De Loodzware hitte

Leren van ons zonnestelsel

Hoe warm had u het gehad willen hebben?

Er zijn planeten die een dikke atmosfeer hebben zoals Venus en Jupiter. Er zijn planeten die nagenoeg geen atmosfeer hebben, zoals Mercurius en Mars, of onze eigen Maan.
Het al dan niet hebben van een atmosfeer blijkt dan nogal forse consequenties te hebben voor de temperatuur op een planeet. Planeten met een dikke atmosfeer zijn veel te warm en kennen eigenlijk geen verschil tussen dag en nacht. Het verschil tussen dag en nacht op planeten zonder atmosfeer is daarentegen weer dramatisch groot.
Wat steekt daarachter?

De structuur van de atmosfeer, hier en elders?

Wat zijn de kenmerken van de atmosfeer van een planeet? We kennen natuurlijk alleen die van onze Aarde tot in detail, maar kunnen we vergelijkbare kenmerken herkennen bij de atmosfeer van andere planeten?

Het hydrostatische evenwicht

Om te leren over de werking van een atmosfeer lijkt het logisch om de recente kennis, die we hebben verworven van de atmosfeer van andere planeten in ons zonnestelsel, ook toe te passen op de atmosfeer die we het beste kennen, die van onze eigen Aarde. Maar zoals Kuhn al zou hebben voorspeld; deze ‘nieuwe inzichten’ blijken nauwelijks te worden gebruikt bij het antieke vakgebied ‘klimatologie’, met wortels in de achttiende eeuw. Men zou het toch wel relevante informatie kunnen noemen dat ons broeikas-model helemaal niet toepasbaar is op het temperatuursverloop in de atmosfeer van andere planeten, maar dat de atmosfeer van deze planeten desondanks, qua structuur en temperatuurontwikkeling, akelig lijken op die van onze eigen planeet.

Een tweetal aansprekende voorbeelden

Toepassing van de besproken theorie op Jupiter en Venus

De structuur van de atmosfeer, hier en elders?

In ons zonnestelsel zijn een viertal terrestrische planeten. Dit zijn planeten waarvan het oppervlak is opgebouwd uit vaste stoffen. In het Zonnestelsel gaat het om Mercurius, Venus, Aarde en Mars. De verder naar buiten gelegen planeten bestaan voor een groot deel uit gassen als waterstof en helium, en heten daarom ook wel gasreuzen, of, naar het voorbeeld Jupiter, Joviaanse planeten. Het is onzeker of deze gasreuzen wel een vaste korst hebben. Volgens nieuwe inzichten worden Uranus en Neptunus overigens geen gasreuzen maar ijsreuzen genoemd.
De temperatuur zoals deze op basis van de hoeveelheid invallende zonnestraling op de terrestrische planeten (op de situatie voor de andere planeten wordt later teruggekomen) zou moeten zijn, kan eigenlijk vrij simpel (op de manier zoals dat eerder voor de Aarde is gedaan (zie link)) worden berekend.
Deze simpele benadering voor de oppervlaktetemperatuur geeft voor deze planeten de volgende resultaten:

We zien hier dus inderdaad een zeer goede overeenstemming bij de (vrijwel atmosfeer-loze) planeten Mercurius en Mars tussen de berekende en daadwerkelijk gemeten temperaturen. Bij de Aarde en vooral Venus zien we echter grote afwijkingen. Door de grote weerkaatsing (Albedo) van Venus zou de temperatuur op deze planeet nog lager moeten zijn dan op Aarde. Dat is duidelijk niet het geval!
Het grote verschil tussen theorie en praktijk zou dus te wijten zijn aan het broeikaseffect waardoor de temperatuur de Aarde op ideaal wordt voor het leven op deze Aarde en Venus zijn ondraaglijke temperatuur verkrijgt. Een nadere studie naar het beeld van opwarming bij de planeten in ons zonnestelsel werkt dan echter wat vervreemdend.

Waarom is het beeld van alle planeten met een dikke atmosfeer vergelijkbaar? En waarom lijkt het verschil tussen dag en nacht er bij deze planeten niet van belang te zijn? Het zijn de vragen waar ik op deze webpagina nader wil ingaan.

Bij alle planeten met een atmosfeer vinden we een bovenlaag waarin mag worden aangenomen dat de zeer reactieve straling afkomstig van de zon, zorgt voor een forse opwarming. Op Aarde is dat allereerst de ionosfeer, waar de deeltjes door ver-ultraviolette- en röntgenstraling van de zon worden geïoniseerd. De ondergrens van de ionosfeer ligt op een hoogte van ongeveer 80 km. De ionosfeer bevat voornamelijk ionen en elektronen. Het poollicht is licht dat uitgezonden wordt door deze ionenwaar de meest reactieve zonnestraling wordt opgevangen en die hierdoor ook bijzonder hoge temperaturen bereikt.
Wanneer de hoog energetische straling zo ongeveer volledig is afgebroken, blijft de temperatuur in een laag die we mesopause noemen ongeveer gelijk, om vervolgens weer te stijgen in de mesosfeer. In deze laag neemt de concentratie ozon steeds meer toe, tot zij een hoogtepunt bereikt, vlak boven de laag die we stratosfeer noemen. Ozon zorgt voor de afbraak van ultraviolet licht en ook dat zorgt dus weer voor een temperatuurstijging.   

Wanneer ook de laatste hoeveelheid ultraviolet licht wordt opgebruikt, zien we de temperatuur weer dalen in deze stratosfeer. Er vindt steeds minder afbraak van deeltjes plaats die kan zorgen voor een chemische opwarming, waardoor deze laag niet meer wordt opgewarmd en dus afkoelt, hoe dichter het aardoppervlak wordt benaderd.
Totdat er plotseling een omslag plaats vindt in de laag die we tropopauze noemen. Hier blijft de temperatuur ineens gelijk. Er vindt geen afkoeling meer plaats. 
Daaronder stijgt de temperatuur weer in de laag die we troposfeer noemen. Hoewel het voor de hand ligt om aan te nemen dat deze laatste opwarming wordt veroorzaakt door de opwarming van de Aarde door de zonnestraling, die hier wordt omgezet in infrarode warmtestraling, zijn hier toch vraagtekens bij te stellen. Het grootste deel van die opwarming (het gedeelte boven dat wat we de ‘atmosferische- of planetaire menglaag’ (pbl) noemen) wordt namelijk in het geheel niet beïnvloed door de dag- en nacht variatie van de instraling van de zon.

