Molekylfysiker: Koldioxid kan inte fungera som växthusgas

Om man ur strålningslagarna beräknar jordens medeltemperatur utan atmosfär får man fram temperaturen –15 grader, om jorden behandlas som en svartkropp. Anser man den inte som en svartkropp får man fram högre temperaturer. Antar man att den till 70 procent är en svartkropp blir resultatet +9 grader. Den globala medeltemperaturen anses vara +15 grader. Skillnaden förklaras bero på växthuseffekten beroende på vissa så kallade växthusgaser, som vattenånga, kol-dioxid, metan och lustgas.

Mätningar på vissa planeter och månar i solsystemet visar (Alan Siddons: The Impact of an Atmosphere i boken Slaying the Sky Dragon) att atmosfärerna, oberoende av vilka gaser som ingår, uppvisar ett likartat samband mellan tryck och temperatur. Det finns därför anledning anta att luften själv, utan inslag av växthusgaser, ordnar till en dräglig marktemperatur.

FN:s klimatpanel IPCC har, utan att ta fasta på vad vissa av deras forskare anfört, i sin sammanfattning för beslutsfattare framhållit att det är den mänskligt utsläppta koldioxiden som med stor sannolikhet är ansvarig för den uppmätta temperaturökningen om 0,7 grader på 100 år under 1900-talet.

Det finns huvudsakligen två vägar längs vilka koldioxid kan tänkas påverka klimatet. Den ena innebär att molekylen själv värms upp och genom kollisioner överför värmen till övriga molekyler i luften. Den andra innebär att koldioxid sänder ut den uppsnappade energin som IR-strålning och eftersom molekylen roterar kommer hälften av den utstrålade energin att träffa marken och värma upp den.

I första fallet är det så att molekylens temperatur generellt inte påverkas av interna vibrationer och när koldixod absorberar värmestrålning, huvudsakligen med våglängden 15 my så börjar de elektriska tyngdpunkterna att vibrera och accelererade laddningar sänder genast ut strålning.

Det finns en ytterligare vibration vid våglängden 4,3 my men här är värmestrålningen enligt Planckkurvan mycket svag. Om molekyler ur den omgivande luften hinner kollidera med den exciterade koldioxidmolekylen blir dessa stötar elastiska enligt kvantmekanikens lagar. Stötarna kan inte överföra delar av vibrationsenergin utan bara hela beloppet. Om inte de stötande molekylerna har exakt samma vibrationsnivåer och det har de inte, behåller koldioxidmolekylen sin vibration även efter stöten.

Den andra mekanismen bygger på den första. Koldioxidmolekylen absorberar ett kvantum strålning från jorden. Den börjar vibrera och sänder åter ut strålningen. Eftersom molekylen roterar kommer strålningen attvara riktad åt alla möjliga håll; hälften kommer att kunna träffa marken och värma upp den. Detta resonemang håller inte. Antag att marken sänder ut två fotoner av den aktuella våglängden. De absorberas av två koldioxidmolekyler. Hälften återvänder till marken.

Låt oss göra en finansiell liknelse: En bank lånar ut två miljoner kronor men kunden kan bara återbetala en miljon. Har då bankens förmögenhet ökat med en miljon? Marken har sänt ut två fotoner värme och fått tillbaka en. Har då marken blivit varmare?

Knappast. Koldioxid kan därför inte fungera som en växthusgas. Samma resonemang gäller även för vattenånga. Den kommer också att vibrera. De två andra ”växthusgaserna” kan man helt bortse ifrån då deras halter är någon tiotusendels procent.