízgőztartalomnak (8. ábra sávja) a légkör CO2-tartalmával (8. ábra piros szaggatott vonal) párhuzamosan kell növekednie. Ez nyilvánvalóan nem így van, amint azt a 8. ábra is mutatja [32]. Ezért az éghajlatmodellezők semmiképpen sem támaszkodhatnak az elsőre hihető, feltételezett vízgőz-erősítő mechanizmusra, amely túlságosan nagy hőmérséklet-emelkedést jósol.

8. ábra: A vízgőztartalom százalékos eltérése az Atlanti-óceán felett [lásd még [34].

A félreértések elkerülése végett: A 8. ábrán a százalékos érték nem a relatív páratartalmat jelenti, amely soha nem lehet 100 %-nál magasabb, hanem a vízgőztartalom felfelé és lefelé való eltérését az 1950-es mért értéktől . 1956-ban tehát az abszolút vízgőztartalom 25 %-kal magasabb, mint 1950-ben. 1968-ban a vízgőztartalom kb. 45 %-kal alacsonyabb, bár a CO2-tartalom tovább nőtt! Bár a választott időszak viszonylag rövid, egyértelműen bizonyítja, hogy az óceánok feletti vízpárolgás nem jár együtt az emelkedő CO2-tartalommal. A vízgőz felerősítő hatása, amelyen az összes éghajlati modell előrejelzése alapul, nem létezik.
(Közzétevő: Megnyugtató, hogy Dr. H. Hug ilyen szépen levezeti, hogy a vízgőznek nem lehet üvegházhatást erősítő szerepe. Erre utalnak egyébként a józan paraszti ésszel folytatott megfigyelések is.
Ha nő a hőmérséklet, akkor növekszik a párolgás, amiről minden középiskolás tudja, hogy hűt. A párolgás másik következménye a fokozottabb csapadék kiválás, amiről szintén tudja minden középiskolás, hogy ugyancsak hűt. Továbbá az sem egészen érthető Közzétevő számára, miért nem mutat rá senki: Ha nő a légkörben az IR-aktív gázok koncentrációja, ez nem csak a Földről érkező visszasugárzással reagál, hanem a direkt a Napból érkező, jelentős IR-hányadot képviselő sugárzással is. Tehát ugyanannak az IR-aktív molekulának egyszerre lesz átlaghőmérséklet-növelő és átlaghőmérséklet-csökkentő hatása. Emlékezzünk! Az atmoszféra tetején mért 1367 W/m2 energiamennyiségnek csak 80 %-a ér le a Föld felszínére. A 20 % “veszteségért” elsősorban az IR-aktív gázok felelősek.)
7. A sugárzási átviteli egyenlet
Az üvegházhatás számítása egy “réteg- vagy kaszkádmodell” alapján történik, amely szerint a légkörben állandó az abszorpció (I) és a kibocsátás (L). Ez a fiktív sugárzási transzport a Schwarzschild-egyenleten alapul, amelyet eredetileg a csillagok légkörében lévő atomok viselkedésének leírására dolgoztak ki[12]. Egy végtelenül kicsi dz út, az sa abszorpciós együttható és a n részecskeszám esetén a helyi termodinamikai sugárzási egyensúlyban (LTE) a következők érvényesek:Az L mennyiség itt a sugárzási sűrűség, amely a hőmérsékletfüggő Planck-féle sugárzási egyenlet szerint határozza meg a kibocsátást.
Azt, hogy a sugárzás transzportja a légkörben történik, a mért műholdas spektrumok és a számított spektrumok összehasonlításával gondolják bizonyítani. Az eredmény megdöbbentő, amint azt a 9. ábra mutatja.

9. ábra: Balra a Föld mért emissziós spektruma (műholdas spektrum); jobbra a sugárzásátviteli egyenlet segítségével számított emissziós spektrum.

A helyi termodinamikai sugárzási egyensúly (LTE) Kirchhoff hősugárzási törvényén alapul. E törvény szerint egy test emissziós képessége pontosan akkora, mint az abszorpciós képessége. Csak egy bökkenő van. “Sugárzási energia megmaradás törvény”, ahogyan azt ebben a mechanizmusban hallgatólagosan feltételezik, NEM LÉTEZIK. Valójában a műholdas spektrumok “nyomkövetéses” számítása során a mért légköri hőmérsékleti profilt a Planck-féle sugárzási egyenletbe illesztjük, amint az a 10. ábrán látható.