De tropopauze is dus de grenslaag tussen de hogere atmosfeer, gekenmerkt door een opwarming door korte golfstraling (UV-straling) afkomstig van de zon en de laag daaronder, die wordt gekenmerkt door een zeer regelmatige opwarming, die vooral lijkt bepaald te worden door de dikte van de onderliggende troposfeer, en die zich dus ook niets lijkt aan te trekken van het dag- en nachtritme van de zon. In deze laag vinden we ook  turbulentie, convectie, wolken, regen, wind, etc. ofwel weer zoals wij dat kennen.

Deze tropopauze, die we op vrijwel alle onderzochte hemellichamen kunnen terugvinden, begint daar waar de luchtdruk tussen de 100-200 mbar  bedraagt en blijkt dus, zoals uiteengezet door Catling en Robinson (2013), een belangrijk universeel kantelpunt te markeren. Niet alleen voor de Aarde, maar ook voor de door hen onderzochte Titan, Jupiter, Saturnus en Neptunus. Allen voorzien van een stevige atmosfeer. 

Toch lijkt hier volgens het artikel nog geen sprake te zijn van een algemene wet. In het artikel wordt dan ook benadrukt dat deze theorie immers niet opgaat voor Venus. En ja, dat plaatje ziet er inderdaad wel heel anders uit.  Vooral de nachtkant van Venus lijkt weinig op wat we hierboven hebben gezien. Maar kan dat ook te maken hebben met het feit dat een dag op Venus maar liefst 243 aardse dagen duurt? (langer dan het Venus-jaar van 225 dagen)
Op 1 oktober 2012 rapporteerde het ESA echter dat haar satelliet, de Venus Express, verassend genoeg een zeer koude luchtlaag op Venus had ontdekt. Het betrof een luchtlaag waar de temperatuur zakte tot -175 graden Celsius, kouder dan waar ook in de Aardse atmosfeer. De temperatuur, afgezet tegen de hoogte, op de plaats waar de dag overgaat in de nachtperiode geeft volgens het ESA de volgende grafiek:

Op 6 oktober 2011 had ESA ook al gerapporteerd dat met op een hoogte van ongeveer 100 km ook een Ozon-laag op Venus had waargenomen, die ook in de bovenstaande grafiek is verwerkt. Het is een eigenlijk een vrij goede kopie van de Aardse atmosfeer, maar dan wat extremer.

Zonder al te veel moeite zijn thermosfeer (opwarming en afkoeling), mesosfeer (opwarming), stratosfeer (geringe afkoeling) en troposfeer (opwarming) aan te wijzen.
Op ongeveer 90 km hoogte is ook een met de tropopauze vergelijkbare laag gevonden die een overgang markeert van ‘veniaanse- stratosfeer’ naar ‘veniaanse-troposfeer’. Op deze hoogte bedraagt de luchtdruk, zoals op grond van het bovenstaande al kon worden verwacht, ongeveer 100 mbar. Het beeld op alle planeten met een substantiële atmosferische laag lijkt hiermee dus zeer vergelijkbaar; in de hogere atmosfeer, vindt afwisselend opwarming en afkoeling plaats onder de invloed van korte golfstraling (synchotron- en UV-straling) afkomstig van de zon, terwijl de laag onder de ‘magische grens van 100-200 mbar’ wordt gekenmerkt door een zeer regelmatige opwarming, die afhankelijk van de dikte van de atmosfeer lijkt door te gaan, tot een niveau waarbij de temperatuur niet langer kan worden verklaard door het energieniveau wat door de zon wordt ingestraald,  zoals het voorbeeld Jupiter duidelijk maakt.

De Venus-uitzondering is hierbij evenzeer veelzeggend. Er is blijkbaar (misschien niet onverwacht) geen eigen warmte opbouw wanneer de zon niet schijnt. De hevige stormen op Venus zorgen voor een verspreiding van de warmte op ze zonzijde van de planeet. Wanneer echter wordt gemeten, zoals door het ESA is gedaan, op de plaats waar de dag overgaat in de nachtperiode, kan het “gewone beeld” van een planeet in ons zonnestelsel vrij gemakkelijk worden herkend.

Maar wat zijn nu de conclusies die hieruit getrokken kunnen worden voor de Aarde?

Temperatuur en warmte

Wanneer twee voorwerpen bij verschillende temperaturen met elkaar in contact worden gebracht, stroomt er warmte spontaan van het hete naar het koude voorwerp. Deze spontane warmtestroom zorgt er dus voor dat de temperaturen van twee verschillende voorwerpen, die in contact staan met elkaar, dichter bij elkaar komen.Er zijn verschillende vormen van warmtetransport. De stralingswarmte van een kampvuur kan iemand direct opwarmen. Maar vuur kan ook indirect energie overbrengen door warmteconvectie (het medium stroomt) en direct contact, geleiding waarbij de warmte-energie stroomt. Warmte (Q) is gedefinieerd als een overdracht van energie als gevolg van een temperatuursverschil. wanneer warmte van een heet voorwerp naar een koud voorwerp stroomt, wordt er energie overgedragen van het hete naar het koude voorwerp. Dus is warmte energie die wordt overgedragen van het ene voorwerp naar het andere vanwege een verschil in temperatuur. In SI-eenheden is de eenheid voor warmte, net zoals voor elke andere vorm van energie, de joule (J).Wanneer twee voorwerpen zo lang met elkaar in contact blijven dat hun temperaturen aan elkaar gelijk worden, wordt gezegd dat de voorwerpen in thermisch evenwicht met elkaar zijn. Er is tussen hen geen verdere warmtestroom. Uiteraard is er nog wel stralingstransport, maar absorptie en emissie van zender en ontvanger zijn nu even groot. Door een onvolledig begrip van de stralingswetten lijkt hiermee een theoretische constructie  als een ‘stralingsval’ mogelijk, maar deze strijdigheid met de eerste hoofdwet van de thermodynamica, heeft men, zoals op de webpagina ‘ontkenners’ al is benadrukt, nog nooit experimenteel kunnen bevestigen.
Maar de vraag blijft dan natuurlijk wel, hoe het dan wel mogelijk kan zijn dat, in een gesloten thermodynamisch systeem, een opwarming kan plaatsvinden die ervoor zorgt dat een veel hogere temperatuur wordt bereikt, dan op grond van de ingestraalde hoeveelheid energie mogelijk kan zijn? Bij de hierboven bestudeerde planeten, met een dikke atmosfeer, is de temperatuur, net zoals op de Aarde, veel hoger dan op grond van de stralingswetten verwacht kan worden. De voor de hand liggende conclusie, nl. dat de atmosfeer hiervoor verantwoordelijk moet zijn, werd ook door de broeikas-hypothese omarmd, maar deze hypothese werd dus al, in dit schrijven, verworpen. Maar hoe dan wel?

