Увеличение размеров/массы Земли

[felis manul]

А откуда следует, что пар в атмосфере поднимается равномерно??

Из законов физики следует. Есть такое уравнение неразрывности в гидродинамике, оно говорит о следующем: если проходное сечение потока вещества, его плотность и расход постоянны, тогда скорость движения также постоянна. Для потока пара, который поднимается в атмосфере вверх, таким проходным сечением является сама атмосфера, то есть сфера с центром в центре Земли. Конечно, с увеличением высоты (то есть с увеличением радиуса) поверхность сферы растёт. Но это увеличение настолько незначительно, что не играет практически никакой роли в процессе.

Допустим, что изменением площади сферы можно пренебречь, но из чего следует что плотность и расход постоянны? и вообще почему тогда пар до сих пор присутствует в атмосфере, а его концентрация на разных высотах не одинакова?

[olenellus]

В итоге происходит постоянная переработка энергии грав.поля планеты в кинетическую энергию падающих осадков,

Отключите Солнце и посмотрите, что будет с круговоротом.

[felis manul]

В итоге происходит постоянная переработка энергии грав.поля планеты в кинетическую энергию падающих осадков,

Отключите Солнце и посмотрите, что будет с круговоротом.

А можно не отключать?.

[Aleksandr 51]

А разве я писал, что масса Земли растёт за счет осаждения космической пыли? Такой процесс конечно имеет место, я с этим не спорю. Но он на 3 порядка меньше той величины, которая необходима, чтобы объяснить увеличение размеров земного шарика только лишь осаждением массы из космоса. Возможны иные процессы, гораздо более мощные.

Если не секрет, пожалуйста, назовите эти более мощные процессы.

[Корпускуляр]

Допустим, что изменением площади сферы можно пренебречь, но из чего следует что плотность и расход постоянны? и вообще почему тогда пар до сих пор присутствует в атмосфере, а его концентрация на разных высотах не одинакова?

Насчёт расхода: сколько воды испарилось внизу, ровно столько же пара сконденсируется вверху. Думаю, с этим согласятся все.
Насчёт плотности: она определяется общим давлением. Вспомните, на какой высоте ходят облака. Примерно от 1 до 5 км. Давление атмосферного воздуха (а значит, и плотность содержащегося в атмосфере пара) на этих высотах ещё очень мало отличается от давления на уровне моря.

Отключите Солнце и посмотрите, что будет с круговоротом.

Да, с выключением Солнца температура атмосферы упадёт постепенно до нуля, испарение прекратится и круговорот воды перестанет работать. Из этого факта многие делают неправильный вывод, будто именно солнечная энергия выделяется в процессе круговорота воды. Но я могу предложить хорошую аналогию: катализатор химических реакций. Есть такие химические реакции, которые требуют присутствия в зоне реакции катализатора, и хотя сам катализатор в реакции участвует, но не расходуется. Если катализатор убрать, реакция прекратится. Солнце играет для водного круговорота такую же роль катализатора. Любой специалист по тепловым процессам скажет, что количество тепла, выделившегося при конденсации пара вверху, в точности до микроджоуля равно количеству тепла, затраченному на испарение внизу. Следовательно, солнечная энергия из процесса круговорота уходит в момент конденсации пара. Тогда какая энергия преобразуется в кинетическую энергию падающих дождевых капель? Потенциальная? А она откуда взялась? От Солнца? Но я только что написал, что солнечная энергия из круговорота уходит в момент конденсации пара. И здесь может быть только один вывод: в кинетическую энергию дождевых капель преобразуется энергия грав.поля.

Если не секрет, пожалуйста, назовите эти более мощные процессы.

Боюсь об этом писать. Модераторы меня уже предупредили, что личная точка зрения на данном сайте не приветствуется, и влепили мне -1 за то, что я посмел высказать личную точку зрения на эффект Ушеренко. Описывая процесс гравитационного свеллинга, я уже рискую получением второго минуса, потому что это моя личная точка зрения, а не официоз. А наработка массы в недрах планеты - намного более "фантастический" и впечатляющий процесс по сравнению со свеллингом.

[AlexOrex]

Тогда какая энергия преобразуется в кинетическую энергию падающих дождевых капель? Потенциальная? А она откуда взялась? От Солнца?

Пытаюсь разобраться. Пар почему поднимается вверх? Потому, что теплый воздух, в котором испарилась вода, вытесняется вверх холодным воздухом, который плотнее. Так, берем исходную равномерную спокойную атмосферу. Включаем солнце. Приповерхностный слой воздуха нагревается, поглощает влагу, расширяется. Остальная часть воздуха опускается, теряя потенциальную энергию, которая частично переходит к поднявшемуся теплому воздуху. Т.е. энергия на подъем пара все же от Солнца по цепи: излучение - нагрев поверхности - нагрев (ускорение молекул) атмосферы - расширение газа - подъем из-за вытеснения более плотными слоями. На эту цепочку накладывается цикл испарения - конденсации.

