4-47(2015A) Tyndall and Gore Scattering

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ht (C) 2

015 R

ein André

ROOS

/

R . A . R o o s & A . v . W i j k , @ A c a d e m i a . e d u

4 7T y n d a l l a n d G o r e S c a t t e r i n g

E a r t h E l e c t r i c T h e G r e e n h o u s e G a s e s

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ein André

ROOS

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J o h n T y n d a l l 1 8 2 0 - 1 8 9 3 . P r i o r t o T y n d a l l i t w a s a s s u m e d t h a t t h e E a r t h ' s a t m o s p h e r e h a d a G r e e n h o u s e E f f e c t . I n 1 8 6 0 T y n d a l l w a s f i r s t t o d e m o n s t r a t e

a n d t o q u a n t i f y t h a t v i s u a l l y t r a n s p a r e n t g a s e s a r e i n f r a r e d a b s o r b a n t s .

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ein André

ROOS

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A l G o r e , A m e r i c a n p o l i t i c i a n m a k i n g f r o m g r e e n h o u s e g a s m o v e m e n t b i g b u s i n e s s . D e c l a r e d h i s t u t o r D r . R . R e v e l l e s e n i l e w h e n h e w r o t e : T h e s c i e n t i f i c b a s e f o r

a g r e e n h o u s e w a r m i n g i s t o o u n c e r t a i n t o j u s t i f y d r a s t i c a c t i o n a t t h i s t i m e ( 1 9 9 1 )

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ein André

ROOS

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R . A . R o o s & A . v . W i j k , @ A c a d e m i a . e d uJ O H N T Y N D A L L ' s E Q U I P M E N T

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ein André

ROOS

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R . A . R o o s & A . v . W i j k , @ A c a d e m i a . e d uA L G O R E ' s E Q U I P M E N T

N o b e l P r i z e W i n n e r

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ein André

ROOS

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A L G O R E w a r n s u s f o r t h e i n c r e a s e i n C O 2 , s o t h e q u e s t i o n i s : H o w f a r w i l l t h i sa b s o r p t i o n p a t t e r n o f t o d a y s a t m o s p h e r e c h a n g e w i t h C O 2 a b s o r p t i o n a t i t s

m a x i m u m ? T h e a n s w e r w a s g i v e n a l r e a d y 1 5 0 y e a r s a g o b y J O H N T Y N D A L L

T o t a l A t m o s p h e r i cA b s o r p t i o n /S c a t t e r i n g

@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0

Absorption/ Scattering

U L T R AV I O L E T V I S I B L E I N F R A R E D F A R I N F R A R E D

D O M A I N O F R A D I A N T H E A T ( T Y N D A L L )

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ein André

ROOS

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I n d e e d t h e r e i s v e r y l i t t l e e x t r a a b s o r p t i o n n e e d e d ( t h e r e d l i n e s ) t o r e a c h t h e s a t u r a t i o n f o r C O 2 , i n f a c t w e a r e a l r e a d y s a t u r a t e d , s o a n i n c r e a s e i n

C O 2 l e v e l d o e s N O T i n c e a s e i t e f f e c t i v i t y a s a G r e e n h o u s e g a s .

T o t a l A b s o r p t i o n /S c a t t e r i n g

@ m a x i m u m C O 2

0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


E x t r a A b s o r p t i o n n e e d e d f o rS a t u r a t i o n

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ein André

ROOS

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T h i s c a n c l e a r l y b e s e e n f r o m t h e a b s o r b a t i o n s p e c t r u m o f C a r b o n D i o x i d e ,a l s o e s t a b l i s h e d b y J o h n T y n d a l l , w h e n c o m p a r e d w i t h t h e e x t r a a b s o r p t i o n

n e e d e d f o r s a t u r a t i o n b y C O 2 . . .

0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


C a r b o nD i o x i d eC O 2

E x t r a A b s o r p t i o n n e e d e d f o rS a t u r a t i o n

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ein André

ROOS

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A l s o a n o t h e r w e l l k n o w n g r e e n h o u s e g a s , l i k e t h e M e t h a n e , p r o d u c e d b y t h e c o w s , a b s o r b s v e r y l i t t l e e n e r g y f r o m t h e b a n d s i n w h i c h i t m a n i f e s t s i t s e l f . B e s i d e t h a t , t h e M e t h a n e b a n d s a r e a l s o p a r t o f o t h e r a b s o r p t i o n b a n d s .

M e t h a n e

0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0



@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


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T h i s " b e e i n g p a r t " o f o t h e r a b s o r b t i o n b a n d s , i s a l s o t h e c a s e w i t h t h e g a s e o u s N i t r o g e n d i o x y d e ( N O 2 ) w h e n w e l o o k a t t h e a b s o r b t i o n b a n d o f t h i s f r e q u e n t

a t m o s p h e r i c p o l l u t a n t

N O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0



@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


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ROOS

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I n d e e d i t a r e O x y g e n O 2 a n d O z o n e O 3 w h o a r e c a u s i n g a b s o r p t i o n a n d s c a t t e r i n g , b u t m a i n l y i n t h e U V p a r t o f t h e s p e c t r u m w h e r e t h e r e i s n o

m e n t i o n o f t h e g r e e n h o u s e e f f e c t .

O x y g e n O 2 &

O z o n e O 30 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0



@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


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ein André

ROOS

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0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0



@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


T y n d a l l 1 8 6 0 ' s n o t e d t h a t t h e i m p u t i t y o f a i r l i k e u l t r a f i n e d u s t p a r t i c l e s p l a y e d a ni m p o r t a n t r o l e b e c a u s e t h e y s c a t t e r e d i n t e n s e l i g h t , t h e T Y N D A L L S C A T T E R I N G .T h i s s c a t t e r i n g i s i n t h e b l u e a n d U V p a r t w h e r e n o g r e e n h o u s e e f f e c t i s p r e s e n t .

