Вход на сайт

Облако тегов

АШ-YouTube

Эффект Аррениуса

Аватар пользователя myak555

Происхождение второй рукописи загадочно -- столь же загадочно, как и её содержание. Георгий Анатольевич вручил мне её вскоре после того, как определилась тема моего отчёт-экзамена. Он сказал, что эта рукопись может оказаться полезной для моей работы, во всяком случае, она способна вывести меня из плоскости обыденных размышлений. Этих слов его я тогда не понял, не понимаю я их и сейчас. Видимо, не так-то просто вывести меня из плоскости обыденных размышлений.

А. и Б. Стругацкие «Отягощённые злом»

В предыдущей главе вы рассмотрели гипотезу антропогенного катастрофического изменения климата (ГАКИК), причём по оси времени откладывали периоды в тысячи и даже миллионы лет. С точки зрения «Пределов роста» – время громадное, a мы пытаемся, вслед за авторами бестселлеров 1972 и 2012 годов, выдать прогноз «всего лишь» до конца XXI века.

Даже о том, что происходило в науках о климате за последние 200 лет, сторонники ГАКИК честно писать уже разучились, приходится лезть в первоисточники.

Нам пишут, будто термин «парниковый эффект» был введён в оборот знаменитым физиком и инженером Жаном Батистом Жозефом Фурье (1768-1830) в статье 1827 года «Заметки о температуре земного шара и межпланетного пространства»1. Фурье цитирует там эксперимент геолога и альпиниста Ораса Бенедикта де Соссюра (1740-1799):

Эксперимент состоит в том, что сосуд, закрытый одним или несколькими листами высокопрозрачного стекла, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, около полудня выставляется под прямые лучи Солнца[…] Термометры, размещённые в сосуде и в пространствах между пластинами, регистрируют степень тепла, приобретённого в этих полостях. В ходе различных экспериментов наблюдалось, что термометр в сосуде поднимается до 70°, 80°, 100°, 110° по шкале Реомюра или даже выше. Термометры, помещённые в промежутки между листами стекла, показывают намного более низкую степень приобретённого тепла, постепенно уменьшаясь от основания коробки до верхнего среза.

Фурье признаётся, что эксперимента сам не проводил. Температура в 110° Реомюра, то есть 137°Ц, представляется совершенно нереальной2; мои собственные замеры с использованием сделанной полукустарным способом духовки дают до 96°Ц градусов в безоблачный летний полдень при температуре воздуха (в тени) выше 25°. Подозреваю, что моя духовка не самая лучшая, оттого привожу данные с официального ресурса продвинутых энтузиастов3. Они получили на 7° больше.

Главное, правда, не абсолютная температура, а то, что между стёклами никто температур не измерял. Если бы это было сделано, де Соссюр с удивлением увидел бы, что добавление стёкол, при достаточном времени наблюдений, температуру во внутреннем сосуде практически не меняет! Первым, кто за 120 лет эксперимент де Соссюра решил проверить, был знаменитый физик Роберт Уильям Вуд (1868-1955; этот парень вообще был неподражаемый спец в области «повтори и опровергни»). Всё опубликовано4. На ошибках великих мы учимся и учим! Эксперимент Вуда легко воспроизводится в рамках лабораторного практикума по физике в средней школе, но вместо каменной соли сейчас используют акриловый пластик. Да, Вуд прав, а де Соссюр и Фурье – ошибались. Повторяйте классические эксперименты почаще!

Притом, эксперименты надо повторять, а не подделывать. В школах часто демонстрируют «парниковый эффект», выставляя на солнце две склянки с термометрами, в одну налит уксус с содой для выделения углекислоты. Школьникам вещают при этом, будто «повторили знаменитый эксперимент Тиндаля»5. Нифига не повторили. У Тиндаля (в 1860 году!) были в эксперименте: инфракрасный (ИК) фильтр, очистка газов от паров воды, контроль температуры газа, «склянка» длиною в пару метров ярдов, термопара с уникальным для того времени сверхточным гальванометром… А всё, что физичка своими градусниками доказала: «водяной пар имеет бóльшую теплопроводность по сравнению с сухим воздухом», да и то не количественно. Эффект поглощения/переизлучения в линейных размерах двухлитровой банки (скажем, 15 см) простым школьным термометром вообще зарегистрирован быть не может – от углекислоты там примерно 0.03 градуса разницы, остальное приходится на другие эффекты, например нагрев стенок вашей посудины ИК-излучением на десятки градусов Цельсия.

Во вранье замечены не только простые школьные физички, но и британские учёные. Доктор-профессор, сэр (то бишь рыцарь ордена Британской империи) Дэйвид Кинг вешал школьникам лапшу на уши с экрана «BBC»6. Американские сэры не отстают, хотя им слегка мешает отсутствие докторских степеней и британских орденов. С телеэкрана школьной учебной программы дуэтом лгали политик Ал Гор и «популяризатор науки» Билл Най.

Фурье никто критиковать не собирается – он отражал воззрения физики начала XIX века, например, совершенно пренебрегал конвекцией. Атмосферу Земли с парником учёный никогда не сравнивал, слóва «парниковый» (de serre) нигде не употреблял, про углекислый газ и химический состав атмосферы не писал ровным счётом ничего.