[Aleksandr 51]

Модераторы меня уже предупредили, что личная точка зрения на данном сайте не приветствуется, и влепили мне -1 за то, что я посмел высказать личную точку зрения на эффект Ушеренко.

Напишите в личку. Надеюсь, за это модераторы не будут ругаться.

[felis manul]

Допустим, что изменением площади сферы можно пренебречь, но из чего следует что плотность и расход постоянны? и вообще почему тогда пар до сих пор присутствует в атмосфере, а его концентрация на разных высотах не одинакова?

Насчёт расхода: сколько воды испарилось внизу, ровно столько же пара сконденсируется вверху. Думаю, с этим согласятся все.
Насчёт плотности: она определяется общим давлением. Вспомните, на какой высоте ходят облака. Примерно от 1 до 5 км. Давление атмосферного воздуха (а значит, и плотность содержащегося в атмосфере пара) на этих высотах ещё очень мало отличается от давления на уровне моря.

Насчет того, что сколько испарилось, столько же сконденсируется не совсем верно - могут происходить химические реакции, разложение воды на кислород и водород, да и диссипацию никто еще не отменил, хотя возможно этим можно пренебречь.
Насчет высоты облаков - Вас кто-то жестоко обманул. Но пусть даже 5 км. Давление атмосферного воздуха, а значит и плотность отличаются на высоте 0 и 5000 м, согласно ГОСТ 4401-81 почти в два раза. Этим уже пренебрегать нельзя. Кроме того плотность водяного пара сильно зависит от температуры, которую константой назвать трудно.

[Путник]

AstroNick
Так что не нужно приписывать первоисточнику то, чего в нем нет!

Так я вроде бы ничего и не приписывал первоисточнику - привел прямую цитату, даже без перевода, чтобы не вносить излишнюю погрешнось.

Лично я из этого могу только сделать вывод, что в ту эпоху в году было около 400 суток, а указанные колебаний могут быть неопределённостями подсчёта колец или же какими-то природными причинами изменения их числа (ничего ведь не говорится о том, что эти колебания как-то упорядочнены).

Честно говоря, я не представляю, как можно насчитать 410 колец, если их там всего 400, а уж тем более 385. У исследователей, вряд ли были трудности с арифметикой, поэтому вариант с неправильным подсчетом я бы сразу же отбросил. Что касается того, что в какие-то дни кольца могли не образовываться вовсе, то, если мы будем придерживаться такой логики, то в этом случае в девонском году могло быть не только 410, но 820 дней и 1020 дней...
А еще каждый цикл роста кораллов в девоне мог продолжаться не год, а, например, подгода, ведь места, откуда были взяты для исследования кораллы в девоне находились в районе экватора, где Солнце в зените бывает дважды в году! Почему бы в этом случае и кораллам не испытвать дважды в год циклы своего роста. А тогда продолжительность года составляла бы 800 дней.

Но главный-то вопрос не в этом, а в том, почему планеты СС вращаются с различными скоростями и могут ли они менять ее в разы по каким-то причинам?

Klapaucius
К тому же на самом деле скорее всего побольше 410 - данные 1965 года довольно стары, и современные могут даже по погрешности не пересекаться.

Буду благодарен, если дадите ссылку на современные данные.

Или Вы неправильно цитируете, данные относятся к Мезозою.

Вот прямая цитата:

I have examined so far is from the Middle Devonian. of New York and Ontario, especially specimens of Heliophyllum, Eridophllum .(Fig. 6) and Favosites. Diurnal and annual growth-rates vary in the same individual, adding to the complexity, but in every instance there are more than 365 growth -lines per annum. usually about 400, ranging between extremes of 385 and 410.

Может я и вправду "неправильно цитирую" или данные "относятся к Мезозою"?

[Корпускуляр]

Так, берем исходную равномерную спокойную атмосферу. Включаем солнце. Приповерхностный слой воздуха нагревается, поглощает влагу, расширяется. Остальная часть воздуха опускается, теряя потенциальную энергию, которая частично переходит к поднявшемуся теплому воздуху.

Когда Солнце "включается" и начинает разгоняться циркуляция воздуха в атмосфере - это нестационарный процесс и в нём солнечная энергия поглощается, с этим я не спорю. Но я писал о стационарном процессе, когда Солнце греет равномерно, циркуляция работает устойчиво и вертикальные скорости подъёма и опускания воздушных масс не меняются. Кроме того, энергия может передаваться от среды к среде (в данном случае от поднимающегося воздушного потока к опускающемуся) лишь при непосредственном контакте (или контакте через неподвижную стенку, как в теплообменниках). Но в атмосфере поднимающиеся и опускающиеся воздушные массы разделены порой сотнями километров. Каким образом потенциальная энергия опускающегося потока воздуха может передаваться за сотни километров поднимающемуся потоку? Через параллельное пространство?