10. ábra: Sugárzási transzport, Planck-egyenlet és mért hőmérsékleti gradiens

Ne feledjük: Az üvegházhatás is arról a hőmérsékleti gradiensről (“hőmérsékleti profilról”) szól, amelyet a légkör a talajjal érintkezve adiabatikus tágulás esetén felvesz. Ha ezt szem előtt tartjuk, az eredményt – a hőmérsékletet vagy a hőmérsékleti gradienst – beillesztjük a Planck-egyenletbe (vö. 10. ábra), hogy megkapjuk a légkör és a Föld testének hőmérsékletfüggő emissziós spektrumát (vö. még 2. ábra). Ezért a 10. ábrán látható spektrumok egyezése nem bizonyítja a légkörön belüli sugárzástranszfert. Ez inkább arra bizonyíték, amit körbe-körbe számolgatunk, majd örülünk a matematikailag “bizonyított” üvegházhatásnak a sugárzási energia megőrzésének törvénye értelmében. Természetesen a mért emissziót egy rétegen belül (L sugárzási réteg) is beilleszthetjük a Planck-egyenletbe, hogy aztán megkapjuk a hőmérsékletet. Akkor is körbe-körös számítással van dolgunk.

Kísérleti vizsgálatok és az általánosan elfogadott elmélet egyértelműen bizonyítja, hogy a molekuláris fluoreszcencia másképp működik, mint az atomi fluoreszcencia, ahol az elnyelt sugárzás 100 %-a újra kisugárzik. Ez egy atomabszorpciós spektrométerben (AAS készülék) történik, amelyet a műszeres analízisben a mintákban lévő fémek (pl. Cd egy talajmintában) mennyiségi meghatározására használnak.

Az LTE [c] feltételezi a “100%-os molekuláris fluoreszcenciát”, ami nem létezik – még az IR-tartományban sem (vö. 3. ábra) [26] [27]. Míg a gerjesztett atomok csak sugárzás kibocsátásával térhetnek vissza az alapállapotba, addig a molekulákban a relaxáció a Jablonski-diagram elvei szerint a rotációs és rezgési szabadságfokok miatt általában sugárzás nélkül is lezajlik [28]. Ezért tulajdonképpen elegendő volna az “elméleti” üvegházhatást abszorpció nélkül csak a – hőmérsékletfüggő – Planck-egyenlettel leírni, amelyet megszorzunk az “éghajlat-releváns” nyomgázok sáverősségével és az “IR-aktív molekulák számával egy légtérfogatban”. A térszöget figyelembe véve megkapjuk a légkör hőkibocsátását egy féltérben.

Következtetés:

Az, hogy a légköri hősugárzás a Planck-törvény szerint adott, magától értetődő. Amíg azonban létezik egy légköri hőmérsékleti profil (fent hidegebb – lent melegebb), és a konvekció (hőáramlás) jelentősen hozzájárul az energiaszállításhoz, addig téves az a hipotézis, hogy a légkör nyitott rendszerében a talaj közelében elnyelt infravörös sugárzás energiája a sugárzási transzport révén alulról felfelé halad. “Sugárzási energia megmaradásának törvénye” NEM LÉTEZIK. Inkább a gerjesztett “talajközeli üvegházhatású gázmolekulák” adják át energiájukat a légkör nem IR-aktív fő összetevőinek (N2 és O2).

A sugárzásátviteli egyenletet pl. akkor alkalmazzák, amikor nagy üvegtestek hűtési viselkedését akarják modellezéssel szabályozni, például a tükrös távcsövek gyártása során. Ez nagyon jól működik. Mert 600 K-en megszilárdult üvegolvadékban nincs hőáramlás!

8. Amire az éghajlati modellek nem képesek

Az éghajlati modellek számítógépes algoritmusok (azaz “számítási utasítások”, amelyek a programozó véleményfüggő parancsait tükrözik), nem pedig a valóságot. Mivel az éghajlati folyamatok összetettségét jelenleg és a belátható jövőben egyetlen számítógép sem tudja reálisan leképezni, ezek inkább politikai eszközök, mintsem egzakt természettudományok.

