¿Es imposible el calentamiento global debido a la dilución del CO₂?

Gary Novak argumenta (por ejemplo, en su libro Science Errors y en su sitio web ) que los modelos climáticos son incorrectos debido a que falta un factor de "dilución".

Los climatólogos se saltaron el factor de dilución. Cada molécula de CO2 en el aire tendría que estar a 2500 °C para calentar el aire 1 °C, algo imposible, porque hay 2500 moléculas de aire alrededor de cada molécula de CO2 (400 ppm). No puede haber gases de efecto invernadero creando el calentamiento global por esta razón.

¿Es cierta esta afirmación?

La afirmación es bastante tonta. Muestra una grave falta de comprensión del campo bien entendido y bien investigado al que se refiere, básicamente convirtiendo esto en una pregunta científica que debe responderse con un par de lecciones de física. No creo que haya mucho que rescatar aquí. Votaría para cerrar esto como fuera de tema y redirigir el OP a physics.SE o algo así.
@James: Estoy seguro de que encontrará la atmósfera de Venus un tema fascinante. Los gases de efecto invernadero y sus efectos están bien investigados y bien entendidos. Las preguntas válidas sobre el cambio climático y la influencia humana en él son sobre cantidades , puntos de no retorno y alcance, no sobre la mecánica básica. Árbitro. ¿Es el CO₂ la causa del calentamiento global?
@DevSolar: la página acerca de Novak explica que tiene una maestría en biología y los físicos no lo toman demasiado en serio. "En 1983, descubrí que la energía estaba mal definida en la física. Después de discutir con los físicos y no llegar a ninguna parte, desarrollé una prueba matemática del error, que por supuesto tampoco llegó a ninguna parte".
El sitio web continúa comparando los gases de efecto invernadero con los ladrillos, donde los espejos serían una mejor analogía, pero no veo cómo convertir esto en una respuesta referenciada.
@Oddthinking: algo así como el creacionismo de la tierra joven. Simplemente no sabes por dónde empezar (y si vale la pena el esfuerzo). ;-)
Sé que tiene que estar mal, pero tengo curiosidad por saber por qué está mal.
@DevSolar "Muestra una grave falta de comprensión del campo" resume bastante bien la mayoría de los argumentos de negación del calentamiento global.
@AndrewGrimm: Sin entrar en los detalles de cómo funciona realmente... su microondas calienta su comida sin que ninguna parte del horno de microondas se caliente tanto como la comida, ¿sí? No digo que así es como funciona el efecto invernadero. Solo uso esto para demostrar cuán defectuoso es el razonamiento de la afirmación (que cada molécula de CO2 tendría que calentarse a 2500 grados para que pudiera calentar el aire a su alrededor en un grado). Como si primero necesitaras calentar la molécula a esa cantidad ridícula antes de que caliente el aire que la rodea. El reclamante está tratando de ridiculizar el concepto para impulsar su agenda.
Un ejemplo clásico de ni siquiera equivocarse .
Parece haber pasado por alto que los gases de efecto invernadero en realidad enfrían el aire. Calientan la superficie.
@El espejo de pensamiento extraño no es una buena analogía, porque una vez que una molécula de CO2 o H2O absorbe la luz IR, no hay una dirección preferida para que se emita la energía. Una mejor comparación sería agregar un tinte a un vaso de agua. Los gases de efecto invernadero (principalmente H2O y CO2) son como un tinte, pero se absorben en el rango IR en lugar del rango visible.
La mejor comparación es el vidrio, que permite el paso del calor como radiación de alta frecuencia, pero evita que pase la radiación de baja frecuencia, de ahí el nombre de "gas de efecto invernadero".
@DJClayworth Pero el vidrio es 100% vidrio, por lo que no captura el aspecto de 400 ppm del reclamo.
Esto es como decir que, debido a que el calentador de su casa es el 0.1% de la masa de su casa, tiene que estar a una temperatura de 1000 grados para calentar su casa un grado.
@DavePhD: De acuerdo, re: espejo. Solo una analogía que puede llevarse demasiado lejos. También consideré la analogía del invernadero: la comparación de "ppm" debe ser entre el peso del vidrio y el peso del aire atrapado en el interior. Intuyo que el vidrio tendría que estar demasiado caliente para tocarlo (si la hipótesis fuera correcta). Parecía demasiado difícil de calcular y conservar la sencillez de la comparación.
@DavePhD: Pero podríamos (conceptualmente, de todos modos) hacer un espejo de, digamos, plástico que transmita el 100 % de lo visible y lo IR, y luego aplicar una película de bloqueo de IR que sea un 0,04 % de la masa del plástico. (De hecho, se hace algo similar con las cámaras digitales, para evitar que los IR afecten la imagen).
@jamesqf sí, eso sería muy similar
Leí su "prueba" de que la energía está mal definida en física . Sí. Breve resumen: él no entiende la energía, piensa que debe funcionar como el impulso y, por lo tanto, deduce que debe ser básicamente lo mismo que el impulso. Está mal de principio a fin.
Wow, este tipo no tiene absolutamente ningún conocimiento de los conceptos básicos de la física y glorifica su propia ignorancia.
Tal vez el título de su libro "Science Errors" se refería a los ejemplos que él mismo generaba.