Первая модель с зависимостью глобальных температур от углекислоты в атмосфере, насколько научному сообществу известно, была выполнена в 1896 году7 химиком Сванте Августом Аррениусом (1859-1927, фото на заставке этой главы). К моменту, когда Аррениус писал свою статью, наука вперёд ушла, и статья Фурье уже представляла сугубо историческую ценность. Аррениус первый сравнил атмосферу с парником и приписал это сравнение Фурье: «Фурье считал, что атмосфера работает подобно стеклу парника, пропуская к земной поверхности видимые лучи Солнца и задерживая невидимые лучи, испускаемые этой поверхностью» (стр. 237). Но и сам Аррениус термин «парниковый эффект» (greenhouse effect) по отношению к атмосфере Земли тоже не использовал.

Фурье, Тиндаль и Аррениус были честными учёными XIX века и работали в рамках научной парадигмы своего столетия. Аппаратуры, способной удовлетворительно мерить поглощение в ИК-диапазоне, ещё не существовало. В докладе Тиндаля о поглощении в газах8 36 страниц, из них 5 посвящено собственноручной намотке катушек гальванометра и встреченным при этом проблемам. Тиндаль со своим аппаратом доказал, что разные газы: кислород, азот, углекислота, сероводород, и так далее – поглощают свет немного по-разному. Несмотря на все усилия, точных числовых значений гениальный экспериментатор выдать не смог и оттого оценил качественно: «В малых концентрациях [то есть при пониженном давлении] углекислый газ поглощает примерно в 150 сильнее, чем та же концентрация кислорода. При нормальном атмосферном давлении поглощение чистой углекислоты примерно в 100 выше, чем у чистого кислорода» (стр. Е2). Таково было состояние экспериментальной физики того времени: скорость света образца 1862 года в эксперименте Фуко-Уитстоуна – 298'000±500 км/с; значение из 2018 года: 299'792.4580±0.0005. Во-первых, сравните заявленные абсолютные погрешности, а во-вторых убедитесь, что Фуко и погрешность своих измерений оценил слишком оптимистично: надо было писать «298'000±1% км/с». На аппарате Фуко точность лучше одного процента в принципе недостижима.

Аррениус использовал в своей работе значения светимости Луны, полученные в 1880-х астрофизиком Самюэлем Пирпонтом Ленгли (1834-1906). Чем выше Луна над горизонтом, тем меньшую толщу атмосферы приходится лунному свету пронзать – ну и далее математика. Математики было много, вычисления заняли около года. В результате Аррениус получил, что при сокращении концентрации CO₂ в атмосфере на одну треть (от 290 ppm во времена Аррениуса до 190 ppm), температура планеты понизится в среднем на 3.2ºЦ. Аррениус проверить экспериментом свои вычисления не мог, но мы, по данным скважины «Восток» и другим ледовым кернам, проверить вполне способны. Двадцать тысяч лет назад концентрация углекислоты была как раз 190 ppmv, а температура в Антарктиде – ниже на 9-11ºЦ. Раз в Антарктиде на 10º холоднее, по планете в среднем вполне может быть на три градуса ниже. Зачёт! У Аррениуса приполярные температуры изменяются сильнее, чем тропические. Тоже зачёт.


Однако есть и проблема: у Аррениуса в модели летние и зимние температуры снижаются в унисон: по 3.2ºЦ, различие в две сотых несущественно. Современные данные говорят, что при наступлении ледникового периода зимние температуры в умеренных широтах должны снижаться существенно быстрее летних, из-за снежного и ледового альбедо. Вычисление показано в предыдущей главе, формула {17.5}.

Теперь проверим в другую сторону.  При увеличении концентрации CO₂ на 50% Аррениус обещал потепление климата: в среднем по планете (исключая полярные широты) – на 3.4ºЦ, зимних температур – на 3.2, летних – на 3.4. Плюс пятьдесят процентов от уровня углекислоты времён Аррениуса – это 435 ppmv. По данным обсерватории Мауна Лоа (файл находится в Цифровом приложении), в 2018 году было 408.5 ppmv. Повышения глобальных температур на три градуса что-то не наблюдается. При удвоении концентрации углекислоты Аррениус насчитал в разных климатических зонах от 4.95 до 6.05ºЦ.

Если по чести, то термин «парниковый эффект» нужно заменить на «эффект атмосферного одеяла» («air blanket effect») или, ещё лучше, на «эффект Аррениуса» – по имени первого автора. Как доказал Вуд в 1909, и как сейчас может проверить каждый девятиклассник, физика разогрева поверхности Земли от поступления в атмосферу свободного углекислого газа к сельскохозяйственному строению класса «парник/теплица» (и к солнечным духовкам тоже) никакого отношения не имеет! Уравнения совсем другие; эффект на два порядка слабее.

О выбросах углекислого газа человеком Аррениус не упоминал, ограничившись геологией. Временной горизонт Аррениуса – тысячи или десятки тысяч лет. Критики отмечали, что попытка объяснить ледниковые периоды исключительно углекислотой неизбежно требует геологических катастроф. Например, извержение супервулкана вызывает огромный выброс углекислого газа, планета нагревается; затем растительность, кораллы и планктон за какое-то время потребляют углекислоту из атмосферы, и планета остывает, оставаясь в этом замороженном состоянии бесконечно, если только не случится новое извержение или столкновение с метановой кометой… Такая гипотеза имела право на существование в конце XIX века, пока не было бурения в Антарктиде и Гренландии, и геологи не знали про цикличность ледниковых периодов в 80-120 тысяч лет. Теперь катастрофические гипотезы вступают в противоречие с массой накопленных геологических наблюдений и замеров. Как минимум, вы должны найти следы четырёх катаклизмов, происходивших примерно 330, 240, 140, и 16±2 тысяч лет назад – это «геологическое вчера», там следов не обнаружено, хотя их интенсивно искали.