8.1 Az áramlási korrekciók

A hipotézis szerint a “természetes” üvegházhatás állítólag 33 °C-kal melegíti fel a Földet. Tévesen feltételezik, hogy a 70%-ban vízzel borított Föld hasonlóan viselkedne, mint a teljesen vízmentes Hold. Ha feltételezzük, hogy csak az óceánok első 10 méternyi vize szabályozza termosztát módon a Föld átlaghőmérsékletét, akkor a számítás azt mutatja, hogy az óceánok 1,57×10^18 MJ energiát tárolnak a -18 °C és +15 °C közötti hőmérsékleti tartományban. Íme az ellenszámítás: 24 óra alatt a földi üvegházhatás 1,43×10^16 MJ energiaátadást jelent[23]. A teljes természetes üvegházhatás így az óceánokban 10 m-es vízmélységig tárolt energiának mindössze 0,9 %-át teszi ki. Ennek eredményeként jelentős nehézségekbe ütközik a légköri cirkulációs modellek („General Circulation Atmospheric Models“) és az óceáni cirkulációs modellek („General Circulation Oceanic Models“) összekapcsolása. Ezeket a problémákat csak az úgynevezett “fluxuskorrekciók” segítségével lehet áthidalni, amelyek összegei sokszorosan meghaladják az antropogén üvegházhatást, amint azt a 11. ábra mutatja. A 11. ábra jobb oldali oszlopa a CO2 sugárzási kényszerét mutatja, amikor a CO2 mennyisége megduplázódik. Eszerint a 100 W/m2 -es fluxus korrekciója az óceánfelszín-légkör kapcsolatra önmagában mintegy 27-szer (!) nagyobb, mint az antropogén üvegházhatás a CO2 megduplázódásával (3,7 W/m2).

11. ábra: Az emberi eredetű üvegházhatás (jobb oldali kis oszlop) az éghajlati modellezésben alkalmazott fluxuskorrekciókhoz viszonyítva.

Nem maradhat említés nélkül, hogy egyes klímatudománnyal foglalkozó intézetek néhány éve bejelentették, hogy a fluxuskorrekciókra már nincs szükség. Valójában az éghajlati modellek még mindig nem tudnak nélkülük létezni.

8.2 Felhősűrűség

A felhők sugárzási kényszerének becslésekor az éghajlati modellek nagyon eltérő eredményekre jutnak. Például az ausztráliai Bureau of Meteorology Research Center (BMRC) szerint a felhők körülbelül 1 W/m2 -es hűtést eredményeznek, míg a franciaországi Labaratoire de Météologie Dynamic (LMD) szerint a felhők körülbelül 1,7 W/m2 -es felmelegedést eredményeznek (12. ábra). Ezt is érdemes megjegyezni!

 

12. ábra: A felhők sugárzási kényszerének különböző klímamodellekkel számított értékei

8.3 Modellfüggő paraméterek

Hermann Flohn[5] már többször idézett publikációjában [13. ábra] grafikonon mutatja be a globális hőmérséklet-emelkedést a vonatkozó számítógépes modellek szerint (13. ábra). A dokumentumban Flohn az éghajlati modellezés 1984-es állapotára utal, amelyre a Rio92-es Föld-csúcstalálkozó némileg továbbfejlesztett formában valamivel később épült.

13. ábra: A Föld átlaghőmérséklete és a modellfüggő paraméterek

A Flohn által említett egyszerű modell érdekes jellemzője a modellfüggő “D” paraméter, amely a vonatkozó egyenes meredekségét jelzi.

Minél nagyobb a D, annál erősebb a hőmérséklet-emelkedés. Az n paraméter az összes nyomgáz bizonytalansággal terhelt sugárzási mérlegének és a CO2 sugárzási mérlegének aránya:

A B és C értékeket Flohn nemes egyszerűséggel “érzékenységi paramétereknek” nevezi, amelyek többek között természetesen figyelembe veszik a vízgőz erősítő hatását (B = 1,8 W . m . K-1, C = 6,5 W . m . K-1). Flohn a paraméterek bizonytalansági tényezőjét kb. 20 %-ban adja meg. Ez azt jelenti, hogy attól függően, hogy hogyan választjuk meg az n, B és C értékeket, drámaibb vagy kevésbé drámai éghajlati változásokat eredményez a számítógép(!) Hogy ma már léteznek kifinomultabb modellek, abban nem kételkedem, de amíg a vízgőz-erősítő mechanizmus szerepel bennük, addig maximálisan fenntartom kételyeimet.