Veel waarschijnlijker lijkt de verklaringsrichting die ervan doordrongen is dat energie niet alleen door straling, maar ook worden opgewekt door middel van mechanische arbeid (W).
De eerste wet van de thermodynamica legt een verband tussen die twee in een algemene uitspraak over behoud van energie: de warmte Q die aan een systeem wordt toegevoegd verminderd met de netto hoeveelheid arbeid W die door het systeem wordt verricht, is gelijk aan de verandering in inwendige energie Einw van het systeem:
Einw = Q – W. De inwendige energie Einw is de som van alle energieën van de moleculen van het systeem.

De eerste hoofdwet van de thermodynamica is, zoals hierboven al eerder besproken, een van de belangrijkste wetten uit de natuurkunde, en de geldigheid ervan berust op experimenten (zoals die van Joule) waarop geen uitzonderingen zijn waargenomen.

Omdat Q en W staan voor energie die naar of vanuit het systeem wordt overgebracht, verandert de inwendige energie overeenkomstig. Dus is de eerste hoofdwet van de thermodynamica een belangrijke en brede formulering van de wet van behoud van energie.
Een systeem is op een zeker moment in een bepaalde toestand en er kan een bepaalde hoeveelheid inwendige energie, Einw, aan worden toegekend. Een systeem ‘heeft’ echter geen bepaalde hoeveelheid warmte of arbeid. In plaats daarvan leidt arbeid op een systeem (zoals het comprimeren van een gas) of het toevoegen of onttrekken van warmte aan een systeem, tot een toestandsverandering van het systeem.

Adiabatische processen

Een adiabatisch proces is een proces waarbij geen warmte in of uit het systeem kan stromen: Q = 0. Deze situatie kan zich voordoen als het systeem zeer goed geïsoleerd is, of het proces zo snel verloopt dat de warmte (die zeer langzaam stroomt) geen tijd heeft om naar binnen of naar buiten te stromen.
Adiabatische processen zijn van groot belang bij de bestudering van de atmosfeer, aangezien lucht een zeer goede isolator is en processen hierdoor vaak adiabatisch verlopen.

Een voorbeeld van een proces dat vrijwel adiabatisch is, is de zeer snelle expansie van gassen in een interne verbrandingsmotor.
Als het gas uitzet in de zuiger van een motor, neemt de inwendige energie af; dus neemt ook de temperatuur af. Bij de omgekeerde bewerking, een adiabatische compressie, wordt er arbeid verricht op het gas, en dus neemt de inwendige energie toe en stijgt de temperatuur. In een dieselmotor wordt het brandstof-luchtmengsel snel adiabatisch samengedrukt met een factor 15 of meer; de temperatuurstijging is dan zo groot dat het mengsel spontaan ontbrandt.

Arbeid kan dus zorgen voor hogere temperaturen. Maar hoe zit dat wanneer we hierover nadenken in de schaal van een planeet? Wat is er, wat een continu arbeid kan verrichten, om een constante opwarming, als gevolg van deze arbeid mogelijk te maken?
Eigenlijk niet eens zo’n moeilijke vraag. Het is dezelfde arbeid die maakt dat we niet spontaan van onze planeet opstijgen en wegvliegen: zwaartekracht.

Hydrostatisch evenwicht

Al-Khazini, heeft in 1121 het “Boek over de Balans van Wijsheid geschreven. Hierin werd voor het eerst geschreven over een hydrostatisch evenwicht wat noodzakelijk is om een vloeibare of samendrukbare vaste stof tot rust te brengen. Dit gebeurt wanneer externe krachten (zoals bijvoorbeeld de zwaartekracht) worden gecompenseerd door een (even grote) tegenkracht.

De Duitse filosoof en wetenschapper Hermann von Helmholtz gebruikte dit hydrostatische evenwicht om de straling van de zon te verklaren. In zijn model werd, tegen het eind van de negentiende eeuw, een eerste plausibele verklaring geboden over de oorsprong van de enorme energie die door de zon werd uitgestraald. Hij meende dat de hoeveelheid massa van de zon zo groot is dat het hemellichaam instort onder zijn eigen zwaartekracht. Omdat de massa van de zon zo groot is vormde zich ook een tegenkracht, straling, die ervoor zou zorgen dat de zon toch in een soort van hydrostatisch evenwicht kwam te verkeren. De zon zou pas ophouden met stralen als de tegenkracht niet langer de benodigde kracht zou kunnen ontwikkelen om voldoende straling op te wekken.
Probleem van dit model was dat, volgens latere berekeningen, dat de zon dan niet ouder kon zijn dan dertig miljoen jaar, terwijl metingen hadden aangetoond dat het zonnestelsel toch tenminste 4 miljard jaar oud moest zijn.

In 1938 gaf de natuurkundige Hans Bethe een plausibel antwoord voor dit probleem. Op basis van de nieuwe inzichten die de kernfysica bood, meende hij dat de zonne-energie afkomstig zou moeten zijn van kernfusie en won voor dat idee een Nobelprijs.
Bij dit proces smelten atomen samen tot nieuwe, zwaardere atomen. Atoomkernen bestaan uit kleinere deeltjes: protonen en neutronen. Om deze deeltjes bij elkaar te houden is er energie nodig, de zogenaamde bindingsenergie. Als twee atoomkernen samengesmolten zijn, heeft de nieuwe atoomkern een nieuwe bindingsenergie. Soms is die lager dan de som van de bindingsenergieën van de deeltjes waar hij uit ontstond. Deze energie komt dan vrij bij de fusie.

De zon bestaat grotendeels uit waterstof (kortweg: H). Door de enorme hitte en de hoge druk van de zon komen de waterstofatomen zo dicht bij elkaar kunnen dat ze samensmelten tot een nieuw atoom, genaamd deuterium (2H). Als zo’n deuteriumdeeltje vervolgens weer een intieme ontmoeting heeft met een ander waterstofatoom, slokt hij deze op en wordt tritium (3H). Als twee tritiumatomen botsen, kan dit weer leiden tot een nieuw atoom dat velen van jullie zullen kennen uit ballonnen: helium (4He). Ondertussen is dit model, op basis van metingen en voorspellingen, volledig geaccepteerd.
Er is dan natuurlijk wel een klein probleem; hoe komt de zon zo warm dat kernfusie überhaupt mogelijk wordt? Voor de natuurkundigen was dit een klein probleem. De theorie van Hermann von Helmholtz had dit immers al verklaard. Het hydrostatische evenwicht op de zon zorgt hiervoor. Von Helmholtz had toch een klein beetje gelijk gekregen.