После статьи Аррениуса в теоретической климатологии возникло сорокалетнее затишье. В 1936 за дело принялся настоящий британский учёный инженер-теплотехник Гай Стюарт Каллендар (Callendar, 1898 – 1964)9. Каллендар первый указал на сжигание ископаемого топлива как источник «дополнительного» углекислого газа в атмосфере. Правда, по скорости накопления CO₂ инженер сильно ошибся: он полагал, что в 2000 году будет 335 ppmv, в 2100 – 396, в 2200 – 458. По факту 396 ppmv получилось в 2013 году, по состоянию на конец 2018 – уже 408, а 458 мы достигнем, согласно прикидкам из главы 9, где-то между 2040 и 2055 годами, опережая предсказание Каллендара на 150 лет. Винить инженера за ошибку нельзя: он не мог предсказать аппетиты цивилизации10.

На основании доступных в ту пору данных по спектральному поглощению углекислоты и водяного пара11 Каллендар рассчитал повышение средних температур от концентрации CO₂ в атмосфере. График, подсчитанный на логарифмической линейке и нарисованный Каллендаром от руки, приводится ниже (я выполнил оцифровку и расставил точки).

Политический бомонд ГАКИК, превознося Каллендара за «открытие человеческого фактора» в области климата, как-то всё забывает сообщить читателям об абсолютной величине рассчитанного эффекта. Потепление у инженера, конечно, антропогенное, но вовсе не «катастрофическое». Снижение в ледниковых периодах: -1.2-1.8°Ц в среднем по планете, повышение температур с начала «индустриального периода» – не более 1 градуса. Все значения – примерно в 3-4 раза меньше, чем оценка Аррениуса.

Вот, к примеру, обзорная статья «Сравнение моделей Аррениуса и Каллендара с современными моделями климата» за авторством известного сторонника ГАКИК Фила Джонса (кстати, одного из ведущих персонажей «Климатейта») с соратниками12. Формула Каллендара проста как грабли – во всех странах мира инженеров учат выражаться просто, но точно:

Если вы увеличили концентрацию вдвое, до 600 ppmv, должно получиться изменение температуры ровно на 1.5 log₂ 2 = 1.5°Ц. Логарифм по основанию два от двойки можно взять в уме, не правда ли?

Джонсу число «1.5» сильно не нравится, будто в известном мультике про прошлогодний снег: «маловато будет!» Начинаются камлания. Джонс не только совершает подлог, заменяя «1.5» на «1.58», но и маскирует число натуральным логарифмом, превращая коэффициент в «2.28». Следует откровенное забалтывание читателя (выделение моё): «уравнение показывает, что при нынешней концентрации углекислоты в атмосфере (около 400 ppmv), удвоение концентрации приведёт к росту температуры на 1.6=2.281n(2) градуса». А не при «нынешней»? Вот если бы в атмосфере было не 400 ppmv, а всего 218? Удвоение, как ни странно, приведёт к тем же 1.58° (ну или 1.50°, как в оригинале). Логарифм он такой вот логарифм! Демагогия в статье имеет простейшую цель: убедить читателя, что оригинал Каллендара читать не надо, а тем более не надо ничего читать с калькулятором в руках. Выдержки в таблице ниже – из статьи Джонса. Я преобразовал шаманские пляски с бубном к нормальному виду:

Согласно оценке Каллендара, с 1936 года по 2018 температура Земли должна была возрасти на 1.5 log₂(409/300) = ⅔°Ц. С начала «индустриального периода» – примерно с 1750 года по наши дни – 1.5 log₂(409/280) = ⅘°. Сравнение результата Каллендара с климатической базой Центральной Англии выполняется программой Chapter 18\Test_01_CE_Temperature.py

В качестве реальной концентрации CO₂ в атмосфере используются замеры обсерватории «Мауна Лоа» и анализ ледового керна скважины «Купол Ло»13.

В те достославные времена просто так в журналах не публиковали14. Это сейчас раздел «Обсуждение» пишут сами авторы, возражая заочным реальным либо даже вообще виртуальным воображаемым оппонентам. В 1936 году состоялся коллоквиум – официальный и очень очный – с участием Каллендара и королевских метеорологов: сэра (рыцаря ордена Британской империи и кавалера ордена Бани) Джорджа Кларка Симпсона, докторов Уиппла и Брукса, доктора-профессора Д. Бранта, и ещё десятка сотрудников меньшего калибра из обсерватории Рэдклифф. Каллендара уважительно послушали, а затем сообщили ему:

Сэр Джордж: многие не-метеорологи, пытающиеся заниматься проблемами погоды и климата, плохо понимают, что подсчётом только излучения рассчитать распределение атмосферных температур невозможно. Во-первых, атмосфера почти никогда не находится в состоянии термического равновесия, во-вторых, распределение температур зависит главным образом не от излучения, а от циркуляции […] Наконец, изменение за 50 лет [от эффекта Каллендара] не превышает тех изменений, что наблюдались ранее [когда углекислота не менялась]. Вероятно, мы имеем дело с естественной фазой изменчивости климата[…]

Профессор Брант: […] Изменение среднегодовых температур за последние 30 лет [то есть с 1906 по 1936 гг] – не больше, чем климатические изменения, проходившие во второй половине XVIII столетия, даже если принять во внимание недостаточную точность метеорологических инструментов того времени.