8.4 A múlt

Az éghajlati modellek továbbra sem képesek reprodukálni a múltat. Például a 14. ábrán látható 1930 és 1975 közötti lehűlést még mindig nem tudják reprodukálni mesterséges eszközök (az ipari társadalom által bejuttatott légköri por!) nélkül. (A szokatlan lefolyás tényleges oka a 15. ábrán látható).

14. ábra: A CO2-tartalom és a hőmérséklet alakulása

Az IPCC 2001-es értékelő jelentésében megjelent egy másik görbe, amely a római és középkori optimális éghajlatot mutatja be, amely legalább olyan meleg volt, mint a mai. Így Grönlandot a viking Erik “Vörös” Thorvaldsson telepítette le 875-ben, a trondheimi püspök ekkoriban szüretelhette a saját borát, és voltak magashegyi falvak, amelyeket a kis jégkorszak alatt elhagytak, és ma a gleccserek visszahúzódása következtében újra felbukkannak. Ez természetesen érzékenyen zavarja a politika által erőltetett klíma-narratívát. Ezért terjedt el az IPCC körökben a “Meg kell szabadulnunk a középkori meleg időszaktól” jelszó, amit aztán híven követtek. 1999-ben Michael E. Mann és társai közzétették a híres hokiütő görbét[1] amelyben az összes iparosodás előtti felmelegedési időszakot “kivasalták”, és a jelen kort az azóta eltelt legmelegebb időszakként ábrázolták. Stephen McIntyre és Ross McKittrick azóta alaposan megcáfolta a tanulmányt[38]. Többek között szinte bármilyen számot be lehetett illeszteni a Mann által használt programba, ami mindig egy “hokibotot” eredményezett.

(Közzétevő: Amikor az éghajlatkutatók még szabadon beszélhettek a múltról, akkor 1,5; 2; vagy akár 4 fokkal magasabbra becsülték az ezer évvel ezelőtti grönlandi hőmérsékletet. Lásd: A Nap az, te nagyokos! – Klímarealista (klimarealista.hu) Közzétevő kommentárja c. fejezet, illetve ide is beillesztjük az ott közölt ábrát.)

A valódi hokiütő görbe

9. Az alternatíva

Mivel az üvegházhatást okozó gázok által befolyásolt számítógépes klímamodellek nemcsak az 1930 és 1970 közötti időszakban vallanak kudarcot, hanem a kis jégkorszakot (14-18. század) és a középkori éghajlati optimumot (11-13. század) sem tudják reprodukálni, más döntő mechanizmusnak kell lennie.

Sok minden utal arra, hogy ez a felhősűrűség, amelyet a kozmikus sugárzás befolyásol, amint azt a Dán Nemzeti Űrközpont Nap- és Klímakutató Központjának igazgatója, Henrik Svensmark évek óta hangsúlyozza[39]. A kozmikus sugárzás főként protonokból áll, amelyek az ősrobbanás maradvány sugárzásaként jutnak be a Naprendszerünkbe. Ha ezek a pozitív töltésű nukleáris építőelemek belépnek a légkörbe, egy még nem teljesen tisztázott mechanizmus révén a vízgőz kondenzációjához vezetnek – felhők keletkeznek. Ha a Nap mágneses mezeje a nagyobb naptevékenységgel megnő, a protonok erősebben árnyékolódnak. Ennek következtében kevesebb felhő képződik, és a beeső napsugárzás erősebben tudja felmelegíteni a Föld felszínét (óceánfelszínt!). Ez az oka annak, hogy a globális hőmérsékleti görbe követi a nap mágneses mezejének ingadozását (15. ábra).

