Auringon lämpöenergian heijastaminen

peileillä avaruuteen?

Jos korkealla sijaitsevalle autiomaalle sijoitettaisiin 1 km2:n kokoinen avaruuteen osoittava peili, niin kuinka monta TWh:ta se pystyisi siirtämään pois maapallolta vuodessa?

17

993

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • rwbrwbtbtr

      Kokeilepas laskea ihan itse. Tuskin tuohon mistään löytyy täysin valmista vastausta. Annan vähän lähtötietoja:

      Auringon kokonaissäteilyteho Maan etäisyydellä on noin 1365 W/m^2.

      Tuosta tehosta pääsee maan pinnalle asti vain osa, päiväntasaajalla karkeasti arvioiden keskipäivällä noin 2/3-osaa ja navoilla ei paljon mitään. Eikä tietenkään yöpuolellakaan mitään minnekään.

      Peilin heijastama tehokaan ei poistu kokonaan avaruuteen vaan osa siitä absorboituu ilmakehään.

    • on helppoa

      Siis käsittääkseni tuo ilmoitettu 1300 W/m2 on maanpinnalle saapuvan säteilyn energia. Siitä vaan miljoona kertaa 1300 kertaa vuoden tunnit (8700), saadaan 8,7 TWh. Tästä pitää tietysti laskea pois se, ettei aurinko paista koko vuorokautta (eikä täydeltä terältä), heijastuneen valon absorptio ilmaan sekä tietysti heijastuksen kerroin. Arvio: sellainen 2 TWh.

      Tuskin noin pienellä peilillä kuitenkaan olisi vaikutusta, mutta sillä voisi olla varsin suuri paikallinen vaikutus: autiomaan lämpötila laskisi varsin merkittävästi, joten myös sateen todennäköisyys lisääntyisi. Ei siinä mitään, sehän voi olla hyväksikin, mutta ilmaston dynamiikkaa ei tunneta niin hyvin, että tiedettäsiin varmaksi, ettei jonkun toisen paikan sääolot muuttuisi radikaalisti tuon seurauksena.

      • kun:

        Siis, äh, tulos on: 11 TWh ja arvio oikeasti poistuvasta energiasta 2,5 - 3 TWh.


      • Jos maahan lankeava säteily on 8,7TWH menee ulos hyvinkin 6TWh, koska peili ei muuta aallonpituutta merkittävästi, pidempiaaltoinen jäisi loukkuun ilmakehään.
        Peilillä on lisäksi 92-95% heijastuskyky.

        Kilometrin peili ei muuttaisi ilmastoa mihinkään suuntaan. Paitsi paikallisesti, syntyisi korkean keskus ja ympärille peilituuli, "merituulen vastine"

        Niin jos otettaisiin tietysti koko vuorokauden heijastuskyky, niin tulos olisi tuota luokkaa. Mutta mutta,koska ilmasto on tasapainossa, koska aavikko ei lämpene päivä päivältä kuumemmaksi. täytyy yöllä teho hävitä jotenkin. Se säteilee avaruuteen. Peili ei säteile juuri mitään,, joten vaikutus olisi vieläkin pienempi käytännössä, ellei peiliä suunnata siten että maan pinta pääsee jäähtymään.

        Loppu kiteytys: Jos on peili kilsan kanttiinsa ,, saamatta jäänyt säteily, kompensoituu lähes täysin, kun yöllä ei säteily jäähdytä autiomaata..
        Ei siis vaikutusta maapallon säähän globaalisti.


      • wileni

        Tuo 1300 W/m2 likimain Auringon säteilytehotiheys Maan kiertoradan etäisyydellä, siis ilmakehän ulkopuolella. Maanpinnalla lukema on parhaimmillaan n. 1000 W/m2, siis päiväntasaajalla keskipäivän aikaan ja kirkkaalla säällä.


      • uudelleen !
        airfoil kirjoitti:

        Jos maahan lankeava säteily on 8,7TWH menee ulos hyvinkin 6TWh, koska peili ei muuta aallonpituutta merkittävästi, pidempiaaltoinen jäisi loukkuun ilmakehään.
        Peilillä on lisäksi 92-95% heijastuskyky.

        Kilometrin peili ei muuttaisi ilmastoa mihinkään suuntaan. Paitsi paikallisesti, syntyisi korkean keskus ja ympärille peilituuli, "merituulen vastine"

        Niin jos otettaisiin tietysti koko vuorokauden heijastuskyky, niin tulos olisi tuota luokkaa. Mutta mutta,koska ilmasto on tasapainossa, koska aavikko ei lämpene päivä päivältä kuumemmaksi. täytyy yöllä teho hävitä jotenkin. Se säteilee avaruuteen. Peili ei säteile juuri mitään,, joten vaikutus olisi vieläkin pienempi käytännössä, ellei peiliä suunnata siten että maan pinta pääsee jäähtymään.

