שאלה קצת מוזרה...

ody cohen

New member
שאלה קצת מוזרה...

כאשר מדברים על התחממות (או התקררות) גלובליים של כמה מעלות, האם לוקחים בחשבון את המסה והטמפרטורה של כדור הארץ?
רוב מסת כדור הארץ היא סלע במצב חצי נוזלי בטמפרטורה של אלפי מעלות. מעל זה יש את הקרום הדק שאנו חרדים לו, הנמצא בשיווי משקל תרמי בין הליבה החמה והחלל החיצון.
לתוך המערכת הזו נכנסת אנרגיה כקרינה מהשמש, ואיך היא יוצאת? אני מניח שכקרינת חום (בתדר נמוך מאוד).
בקיצור, המערכת מורכבת בהרבה ממה שנדמה, והמסה האדירה כל כדור הארץ מסוגלת לספוג (ולפלוט) כמויות אדירות של חום. התחממות של כמה מעלות של האטמוספרה יכולה "להיספג" במסת כדור הארץ בלי להשאיר סימן משמעותי.
מעניין אם ניסו לבנות מודל כללי של שיווי המשקל התרמי של כד"א.
 

Niv s

New member
אין לי את המידע לענות לך

אבל אקפיץ בשבילך.
 

יניב ריז

New member
אנסה לענות לך

לכדור הארץ אין אנרגיה פנימית "עצמאית",כלומר החום בליבת כדור הארץ הוא לא תוצא של תהליך כימי,שמשתנה בערכו,ויכול לפתע "לקפוץ" או לרדת.

הסיבה שליבת כדור הארץ חמה,היא בעיקר בשל הלחץ האדיר שמפעילה הקרקע על מרכז כדור הארץ,בשל משקלה שנקבע לפי כוח המשיכה.
מכיוון שכוח המשיכה תלוי במסה,ומסת כדור הארץ קבועה,אז גם הלחץ על ליבת כדור הארץ קבוע,ומכאן שטמפ' הליבה די קבועה.

בנוסף לחום שנוצר מלחץ משקלי,ישנם תהליכי התפרקות רדיואקטיביים שמוסיפים מעט חום,אך כידוע,חומרים רדיואקטייבים דועכים עם הזמן,לכן דווקא תרומת תהליך זה הולכת ופוחתת עם הזמן.

בשל אופיה הנוזלי של שכבת הגלימה,זאת שנמצאת מתחת לקרום הקשיח של כדור הארץ,מופיעים כל התופעות הטקטוניות,שהן רעידות אדמה,התפרצות הרי געש ותנועה טקטונית,גם תופעות אלו מורידים במעט את טמפ' הליבה,אך כמובן שבאופן מאוד קטן וזניח בפרקי זמן אנושיים.

מכאן,שדי בבטחה ניתן לקבוע שליבת כדור הארץ אינה נמצאת בשינוי משמעותי,ולכל היותר היא הולכת ומתקררת בקצב איטי להחריד,שסרגל הזמנים בכדי למדוד אותו יהיה באורך של עשרות ומאות מיליוני שנים.


כעת משהבנו את הרעיון שליבת כדור הארץ אינה משמשת כגורם לשינוי טמפ',ניתן להתייחס אל כדור הארץ כאל "גוף שחור".

"גוף שחור" הוא כינוי פיזיקלי לגוף,אשר פולט קרינה בהתאם לטמפרטורה שלו. דוגמא מוכרת לכך היא תנור ספירלה,שככל שהוא מתחמם מזרם החשמל שעובר דרכו-הוא מתלהט ומתחיל לפלוט קרינה שהעין שלנו רואה בתחום האדום (למרות שרוב הקרינה שלו דווקא נמצאת בתחום האינפרא אדום,שעינינו לא מסוגלות לראות).

המקור החיצוני היחידי שמחמם את כדור הארץ הוא השמש.
קרינת השמש היא בעוצמה של כ-1300 וואט למ"ר. ובגלל שהיא פוגעת במשטח כדורי (כדור הארץ),הקרינה מתחלקת על פני הכדור בצורה לא שווה,שממוצע הקרינה הוא כעת כ-350 וואט למ"ר.
כדור הארץ סופג כ-70% מהקרינה,ו-30% מוחזרים לחלל עוד בטרם הגיעם לקרקע,בעיקר בשל החזרי קרינה מעננים,משטחי קרח וים. לתופעת ההחזרה קוראים "אלבדו"..