В Англии среднемесячные температуры более или менее надёжно мерили с 1659 года. Посмотрите внимательно на график выше и попробуйте угадать, отчего IPCC обрывает все свои графики слева 1750 годом или даже более поздней датой. Вопрос риторический, конечно. Если нарисовать данные с примерно 1680 по 1730 годы, «беспрецедентный рост документированных температур» внезапно становится «прецендентным», хе-хе! Причём данные эти получены на штучках, для измерения температуры как раз и предназначенных, – термометрами15, а не по годовым кольцам канадской пихты и не по компьютерным моделям.

Когда логарифмические линейки окончательно заменились электронными компьютерами, климатологи принялись интегрировать спектры поглощения, считать альбедо, конвекцию, испарение воды с поверхности и многие другие эффекты. Каждый делал прикидки на свой лад. Ситуацию 1975 года отлично обрисовал в своём мета-анализе американский метеоролог Стивен Шнайдер16 (одна из его таблиц представлена ниже). Критически проанализировав массу работ, он выдал собственную оценку: при удвоении концентрации углекислоты в атмосфере ожидаемое потепление от 1.5 до 3.0°К (или Ц), при средней оценке 1.7°.

Это всего на 0.2° выше оценки Каллендара, и мало кого пугало, оттого IPCC в первом отчёте подняло планку: от 1.9 до 4.5° при среднем 2.5°. Дальнейшая история «научного консенсуса» представлена в таблице.

Оценка

Потепление (°Ц) при удвоении концентрации CO₂

Потепление (°Ц) от уровня 1750 года при концентрации CO₂ 410 ppmv

Каллендар, 1938

1.5

0.8

Шнайдер, 1975

1.5-3.0

0.8-1.7

Чарни, 197917

1.5-4.5

0.8-2.5

IPCC, 1990

2.5 (5−95%: 1.9−5.2)

1.4 (5−95%: 1.1−2.9)

IPCC, 1995

2.5 (5−95%: 1.5−4.5)

1.4 (5−95%: 0.8−2.5)

IPCC, 2001

2.5 (5−95%: 1.5−4.5)

1.4 (5−95%: 0.8−2.5)

IPCC, 2007

Приводится обзор оценок в литературе: от 0.3 до 8.6 (!)

При моделировании IPCC использован диапазон 2.1-4.4

При 0.3: 0.2

При 2.1: 1.2

При 4.4: 2.4

При 8.6: 4.7

IPCC, 2013

5−95%: 1.5−4.5

0.1−99.9%: 1.0−6.0

5−95%: 0.8−2.5

0.1−99.9%: 0.6−3.3

Льюис и Карри, 201818

1.66 (5−95%: 1.15−2.7)

0.9 (5−95%: 0.6−1.5)

Какие дискуссии велись в кулуарах IPCC, мы вряд ли узнаем с документальной точностью (кулуары на то и кулуары, что протоколов не пишут). Можно высказать гипотезу, что в 2007 году учёные из рабочей группы № 1 уже стеснялись использовать среднее 2.5° и тем более не могли обосновать максимальную оценку 4.5°, однако политический бомонд резонно указывал, что ниже 4.5° верхняя оценка быть не может, а то IPCC придётся распустить за ненадобностью. Отчёт 2013 года пошёл по пути наименьшего сопротивления: в качестве оценки процитировали… собственный отчёт 2001 года и привели предельные значения: «от менее 1 до более 6 градусов» – с вероятностью 0.1% («highly unlikely»).

Наиболее свежая – и вполне объективная – оценка сделана в статье Николаса Льюиса и Джудит Карри 2018 года: 1.66° (диапазон от 1.15 до 2.70). Не обладая данными спутников, не имея под рукой ледовых кернов «Восток» и «Купол Ло», до метеорологических наблюдений в Антарктиде и до морских ныряющих буёв, на логарифмической линейке и арифмометре, просто инженерным чутьём – и с толикой инженерской удачи – Гай Каллендар угадал значение с точностью около 10%.

Про «подделку» данных наземных и морских метеостанций не пишет в Интернете только ленивый, и доля правды есть. Желающие могут обратиться к объективному разбору погрешностей базы данных HadCRUT в кандидатской диссертации Джона Мак-Лина из австралийского университета им. Джеймса Кука19. Среди прочего обнаружено фривольное использование британскими учёными (тем же доктором Филом Джонсом) градусов Фаренгейта вместо градусов Цельсия, когда, к примеру, в Румынии погоды стоят по +80° (а потом осредняем!) Мы не обвиняем Джонса в намеренной подтасовке, просто выдача политкорректных результатов для университета Восточной Англии важнее, чем аккуратная работа с данными. Только нарисовалась в программе «правильная» кривая – перепроверка данных прекращается!