        Loppu kiteytys: Jos on peili kilsan kanttiinsa ,, saamatta jäänyt säteily, kompensoituu lähes täysin, kun yöllä ei säteily jäähdytä autiomaata..
        Ei siis vaikutusta maapallon säähän globaalisti.

        Siis aurinko paistaa vain 12 tuntia vuorokaudessa. Niistäkin vain yhden hetken suoraan zeniitistä. Muulloin se paistaa vinosti peiliin. Siis aurinkotunneista johtuen teho ensin puolittuu ja sitten tuon kulman vuoksi vielä (melkein) puolittuu. Ilmakehälläkin on varsin suuri absorptiviteetti, mutta jo maahan päässyt säteily pääsee paremmalla prosentilla pois kuin kokonaissätely tänne.

        >

        Tottakai peili säteilee. Lämpösäteily johtuu lämpötilasta - ei materiaalin heijastuskyvystä. Vain jos maapallon lämpötila pienenee, yöllinen lämpösäteily vähenee.


      • näin ?
        wileni kirjoitti:

        Tuo 1300 W/m2 likimain Auringon säteilytehotiheys Maan kiertoradan etäisyydellä, siis ilmakehän ulkopuolella. Maanpinnalla lukema on parhaimmillaan n. 1000 W/m2, siis päiväntasaajalla keskipäivän aikaan ja kirkkaalla säällä.

        Siis kuitenkin esim. Turun mittarit kertovat, että kesäpäivänä saavutetaan max n. 1000 W/m2 (http://at8.abo.fi/cgi-bin/fi/get_weather). Tuo on varmasti mitattu aurinkoa kohti olevalla mittarilla, mutta onko niin, ettei päiväntasaajallakaan tuo aurinkoa kohti mitattu ole yhtään suurempi kuin Suomessa ?


      • uudelleen ! kirjoitti:

        Siis aurinko paistaa vain 12 tuntia vuorokaudessa. Niistäkin vain yhden hetken suoraan zeniitistä. Muulloin se paistaa vinosti peiliin. Siis aurinkotunneista johtuen teho ensin puolittuu ja sitten tuon kulman vuoksi vielä (melkein) puolittuu. Ilmakehälläkin on varsin suuri absorptiviteetti, mutta jo maahan päässyt säteily pääsee paremmalla prosentilla pois kuin kokonaissätely tänne.

        >

        Tottakai peili säteilee. Lämpösäteily johtuu lämpötilasta - ei materiaalin heijastuskyvystä. Vain jos maapallon lämpötila pienenee, yöllinen lämpösäteily vähenee.

        "Tottakai peili säteilee. Lämpösäteily johtuu lämpötilasta - ei materiaalin heijastuskyvystä. Vain jos maapallon lämpötila pienenee, yöllinen lämpösäteily vähenee."

        Lämpötila vaikuttaa, mutta myös pinnan väri. Säteilyn vastakohtana on -200ast. joten muutama kymmenenkin astetta sinne tänne ei vaikuta paljoa.
        Mikä lämpiää tehokkaammin , jäähtyy myös tehokkaasti. Musta kuumuu auringon paisteessa hyvin, musta myös jäähtyy säteilyn vaikutuksesta eniten. Kirkas ei juuri kuumene eikä myöskään säteile.


      • järki käteen
        airfoil kirjoitti:

        "Tottakai peili säteilee. Lämpösäteily johtuu lämpötilasta - ei materiaalin heijastuskyvystä. Vain jos maapallon lämpötila pienenee, yöllinen lämpösäteily vähenee."

        Lämpötila vaikuttaa, mutta myös pinnan väri. Säteilyn vastakohtana on -200ast. joten muutama kymmenenkin astetta sinne tänne ei vaikuta paljoa.
        Mikä lämpiää tehokkaammin , jäähtyy myös tehokkaasti. Musta kuumuu auringon paisteessa hyvin, musta myös jäähtyy säteilyn vaikutuksesta eniten. Kirkas ei juuri kuumene eikä myöskään säteile.

        Siis: peili on saman lämpöinen kuin ympäristönsä. Se säteilee varsin lähelle samaa vauhtia kuin ympäristönsä - ja tosiaan, ero sinne avaruuden kylmyyteen on varsin suuri (missä ei pari astetta paina). Kyse on nyt eri asioista peilin suhteen. Ei sen heijastava vaikutus kuitenkaan sen lämpötilaa muuta (juuri). Eikä tuo alue kuitenkaan helpolla pakkaselle mene vaikka maanpintaa peittäisikin kilometrin peili.