15. ábra: A nap mágneses mezeje és a globális hőmérséklet [29], módosítva

A mérések azt mutatják, hogy a naptevékenység 1850 óta soha nem volt olyan magas, mint 1940 után [30]. A napsugárzás felhőzetfüggő ingadozása a világtengerek hőmérlegében is jobban érzékelhető. Így az antropogén üvegházhatás valószínűleg csak egy kis, a természetes éghajlati ingadozást lényegében nem befolyásoló változó.
(Közzétevő:
A kozmikus sugárzás által befolyásolt felhősűrűség mellett nem hagyhatjuk említés nélkül a Napban lezajló ciklikus folyamatoknak a földi klímára gyakorolt hatását. Ennek több bejegyzést is szenteltünk.) A -18 °C-os hőmérséklet, amelyet a Föld állítólag az üvegházhatású gázok nélkül mutatna, az 5. pontban (5. egyenlet) kiszámítottak szerint túlságosan alacsonynak tűnik. Ez azonban megfelel a hivatalos doktrínának, amely – és ezt hangsúlyozni kell – egy hipotézis. Mivel, mint már hangsúlyoztuk, a Föld nem egy víz nélküli kőzethalom az űrben, hanem 70%-ban vízzel borított, a közeli infravörös tartományban (NIR) a közvetlen elnyelést és az óceáni víz nagyon késleltetett sugárzási emisszióját jobban figyelembe kell venni.

16. ábra: Felhőborítottság (felhősűrűség) és globális hőmérséklet

A 16. ábra azt mutatja, hogy 1986 és 2000 között a globális felhőborítottság 69%-ról 65%-ra csökkent (bal oldali ordináta). Ezzel párhuzamosan a globális átlaghőmérséklet emelkedett (jobb oldali ordináta).

Míg a Szaharában a hőmérséklet-ingadozás egy nap alatt könnyen elérheti az 50 °C-ot, addig az óceánok sokkal lassabban reagálnak. A tenger teljes hőforgalma (hőenergia, nem hőteljesítmény!) több mennyiség összege:

Qges = (QS – QA) – QK – QV – QT + QC + QE + QF + QR

QS = a tengerben elnyelt nap- és égi sugárzás (= “üvegházhatás”)

QA = effektív sugárzás

QK = “érzékelhető” hőátvitel levegő-víz

QV = látens hőátvitel levegő-víz (párolgás, kondenzáció)

QT = áramlással történő hőátadás

QC = kémiai-biológiai folyamatok

QE = a föld belsejéből származó hőbevitel

QF = súrlódási hő

QR = radioaktív bomlás

Mivel a víz tárolóképessége lényegesen nagyobb, mint a kőzeteké, lehetetlen, hogy a Föld éjszaka hirtelen 50 °C-kal lehüljön, ha a víz-levegő rendszer inaktív. Ennek oka, hogy a dQA/dt sugárzási kapacitás jelentősen eltér a Szaharáéhoz képest, a tengervíz sokkal nagyobb hőtároló kapacitása miatt. A Stefan-Boltzmann-egyenlet (6. egyenlet) szerint a Föld felszínének fajlagos sugárzása közvetlen kapcsolatban áll a hőmérséklettel. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a sugárzás.

A fenti felsorolásból azonban kiderül, hogy a tengervíz energiatartalma a Föld belsejéből származó hőellátáson, kémiai-biológiai folyamatokon, radioaktív bomláson és súrlódási hőn is alapul. A fenti felsorolásban szereplő QF mennyiség (súrlódási hő) a szélsebességtől függ. Amint arról H. Volz a Bajor Tudományos Akadémia konferenciáján beszámolt, a fajlagos sugárzás 0 és 7 szélsebességnél DM = 11,1 W/m2 nagyságrendben különbözik[31]. A sugárzási és besugárzási mérleg azonban álló tengert feltételez. Ha ezt a mennyiséget hozzáadjuk a 15 °C-on mért fajlagos sugárzáshoz, akkor megkapjuk:

M = 239,0 W/m2 + 11,1 W/m2 = 250,1 W/m2.