Административными мерами независимые измерения начали подгонять под дутый «консенсус». В мире существует две конторы, вычисляющие глобальные температуры по спутниковым данным: «Remote Sensing System» (RSS) и Центр климатических исследований при университете Алабамы в Хантсвилле (UAH, это там работают Кристи и Спенсер, про которых рассказывалось в главе 17). При расчётах RSS и UAH используются одни и те же спутники: «TIROS-N» (трудился на орбите с конца 1978 по 81 гг), «NOAA» с номерами от 6 (запущен в 1979) до 20 (по состоянию на начало 2019 года функционируют 15-й, 19-й и 20-й), «Аqua» (запущен в 2002) и тройка «MetOp» (первый запущен в 2006, последний в 2018). До 2016 года алгоритмы RSS и UAH взаимно подтверждали друг друга и шли на 0.2°Ц ниже данных метеостанций в базе данных GISSTEMP. В новой версии20 сотрудники RSS стали бóльшими католиками, чем сам Папа римский21.

Обсуждение погрешностей метеонаблюдений крепко перемешано с политическим гуано, а подвижку аномалии обсуждать и смысла нет: систематическая ошибка просто от замены будки Стивенсона на новомодную автоматическую и очень компактную MMTS, любовно называемую у метеорологов «Mickey Mouse Temperature Station»22 может превышать пару градусов, а если ещё эту станцию пришурупить к южной стене полицейского участка, над закатанной асфальтом парковкой, да прямо под выхлопом наружней коробки кондиционера, глобальное потепление вас впечатлит.  На картинке ниже – две установки MMTS, которые NOAA официально считало «надёжными», пока их не сфотографировал Энтони Уоттс.

В университете Небраски на полигоне разместили десяток метеостанций разной конструкции, но с одним и тем же электронным термометром HMP45C и сравнивали наблюдения. Получилась разница 0.2°Ц23. В реальных метеостанциях используются не только HMP45C, но и масса прочих.  В той же статье Патрик Франк подробно разбирает систематические погрешности морских буёв и других устройств, заключая, что вследствие непрерывного обновления, ремонта, модификации и замены оборудования мы не знаем – и не можем знать – аномалию глобальных температур с точностью лучшей, чем ±0.4° (одно стандартное отклонение).

Короче, серьёзно обсуждать, насколько потеплел климат Земли с 1750 года: на 0.918 градуса или на целых 1.376 градуса - могут только шарлатаны.  В реальности мы знаем величину повышения температур при удвоении концентрации углекислоты (по-английски ECS - Equilibrium Climate Sensitivity) с точностью не лучше ±40%.

Удачи.

1Jean-Baptiste-Joseph Fourier, Mémoire sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires, Memoires d l’Academie Royale des Sciences del’Institute de FranceVII570-604, 182

2Переводчик R.T.Pierrehumbert пытается объяснить, что Фурье не разобрался и принял градусы Цельсия в письме де Соссюра за градусы Реомюра. Вполне возможно. Это только подтверждает, что Фурье эксперимент де Соссюра не проверял и сам никуда термометры не вонзал.

3http://solarcooking.org/newsarchive.htm Добиться температур свыше 100° можно с применением зеркал («концентраторов»), но у де Соссюра зеркал ведь не было. В моих экспериментах я направляю зеркало духовки в сторону.

4Professor R. W. Wood, Note on the Theory of the Greenhouse Philosophical Magazine in 1909 (Vol. 17, pp. 319-320)

5В качестве альтернативного изобретателя термина «парниковый эффект» иногда называют популяризатора науки и блестящего экспериментатора Джона Тиндаля (Tyndall, 1820-1893), эксперимент которого приведён выше. Я не смог обнаружить у Тиндаля ни одной публикации с использованием терминов «greenhouse» либо «hot-house», более того, в 1896 году Аррениус пишет: «…Тиндаль полагает, что водяной пар имеет гораздо большее значение в излучении с поверхности Земли, в то время как Леклер и Пернтер считают, что углекислота важнее» (стр. 239).

7Svante Arrhenius, On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground, Philosophical Magazine and Journal of Science, Series 5, Volume 41, April 1896, стр. 237-276.

8John Tyndall, The Bakerian Lecture: On the Absorption and Radiation of Heat by Gases and Vapours, and on the Physical Connexion of Radiation, Absorption, and Conduction, Philosophical Transactions of the Royal Societ of London, Vol. 151 (1861), стр. 1-36.

9Callendar, G. S., The artificial production of carbon dioxide and its influence on temperature, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1938, стр. 223-240.

10Аналогично не верил в безразмерные человеческие аппетиты М.К.Хабберт в 1956 году. График по углю на странице 294, а по нефти – на стр. 321.

11H. Rubens and E. Aschkinass, Observations on the Absorption and Emission of Aqueous Vapor and Carbon Dioxide in the Infra-Red Spectrum, Astrophysical Journal 8 (1898) стр. 176.

12Thomas R. Anderson, Ed Hawkins and Philip D. Jones, CO2, the greenhouse effect and global warming: from the pioneering work of Arrhenius and Callendar to today’s Earth System Models, Endeavour Vol. 40 No.3, 2016, стр. 178-187.

13 Полное описание в главе 9 на стр. 192. Данные в Цифровом приложении.

14Традиция дожила до 1970-х: в главе 6 было, как на коллоквиуме раздолбали «открытия» доктора Дж. Кэлхуна. В 2001 – уже всё: там же в 6 главе описано, как украинские «специалисты» отказали Ж.Лагерреру в праве публично задать автору монографии о неорганическом происхождении каменного угля пару-тройку неудобных вопросов.