מכאן,שכדור הארץ נותר עם כ-250 וואט למ"ר בצורה אפקטיבית שמחממת את הקרקע.
ולכן,כדור הארץ סופג את ה-250 וואט הללו,מתחמם,ופולט בחזרה את ה-250 וואט בצורה של אינפרא אדום.

גוף שחור שפולט בעוצמה כזאת,אמור להיות בטמפ' של מינוס 18 מ"צ. אך ברור לכולנו שזאת אינה הטמפ' בכדור הארץ.
בפועל,חלק מהקרינה האינפרא אדומה שכדור הארץ פולט,אינה מצליחה לחזור לחלל,וזאת בעיקר בשל נוכחות של גזי חממה,אשר המשמעותי ביותר מבינהם הם דווקא אדי המים שבאוויר ( בין 0-5%,בעוד פחמן דו חמצני מקבל רק כ-0.03%),ולכן הקרינה הזאת מוחזרת לקרקע-ומתקבלת תופעה הידועה בשם "אפקט החממה הטבעי",וכך טמפ' כדור הארץ היא בממוצע כ-15 מ"צ.

לסיכום,אין משמעות לקיבול החום של כדור הארץ,שכן קרינת השמש אינה חודרת לעומקים אלו,ומוחזרת מפני השטח חזרה מעלה,לכן אם תרד למערה תרגיש בהתקררות בטמפ'.
אם תמשיך לרדת לעומק,באיזה שהוא שלב תתחיל להרגיש בעליה בטמפ' בשל גדילת הלחץ שנובע ממשקל הקרקע.

בנוסף,ראית כיצד אין כל השפעה של טמפ' פנים כדור הארץ על הקרקע,משום שעצם החום הפנימי,נובע מהקרקע עצמה,ולכן היא זאת שמשפיעה על ליבת כדור הארץ,ולא להפך.
ובגלל שמסת כדור הארץ קבועה,לכל היותר הליבה תתקרר בצורה איטית ומשוועת.

עיקר השינויים בטמפ' נובעים משינוי באלבדו של כדור הארץ,והן מנוכחות של גזי החממה בו.
 

ody cohen

New member
תודה! מעניין...

התופעה של עלייה בטמפרטורה עם עליית הלחץ הרי קורת גם באטמוספרה.
 

Dark Muse

New member
אסטרואידים מגדילים את המסה של כדור הארץ לא?

 

ody cohen

New member
אבל מצד שני, לפי חוקי התרמודינמיקה

החום שואף להיות אחיד (האנטרופיה גדלה). אם למשל תדחס אוויר בבוכנה, הטמפרטורה תעלה; אבל אחרי זמן מה החום יעבור לסביבה.
האם גם הירח חם בתוכו בגלל הלחץ? נכון שהלחץ הוא רק שישית מאשר בכדור הארץ, אבל עדיין יש לחץ משמעותי.
 

יניב ריז

New member
נכון מאוד-רק זכור שאנטרופיה היא תהליך סטטיסטי

ברגע שאתה מחמם את הקרקע היא תשאף לחמם את הסביבה שלה,ומכאן שהיא תחמם את האוויר מעליה,וכן שכבה קטנה של סלע מתחתיה.
הסלע מתחתיה יחמם עוד טיפה שכבת סלע מתחתיו,אך יותר את הסלע מעליו-שמסר אליו את החום מלכחילה,שכן זרמי חום נוטים לעלות כנגד כיוון המשיכה.
וכך יווצר שיווי משקל שבו עובי מסוים,וזניח מקרום כדור הארץ יתחמם,אך מהר מאוד הוא יחזיר את רוב חומו לאוויר שמעליו.

בלילות בהירים,התופעה אף גורמת ל"קרה",שזהו מצב שבו השמים בהירים,ולכן אין הרבה אדי מים בקרבת הקרקע,זאת פולטת במהרה את החום שספגה במהלך היום כקרינה תת אדומה,ואין גזי חממה בסביבה שיחזירו חזרה את החום הזה,וכך נוצר מצב שטמפ' הקרקע צונחת מהר מתחת ל-0 מ"צ,למרות שטמפ' האוויר מעליה יכולה להיות אף כ-10 מ"צ.
ואז מרחת תופעת הכפור,או ה"קרה",שבה רואים לפנות בוקר שכבות של קרח על המדשאות והצמחים,או כל דבר אחר שהעביר את הלילה סביב הקרקע הקרה.
 
למעלה