Ha ezt beillesztjük a 2. egyenletbe, akkor a hőmérséklet T = 257,7 K (-15,3 °C). Ez a hőmérséklet 2,7 °C-kal magasabb, mint az említett -18 °C. Az üvegházhatású gázok tehát nem 33 °C-kal, hanem “csak” 30,3 °C-kal növelik az átlaghőmérsékletet, amennyiben helyes az a tézis, amely szerint a Föld “normális” átlaghőmérséklete +15 °C. Milyen magas volt ez valójában a középkori éghajlati optimum (11-13. század) és a “kis jégkorszak” (14-18. század) idején?

Ehhez hozzájön még, hogy a Föld felszínére érkező napsugárzás mintegy 50%-a hősugárzás (közeli és középső infravörös tartomány). Ezt a tengervíz abszorbeálja. A sugárzás-vezérelt üvegházhatású gázok elmélete szerint a be és kisugárzás kiegyenlítődik egy 24 h-s nap folyamán, mintha az óceánok hirtelen -18 °C-ra hűlnének le az éjszakai oldalon. Az óceánok tehetetlensége azonban nagyon nagy, a követési idő akár 200 év is lehet. Következésképpen az óceánok átlagos globális egyensúlyi hőmérsékletének a légköri üvegházhatású gázok nélkül nem -18 °C, hanem +4 °C körül kellene lennie (a legnagyobb sűrűségű víz a befagyott víztömegek alján).
(Közzétevő: Jól korrelál evvel Ónodi Tibor 2003-ban készített levezetése, mely szerint ÜH gázok nélkül a Föld átlaghőmérséklete nem -18 °c, hanem + 7 °C lenne. Ónodi Tibor: Kételyek az üvegházhatás mértékében – Klímarealista (klimarealista.hu) 5. fejezet.)

Amikor nemrég leveleztem egy éghajlati modellező központ nyugalmazott vezetőjével, és megkérdeztem tőle, hogy milyen magas lenne a Föld átlaghőmérséklete óceánok nélkül, de a jelenlegi légköri üvegházhatású gázokkal, azt a választ kaptam, hogy ez egy érdekes kérdés, de még nem számították ki.

Összefoglaló

  • Az antropogén üvegházhatás lényegében telítődött, amint azt az infravörös sugárzás transzmissziójának mérése bizonyítja. Globális éghajlati katasztrófa tehát még a CO2-kibocsátás megduplázódása esetén sem várható.
  • – Az üvegházhatás növekedése 324 W/m-2 -ről 327,7 W/m-2 körüli értékre 100 %-kal több szén-dioxiddal az 1,2 %-os értékkel elhanyagolható, (lásd a 6. ábrát), amelyet csak a feltételezett vízgőz-erősítő mechanizmus segítségével lehet mesterségesen növelni.
  • Kétségtelen, hogy a Clausius-Clapeyron-egyenlet szerint a légkör több vízgőzt tartalmaz, amikor melegszik. A hipotetikus vízgőz-erősítő mechanizmus, amely nélkül az éghajlati modellek nem jutnak el a politikailag kívánt hőmérséklet-emelkedéshez, azonban a valóságban nem bizonyítható. Mivel tehát a légkör vízgőztartalma nem követi az üvegházhatású gázok koncentrációját, a globális átlaghőmérséklet legfeljebb 0,7 K (0,7 °C) értékkel emelkedik, ha 100 %-kal több CO2-t bocsátunk ki. Megrendelésre természetesen bármilyen sok “számítógépes modell” készíthető ahhoz, hogy meggyőzően bizonyítani lehessen, hogy a vízgőz felerősödése pozitív visszacsatolásként felerősíti a CO2 üvegházhatását.
  • – A számítógépes klímamodellek többek között azért adnak rossz eredményeket, mert a feltételezett vízgőz-erősítő mechanizmust teljesen túlértékelik.
  • – A légköri hőmérsékleti gradiens a fiktív LTE-vel energiaátvitelen és nem sugárzásátviteli mechanizmuson alapul. Ezért túl nagy jelentőséget tulajdonítanak a légköri visszasugárzásnak – az üvegházhatásnak.
  • – Az éghajlati modelleknek olyan – önkényes – fluxuskorrekciókkal kell dolgozniuk, amelyek nagysága sokszorosan meghaladja az antropogén üvegházhatásét. A modellező ezek nélkül csak egy irreális éghajlati állapotot tud csak prezentálni [33].
  • – A múltbeli éghajlat számítógépes algoritmusokkal történő leképezése nem sikerül hatalmas korrekciós változók nélkül.
  • – A globális átlaghőmérséklet az üvegházhatás nélkül valószínűleg sokkal magasabb lenne, mint 255 K (-18 °C).
  • – Az éghajlat jobban függ a felhőtakaró változásától, mint a légköri üvegházhatású gázok tartalmától.
  • – Az IPCC egy politikai szervezet, amely egy tudósokból álló testületet használ arra, hogy ideológiai célokat kényszerítsen ki.