15Заявляют, что термометры XVII века были несовершенны, а метеорологические будки системы Стивенсона (на Родине Слонов их зовут будками Селянинова) внедрили после 1864 года. Так и есть. Однако термометры XVII века всё одно точнее, чем годовые кольца деревьев, где замер идёт по бинарному принципу «тёплый год — холодный год».

16Stephen H. Schneider, On the Carbon Dioxide–Climate Confusion, JAS, Vol 33, 1975, стр. 2060-2066

17Charney, J. G., Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment. National Academies, Science Press, Washington, DC, 1979

18Nicholas Lewis and Judith Curry, The impact of recent forcing and ocean heat uptake data on estimates of climate sensitivity, Journal of Climate, 2018, doi 10.1175/JCLI-D-17-0667.1.

19McLean, John D, An audit of uncertainties in the HadCRUT4 temperature anomaly dataset plus the investigation of three other contemporary climate issues, PhD thesis, James Cook University.

20Carl A. Mears and Frank J. Wentz, Sensitivity of Satellite-Derived Tropospheric Temperature Trends to the Diurnal Cycle Adjustment, doi 10.1175/JCLI-D-15-0744.1

22Ибо только гений миниатюризации Майкл Ф. Маус сумел разместить сенсор температуры воздуха в 3 см от радиатора микроконтроллера.

23Frank, Patrick, Uncertainty in the Global Average Surface Air Temperature Index: A Representative Lower Limit. Energy & Environment, 2010.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Первая часть 19-й главы.

Напоминаем об ордене Бани за оффтоп.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Сергей Капустин

шикарно! эх, жаль абсолютно нет времени во всем этом копаться. спасибо!

Аватар пользователя Александр Хуршудов

yes  

Притом, эксперименты надо повторять, а не подделывать.

Это ж работать надо! А вдруг еще получишь иные результаты? И тебя заплюют, как гниду....smiley

Аватар пользователя nm53
nm53(1 год 5 месяцев)(08:38:26 / 19-04-2019)

Как всегда, очень интересно. Спасибо!

Аватар пользователя Олег Попович

В указанных расчётах есть 1 или 2 ошибки вместо линейного стоит двоичный отсюда вся каша. Климат будет хороший, а статья не для того круга. Но было интересно. Вам бы студентов так помурижить пошло бы на пользу, А если серьёзно, то никакие стат модели ни линейка не могут решить эту проблему. Вон три метеорита прилетит и все кабинетские вычисления на смарку.

Аватар пользователя ДедКа
ДедКа(2 года 10 месяцев)(08:55:41 / 19-04-2019)

Прекрасный цикл статей. Благодарю. 

Но я теперь окончательно запутался в одном вопросе. Двигатель на светофоре надо выключать или нет ? ;)

Аватар пользователя ronnix
ronnix(1 год 9 месяцев)(09:13:34 / 19-04-2019)

Нет

Аватар пользователя myak555
myak555(4 года 6 месяцев)(09:31:38 / 19-04-2019)

Если светофор десятиминутный, то надо laugh.

Аватар пользователя Олежа
Олежа(4 года 9 месяцев)(09:41:57 / 19-04-2019)

Двигатель на светофоре? 

Аватар пользователя ДедКа
ДедКа(2 года 10 месяцев)(09:42:55 / 19-04-2019)

И на нём тоже. 

Аватар пользователя faraon
faraon(6 лет 6 месяцев)(13:03:29 / 19-04-2019)

Да.

Аватар пользователя Рукастый
Рукастый(3 года 4 месяца)(09:28:08 / 19-04-2019)

Если бы это было сделано, де Соссюр с удивлением увидел бы, что добавление стёкол, при достаточном времени наблюдений, температуру во внутреннем сосуде практически не меняет!

Если грубо, то температура, во внутреннем сосуде и должна расти до определенной t, так как почти нет такого фактора, как охлаждения стенок сосуда извне. И естественно, что добавление нескольких стекол не повлияют особо на этот эффект - основное влияние оказывает второе стекло, защищающее от воздействия внешней среды.

И сравнение прозрачных поверхностей с планетой Земля не очень корректно. Даже обычные облака, и те уже не прозрачны, не говоря уже о поверхности Земли, поглощающей тепло.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в невменяемом хамстве - рекомендуется банить при рецидивах ***
Аватар пользователя Петрович2
Петрович2(6 лет 3 месяца)(09:49:36 / 19-04-2019)

yes

Аватар пользователя Lumiminc
Lumiminc(4 года 3 месяца)(10:07:27 / 19-04-2019)

yes

Аватар пользователя mumba
mumba(2 года 4 месяца)(10:11:03 / 19-04-2019)

с точностью не лучше ±40%.

Т.е. от -40 до +40 получаем интервал 80.Напомните, это метод научного тыка или среднепотолочное значение? laugh

Аватар пользователя Cunst
Cunst(3 года 5 месяцев)(10:40:53 / 19-04-2019)

Отдельное спасибо за Роберта Вуда.

Замечательный был физик. Была у меня в свое время книжка о нем - читалась, как авантюрный роман) Особенно порадовал эпизод с подарком его книги президенту США)

Аватар пользователя Производственник

Вроде про него читал в Технике-Молодежи заметку. Как он попробовал опий. И к нему пришла в голову какая то супергениальная идея. Когда очнулся, помнил только, что что то приходило на ум:). Попробовал еще и кое как смог записать снова пришедшую ту же самую идею.