Respuestas (3)

Cada molécula de CO2 en el aire tendría que estar a 2.500°C

Esto está mal porque las moléculas chocan entre sí, transfiriendo su energía cinética.

Como se explica en Elements of Physical Chemistry de Atkins et al .:

la frecuencia de colisión de un gas típico es de aproximadamente [1 000 000 000 veces por segundo] a 1 atm y temperatura ambiente, por lo que el tiempo de vuelo en un gas es típicamente de 1 ns [nanosegundo]

Entonces, una molécula dada (como una molécula de CO2) no puede tener una energía cinética más alta que las otras moléculas en el gas por más de la escala de tiempo de nanosegundos. En cambio, la energía se distribuye entre las moléculas por colisiones.

Para obtener más información, consulte Propiedades de los gases .

Por otra parte, la afirmación es incorrecta al comparar las 400 ppm completas de CO2 con solo 1 °C.

En cambio, sin un efecto invernadero , la temperatura de la Tierra sería de -18 °C en comparación con la temperatura de 14 °C de 1951 y 1980 .

Por tanto, el efecto invernadero total es de unos 32 °C, y el CO2 es responsable del 9-26 % del efecto. El H2O es el principal contribuyente, con un 60%, según la Sociedad Química Estadounidense , pero los humanos no controlan la concentración de H2O, excepto cambiando la temperatura.

Más concretamente, los 32 °C de efecto invernadero, basados ​​en la temperatura media de 14 °C de 1951 y 1980, deben compararse con la correspondiente concentración de CO2 de 320 ppm en 1965 . El aumento de la temperatura desde entonces debe compararse en relación con el aumento de la concentración de CO2 desde entonces, teniendo en cuenta los efectos de histéresis (como el tiempo que tardan los océanos y el hielo en equilibrarse a la nueva temperatura).

Además, la afirmación es incorrecta al evaluar que solo el aire debe calentarse a la nueva temperatura. La capacidad calorífica del océano es mucho mayor que la de la atmósfera .

La declaración es definitivamente incorrecta, pero en realidad tiene sentido físico. Si asumimos que las matemáticas se verifican, entonces si mágicamente las moléculas de CO2 ganaron energía hasta que estuvieron a 2500 C instantáneamente, entonces esas colisiones distribuirían esa energía y (nuevamente, supongamos que las matemáticas fueran correctas) esa energía equivaldría a 1 C aumento de la temperatura media de la Tierra. Esa lógica es un escenario hipotético sólido. Por supuesto, el calentamiento global no funciona así en absoluto, por lo que sigue estando mal.
@Ryan, pero tendría que ser mucho más que la energía correspondiente a 2500 C, porque con cero CO2, la Tierra sería mucho más fría que la edad de hielo más fría. La afirmación también es incorrecta al comparar las 400 ppm completas con 1 grado C.
No creo que en realidad compare 400 ppm con 1°C de ninguna manera o forma. En realidad, está usando las ideas matemáticas más básicas. 400 PPM significa 2500 moléculas de aire por molécula de CO2 (1M/400 = 2500). Entonces, si una molécula de aire (CO2) aumenta en 2500°C, eso es equivalente a 2500 moléculas de aire aumentando en 1°C, desde un punto de vista lógico básico. Por lo tanto, no se afirma la relación entre PPM y °C, ni se implica que 800 ppm significarían 2 °C. Parece que le estás dando demasiado crédito a la reclamación aquí.

No, eso no es verdad. Aquí hay una explicación de 60 segundos sobre el calentamiento global.

Es la conservación de la energía. Fourier preguntó en 1824 : la tierra recibe una corriente continua de energía del sol. ¿Por qué no sigue calentándose más y más?