Gravitationele compressie

Gravitationele compressie (of liever: zwaartekracht-compressie) is het verschijnsel dat de zwaartekracht een voorwerp kan samendrukken, wanneer deze kracht wordt uitgeoefend op samendrukbare massa. Uiteindelijk is ieder object samendrukbaar, maar op onze planeet is dit nog een handig onderscheidingscriterium.
Wanneer een voorwerp wordt samengedrukt, neemt de dichtheid van het voorwerp toe en het volume af.

Het bekendste voorbeeld van dit verschijnsel, speelt zich af in het inwendige van sterren die in hun gewone levensfase verkeren, zoals de zon. Als gevolg van de naar binnen gerichte zwaartekracht wordt het oppervlak van de zon naar beneden geduwd, waardoor de druk in de onderliggende laag toeneemt en bijgevolg ook de dichtheid van deze laag. Dankzij de toegenomen dichtheid kan er meer massa naar de kern van de ster toe stromen, waardoor de naar binnen gerichte zwaartekracht nog verder toeneemt. Dit is dus een zichzelf versterkend effect, dat zich voortzet tot in de zonnekern. Hier neemt als gevolg van de druk van alle bovenliggende lagen de dichtheid het meest toe, wat leidt tot het vaker voorkomen van botsingen tussen subatomaire deeltjes. Dit laatste maakt op zijn beurt weer kernfusie in de zon mogelijk. Hoe zwaarder een ster, des te groter (uiteraard) de zwaartekracht compressie is.

Het simpelste voorbeeld van zwaartekracht compressie kunnen we echter vinden in onze eigen atmosfeer. De luchtdruk wordt gedefinieerd als de kracht per oppervlakte eenheid die wordt uitgeoefend door het gewicht van de pilaar van lucht boven die oppervlakte.

De gasdeeltjes onderin de kolom worden samengedrukt door het enorme gewicht van de luchtkolom (ongeveer 10.000 kg per vierkante meter) daarboven.

De reden dat de atmosfeer onder deze enorme druk niet in elkaar stort is dat de atmosfeer inderdaad in een ‘hydrostatisch evenwicht’ verkeert. Alle gasdeeltjes hebben ook een interne energie, die zorgt voor weerstand tegen druk. De interne druk van de gasdeeltjes, als tegenkracht, moet dus even groot moet zijn als de luchtdruk.
Met de toename van de grootte van de luchtkolom, moeten dus ook de gasdeeltjes onderin de luchtkolom een grotere inwendige energie bezitten om weerstand te kunnen bieden aan de steeds groter wordende luchtdruk. Maar zoals we hierboven hebben gezien; de interne energie van een ideaal gas wordt volledig bepaald door de temperatuur van dit gas. Een grotere inwendige energie zou dus opwarming moeten betekenen. Is dit ook na te rekenen?

Een theoretische afleiding 

Afgezien van een aantal ideale systemen is de totale interne energie van een systeem moeilijk te bepalen. Dit ligt anders voor de verandering in de totale interne energie. De verandering in inwendige energie wordt immers indirect gedefinieerd door de eerste wet van de thermodynamica (behoud van energie). Aangetoond kan worden dat de verandering van interne energie (U) van een ideaal gas (wat dus bij benadering voor de buitenlucht geldt) wordt gegeven door: 
dU= CvdT    (1)
Hierbij is Cv de warmtecapaciteit van het gas bij een constant volume en T de temperatuur. Deze waarde wijkt overigens weer af van de warmtecapaciteit van dit gas bij een constante druk (Cp). De relatie tussen deze beiden wordt gevonden door de zgn. ‘relatie van Mayer’, waarbij voor één mol geldt:

Cp – Cv = R/M                 (2)

Voor een adiabatisch proces wordt de verandering van de interne energie van een ideaal gas, volgens de eerste hoofdwet van de thermodynamica in zijn geheel bepaald door de (mechanische) arbeid die door of op het systeem wordt verricht volgens:

𝐶́𝑣𝑑𝑇 = −𝑝𝑑𝑉    (3)

De grootte van deze arbeid die zorgt voor een verandering van de interne energie (en dus temperatuur) in de atmosfeer waar zwaartekracht aanwezig is, kan op de volgende manier worden afgeleid . Voor één mol gas geldt immers:

PV= RT                               (4)

Ofwel: Druk * Volume is gelijk aan de zgn. gasconstante (8,314 J/K.mol) maal de temperatuur (in Kelvin).
En omdat de molmassa (M) gedeeld door het volume van een gas, gelijk is aan het soortelijk gewicht van dit gas (ρ = M/V), kan dit ook worden geschreven als:

p = ρRT/M        (5)

Omdat we willen weten wat het effect is van veranderingen in de atmosfeer op dit gas (met veranderende P, V en T), moet deze vergelijking worden gedifferentieerd, wat de volgende vergelijking oplevert:

vdP + pdV = R/M dT   (6)

Zodat de bovenstaande vergelijking via (2) dus ook kan worden geschreven als:

vdP + pdV = (Cp – Cv) dT         (6)

Maar uit de bovenstaande vergelijkingen (3) en (6) moet dan gelden:

CpdT = VdP      (7)

Dit combineren met vergelijking (4) wordt (via CpdT = RT/P*dP):

dT/T = R/MCp *dP/P  (8)

We hebben nu dus afgeleid dat de verandering van temperatuur van een gas direct afhankelijk is van de verandering van druk.
Dat betekent twee dingen; wanneer een gas van positie verandert, dan zal er een adiabatische opwarming/ afkoeling volgen, afhankelijk van het feit of het gas naar beneden of naar boven wordt verplaatst.
Het betekent nog iets anders. Wanneer er twee deeltjes zijn met een identieke interne energie (potentiele temperatuur), die in een adiabatisch veld worden geplaatst, dan zal het laagste deeltje warmer zijn dan het bovenste.

Mijn theorie gaat er dus vanuit dat in de vrije troposfeer (gesteund door metingen) een adiabatisch veld heerst, met deeltjes die over een vergelijkbare interne energie beschikken, waarbij opwarming plaats vindt door een toenemende druk.

En in deze vrije troposfeer weten we de grootte van deze drukverandering!
Die is zoals hierboven al werd uitgelegd afhankelijk van het gewicht van de luchtkolom boven het gas. Die is dus afhankelijk van de zwaartekracht (g) het soortelijk gewicht van het gas (ρ) en de hoogte van deze luchtkolom (dz), ofwel:

dp = -gρdz         (9)

wat ook kan worden geschreven (volgens (3) geldt immers ook: ρ = PM/(RT)) als:

dp = -g dz PM/(RT)      (10)

Maar hierdoor kan de vergelijking (9) dus blijkbaar ook worden geschreven als:

dT/dz = -g/Cp

Hiermee hebben we dus de droge adiabatische ‘lape rate’ afgeleid, die, voor zover bekend, voor alle planeten in ons zonnestelsel opgaat

 

Tijd voor een tweetal aansprekende voorbeelden.