Насчет того, что сколько испарилось, столько же сконденсируется не совсем верно - могут происходить химические реакции, разложение воды на кислород и водород, да и диссипацию никто еще не отменил, хотя возможно этим можно пренебречь.
Насчет высоты облаков - Вас кто-то жестоко обманул. Но пусть даже 5 км. Давление атмосферного воздуха, а значит и плотность отличаются на высоте 0 и 5000 м, согласно ГОСТ 4401-81 почти в два раза. Этим уже пренебрегать нельзя. Кроме того плотность водяного пара сильно зависит от температуры, которую константой назвать трудно.

Вы делаете одну довольно распространённую ошибку: сразу начинаете вводить в процесс усложняющие факторы (химические реакции, диссипация и т.д.). Вначале надо разобраться с самим простым случаем, и уже потом на него накладывать один за другим новые факторы. Поэтому сейчас опускаем все хим.реакции, разложение и т.д. и рассматриваем чисто стационарный процесс испарение+конденсация.

Пусть даже плотность воздуха на высоте 5 км будет в два раза меньше, чем у поверхности. Но рассматривать надо не плотность воздуха, а плотность водяного пара (мы рассматриваем процесс подъёма пара, а не процесс подъёма воздуха). Вообще атмосфера - это паровоздушная смесь. И давление атмосферы - это сумма отдельных давлений собственно воздуха и водяного пара. Давление пара в общей сумме довольно незначительно и оно ведёт себя иначе, чем давление воздуха. С ростом высоты давление воздуха всегда падает, а давление водяного пара падает далеко не всегда. Допустим, давление собственно воздуха упало с 0.99 ата до 0.48 ата (почти в 2 раза), а давление водяного пара выросло с 0.01 ата до 0.02 ата (тоже в 2 раза, но не уменьшилось, а увеличилось). Общее же давление снизилось с 0.99+0.01=1ата до 0.48+0.02=0.5ата. Как видите, давление пара может даже расти с высотой без всякого нарушения законов гравитации. В реальности же давление и плотность пара с высотой меняются всегда таким образом, что кинетическая энергия поднимающегося парового потока остаётся постоянной (срабатывает закон сохранения энергии).

[felis manul]

1. С чего бы процессу испарение - конденсация быть стационарным.
2. С чего бы давлению пара расти с высотой если
   а. Тропосфера гомогенна;
   б. Температура тропосферы с высотой падает;
   в. Концентрация водяного пара с высотой уменьшается.
3. Система замкнутой не является, поэтому говорить о постоянстве кинетической энергии некорректно, более того о непостоянстве кинетической энергии свидетельствует изменение температуры. И сам факт конденсации пара, а не его удаления на бесконечность с постоянной скоростью.

[Корпускуляр]

"С чего бы процессу испарение - конденсация быть стационарным." А почему бы и не быть? Если интенсивность падающего излучения постоянна, тогда количество испаряющегося пара в единицу времени также постоянно, а это и есть стационарный процесс.

"С чего бы давлению пара расти с высотой если
   а. Тропосфера гомогенна;
   б. Температура тропосферы с высотой падает;
   в. Концентрация водяного пара с высотой уменьшается."
Я привёл этот пример только для того, чтобы показать, что давление пара (следовательно и его плотность) могут по высоте меняться вовсе не так, как меняется давление и плотность атмосферного воздуха. В реальности парциальное давление и плотность пара с высотой конечно уменьшаются (если бы увеличивались, то диффузия пара снизу вверх стала бы невозможна). Но они могут уменьшаться намного слабее, чем падает давление воздуха. А у вас происходит путаница: вы в качестве плотности пара рассматриваете плотность воздуха.

"Система замкнутой не является, поэтому говорить о постоянстве кинетической энергии некорректно, более того о непостоянстве кинетической энергии свидетельствует изменение температуры."
По этому поводу вам нужно разговаривать уже не со мной, а со специалистами-метеорологами, которые исследуют и моделируют процессы переноса воздушных и водяных масс в земной атмосфере. Если начать учитывать все факторы (неравномерный нагрев, горизонтальные ветра, поглощение солнечной радиации воздухом и т.д.), тогда система действительно незамкнутая и в неё поступает энергия. Но по этому поводу я уже написал вам чуть раньше: вы делаете распространённую ошибку, сразу вводя в рассмотрение усложняющие факторы, не разобравшись в начале в самой основе, в самом простом случае, когда никаких усложняющих факторов ещё нет. Так вот попробуйте отбросить все эти дополнительные факторы и рассмотреть самый простой идеализированный случай: 1) отсутствует поглощение солнечной радиации самим воздухом (радиация поглощается только поверхностью океана); 2) давление атмосферы с высотой не меняется (именно давление, а не температура); 3) интенсивность падающей радиации также не меняется; 4) конденсация пара происходит строго на одной какой-то высоте; 5) сам воздух неподвижен, а пар движется сквозь него путём диффузии.
И когда разберётесь, после этого начинайте оценивать количественно (именно количественно, то есть в цифрах) влияние каждого усложняющего фактора. Когда вы выполните эту колоссальную работу (на что вам потребуется лет 10), то обнаружите, что их вклад на изменение общей потенциальной и кинетической энергии суммарного парового потока в масштабах всей планеты окажется очень слабеньким.