La respuesta es que la tierra también irradia calor al espacio. Un objeto más cálido irradia más calor, por lo que la tierra se calienta a una temperatura en la que la energía solar entrante y la energía térmica saliente se equilibran entre sí ("temperatura de equilibrio").

Mientras la energía entrante y la energía saliente se equilibren entre sí, la cantidad total de energía en el sistema (tierra, océanos, atmósfera) permanece igual y el clima permanece estable.

¿No ha cambiado el clima en el pasado? Sí: si cambia el brillo del sol, o si hay variaciones en la órbita de la tierra, o si cambia la reflectividad de la tierra, o si la actividad volcánica cambia la composición de la atmósfera, todo esto puede afectar el balance de energía y, por lo tanto, hacer la temperatura de equilibrio más alta o más baja.

Pero podemos medir todas estas cosas, y en este momento solo una de ellas está cambiando drásticamente: la composición atmosférica. Al excavar y quemar grandes cantidades de combustibles fósiles, liberando CO2 fósil a la atmósfera, hemos estado actuando como un supervolcán gigante.

Tyndall informó en 1861 que el dióxido de carbono bloquea la radiación térmica. Las moléculas de CO2 absorben la radiación térmica y la vuelven a irradiar en todas las direcciones, por lo que parte de ella regresa hacia la Tierra.

Puede medir esto en un laboratorio, como lo hizo Tyndall, iluminando infrarrojos a través de un recipiente de CO2. Puede verlo en la atmósfera: tenemos mediciones satelitales que muestran que la radiación térmica saliente ha disminuido desde 1970.

Entonces, energía entrante> energía saliente. Se acumula calor adicional hasta que se alcanza una nueva temperatura de equilibrio más alta.

Se necesita mucho tiempo para que la temperatura real alcance la temperatura de equilibrio. (Tyndall: la atmósfera actúa como una represa arrojada a través de un arroyo, el agua sube detrás de la represa hasta llegar a la cima). Entonces, incluso si pudiéramos estabilizar el nivel actual de CO2 hoy, la temperatura seguirá aumentando.

El argumento de Novak de que las moléculas de CO2 están demasiado diluidas para tener un efecto significativo es incorrecto. Al reducir la radiación térmica saliente, el nivel elevado de CO2 aumenta la temperatura de equilibrio en la que la energía entrante se equilibra con la radiación térmica saliente. No tiene nada que ver con la temperatura de las propias moléculas de CO2.

Debido a que hay mucha variación aleatoria de temperatura en toda la tierra, lo que vemos no es un pequeño aumento uniforme de temperatura. En cambio, vemos olas de calor locales o regionales que son mucho más calientes que en el pasado, como la ola de calor de 2003 en Europa que causó 70.000 muertes prematuras. Para una vista más detallada de la evidencia de olas de calor, ver Hansen Sato Ruedy 2012 . La figura 3 es especialmente notable.

Implicaciones políticas .

La parte de esta respuesta que dice "tenemos mediciones satelitales que muestran que la radiación térmica saliente ha disminuido desde 1970" es incorrecta. La fuente vinculada tomó la Fig. 1c. de Harries et al., que se titula "componente del espectro simulado debido únicamente a cambios en los gases traza". Los datos reales son la Fig. 1b. que muestra un aumento en la radiación saliente en todo el rango ~730-1030. nature.com/nature/journal/v410/n6826/pdf/410355a0.pdf

Se ha demostrado ampliamente que el calentamiento global está sucediendo, por ejemplo, http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs_v3/ Por lo tanto, no puede ser imposible :-)

El mecanismo por el que sucede se conoce desde principios del siglo XX: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Arrhenius/ Las predicciones de los modelos climáticos se acercan razonablemente a lo que realmente se mide, por ejemplo, http://www. nature.com/nclimate/journal/v4/n9/full/nclimate2310.html