JUPITER

Een uitstapje naar de andere planeten van ons zonnestelsel laat zien dat deze vorm van opwarming in de atmosfeer, voor de temperatuur op deze planeet, de dominante factor kan worden.
Dit kan waarschijnlijk het best worden geïllustreerd aan de hand van hetgeen we nu weten van de temperatuurs-ontwikkeling op de grootste van alle planeten van ons zonnestelsel; Jupiter.
Nog maar pas in 1969 werd de astrologische gemeenschap verrast door een ontdekking van Frank J. Low van de Universiteit van Arizona, die kon aantonen dat er in de koude gasklomp, die Jupiter heette te zijn, er wel degelijk een behoorlijk hete kern aanwezig moest zijn. In de jaren die volgden werden de onderstaande ontdekkingen gedaan, waarvan een populistische samenvatting, te vinden op: http://www.sterrenkunde.nl/index/encyclopedie/jupiter.html, hieronder in hoofdlijnen is weergegeven:
“Jupiter is verreweg de grootste van alle planeten. Het magnetisch veld van Jupiter is enorm. Het magnetisch veld van Jupiter is 14 maal zo sterk als dat van de aarde. Het magnetisch veld van Jupiter komt zelfs voorbij Saturnus, het is dus meer dan 650 miljoen km groot. Dit veld wordt opgewekt door de metallische waterstof in de kern van Jupiter, die 15 keer zo groot is als de Aarde. In dit licht lijkt ook het volgende opmerkelijke feit van Jupiter niet zo heel bijzonder:
Jupiter heeft een doorsnede van 142.800 kilometer. Tenminste aan de evenaar. De polaire diameter van de planeet is namelijk zo’n 9300 kilometer kleiner dan de equatoriale middellijn (overigens fraai te zien in de bijgevoegde foto). Bij de aarde is het verschil tussen de doorsnede aan de evenaar en de polen slechts 43 kilometer.

De gasvormige atmosfeer van Jupiter, die we ook vanaf de aarde kunnen waarnemen, is ongeveer duizend kilometer dik. Er komen ook wolkenformaties in voor. Als we naar de rotsachtige kern van de planeet af zouden kunnen dalen, zouden we al snel merken, dat de temperatuur en druk flink stijgen. De bovenste wolkenlagen in de atmosfeer hebben een temperatuur van -120°C, terwijl de onderste lagen een temperatuur van tweeduizend graden hebben! Door de grote druk wordt de atmosfeer vloeibaar. Op een diepte van ongeveer drieduizend kilometer is de temperatuur al gestegen tot 5500 graden.
Dit is dus net zo heet is als de temperatuur aan het oppervlak van de zon!
De druk is op die diepte van drie duizend kilometer al gestegen tot zo’n negentigduizend atmosfeer. Eén atmosfeer is de luchtdruk op het aardse zeeniveau. Door die enorme druk van negentigduizend atmosfeer is de waterstof geheel vloeibaar geworden. Op 25.000 kilometer diepte is de temperatuur gestegen tot 11.000°C, terwijl de druk 3 miljoen atmosfeer bedraagt. Henbest (1992) stelt dat de temperatuur in de kern van Jupiter, waar zich een kleine kern gesmolten gesteente bevindt met een gewicht van 15 maal die van de aarde, een temperatuur wordt bereikt van 24.000 graden Celsius.
De heetste gebieden in de atmosfeer van Jupiter zijn te vinden in de Noordelijke Equatoriale Band. Het zijn gebieden waar een opening is in de bovenste luchtlagen. Zodoende kunnen we in wat diepere lagen kijken.

Met Jupiter is trouwens nóg iets geks aan de hand: de planeet zendt méér licht en warmtestraling uit dan hij van de zon ontvangt. Dat is natuurlijk vreemd vanuit de broeikastheorie geredeneerd. De planeet zou in principe maar een betrekkelijk klein deel van de zonnestraling terug moeten stralen, zoals elke andere planeet.
Het totaal van de uitgezonden straling is groter dan de op Jupiter vallende zonnestraling. Maar als de straling die van Jupiter afkomt groter is dan de straling die op Jupiter valt, dan verliest de planeet dus warmte. Dan zou Jupiter af moeten koelen. Maar dat afkoelen gebeurt niet! Wat is nu de verklaring? Jupiter produceert zelf een flinke hoeveelheid warmte in z’n inwendige. Hoe dat komt? Omdat Jupiter zo zwaar is – dus zo veel massa heeft – staat de kern onder een enorme druk. Die druk geeft in de kern een enorme stijging van temperatuur. Vandaar nu die opgewekte warmte. Dit effect zien we bijvoorbeeld ook bij de aarde: door de grote druk in het centrum van de aarde is de aarde van binnen ook vloeibaar en heet. ”
Blijkbaar hoeft er geen evenwicht te bestaan tussen inkomende en uitgaande straling bij een planeet.

De zwaartekracht op Jupiter is dusdanig groot dat een enorm dikke atmosfeer aan de planeet kan worden gebonden die weer zorgt voor een grote atmosferische druk. Het volume van het gas wordt enorm gecomprimeerd wat, volgens de welbekende wetten van Boyle en Gay-Lussac (de ideale gaswet) zal zorgen voor opwarming!
Evenals de zonne-(stralings)energie is de zwaartekrachtsenergie een continu werkende kracht, die dus constant zal zorgen voor een bepaalde opwarming van het gecomprimeerde gas. Sterker nog; ook de zonnestraling is volledig te danken aan de zwaartekracht op de zon. Volgens Phillips (1995), overgenomen op Wikipedia, “krijgt de Zon haar energie voornamelijk door de zogenaamde proton-protoncyclus, mogelijk gemaakt door de enorme druk die de eigen zwaartekracht van de Zon op de materie uitoefent; in de kern zo’n 2×1016 Pascal. De temperatuur van de kern is daarom ca 15 miljoen kelvin. Daar vinden fusiereacties plaats waarin waterstofkernen (protonen) uiteindelijk worden omgezet tot heliumkernen (alfadeeltjes)).”