[Корпускуляр]

Получил второй минус. Снова за собственную точку зрения, отличную от официоза?

Поэтому обещаю модераторам и клянусь: больше никогда ничего личного писать и говорить не буду, но обеими руками голосую за официальное мнение. А всё, написанное мною раньше о распухании планеты, прошу считать шуткой. На самом деле никакого распухания нет и всё происходит в строгом соответствии с тем, как это рекомендует президиум РАН.

[felis manul]

"С чего бы процессу испарение - конденсация быть стационарным." А почему бы и не быть? Если интенсивность падающего излучения постоянна, тогда количество испаряющегося пара в единицу времени также постоянно, а это и есть стационарный процесс.

Очередное упрощение.
Я не рассматриваю плотность пара, как плотность воздуха, но только считаю, что они взаимосвязаны и их плотность изменяется однонаправленно и пропорционально содержанию пара в воздухе, так как нет расслоения на фракции.
Как раз изменение давления и температуры - тот фактор которым пренебречь нельзя. И по какой причине на какой-то определенной высоте будет происходить конденсация пара. В предельно упрощенном случае пар конденсироваться не будет. И вообще - для простоты воздух можно и убрать. Увеличится длина свободного пробега молекул и все (в идеализированном случае). А как быть с распределением молекул пара по скоростям? Или Гаусс тоже отдыхает?

[AlAn]

И по какой причине на какой-то определенной высоте будет происходить конденсация пара. В предельно упрощенном случае пар конденсироваться не будет.

Облака над головой уже не аргумент?

[Корпускуляр]

Я не рассматриваю плотность пара, как плотность воздуха, но только считаю, что они взаимосвязаны

Они не взаимосвязаны. Плотность пара сильно зависит от интенсивности падающего солнечного излучения и температуры окружающей среды, а плотность воздуха от этих факторов зависит намного слабее. Если мы увеличим интенсивность солнечной радиации, то испарение интенсифицируется, в атмосферу поступает больше пара и его плотность растёт на всех высотах. А плотность воздуха меняется от этого не намного, потому что воздух для солнечного излучения очень прозрачен.

А как быть с распределением молекул пара по скоростям? Или Гаусс тоже отдыхает?

Отдыхает. На Гавайях. Распределение молекул по скоростям на процессе никак не сказывается.

[felis manul]

И по какой причине на какой-то определенной высоте будет происходить конденсация пара. В предельно упрощенном случае пар конденсироваться не будет.

Облака над головой уже не аргумент?

Так вот попробуйте отбросить все эти дополнительные факторы и рассмотреть самый простой идеализированный случай

Случай предельно упрощенный - Земля плоская и не вертится, суши нет, облаков нет, давление пара константа, 

[felis manul]

Я не рассматриваю плотность пара, как плотность воздуха, но только считаю, что они взаимосвязаны

Они не взаимосвязаны. Плотность пара сильно зависит от интенсивности падающего солнечного излучения и температуры окружающей среды, а плотность воздуха от этих факторов зависит намного слабее. Если мы увеличим интенсивность солнечной радиации, то испарение интенсифицируется, в атмосферу поступает больше пара и его плотность растёт на всех высотах. А плотность воздуха меняется от этого не намного, потому что воздух для солнечного излучения очень прозрачен.

А как быть с распределением молекул пара по скоростям? Или Гаусс тоже отдыхает?

Отдыхает. На Гавайях. Распределение молекул по скоростям на процессе никак не сказывается.

Ранее Вы утверждали, что

3) интенсивность падающей радиации также не меняется;

[Aleksandr 51]

Парциальное давление прямо пропорционально содержанию газа в смеси газов.
Температура газа очень быстро выравнивается по всему объёму.

[AlAn]

И по какой причине на какой-то определенной высоте будет происходить конденсация пара. В предельно упрощенном случае пар конденсироваться не будет.

Облака над головой уже не аргумент?

Так вот попробуйте отбросить все эти дополнительные факторы и рассмотреть самый простой идеализированный случай

Случай предельно упрощенный - Земля плоская и не вертится, суши нет, облаков нет, давление пара константа, 

Вы уж тогда и центры конденсации уберите, ионы там всякие, пылинки...