      • järki käteen kirjoitti:

        Siis: peili on saman lämpöinen kuin ympäristönsä. Se säteilee varsin lähelle samaa vauhtia kuin ympäristönsä - ja tosiaan, ero sinne avaruuden kylmyyteen on varsin suuri (missä ei pari astetta paina). Kyse on nyt eri asioista peilin suhteen. Ei sen heijastava vaikutus kuitenkaan sen lämpötilaa muuta (juuri). Eikä tuo alue kuitenkaan helpolla pakkaselle mene vaikka maanpintaa peittäisikin kilometrin peili.

        Maanpinta jäähtyy yöllä vaikka se on "peili on saman lämpöinen kuin ympäristönsä." silti myös maanpinta jäähtyy yöllä kun tulee esim halla, kahden metrin korkeudessa oleva ilma ei jäähdy niin paljoa, säteily jäähdyttää. Kumma ettei ilma (kirkas)säteile ja jäähdy? Vaan maanpinta, ja se vetää mukanaan sitten alimmat ilmakerrokset

        "Eikä tuo alue kuitenkaan helpolla pakkaselle mene vaikka maanpintaa peittäisikin kilometrin peili." Ei tietenkään mene pakkaselle ollenkaan, kun peili ei juuri säteile lämpöä avaruuteen. Viereisen paljaan maanpinnan jäähtyessä voimakkaasti.

        Ajattele vielä termospulloa, sisällön ero ulkoilmaan sata-astetta, pullon sisäpinta on peilimäimen/kirkas. Pitää olla merkitystä säteilyllä eihän muuten sisäpintaa hopeoitaisia. Nyt on yli kaksisataa astetta ero avaruuden ja maanpinnan ero. vaikka siinä on maanpintaa lämpimämpää ilmaa välissä, mutta säteily läpäisee vaikuttamatta kirkkaan ilmakehän.


      • pahasti !
        airfoil kirjoitti:

        Maanpinta jäähtyy yöllä vaikka se on "peili on saman lämpöinen kuin ympäristönsä." silti myös maanpinta jäähtyy yöllä kun tulee esim halla, kahden metrin korkeudessa oleva ilma ei jäähdy niin paljoa, säteily jäähdyttää. Kumma ettei ilma (kirkas)säteile ja jäähdy? Vaan maanpinta, ja se vetää mukanaan sitten alimmat ilmakerrokset

        "Eikä tuo alue kuitenkaan helpolla pakkaselle mene vaikka maanpintaa peittäisikin kilometrin peili." Ei tietenkään mene pakkaselle ollenkaan, kun peili ei juuri säteile lämpöä avaruuteen. Viereisen paljaan maanpinnan jäähtyessä voimakkaasti.

        Ajattele vielä termospulloa, sisällön ero ulkoilmaan sata-astetta, pullon sisäpinta on peilimäimen/kirkas. Pitää olla merkitystä säteilyllä eihän muuten sisäpintaa hopeoitaisia. Nyt on yli kaksisataa astetta ero avaruuden ja maanpinnan ero. vaikka siinä on maanpintaa lämpimämpää ilmaa välissä, mutta säteily läpäisee vaikuttamatta kirkkaan ilmakehän.

        Onneksi nyt tajuan, missä ajattelet pieleen.

        >

        Peili heijastaa lämpösäteilyä takaisin esim. termospullossa. Siis jos peilipinta on ulospäin (peilaava termari), niin silloin siitä ei ole mitään hyötyä. Jääkaapissa on (usein) peilaava pinta, mutta nyt tietysti ulospäin, koska ulkoapäin tuleva säteily halutaan heijastaa takaisin jääkaappia lämmittämästä. Taas jääkaappiin sisällepäin heijastavasta pinnasta ei ole mitään hyötyä: ei ole mitään "kylmäsäteitä", jotka haluttaisiin pitää kaapin sisällä - on vain lämpösäteitä, jotka halutaa pitää ulkona.

        Peilaaminen ei vaikuta kuitenkaan mitenkään ko. kappaleen omaan lämpösäteilyyn, joten peili jäähtyy aivan samalla tavalla kuin mikä tahansa muukin kappale kun heijastettavaa säteilyä (auringonvaloa) ei enää tule.


      • pahasti ! kirjoitti:

        Onneksi nyt tajuan, missä ajattelet pieleen.