Wanneer de zwaartekracht op Jupiter op enig moment verstek zal laten gaan, betekent dit dat de atmosfeer onmiddellijk enorm zal uitdijen waardoor een flinke afkoeling (die kan worden voorspeld met de stralingswetten) zal gaan plaatsvinden.
Dit effect is dus inmiddels erkend voor Jupiter, maar bleek in ieder geval ook op te gaan voor de andere zgn. “gas-reuzen”. Het is dan ook een compleet raadsel waarom dit niet ook op zou kunnen gaan voor andere planeten met een voldoende dikke atmosfeer die druk uitoefent op de planeetoppervlakte?
Ook voor Venus is berekend dat de planeet meer energie uitstraalt dan hij ontvangt van de zon. Vervolgens is beredeneerd dat dit zou kunnen komen door de grote hoeveelheden kooldioxide in de atmosfeer waardoor zonlicht moeilijk zou kunnen ontsnappen. Maar deze redenering kan op grond van het bovenstaande niet kloppen, want wanneer de hoeveelheid energie die wordt uitgezonden meer is dan die welke wordt ingevangen moet afkoeling optreden, toch?
Het zal duidelijk zijn, de theorie van het stralingsevenwicht is natuurlijk alleen dan kloppend wanneer de straling als enige warmtebron aanwezig is en daarom is zij ook juist bij planeten zonder atmosfeer. Wanneer een planeet echter beschikt over een atmosfeer van enige substantie wordt dit, zoals hieronder nader zal worden uitgewerkt, een ander verhaal.

VENUS

Tot dusverre heb ik geen wetenschappelijke studie gevonden waarin de broeikas-theorie voor Venus met de huidige aanvaarde druk en atmosferische samenstelling cijfermatig aannemelijk is gemaakt. In een discussie op Skeptical Science https://www.skepticalscience.com/Venus-runaway-greenhouse-effect.htm worden de feiten nog eens naar voren gehaald:
“The following is from a University lecture about the greenhouse effect on Venus :-
“From geometry, we can calculate the average solar flux over the surface of Venus. It is approximately 661 W/m2. Venus is very reflective of solar radiation. In fact, it has a reflectivity (or albedo) of 0.8, so the planet absorbs approximately 661 X 0.2 = 132 W/m2.
By assuming that the incoming radiation equals the outgoing radiation (energy balance), we can convert this into an effective radiating temperature by invoking the Stefan-Boltzmann law (total energy = σT4). We find that T=220 K. But Venus’ surface has a temperature of 730 K!!!”
Do a little reverse maths – climate scientists tell us this is right – raise 730 K to the power of 4 multiply by 5.67 by 10 to the -8 (Stefan-Boltzman) and you get a radiative flux of 16,100 W/sq m.
Where does this come from when a University Professor tells me the sutface of Venus receives only 132 W/sq m ? I think this is a fair question. If it is from the greenhouse effect how did this develop initially ? 132 W/sq m couldn’t possibly do it.
Venus has something going on that we don’t know about – probably vulcanism, possibly high nuclear radiation – who knows.”

De vinger ligt hier wat mij betreft voor de broeikas-cirkelredenering op de zere plek. Datgene wat voor de Aarde door velen nog als “keiharde fysisca” wordt geaccepteerd, ziet er hier wel “erg bleekjes” uit. Hoe kan een stralingsevenwicht van 132 W/m2 zorgen voor een warmteflux op de oppervlakte van de planeet van maar liefst 16.100 W/m2?
Het ziet er naar uit dat eenzelfde mechanisme van kracht is als datgene wat op Jupiter speelt. Zwaartekracht zou er dan iets mee van doen moeten hebben.

De zwaartekracht-compressie als mogelijke bron van de opwarming van Venus wordt, voor zover ik kan nagaan, als eerste wordt voorgesteld door (opnieuw) Hartwig Volz in zijn mail d.d. 11 mei 2000 naar Chick Keller, weergegeven op https://www.john-daly.com/forcing/forcing2.htm#Volz1.
Volz laat de temperatuur gradiënt van de zeer dikke atmosfeer als onafhankelijke variabele verantwoordelijk zijn voor de hoge temperaturen die kunnen worden gevonden op Venus. Daarnaast is een gedeelte van de kooldioxide atmosfeer superkritisch, waardoor verdamping als afkoeling geen optie voor Venus. Volz komt tot een volgende samenvatting van zijn theorie:

“Because no greenhouse effect (no net energy transfer) exists between atmospheric layers of very similar temperature, equation (2) dT/dz = -g/cp   which is identical with the equation one finds in textbooks on meteorology for the dry (or sometimes called theoretical) adiabatic lapse rate, can still be applied, at least in good approximation. Venus parameters for equation (2): g = 8,87 m/s²; cp = 1294 J/(kg*K) at 1 bar and 4166 J/(kg*K) at 84 bar (handbook of physics; hopefully you can see from these data alone that a supercritical fluid is not a gas). dT/dz with 1 bar data: -6.9K/km; delta T over 65 km of cloudy layer: 449 K. Surface temperature of Venus 449 + 232 [Blackbody temp. Venus] = 681 K. dT/dz with 84 bar data: -2.2K/km; delta T over 65 km: 138 K. Surface temperature 370 K.

Ok, this one is really too low, but it should be kept in mind that only a small fraction of the near ground atmosphere is supercritical. Also my top of the clouds altitude is presumably not very precise. Anyhow, the point of this message is that it does not make sense to attribute these ground temperatures to a greenhouse effect of trace gases. The physical reason is outlined above, quantifying the experimental observation rather satisfying.”