T y n d a l l S c a t t e r i n g

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ein André

ROOS

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I n d e e d a s T y n d a l l d e m o n s t r a t e d i n 1 8 6 0 , i t i s w a t e r v a p o r , w h i c h i s t h e m a j o r a b s o r b a n t o f i n f r a r e d r a d i a t i o n a n d i s f a r o u t t h e m o s t i m p o r t a n t g r e e n h o u s e g a s .T h i s a l s o b e c a u s e i t i s m u c h l i g h t e r t h e n t h e e a r t h , b o u n d C O 2 g a s , s e e t a b l e .

0 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0



@ 3 8 0 p p m C O 20 . 2 µ m 1 . 0 µ m 1 0 µ m 7 0 µ m

%1 0 0

5 0

0


W a t e rV a p o r

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a t o m i c m a s s u n i t e l e c t r o n e g a t i v i t y H y d r o g e n 1 2 . 2C a r b o n 1 2 2 . 5 5N i t r o g e n 1 4 3 . 0 4O x y g e n 1 6 3 . 4 4F l u o r i n e 1 9 3 . 9 8S u l f u r 3 2 2 . 5 8C h l o r i n e 3 5 3 . 1 6I n t h e a t m o s p h e r e t h e s e e l e m e n t s a r e o f t e n f o u n d i n t h e f o r m o f : f o r m u l a m o l e c u l a r m a s s c h a r a c t e r i s t i c sW a t e r v a p o r H 2 O 1 8 m a j o r g r e e n h o u s e g a sN i t r o g e n N 2 2 6 f e r t i l i z e rA i r 2 9O x y g e n O 2 3 2 i n t e r c e p t s U V r a d i a t i o nC a r b o n d i o x i d e C O 2 4 4 h e a v y , l i m i t e d g r e e n h o u s e g a sS u f u r i c a c i d H 2 S O 4 9 8 s t r o n g a c i d , e l e c t r o n e g a t i fC F C - 1 2 C C l 2 F 2 1 2 0 F l u o r i s e l e c t r o n e g a t i v e

a t o m i c m a s s u n i t e l e c t r o n e g a t i v i t y H y d r o g e n 1 2 . 2C a r b o n 1 2 2 . 5 5N i t r o g e n 1 4 3 . 0 4O x y g e n 1 6 3 . 4 4F l u o r i n e 1 9 3 . 9 8S u l f u r 3 2 2 . 5 8C h l o r i n e 3 5 3 . 1 6I n t h e a t m o s p h e r e t h e s e e l e m e n t s a r e o f t e n f o u n d i n t h e f o r m o f : f o r m u l a m o l e c u l a r m a s s c h a r a c t e r i s t i c sW a t e r v a p o r H 2 O 1 8 m a j o r g r e e n h o u s e g a sN i t r o g e n N 2 2 6 f e r t i l i z e rA i r 2 9O x y g e n O 2 3 2 i n t e r c e p t s U V r a d i a t i o nC a r b o n d i o x i d e C O 2 4 4 h e a v y , l i m i t e d g r e e n h o u s e g a sS u f u r i c a c i d H 2 S O 4 9 8 s t r o n g a c i d , e l e c t r o n e g a t i fC F C - 1 2 C C l 2 F 2 1 2 0 F l u o r i s e l e c t r o n e g a t i v e

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ein André

ROOS

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G O R E ' S S C A T T E R I N Gp r o d u c e d b y t h e w a t e r v a p o r t r a i l s o f h i s p r i v a t e j e t , w h e n f l y i n g a s i n v i t e d s p e a k e r

t o a n d f r o m c l i m a t e c o n f e r e n c e s a n d h a p p e n i n g s , a r e c a u s i n g f a r m o r e h a r m t o t h e c l i m a t e b y t h e g r e e n h o u s e e f f e c t t h e n t h e C O 2 e m i s s i o n f r o m h i s l i m o u s i n e

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ein André

ROOS

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S i n c e t h e 1 9 6 0 ' s i n c r e a s i n g a i r c r a f t m o v e m e n t s , a r e r e s p o n s a b l e f o r t h e i n c r e a s e i n C O 2 a t a l t i t u d e * . B u t i t i s t h e p r e s e n c e o f t h e i n j e c t e d w a t e r v a p o r : G o r e S c a t t e r i n g

t h a t c a u s e s t h e c h a r a c t e r i s t i c t e m p e r a t u r e i n c r a s e i n t h e N o r t h e r n H e m i s p h e r e .* " s e e m y a r t i c l e o n a c a d e m i a . e d u c a l l e d 4 - 4 7 ( 2 0 1 5 ) C O 2 , t h e G r e e n h o u s e G a s

R e v i s i t e d , C O 2 i n t h e A i r "

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ein André

ROOS

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E n d

E a r t h E l e c t r i c T h e G r e e n h o u s e G a s e s

D r . I n g . R e i n A n d r é R O O S , A c u ,R E ( C ) E N T R E R E S E A R C H

L a P i c h o t i è r e , 6 1 3 4 0 N o c é , F r a n c er e i n . a n d r e . r o o s @ g m a i l . c o m

R e s e a c h g a t e A d d e d : 2 0 1 5 - 0 8 - 3 0 T 1 2 : 5 3 : 2 7 U T CD O I : 1 0 . 1 3 1 4 0 / R G . 2 . 1 . 3 1 9 3 . 7 7 6 1

4-47(2015A) Tyndall and Gore Scattering

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