        >

        Peili heijastaa lämpösäteilyä takaisin esim. termospullossa. Siis jos peilipinta on ulospäin (peilaava termari), niin silloin siitä ei ole mitään hyötyä. Jääkaapissa on (usein) peilaava pinta, mutta nyt tietysti ulospäin, koska ulkoapäin tuleva säteily halutaan heijastaa takaisin jääkaappia lämmittämästä. Taas jääkaappiin sisällepäin heijastavasta pinnasta ei ole mitään hyötyä: ei ole mitään "kylmäsäteitä", jotka haluttaisiin pitää kaapin sisällä - on vain lämpösäteitä, jotka halutaa pitää ulkona.

        Peilaaminen ei vaikuta kuitenkaan mitenkään ko. kappaleen omaan lämpösäteilyyn, joten peili jäähtyy aivan samalla tavalla kuin mikä tahansa muukin kappale kun heijastettavaa säteilyä (auringonvaloa) ei enää tule.

        Nimittäin auton ikkunakin kuurittuu pintojen säteilessä lämpönsä avaruuteen ja kirkas ikkuna ei jäähtyisi samalla tavalla kuin maalipinta, jos aijempi väittämäni pitäisi paikkansa.. Pitääpä asiaa vielä tutkiskella :))))

        Mietin jo edellisen vastauksen aikaan tuota auton ikkuna asiaa, miksi se kuitenkin on kuurassa, vaikka on kirkas.


      • tosiaan vaikuta
        airfoil kirjoitti:

        Nimittäin auton ikkunakin kuurittuu pintojen säteilessä lämpönsä avaruuteen ja kirkas ikkuna ei jäähtyisi samalla tavalla kuin maalipinta, jos aijempi väittämäni pitäisi paikkansa.. Pitääpä asiaa vielä tutkiskella :))))

        Mietin jo edellisen vastauksen aikaan tuota auton ikkuna asiaa, miksi se kuitenkin on kuurassa, vaikka on kirkas.

        Joo-o, ei tosiaan ole väliä vaikka kappale olisi läpinäkyvä (IR-alueellakaan). Se on kuitenkin lämmin, joten se säteilee lämpösäteilyä. Toki materiaalien ominaisuudet hivenen määräävät, kuinka paljon tuota säteilyä tulee, mutta materiaalien erot on kokonaiskuvassa melkoisen pienet.

        Muuten niin noissa ulkona tapahtuvissa ilmiöissä yksi suuri vaikuttava tekijä on ilmankosteus, joten päättely niistä ei ole täysin suoraviivaista. Kuitenkin kun autolla on katto päällä, niin ikkunat ei huurru, koska katto heijastaa osan auton (ja maan) lähettämästä lämpösäteilystä takaisin (joten kosteudella on aina jokin kylmempi kohta tiivistyä/härmistyä kuin auton lasi).


      • H3mmo
        tosiaan vaikuta kirjoitti:

        Joo-o, ei tosiaan ole väliä vaikka kappale olisi läpinäkyvä (IR-alueellakaan). Se on kuitenkin lämmin, joten se säteilee lämpösäteilyä. Toki materiaalien ominaisuudet hivenen määräävät, kuinka paljon tuota säteilyä tulee, mutta materiaalien erot on kokonaiskuvassa melkoisen pienet.

        Muuten niin noissa ulkona tapahtuvissa ilmiöissä yksi suuri vaikuttava tekijä on ilmankosteus, joten päättely niistä ei ole täysin suoraviivaista. Kuitenkin kun autolla on katto päällä, niin ikkunat ei huurru, koska katto heijastaa osan auton (ja maan) lähettämästä lämpösäteilystä takaisin (joten kosteudella on aina jokin kylmempi kohta tiivistyä/härmistyä kuin auton lasi).

        Ainakin kuuma vesi jäähtyy nopeammin mustaksi maalatussa alumiinikipossa kuin lähes identtisessä kiillotetussa alumiinikipossa. Sopii testata itsekin.


      • wileni
        tosiaan vaikuta kirjoitti:

        Joo-o, ei tosiaan ole väliä vaikka kappale olisi läpinäkyvä (IR-alueellakaan). Se on kuitenkin lämmin, joten se säteilee lämpösäteilyä. Toki materiaalien ominaisuudet hivenen määräävät, kuinka paljon tuota säteilyä tulee, mutta materiaalien erot on kokonaiskuvassa melkoisen pienet.

        Muuten niin noissa ulkona tapahtuvissa ilmiöissä yksi suuri vaikuttava tekijä on ilmankosteus, joten päättely niistä ei ole täysin suoraviivaista. Kuitenkin kun autolla on katto päällä, niin ikkunat ei huurru, koska katto heijastaa osan auton (ja maan) lähettämästä lämpösäteilystä takaisin (joten kosteudella on aina jokin kylmempi kohta tiivistyä/härmistyä kuin auton lasi).