Deze grondgedachte werd door Hans Jelbring (2003) in zijn artikel ‘The “greenhouse effect” as a function of atmospheric mass’ nader uitgewerkt:
“Het Greenhouse Effect (GE) kan ook voornamelijk kan worden verklaard als een gevolg van bekende natuurkundige wetten die het gedrag van ideale gassen in een zwaartekrachtveld voorspellen. Een vereenvoudigd model van de aarde, samen met een formeel bewijs met betrekking tot een model atmosfeer, in samenhang met het bewijs dat andere planetaire atmosferen op dit punt leveren, leidt tot een eenduidige conclusie.
Het onderscheidende uitgangspunt is dat het grootste deel van een planetaire GE afhankelijk is van de atmosferische oppervlakte-massadichtheid.
Een opmerkelijk implicatie van dit model is dat de berekende waarden van Anthropogenic Global Warming (AGW), door veel hedendaagse klimaatwetenschappers wordt aanvaard, dus niet relevant zijn en waarschijnlijk zelfs volstrekt onbetekenend (niet aantoonbaar) zijn in relatie tot natuurlijke processen die klimaatverandering veroorzaken.”
Jelbring meent dus dat er inderdaad een belangrijk ‘temperatuurs-effect” bestaat, maar dat dit simpelweg wordt veroorzaakt door de zwaartekracht, die ervoor zorgt dat de druk op lucht in de lagere regionen van de atmosfeer toeneemt, waardoor de ideale gaswet voorspelt dat de temperatuur van de lucht ook moet toenemen: “De theoretisch af te leiden invloed van de zwaartekracht op de ‘global warming’ is om onbekende redenen zelden erkend door de klimaatwetenschappers.”
Het aantal volgers van de theorie van Volz en Jelbring neemt overigens pas recent enige vorm van betekenis aan. Zo timmerde Tony Heller (als: ‘Steve Goddard’) stevig aan de weg, door in een aantal bondige stellingen uiteen te zetten waarom de theorie van het broeikas-effect eigenlijk helemaal geen acceptabele verklaring biedt voor de temperaturen op Venus.
De theorie van het “op hol geslagen broeikas-effect” op Venus is ontwikkeld omdat het steeds duidelijker werd dat de temperaturen op Venus helemaal niet verklaard konden worden door de vergelijkingen van Stefan-Boltzman. Er moest dus een ander opwarmingsmechanisme zijn wat Venus heeft veranderd in de helse omstandigheden die daar nu kunnen worden aangetroffen. Deze verklaring heeft onder meer ten grondslag gelegen aan het activisme van de prominente broeikas-pioniers als Carl Sagan en James Hansen.
Zoals al eerder aangeduid neemt Heller afstand van deze theorie:
“Ik geloofde gedurende meerdere decennia in de theorie van het “op hol geslagen (runaway) broeikaseffect ” op Venus en ik heb pas recent begrepen dat de theorie eigenlijk absurd is. Ik zal hieronder uitleggen waarom.
Het eerste probleem is dat het oppervlak van Venus geen direct zonlicht ontvangt. De atmosfeer van Venus is vol dichte, hoge wolken “30-40 km dik met bases op 30-35 km hoogte.”
De manier waarop een broeikaseffect werkt is door kortegolf straling opwarming van de aardkorst, en broeikasgassen die de terugkeer van langgolvige straling naar de ruimte belemmeren. Aangezien er zeer weinig zonlicht lager komt dan 30 km op Venus, kan deze straling het oppervlak niet veel opwarmen. Dit blijkt verder uit het feit dat er bijna geen verschil in temperatuur op Venus is tussen dag en nacht. Het is net zo warm tijdens de lange (1400 uren durende) nachten, zodat de temperaturen van 485 graden Celsius niet kunnen worden veroorzaakt door zonne-energie en een resulterend broeikaseffect. De dagen op Venus zijn schemerig en de nachten zijn pikzwart.
Het volgende probleem is dat het albedo van Venus is zeer groot is, vanwege de aanwezige 100% bewolking.
Ten minste 65% van de door Venus ontvangen zonneschijn wordt onmiddellijk naar de ruimte gereflecteerd. Zelfs de bovenste atmosfeer niet ontvangt veel zon. De top van Venus ‘atmosfeer ontvangt 1,9 keer zo veel zonnestraling als de aarde, maar de albedo is meer dan het dubbele van de aarde – zodat het netto-effect is dat Venus’ bovenste atmosfeer een lagere TSI dan de aarde ontvangt.
Het derde probleem is dat Venus bijna geen waterdamp (het belangrijkste broeikasgas) heeft in de atmosfeer. De concentratie waterdamp op aarde is ongeveer duizend keer hoger.”
De klassieke verklaring van het broeikaseffect voor de hoge temperaturen van Venus gaat dus niet op. De verklaring van Heller zelf volgt ook uit de bovenstaande waarnemingen:
“Dus waarom is Venus zo heet? Dat is vanwege de een extreem hoge luchtdruk. De atmosferische druk op Venus is 92x groter dan de aarde. Temperaturen in de atmosfeer van de aarde worden meer dan 80 graden opgewarmd gedurende de weg van 20 kPa (op 15 km hoogte) tot 100 kPa (zeeniveau.) Daarom bergen zijn veel kouder dan de woestijnen die aan de basis liggen.
De atmosferische druk op Venus is groter dan 9.000 kPa. Bij deze druk, kunnen we verwachten dat Venus zeer heet is. Veel, veel heter dan Death Valley.
Ter vergelijk: Wikipedia typeert het “op hol geslagen broeikaseffect” argument met deze stelling:
“Zonder het broeikaseffect wat wordt veroorzaakt door kooldioxide in de atmosfeer, zou de temperatuur aan het oppervlak van Venus heel vergelijkbaar met die op aarde.”
Nee, dat zou het niet. Een waarde van 9000 kPa luchtdruk zou plaatsvinden op aarde op een hoogte van vele mijlen onder de aardkorst. De Aarde heeft geen vergelijkbare plaats, maar deze zou bestaan – zou het extreem warm zijn, net zoals op Venus.
Een globale berekening leert – temperatuur op aarde stijgt met ongeveer 80 graden Celsius gedurende het traject van 20 tot 100 kPa, zodat we bij 9000 kPa temperaturen kunnen verwachten in de ordegrootte van: 20C + ln (9000 / (100-20)) * 80 graden Celsius = 400 graden Celsius.
Dit is zeer dicht bij wat we zien op Venus. De hoge temperaturen zijn dan bijna volledig verklaard door atmosferische druk – niet samenstelling.
Indien 90% van de CO2 in Venus atmosfeer werd vervangen door stikstof, zou de temperatuur daardoor slechts enkele tienden graden veranderen.
“Hoe heeft zo’n slechte wetenschap “gemeenschappelijke kennis” kunnen worden?” Het broeikaseffect kan niet de oorzaak van de hoge temperaturen op Venus zijn. Het gaat hier om “groepsdenken” op zijn aller-slechtst, en ik schaam me ervoor om toe te moeten geven dat ik deze theorie enkele decennia blindelings heb aanvaard.
Als er geen zon (of andere externe energiebron) zou zijn, dan zou de atmosferische temperatuur het absolute nulpunt naderen, vanwege de relatie: PV = nRT – Bijgevolg zou er bijna geen atmosferische druk op een planeet zijn. Omdat we een zon hebben die energie levert aan de omtrek van het atmosferisch systeem, circuleert de lucht verticaal en horizontaal om een evenwicht te handhaven. Dalende lucht wordt verplaatst naar gebieden met hogere druk, en wordt hier samengedrukt en verwarmd. Hoe groter de druk, hoe groter de opwarming. Opstijgende lucht wordt verplaatst naar gebieden met lagere druk, het volume neemt toe en de lucht koelt hierdoor af.
De omvang van de opwarming van de aarde (of koeling) per eenheid afstand, wordt omschreven als de “lapse rate.” Op aarde is de droge lapse rate 9.760 K / km. Op Venus, is de droge lapse rate vergelijkbaar, met 10,468 K per km.
Dit betekent dat bij elke km stijging, zowel op Aarde als op Venus, de temperatuur daalt met ongeveer 10º C.
Belangrijk is hierbij dat, ondanks radicaal verschillende samenstellingen, beide atmosferen ongeveer dezelfde droge lapse rate hebben. Dit vertelt ons dat de belangrijkste factor die de temperatuur bepaalt, de dikte van de atmosfeer is en niet de chemische samenstelling hiervan. Omdat Venus heeft een veel dikkere atmosfeer heeft dan de aarde, is de temperatuur op Venus veel hoger. De relatie kan worden weergegeven als: dT = -10 * dh, waarbij T de temperatuur is en h de hoogte.
Met een constante “lapse rate”, zou een atmosfeer die twee keer zo dik is ook twee keer zo warm zijn. Drie keer zo dik zou zijn drie keer zo warm zijn, enz.
Laten we nu eens kijken naar de gemeten gegevens:

