Globální oteplování z pohledu Planckova zákona

V únoru 2020 vyšel v tomto časopise text Věcné poznámky ke globálnímu oteplování aneb CO₂ je užitečný, nikoliv škodlivý plyn, který vzbudil ohlas. Toto téma je trvale v zajetí politiky, zelené ideologie a z toho plynoucího chaosu, zatímco odbornost umírá. Podívejme se na tuto agendu z úhlu kvantových přírodních zákonů, formulovaných na přelomu 19. a 20. století.

Dodejme, že lepší zákony pro popis klimatu lidstvo nemá. Tehdy žily a bádaly takové vědecké stálice, jako Stefan, Boltzmann, Wien, Planck, Einstein, Schrödinger a další, u kterých si všímáme i jejich vysokých morálních hodnot. Ti tehdy – aniž by to tušili – přišli s teorií, kterou o 100 let později chybně uchopí klimatologové při řešení „problému” globálního oteplování.

Klima v holocénu proti skleníkové hypotéze

Když analyzujeme průběh teplotních změn, jejich periodicitu a odchylky od průměrné teploty holocénu, je zřejmé, že současným oteplením se vyrovnává nedávný pokles teplot v malé…

Hlavni roli v pochopení záření má úžasný Max Karl Ernst Ludwig Planck, nositel Nobelovy ceny. Ten se mj. roku 1933 pokusil přesvědčit Adolfa Hitlera, aby ušetřil vědce židovského původu, chemika Fritze Habera. Na oplátku byl Planck označen za bílého Žida a roku 1938 "odejit" z německé Akademie věd. Dnešní politika klimatu Adolfovo jednání pozoruhodně napodobuje.

Planckův zákon

Planckův zákon, prvně publikovaný v roce 1900, je dodnes výjimečný. Jde o kvantový zákon, který popisuje světlo a elektromagnetické záření jako statistický soubor jedinečných kvant (fotonů). Každý foton má v Planckově zákoně „svou” vlnovou délku a energii a v daném prostoru o stejné teplotě vytvářejí všechny fotony přesně definované širokospektrální tepelné záření, které vědec popsal fyzikálním vzorcem. Shoda Planckova zákona se skutečností je dokonalá.

Max Planck dospěl k tomuto zjištění pomocí experimentů, kdy se „díval” malým otvorem do dutiny tělesa, ohřáté na přesnou teplotu. Tuto teplotu postupně měnil, aby přesně popsal tepelné záření o různých teplotách. Planck zdůrazňoval, že to, co v dutinách viděl, měřil a zapsal do podoby fyzikálního zákona, nebylo vyzařování tepla z povrchu tělesa, které dutinu obklopuje, nebo od molekul vzduchu v dutině. Nýbrž že jím bylo prostorové záření v dutině o dané teplotě. Jinými slovy, nositelem tohoto záření nebyla ani nádoba, ani vzduch v ní, nýbrž pouze teplota v dutině. Dodejme ještě, že teplota povrchu nádoby a sálavá prostorová teplota v nádobě se vzájemně ovlivňují.

Zatímco tedy Planck popisuje spektrální složení a hustotu zářivé energie v J/m⁴ = J/(m·m³), která se ustálí v prostoru o dané teplotě, pokládá teorie globálního oteplování záření pouze jako něco, co uniká z povrchu ohřátého tělesa, jmenovitě povrchu Země, a co atmosférou jen prolétá do Vesmíru. A v tom je kámen úrazu ekologů.

Věcné poznámky ke globálnímu oteplování aneb CO2 je užitečný, nikoliv škodlivý plyn

O oxidu uhličitém CO2 bylo už napsáno mnoho a hlavně záporného. Článkem chceme ukázat, že je tento biogenní plyn pro planetu Zemi a život na ní nenahraditelný. A i když byl v…

Tepelné záření kolem nás

Intenzitu a složení tepelného záření určuje jen teplota. Teplota vesmíru je 3 K a tomu odpovídá teplota reliktního záření. Různě ohřáté povrchy pevnin a oceánů na jedné straně a vesmíru na straně druhé sice vytvářejí teplotní profil v atmosféře, ale nikoliv energetickou hustotu tepelného záření (fotonového pole) mezi nebem a zemí; tu definuje jen místní teplota v daném místě, byť ovlivňovaná Zemí i nebem.