Végezetül szeretném felhívni az olvasók figyelmét arra a tényre, hogy a szakirodalomtól függően eltérő hőmérsékleti hatást tulajdonítanak a jelenlegi CO2-szintnek. A J.T. Houghton által szerkesztett “The Global Climate” című könyvben Kondratyev és Moskalenko 7,2 K-t ad[15]. A szerzők saját magukat idézik[16]. Ha elővesszük a cirill betűs könyvet, és megnézzük az adott oldalon, nem találunk semmilyen információt arról, hogy Kondratyev és Moskalenko hogyan kapta eredményül a fent említett 7,2 K-t. Másrészt úgy tűnik, hogy sokan készpénznek veszik ezeket az adatokat, mert szívesen idézik őket [17]. Vannak azonban ellentmondások, mert K.P. Shine [18] más értéket ad meg, nevezetesen 12 K-t, R. Lindzen [19] pedig azt feltételezi, hogy a természetes üvegházhatásnak csak mintegy 5%-a tulajdonítható a CO2-nak. Ez 1,65 K lenne, és így kevesebb, mint egynegyede az IPCC által használt 7,2 K értéknek.

(Közzétevő számára nem egészen érthető, miért nem tematizálja Hug, de jóformán más sem, hogyha nő az atmoszférában a CO2 koncentráció, mondjuk 100 %-kal, akkor ez azt jelenti, hogy az ott lévő IR-aktív gázok koncentrációja nem duplájára, hanem csak 1,4 %-kal növekszik, aminek tisztán matematikai okokból nem lehet az annak tulajdonított végzetes hőmérsékletnövelő  hatása. https://www.klimarealista.hu/gondolatkiserlet-a-co2-klimaszenzitivitasarol/)

Irodalom
[1] Michael E. Mann, Raymond S. Bradley és Malcolm K. Hughes (1999): Northern Hemisphere Temperatures During the Past Millennium: Inferences, Uncertainties, and Limitations, in: Geophysical Research Letters, Vol. 26, No. 6, pp. 759-762.

[2] R. Revelle, Scientific American, 247, No.2, Aug. 1982, 33-41.
[3] J. Barrett, Spectrochim. Acta Part A, 51, 415 (1995)
[4] R.A. Hanel et al. Journal of Geophysical Research, 77, 2629-2641 (1972)
[5] H. Flohn, Nachr. Chem.Tech.Lab, 32, 305-309 (1984)
[6] L.S.Rothman et al, Appl.Opt. 26, 4058 (1987)
[7] H. Hug, Chemische Rundschau, 20. febr., 9. o. (1998)
[8] P. S. Braterman, Spectrochim. Acta Part A, 52, 1565 (1996)
[9] K. Shine, Spectrochim. Acta Part A, 51, 1393 (1995)
[10] J. Houghton, Spectrochim. Acta Part A, 51, 1391 (1995)
[11]] R. S. Courtney, Spectrochim. Acta Part A, 53, 1601 (1997)
[12] R. P. Wayne, Chemistry of Atmospheres, Oxford University Press,
2. Edition, 44-49 (1991),
[13] Murry L. Salby, Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press, 198-257 (1996)
[14] Éghajlatváltozás 1990. Az IPCC tudományos értékelése, 49. o.
[15] K.Ya. Kondratyev, N.I. Moskalenko in J.T.Houghton, The Global Climate, Cambridge.
Universitiy Press, 225-233 (1984)
[16] K.Ya. Kondratyev,N.I. Moskalenko, Thermal Emission of Planets, Gidrometeoizdat,
263 oldal (1977) (orosz)
[17] C.D. Schönwiese, Climate Change, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 135. o. (1995).
[18] K. P. Shine, A. Sinha, Nature 354, 382 (1991)
[19] R. S. Lindzen, Proc. Nat. Acad. of Sciences, 94, 8335 (1997)

[20] R. Raschke, R. Hollman, Radiative Transfer in the Atmosphere, Modelling and Measurement, Preprint for the CO2 Colloquium of DECHEMA in Frankfurt/Main, 11.10.2001.