Потом прочитал: Банан велик, а кожура его еще больше!

 

Аватар пользователя Cunst
Cunst(3 года 5 месяцев)(15:35:56 / 19-04-2019)

всякое бывает.

а так-то, например, именно Роберт Вуд первым придумал, что по месту и форме обломков взрывного устройства можно рассчитать его его мощность и тип. Да и во время войны, если не ошибаюсь, не без пользы участвовал в борьбе с подводными лодками. Правда, что именно он тогда придумал, сразу и не припомню.

Но больше всего любил эксперименты ставить - и особенно - перепроделывать классические.

А так-то да, прикол с опием - в его стиле.

Аватар пользователя Ecelop111
Ecelop111(6 лет 6 месяцев)(10:43:47 / 19-04-2019)

..в 2018 году было 408.5 ppmv. Повышения глобальных температур на три градуса что-то не наблюдается. При удвоении концентрации углекислоты Аррениус насчитал в разных климатических зонах от 4.95 до 6.05ºЦ.

имеет место быть т.н. тепловая инерция.

климат теплеет медленно, потому что необходимо время для нагрева (например, чтобы растопить лед и снег - на это тратится тепло, охлаждая планету. как все растает - то процесс пойдет стремительным домкратом, к парниковому эффекту добавится еще и лишнее тепло от изменения альбедо).

в принципе, если кого интересуют проблемы климата и потепления, стоит поискать и почитать трех авторов - советского Будыко, западногерманца Флона, россиянина Клименко.

их расчеты и модели красивы и подтверждены практикой.

а все остальные климатолухи - дураки и продажные шлюхи, их принцип- если измерения температуры не соответствуют ихним поганеньким теоретическим моделям - то тем хуже для измерений.

Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(7 лет 7 месяцев)(13:11:04 / 19-04-2019)

Ну так если мне не изменяет память, то Клименко не предсказывает таких изменений, какие предсказывают сектанты. Он вообще говорит что теплеть будет еще 21 век, а далее похолодание толи уже к концу 21, толи в начале 22.

Аватар пользователя Ecelop111
Ecelop111(6 лет 6 месяцев)(17:05:56 / 19-04-2019)

Клименко вообще голова(с)

прелесть его модели - то, что она не только рассчитана на современных компьютерах (в отличии от Будыковских моделей, которые считались на первобытных ЭВМ, или от чисто бумажных моделей Флона - но несмотря на это, модели Будыко и Флона довольно неплохо соответствуют наблюдаемым в реальности инструментальным изиерениям), но еще и отэкстраполирована взад.

то есть Клименко не только вводит в модель переменные и считает, как все будет в будущем, он еще по той же методике брал уже точные данные за прошлое (20 век, например), вводил их в модель и компьютер выдавал прогноз, каким согласно модели должен был климат 20 века.

соответствие модели и исторических инструментальных данных - 100%.

значит, можно верить и прогнозу будущего.

что касается Флона, то я его читал еще в бумажных источниках 30 лет назад.

согласно ему, климат будет теплеть весь 20 век и в 2020 годах климат достигнет максимумов Климатических оптимумов нашего и предыдущего межледниковья -когда было так тепло, что на берегах Белого моря дубы росли.

Аватар пользователя Bzz
Bzz(2 года 10 месяцев)(22:47:16 / 21-04-2019)

Это?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализируя зависимость температуры поверхности Земли от времени её эволюции в течение последних 400 тыс. лет, можно составить более или менее объективный прогноз, что ждет Землю в течение ближайших нескольких тысяч лет. Как отмечалось, всегда после экскурса и резкого потепления наблюдался период, характерный наличием в атмосфере малой концентрацией пыли. Это означает, согласно нашей модели, что в течение этих лет на Земле было относительно спокойно: не было большого количества извержений вулканов и землетрясений. По прошествии примерно 20 – 30 тыс. лет после окончания экскурса, Земля «просыпается» и тектоническая активность её (вулканизм, сейсмичность) возрастает. Концентрация пыли в стратосфере при этом будет увеличиваться, что приводит к похолоданию и очередному оледенению. Это неумолимая закономерность, изменить которую человечество, по-видимому, не в состоянии. Теплый период, длившийся 12 тыс. лет, в течение которого человечество так интенсивно эволюционировало, может внезапно окончиться. Это в глобальном масштабе времени, порядка тысяч лет. Если рассматривать ситуацию, сложившуюся в течение самого последнего времени, когда альбедо начало возрастать на фоне продолжающегося потепления [Palle et al., 2006], то анализ вариаций климата в прошлом показывает, что может начаться похолодание в ближайшее время. О начале похолодания, кроме альбедо, могут сигнализировать, как следует из нашей модели, учащение появления перламутровых и серебристых облаков.
Аватар пользователя myak555
myak555(4 года 6 месяцев)(02:20:15 / 22-04-2019)

В модели Аррениуса никакой инерции нет.  Теплоёмкость полагается "достаточно малой", и все изменения происходят "быстро" (то есть в пределах одного сезона).

Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя rabbitson
rabbitson(4 года 9 месяцев)(11:06:13 / 19-04-2019)

Изменение климата обусловлено изменением траектории движения солнца над землей.

Аватар пользователя Производственник

Огромное спасибо за статью!