        Kappaleen säteilemää lämpötehoa voidaan kuvata Stefan-Bolzmanin-yhtälöllä, asiaa on selitetty seuraavassa: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/thermo/cootime.html

        Yhtälössä kappaleen materiaalin ja pintarakenteen ominaisuuksia kuvataan emissiivisyyskertoimella, linkin takaa löytyy muutama esimerkki: http://www.coleparmer.com/techinfo/techinfo.asp?htmlfile=Emissivity.htm&ID=254


      • wileni
        näin ? kirjoitti:

        Siis kuitenkin esim. Turun mittarit kertovat, että kesäpäivänä saavutetaan max n. 1000 W/m2 (http://at8.abo.fi/cgi-bin/fi/get_weather). Tuo on varmasti mitattu aurinkoa kohti olevalla mittarilla, mutta onko niin, ettei päiväntasaajallakaan tuo aurinkoa kohti mitattu ole yhtään suurempi kuin Suomessa ?

        Auringon paistaessa suoraan zeniitistä sen säteily kulkee hieman lyhyemmän matkan ilmakehän läpi, kuin sen paistaessa n. 53 deg korkeudelta joka on tilanne keskikesällä keskipäivän aikaan Etelä-Suomessa, mutta todella vain hieman. Ilmakehä on kuitenkin käytännössä läpinäkymätön isolle osalle tuossa n. 1300 W/m2 lukemassa mukana olevia aallonpituuksia jo kohtisuoraan mitatulla paksuudella, joten kulmasta tuleva lisäpaksuus vaikuttaa merkittävästi vain siihen osuuteen säteilystä jonka aallonpituuksille ilmakehä on edes hieman läpikuultava.

        Siis lyhyesti sanottuna; teoriassa on suurempi päiväntasaajan tienoilla, käytännössä ei erityisen merkittävästi. Käytännössä maanpinnalle asti tulevan säteilyn määrää hallitsee ilmassa olevan vesihöyryn ja pölyn määrä.


    • peileillä avaruuteen?

      Yksittäisten peilien koko jotakin järkevää kokoluokkaa (esim. 20 m2). Kääntäminen älykästä. Näitä 1 km2 peilejä voisi tietysti rakentaa tarvittaessa 100 tai 1000 tai ... kpl. Pientä ajatusta vastauksiin!

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kansalla on oikeus tietää miksi persut pettävät

      Koko kulunut hallituskausi on kysytty persuilta, minkä vuoksi he ovat pettäneet käytännössä jokaisen vaalilupauksen, ain
      Maailman menoa
      60
      7502
    2. Venäjän armeijan evp-upseeri: Armeija surkeassa tilassa, jonka läpäisee kaiken kattava

      valehtelu. Venäläiset alkaneet pohtia julkisesti maan todellisia tappioita. Z-bloggari ja 3. luokan kapteeni (evp.) Mak
      Maailman menoa
      123
      2936
    3. Minkälaisen viestin

      Laittaisit ikävöinnin kohteelle, jos rohkenisit?
      Ikävä
      142
      1776
    4. Kansalla on oikeus tietää mikä on SDP:n talousohjelma jolla maan talous

      saadaan nousuun? Miksi puolue piilottelee sitä, vai eikö sitä ole? Tähän asti olemme vaan saaneet kuulla hallituksen ha
      Maailman menoa
      65
      1649
    5. Ammattiliitto 900 euroa/vuosi - Työttömyyskassa 72 euroa/vuosi

      Ammattiliitosta eroamalla voi säästää jopa 800 euroa vuodessa. Mitä enemmän tienaat, sitä enemmän maksat liitolle. Esim
      Maailman menoa
      115
      1458
    6. Miten voit olla niin tyhmä

      että et tajunnut että sua vedätettiin? Tietäisitpä miten hyvät naurut on saatu. Naiselle
      Tunteet
      167
      1404
    7. Missä vaiheessa

      Päätit irl luovuttaa minun suhteeni?
      Ikävä
      131
      1153
    8. Millaisena uskot

      Kaivattusi kokevan tunteensa?
      Ikävä
      76
      849
    9. Kyriake=Kirkko

      Kirkko, Kyriake Kirkko-sana tulee kreikankielen sanasta Kyriake=Herran omat, Kristuksen omaksi kastettujen suuri joukko
      Kaste
      47
      802
    10. Mitä haluat eniten

      Kaivattusi kanssa?
      Ikävä
      52
      745
    Aihe