[21] T. E. Graedel, Paul J. Crutzen, Chemistry of the Atmosphere, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford 1993, 414. o.

[22] IPCC, Éghajlatváltozás 2001, 1.2.1. fejezet: Az éghajlati rendszer természetes erőhatásai.

[23] J. T. Kiehl, K. E. Trenberth, Bull. Amer. Meteor. Soc., 78 (1997) 197

[24] IPCC, Climate Change 1994, Radiative Forcing of Climate Change and Evaluation of the IPCC IS92 Emission Scenarios, Cambridge University Press, 174. o.

[25] IPCC, Éghajlatváltozás 2001, I. munkacsoport: A tudományos alap. Az I. munkacsoport hozzájárulása az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület harmadik értékelő jelentéséhez, 7.2.1.1. fejezet.

[26] H. Hug, Energia és Környezet, 11, 631, (2000)

[27] N. D. Coggeshall és E. L. Saier, J. Chem. Phys., 15, 65, (1947), 1. ábra.

[28] Matthias Otto, Analytical Chemistry, Wiley-VCH Verlag, Weinheim (2000), 280. o. és azt követő oldalak.

[29] S. Solanki, M. Schüssler, M. Fligge, Nature, 408 (2000) 445

[30] I. G. Usoskin, S. K. Solanki, M. Schüssler, K. Mursula, K. Alanako, Phys. Rev. Let., 91 (2003) 211101-1

[31] Ökológiai Kerekasztal-bizottság, Éghajlatváltozás a 20. és 21. században: “Milyen szerepet játszanak valójában a szén-dioxid, a víz és az üvegházhatású gázok?”. Bajor Tudományos Akadémia, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, Müchen, 2005. április, 93. o.

[32] Vízgőzgrafikon H. Flohn szerint, BdW 12/1978, 132. o.

[33] U. Cubasch, Phys. Bl. 51 (1995) 269

[34] H. Hug, Die Angsttrompeter, Signum Verlag, München, 2006, 227. o.

[35] Magánbeszélgetés Jack Barrett, 2001 és 2012.

[36] E. Raschke et al, Chemische Rundschau, 23 Oct, 9. o. (1998)

[37] http://www.davidarchibald.info/papers/Failure%20To%20Warm.pdf

[38] Stephen McIntyre, Ross McKitrick, Geophysical Research Letters, Vol. 32, L03710, 5PP., 2005.

[39] Henrik Svensmark, A&G, 2007. február, 48. kötet, 1.18. o.

 

Heinz Hug, az EIKE számára; Wiesbaden, 2012. augusztus

 

[a] Fluxus: Valamihez (pl. felületre vagy időegységre vonatkoztatva) viszonyított átáramló energiamennyiség.

[b] Extinkció: Kémiai analitikában: egy adott hullámhosszú fényintenzitás csökkenés adott közegen keresztül, ami arányos egy bizonyos vegyianyag koncentrációjával az adott oldatban. Így az abszorpciót koncentrációmeghatározásra lehet használni.
Csillagászatban: A csillagok fényének az intersztelláris anyag porrészecskéi által okozott elszíneződése.

[c]LTE Local thermodynamic equilibrium. A helyi termodinamikai egyensúly akkor érvényesül, ha a gáz sűrűsége kellően nagy ahhoz, hogy egy adott állapot t(coll) ütközéses élettartama sokkal kisebb legyen, mint a sugárzásos élettartam t(rad).

2023 január
Fordította:
Király József
okl. vegyészmérnök

Tetszett a cikk? Amennyiben igen, fejezze ki tetszését a
részünkre nyújtott támogatással 300 Ft értékben.
Bankszámlaszámom: – Király József –
10205000-12199224-00000000 (K&H)
A közleményben kérjük megadni: klímarealista.

 

Print Friendly, PDF & Email