Аватар пользователя Omni
Omni(7 лет 3 недели)(12:26:29 / 19-04-2019)

По данным обсерватории Мауна Лоа (файл находится в Цифровом приложении), в 2018 году было 408.5 ppmv.

Там-же вулкан пердит, нет?

Аватар пользователя myak555
myak555(4 года 6 месяцев)(05:58:44 / 22-04-2019)

Во-первых, до кратера вулкана 7 км, а перепад высот 800 м (обсерватория на 800 м ниже).  Углекислота "стекает" по восточному склону вулканического хребта, не попадая в обсерваторию.  Во-вторых, в районе обсерватории устойчивый морской бриз и ветер почти никогда со стороны вулкана и не дует. Ночные замеры, когда ветер дует с вулкана, в 15% случаев отмечают повышенное содержание углекислоты, и в статистику такие замеры не включают.  В-третьих, на той же аппаратуре замеряют воздух, собранный в баллоны в 60 точках по всему миру, а также химически приготовленные образцы смеси газов с кодированной концентрацией (так называемые "слепые" калибровочные тесты). Существенных расхождений нет, данные достоверны. 

https://earthobservatory.nasa.gov/blogs/climateqa/mauna-loa-co2-record/

Аватар пользователя Omni
Omni(7 лет 3 недели)(20:20:39 / 22-04-2019)

Понятно, спасибо. Получается сейчас даже над океаном как в плохо проветриваемой комнате (НЯЗ, нормой свежести было 350)?

Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(7 лет 7 месяцев)(13:08:52 / 19-04-2019)

Патрик Франк подробно разбирает систематические погрешности морских буёв и других устройств, заключая, что вследствие непрерывного обновления, ремонта, модификации и замены оборудования мы не знаем – и не можем знать – аномалию глобальных температур с точностью лучшей, чем ±0.4° (одно стандартное отклонение).

Шли века, изобретали электронные градусники на разных принципах, и... человечество оторвалось на целую десятую градуса от стандартной погрешности измерения обычного градусника, обладающего шкалой.

Тем кто изучал метрологию пояснять не надо, что погрешность измерения (это когда человек смотрит на шкалу прибора, любого прибора со шкалой) принимается за половину деления этой самой шкалы.

Аватар пользователя Lokki
Lokki(4 года 6 месяцев)(22:48:56 / 19-04-2019)

С электронными датчиками ещё весело, потому что там фактически две погрешности: ошибка измерения и величина шума. 

А ещё, калибровка с высокой точностью только для темпеоатуры выше нуля, а на всём диапазоне в области низких температур - грустно.

Вот ттх упомянутого в статье датчика:

Temperature

Temperature Sensor 1000 ohm Platinum Resistance Thermometer
Measurement Range -39.2° to +60°C
Output Signal Range 0.008 to 1.0 V
Accuracy at -40°C ±0.5°C
Accuracy at -20°C ±0.4°C
Accuracy at 0°C ±0.3°C
Accuracy at 20°C ±0.2°C
Accuracy at 40°C ±0.3°C
Accuracy at 60°C ±0.4°C

 

±0.4, да? Скорее ±0.5 при сильном упорстве и большом бюджете.

Аватар пользователя myak555
myak555(4 года 6 месяцев)(02:01:42 / 22-04-2019)

Не следует путать разрешение отдельного термометра (у современных электронных термометров порядка ±0.01°Ц) и точность наблюдаемых значений (порядка ±0.5°). В качестве простейшего теоретического примера, пусть метеостанции «А» и «В» с 1900 по 1980 годы измеряли температуры вручную обычными стеклянными термометрами с разрешением ±0.5°Ц. В 1981 году метеостанция «В» закрылась, на станции «А» поставили автомат с электронным термометром и разрешением ±0.01°Ц, а где-то рядом поставили станцию «Х», тоже с электронным термометром. Неопределённость температурной аномалии станции «А» с 1900 по 2000 годы: ±0.5°Ц (грубые наблюдения до 1981 г). Неопределённость температурной аномалии станции «В» с 1900 по 2000 годы: бесконечность (данные за 1981-2000 годы отсутствуют). Неопределённость температурной аномалии станции «Х» с 1900 по 2000 годы: бесконечность (данные за 1900-1980 годы отсутствуют). Региональная неопределённость по трём станциям: ±0.5°Ц (по неопределённости станции «А» с непрерывными наблюдениями). Это совсем не значит, что оборудование не надо чинить или менять: в 2080 году, предполагая что станции «А» и «Х» продолжают работу, и оборудование поддерживается в приличном состоянии, мы будем знать региональную аномалию за 1981-2080 годы с точностью около ±0.01°Ц… Так бы оно и было, если бы полицейские не поставили в 2000 году возле метеостанции «А» газовый мангал!

Внешние факторы: положение будки, асфальт/трава, близость дорог и построек, как регулярно будку красят, косорукость электронщиков и т.п. - намного перекрывают и разрешение электронного термометра, и его абсолютную точность.

Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(7 лет 7 месяцев)(09:17:28 / 22-04-2019)

Так об этом и речь. Что человек даже обладая самыми лучшими измерительными приборами все равно не в состоянии уйти от банальной погрешности в +/- полградуса.

А оценки потепления, например, в 0,8 градуса вообще смешны при такой погрешности.

Аватар пользователя vinchetcio
vinchetcio(8 месяцев 4 недели)(20:22:11 / 19-04-2019)

Спасибо! Постарался осилить :)

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...