Merk op dat bij atmosferische druk van 1000 mbar (zeeniveau op de Aarde) op Venus (hoogte 50km) de temperaturen slechts ongeveer 50 graden warmer zijn dan de aarde temperaturen.
Conclusie: Het is niet de grote hoeveelheid CO2 waardoor Venus zo heet is, maar het is eerder de dikte van de atmosfeer (verwarmd door de zon) die hiervoor zorgt. Het is niet het zeer lage gehalte van CO2 in de atmosfeer op aarde wat maakt dat de aarde een relatief koele plaats is, maar de dunne atmosfeer. Mars is relatief nog kouder dan de aarde, ondanks het feit dat deze planeet een atmosfeer heeft met 95% CO2, want de atmosfeer is hier erg dun.
Als broeikasgassen verantwoordelijk waren voor de hoge temperaturen op Venus (in plaats van atmosferische dikte) dan zouden we mathematisch een veel hogere “lapse rate” dan op Aarde moeten zien – maar dat is niet het geval”.

Hoewel dit alles logisch lijkt, brengt dit ook lastige problemen met zich mee. Hoe is het dan bijvoorbeeld mogelijk dat de zon, die de planeet Venus nauwelijks lijkt te kunnen beïnvloeden door het hoge albedo van deze planeet, toch de gehele luchtkolom van Venus kan opwarmen?
De oplossing die Venus biedt, lijkt eigenlijk wel voor de hand te liggen. Traditioneel bezien gaat het bij albedo om het weerkaatsingsvermogen van een object (de ‘witheid’), gedefinieerd als de verhouding tussen de hoeveelheid opvallende en gereflecteerde (elektromagnetische) straling. Maar gaat dat bij de beoordeling van planeten, of liever die van de atmosfeer om een planeet, ook op?
Is het niet ‘zeer waarschijnlijk’ dat de straling van de Zon gewoon de atmosfeer van Venus binnendringt, daar ‘gewoon’ zorgt voor opwarming van de atmosfeer, maar dat er door de hoge temperaturen van Venus ook een uitgaande straling is, die qua niveau vergelijkbaar is met die welke door Venus wordt geabsorbeerd? Wordt hier niet abusievelijk de verhouding tussen geabsorbeerde en uitgestraalde elektromagnetische straling gelezen als verhouding tussen geabsorbeerde en gereflecteerde elektromagnetische straling? Hoe kun je het verschil zien?

Wanneer we deze lezing accepteren, dan biedt de atmosfeer van Venus hiervoor een aardige bevestiging. Deze theorie voorspelt dan nl. dat de temperatuur van Venus (bij een lapse rate vergelijkbaar met die van de Aarde), op eenzelfde atmosferische hoogte als die op de Aarde aanwezig is (één atmosfeer) een temperatuur die ongeveer 50 graden Celsius warmer zal zijn (zie tabel waarmee deze webpagina begint). Maar dat is dus ook nagenoeg gelijk aan datgene wat er wordt gemeten! (zie grafiek hierboven)
Het is moeilijker na te rekenen, maar ook de temperaturen op de hoogte van de tropopause bij de verschillende gasplaneten lijken op het gelijk van deze theorie te wijzen. We zien dan dus dat de zon (direct of indirect) zorgt voor een egale opwarming van de gassen in de atmosfeer. Deze gassen zullen echter op grond van de zwaartekrachtverdeling en de dikte van de atmosfeer (door adiabatische opwarming) zorgen voor de typische temperatuurverdeling van de planeten. Dit maakt Venus onverdraaglijk warm, Mars veel te koud en de Aarde precies goed…

De tekort schietende broeikas-theorie

Allemaal leuk en aardig, inderdaad zou dus deze ‘zwaartekracht theorie’ wellicht een oplossing bieden voor de verschijnselen die wel op Jupiter en Venus zien, maar verklaringen hiervoor biedt de broeikas-theorie ook. Wat is dan de grote meerwaarde voor het complexe verhaal wat hierboven is weergegeven?

Dat is vrij simpel. Allereerst moet worden geconstateerd dat de experimenteel waargenomen stralingswetten het stralingsmodel zoals dat door IPCC naar voren is geschoven volledig ontkrachten.
Maar misschien belangrijker dan dat is nog het gegeven dat er zoiets is als de Wet van behoud van energie. Het broeikaseffect, zoals dat nu wordt begrepen, is, zoals hierboven al is uitgewerkt,  in direct conflict hiermee.

Een planeet kan niet door 235 W/m2 stralingsenergie worden opgewarmd tot temperaturen waarvoor 400 W/m2 nodig is. Ook het broeikaseffect kan geen energie uit het niets  produceren. En dat is dus anders in het zwaartekrachtmodel.
Naast de stralingsenergie is er in deze theorie nog de potentiele zwaartekrachtsenergie, die in kinetische warmte-energie wordt omgezet. Dit alles geheel conform ons bekende natuurkundige wetten, die tot op de komma nauwkeurig kunnen worden berekend.
Het natuurkundige axioma ten aanzien van het behoud van energie, wordt hier gerespecteerd en behoeft geen enkele aanpassing. Het biedt ook nog een elegante verklaring voor het vreemde verschijnsel bij andere planeten waar volgens metingen meer stralingsenergie wordt uitgestoten dan wordt opgenomen en alle beschreven verschijnselen zijn experimenteel geverifieerd.

Maar hoe kunnen dan de huidige klimaats-effecten worden verklaard? Het is toch ook een feit dat de laatste jaren gekenmerkt worden door steeds hogere temperaturen, massaal vallende temperatuurrecords en klimaatextremen? Dan moet er toch wel zoiets zijn als de broeikastheorie?

Na al het bovenstaande is het wellicht verstandig om dit in een volgende webpagina nader te bespreken. Naast de uitstoot van broeikasgassen zijn er nl. ook andere (en meer urgente) problemen die samen hangen met de opmars van de menselijke beschaving op planeet Aarde.