"en teoría, la práctica es lo mismo que la teoría; en la práctica, son diferentes" viene a la mente
@Sklivvz: Creo que debe explicar un poco ese comentario, porque en la práctica lo que predicen la teoría/los modelos es razonablemente cercano a lo que se observa. Y las predicciones mejoran cuando se dispone de datos de entrada más precisos...
Absolutamente, me refería a que la teoría de Gary Novak es refutada por el simple hecho de que el clima se está calentando.
El mecanismo general por el cual ocurre el calentamiento no es muy discutido, incluso por la mayoría de los escépticos del clima. Pero incluso algunos no escépticos discuten ampliamente si los modelos existentes dan buenas predicciones. Aunque el artículo sobre la naturaleza que cita argumenta que los modelos son buenos, lo hace porque varios científicos de la corriente principal han argumentado lo contrario. Difícilmente podemos considerar el problema resuelto (aunque sea irrelevante para la pregunta aquí).
@matt_black la mayor parte de eso se basa en cosas que los modeladores climáticos no afirman poder hacer con alta precisión (por ejemplo, proyecciones casi decenales, que están dominadas por la variabilidad climática interna, por ejemplo, ENOS, en lugar de cambios a largo plazo en el forzamiento radiativo - por ejemplo, GEI antropogénicos). Existe un gran acuerdo científico sobre las cosas que importan, como la sensibilidad climática de equilibrio, en la que se cree que los modelos funcionan bien. No hacer la distinción es una buena manera de sugerir que las incertidumbres son más problemáticas de lo que realmente son. Además puede cambiar...
@matt_black: si ya se ha demostrado que ocurre una cantidad X de calentamiento, la precisión de las predicciones futuras y si son perfectas ahora realmente no debería ser un factor para negar que el fenómeno existe.
@PoloHoleSet ¿Quién negó que se esté produciendo un calentamiento? no fui yo Pero tengo mucho escepticismo sobre los grandes modelos informáticos de cualquier cosa. Las predicciones de los modelos climáticos de cuánto calentamiento habrá no son tan buenas en opinión de algunos científicos reales. Sin embargo, no los necesitamos para observar que se está produciendo un calentamiento o que la pregunta original aquí es ridícula.
@matt_black: hay legiones de personas que niegan que esté sucediendo. Los modelos climáticos tienen muchas razones BS para hacerlo. Los modelos no pretenden ser predicciones exactas, y siempre se expresan como un rango potencial y se refinan constantemente. Con las mediciones actuales, muchas estimaciones perfectamente válidas de fenómenos físicos parecen toscas. Además, dado que la tasa de CO2 que ingresa a la atmósfera está más allá del poder de predicción de los modelos, afirmar que los modelos tienen fallas porque sus modelos se basaron en otras suposiciones no es una crítica justa.
En su mayor parte, los modelos parecen haber predicho menos los impactos, por lo que pretender que la situación no es tan mala como se pronosticó debido a una insatisfacción general con la precisión exacta no es exactamente una crítica honesta.
@PoloHoleSet Mi punto era que criticar a los modelos no es negar el calentamiento (aunque muchos reaccionan como si lo fuera). Los modelos complejos (no solo los modelos climáticos) hacen que la gente se confíe demasiado de las predicciones inciertas. Y ese exceso de confianza no ayuda a ganar discusiones sobre qué hacer con el cambio climático. Además, los problemas del modelo no se deben principalmente a que sus entradas sobre el CO2 sean incorrectas.
@PoloHoleSet "los modelos tienen una predicción insuficiente" que necesita una referencia o muchas referencias. Ciertamente no es cierto para la temperatura.
@matt_black: súper tonto, si de alguna manera hubiera especificado solo la temperatura. si el cambio de temperatura es un poco menor, pero todos los efectos esperados de ese cambio son tan malos o peores (pérdida de glaciares y casquetes polares, específicamente, son las primeras cosas que vienen a la mente), entonces, realmente, ¿a quién diablos le importa? la temperatura exacta? Los efectos del aumento de temperatura es lo que importa. No necesito ninguna referencia para los comentarios, en realidad. Siéntase libre de buscar en Google "el cambio climático supera las predicciones del modelo" si necesita material de lectura para consultar.
@matt_black escribió "Los modelos complejos (no solo los modelos climáticos) hacen que las personas se confíen demasiado en las predicciones inciertas". este comentario sugiere una falta de familiaridad con lo que realmente muestran los modelos climáticos. La difusión del modelo que se ejecuta a partir de modelos climáticos es bastante amplia (y se entiende que es una subestimación de la verdadera incertidumbre). El punto es que la acción sobre el cambio climático es justificable incluso teniendo en cuenta esa incertidumbre. Si desea un ejemplo muy claro de modelos que subestiman el cambio climático, pruebe la extensión del hielo marino en el Ártico ( realclimate.org/images/seaice10.jpg ).
¿Es imposible el calentamiento global debido a la dilución del CO₂?
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