Foråret er allerede godt i gang, og vi med hus og have har kriblen i fingrene efter at påbegynde såningen. Er vi for tidligt ude, kan vi imidlertid risikere omsåning, medmindre vi anvender drivhuse eller mistbænke (et lille drivhus, hvor man kan få planter til at spire). Men for at få styr på, hvordan en mistbænk virker, må vi skabe en fysisk model af en mistbænk. Nu er det ofte sådan, at fysiske modeller har et større gyldighedsområde end først formodet, således også her – vi får som biprodukt en skitse af en klimamodel.
Noget, der batter
Et perfekt spejl kaster alt indfaldende lys tilbage – intet absorberes. Spejlets modsætning er det absolut sorte legeme (ASL), der absorberer alt lys og intet kaster tilbage. Den absorberede strålingsenergi vil give sig til kende som en temperaturstigning i legemet.
Øget temperatur betyder livligere partikelbevægelse, og da partiklerne er elektrisk ladede, vil det betyde udsendelse af elektromagnetisk stråling. Således kan den fusionsdrevne sol modelleres ved et ASL med temperaturen 6.000 K. Den strålingsenergi, som et ASL med temperaturen T udsender pr. tid og areal, er ifølge østrigerne Josef Stefan og Ludwig Boltzmann:
J = o T4 hvor konstanten o (sigma) har talværdien
5,7 10-8 J - m2 sK4
Vi ser altså, at fordobles temperaturen, bliver den udsendte energistrøm 16 gange større. Det er virkeligt noget, der batter. Men ikke nok med det: Farven af lyset afhænger også af temperaturen. Således topper Solens spektrum i den grønne del. Det er smart , da planternes grønne blade også absorberer bedst her, og fotosyntesen derfor forløber optimalt. Den langt koldere Jord udstråler derimod varmestråling i det infrarøde område. Tager vi nu Stefan-Boltzmanns T-i-fjerde-lov sammen med et par astronomiske afstande, finder vi under anvendelse af termodynamikkens første hovedsætning, at Jordens temperatur bliver 6 °C. Dette tal er forbløffende tæt på den målte værdi på 15 °C.
Jordens dækglas
For at sætte temperaturen yderligere i vejret forsynes en mistbænk med dækglas. Har Jorden et dækglas? Ja, det er atmosfæren!
En vinduesrude og atmosfæren er stort set klare, men en del af lyset bliver dog absorberet ved passagen. Situationen kompliceres af, at absorptionevnens størrelse afhænger af lysets farve. Både for glas og luft er den større for varmestrålingen end i det synlige område. Forskellen giver anledning til den såkaldte drivhuseffekt. En fornyet beregning viser, at effekten kan gøre rede for forskellen på 9 °C op til den målte middeltemperatur. Det er godt, vi har drivhuseffekten!
Nu er en mistbænk jo ikke komplet uden et godt lag gærende gødning i bunden. Nedbrydningen af gødningen udvikler varme – temperaturen stiger. Hvad svarer til den gærende mistbænkgødning for Jordens vedkommende? Det gør omsætningen af de radioaktive stoffer i Jordens indre, varmeledningen fra den glødende kerne og afbrændingen af de fossile brændsler i dagens energiproduktion.
Det skal afslutningsvis bemærkes, at den vidt berømte drivhuseffekt slet ikke er den væsentligste grund til at lægge glas over mistbænke – det forhindrer den varme luft i at strømme bort.
Formidlingsindsats
I betragtning af den enorme interesse, der er for klimatiske forhold i disse år, er det ejendommeligt, at vi aldrig bliver oplyst om de betragtninger, som de mange eksperter i FN s klimapanel gør sig for at underbygge den en gang vedtagne hypotese om den menneskeskabte klimaforandring via drivhusgasserne. Her er virkelig brug for en heftig formidlingsindsats.
»Come on, Al Gore!«