Jinými slovy, atmosféra je plně obsazena tepelným zářením. A pro žádné okno, které má zaplňovat či nezaplňovat CO₂, v ní není místo.

Zavírání atmosférických oken

Atmosferické okno je pojem z dílny klimatologů. Podle nich vodní pára H₂O a oxid uhličitý CO₂, které jsou v atmosféře, pohlcují tepelné záření a ohřejí se, aby pak část pohlceného tepla vyzářily zpět k zemi. Více CO₂ znamená více vrácené energie, dle předpovědí 1 W/m² a výhledově, pokud se s CO₂ nic neudělá a jeho podíl bude narůstat, dokonce 3 W/m² i více (modely se liší).

Nárůst teplot související s tzv. „zavíráním” atmosferických oken je ve skutečnosti jiný, než říkají "oteplovací" hypotézy. Je neměřitelný a atmosférická okna, tak jak jsou prezentována, ve smyslu Planckových zákonů neexistují. Podstatné je, že všechny vrstvy atmosféry jsou plně obsazeny prostorovým tepelným zářením, které odpovídá místní teplotě. Vzduchové vrstvy disponují dále významnou tepelnou akumulací a sdílejí mezi sebou navzájem a dále mezi sebou na straně jedné a zemským povrchem a vesmírem na straně druhé sálavé teplo.

Domělá atmosférická okna jsou pak ve skutečnosti zcela zaplněna prostorovým tepelným zářením (o místní teplotě) a intenzivně sdílejí sálavé teplo s okolím. Díky tepelné akumulaci vykazuje atmosféra významnou teplotní setrvačnost, což je velmi důležité. To vše se děje s CO₂ i bez něho.

Vzdušné vrstvy, prostřednictvím prostorového záření, pohlcují tepelné záření od zemského povrchu resp. sousedních vrstev a naopak. Každá atmosférická vrstva sdílí "své" sálavé teplo s vrstvami pod ní (včetně zemského povrchu) a nad ní (včetně Vesmíru). Přidání skleníkových plynů do atmosféry, či jejich odebrání na tom mnoho nezmění, tyto plyny samy o sobě nemají měřitelný vliv ani na pozemské teploty, ani na jejich setrvačnost. Má ji ale kompletní sálavá vzdušná obálka okolo Země jako taková.

Elektromobilita a stavebnictví

V poslední době se množí vlivy, které zasahují stavebnictví ze stále vzdálenějších oborů. O nápadech souvisejících s výkyvy klimatu a navazující akcích „Odstraníme CO2“ se na…

Závěr

Slunce zásobuje Zemi obrovským množstvím zářivé energie, která, nemá-li se trvale ohřívat, musí Země vyzářit zpět do vesmíru. Avšak myšlenka, že oxid uhličitý ve vzduchu zachycuje tepelné záření od zemského povrchu a částečně ho odráží zpět k zemi, což otepluje zemskou atmosféru, je nepřesná.

Tepelné záření Země se ve skutečnosti intenzivně mísí s prostorovým tepelným záření v atmosféře, a vytváří tak kolem Zeměkoule stabilní sálavé vzduchové souvrství, v němž s výškou klesá teplota až do cca –75 °C nad troposférou. To velmi účinně stabilizuje pozemskou průměrnou teplotu. Skleníkový plyn oxid uhličitý CO₂, který "stopově" zvyšuje sálavost atmosféry, má na pozemskou teplotu sotva vliv. A když, tak spíš chladivý, protože CO₂ zvyšuje sálavost atmosféry.

Myšlenka, že CO₂ odráží z atmosféry Zemí vyzařované tepelné záření zpět k Zemi, čímž se Země otepluje, je nesprávná a patří spíš do kabaretu, než do odborné diskuse.

Téma: Globální oteplování

Literatura:

[1] Víden I.: Chemie ovzduší, VŠCHT Praha, 2005

[2] Dr. David D. Turner: Downwelling High-Spectral-Resolution Infrared Radiance: Observations and Utility, 2007

Související články

• Věcné poznámky ke globálnímu oteplování aneb CO2 je užitečný, nikoliv škodlivý plyn
• Efektivní práce se slunečním zářením přináší úsporu na energiích i příjemné klima v domě po celý rok
• Zářivá architektura budov
• Rosí se nám okna. Proč tomu tak je a jak to řešit?