Příspěvek vodních par a CO2 ke skleníkovému efektu je patrný ze spekter.  Zpět na http://zmeny-klima.ic.cz/
Podíl CO2 je uváděn na 9- 26%, více v suchém vzduchu s malým množstvím par. Graf pochází z Wikipedie, patrně se jedná o letní sluneční den bez oblačnosti. Oblaka podstatně ovlivňují odraz světla do vesmíru, který spolu s vyzařováním z mraků činí asi 30% dopadajícího slunečního záření.

Dolní obrázky jsou upravené grafy pocházející z http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Atmospheric_Transmission.png
Původní graf má logaritmickou stupnici na ose x, to znamená, že menší hodnoty jsou roztaženy a větší hodnoty vpravo sraženy. To vede k nepřesnému chápání ploch při běžném pohledu.Grafy v lineárním měřítku osy x mají větší plochu vpravo od hodnoty 10 mikrometrů, což je vlnová délka, na které má maximum vyzařování absolutně černého tělesa při teplotě odpovídající Zemi ( 15°C, asi 288 K, přibližně 290 K, schématické vyzařovací křivky se dělají většinou po 10°C). Podíl pohlcování CO2 je na zvětšeném grafu vpravo vyznačen červenou plochou. Grafy byly vytvořeny rozřezáním po jednotkách nebo desítkách mikrometrů, vykopírovány dolů a roztaženy nebo sraženy podle lineární osy. Komu se to nezdá, může si to zkusit vyrobit sám, červená přímka byly zvolena jako rozumný průměr silně zubaté křivky vodních par.

http://www.topinstruments.cz/Obrazky/CO2/Spektrum pohlcovani IR.png
Velikost plochy odpovídá pohlcování IČ jako část spektra v oblasti 2-10 mikrometrů.
V oblasti kolem 4,3 mikrometru je tedy CO2 jeden z nejsilnějších skleníkových plynů, příspěvek vodní páry v oblasti 2-10 mikrometrů je velmi malý. Vlnová délka kolem 4,3 mikrometrů je ovšem při okraji hlavní oblasti vyzařování Země při průměrné teplotě 15°C (288 K), je však ještě pod modrou křivkou, která této teplotě zhruba odpovídá. Plocha mezi fialovou a modrou křivkou zahrnuje kompletně vyzařování CO2 kolem 4,3 mikrometrů- jde o vyzařování při vyšších teplotách kolem 300 K, které jsou běžně v některých částech Země ( pouště).
CO2 dále výrazně pohlcuje mezi 12-18 mikrometry, což je oblast plně pod modrou křivkou odpovídající zhruba průměrné teplotě Země ( tato oblast je pod všemi křivkami od 310K- 210 K). Do této oblasti významně zasahuje pohlcování vodní párou, nárůst plochy (nahoře v grafu červeně) způsobené CO2 už při prvním pohledu tvoří významnou část původně bílé plochy okna vodních par v oblasti kolem 8-18 mikrometrů.

 

Tento schematický graf  ukazuje vliv CO2
-plocha okna vodní páry ( původně bílá plocha o ploše asi 13,5 čtverečku) je částečně zakryta červenou plochou se spodním okrajem zarovnaným pro zjednodušení do přímky.
- plocha červená odpovídající vlivu CO2 je asi 3,5 čtverečku
- CO2 tedy zakrývá asi 3,5/13,5 =asi 28% okna vodních par. Vyzařování IR se děje ovšem i mimo tuto oblast, která má ploché maximum kolem 10 mikrometrů.

Výpočet : skleníkové plyny odpovídají IR záření 195 W/m2, z toho CO2 asi 17%  ( 9-26%), to je 33 W/m2.
Podle vzorce je pro zvýšení   CO2 z 380 ppm na 780 ppm nárůst vyzařování 3,7W/m2, což je 11% z 33 W/m2 a 1,9% ze 195 W/m2. Poměr nárůstu podle plochy čtverečků je asi 8% ( to je žlutá plocha odpovídající zdvojnásobení ubírá asi 8,5 % z modré plochy části ona vodních par.

ΔF [W/m2] = 5,35* ln (ppm CO2 aktuální / ppm CO2 referenční) 

Dole v tomto textu je tabulka ukazující změřitelné hodnoty- po odstranění CO2 z atmosféry se propustnost IR změní o 12%. Jak už bylo řečeno a plyne z dalšího grafu zde s Eart emitted specktra je pohlcování vlivem CO2 kolem 15 mikrometrů silné při nízkých stratosférických teplotách ( asi 220 K), kde CO2 je na % ve vzduchu relativně stejně a vodní pára prakticky žádná.
Graf zde dole ( ukazuje Figure 4) modrou plochu okna vodních par asi 4* 0,7/2= 1,4 obdélníčku. Žlutá plocha vyznačující efekt zdvojnásobení konc. CO2 má šířku asi 1/8 mikrometru, tedy plochu 0,12*1= 0,12. Číslo 1 znamená, že bereme plochu žlutou až dolů, protože má i n pravé straně kolem 17 mikrometrů další kus.

Závěr tedy je 0,12/1,4 = 8,5% pohlcení navíc vlivem 2 krát větší konc. CO2- to pro oblast 12-18,5 mikromertrů  U Milankovičových cyklů
http://hledani.gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2009040016 jsem pro změnu excentricity za 30 000 let vypočetl změnu o 9 W/m2, což odpovídá jenom změně radiačního  vyzařování o 1,8°C. Skleníkový efekt představuje asi 195 W/m2. Samozřejmě 8,5 % v oblasti 12-18,5 mikrometrů představuje mnohem menší % ( podle obdélníčků vedle asi tak 2 %) v celé oblasti 4-40 mikrometrů.

 

Graf ukazuje  pohlcování IR záření v oblasti okna vodních par při 255 K.

Na dolním grafu jsou dvě osy: vlnočet [cm-1] a nahoře vlnová délka [mikrometry], vidíme dvě okna zhruba 13-18 mikrometrů a kolem 9,5 mikrometrů. Dále je vidět čárkovaná křivka ukazující charakter vyzařování abs. černého tělesa při 290 K, což je blízké průměrné teplotě Země ( 288 K =15°C). Oblast pohlcování CO2 je kolem 15 mikrometrů ( 12-18 mikromrtrů) - viz červená kopa sse žlutým nápisem v grafu uplně nahoře , který je podle http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Atmospheric_Transmission.png

Další obrázek jsou emisní spektra Země s vyznačením  oblastí kolem 15 mikrometrů a 4,3 mikrometrů, což jsou oblasti, ve kterých pohlcuje CO2. V emisních spektrech tety vyzařování v těchto oblastech chybí. Příspěvek CO2 není tedy zdaleka vyčerpaný.

Okno vodních par

Na http://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmosfaerisk_spredning.gif je transmitance ( = propustnost světla pro různé vlnové délky) v atmosféře. Hlavní graf má lineární měřítko osy vlnových délek. Právě v oblasti kolem 10 mikrometrů, což odpovídá maximu vyzařování IR záření Zemí, je rozsáhlé okno vodních par. Jinak řečeno- CO2 úplně uzavírá oblast těsně před 3 mikrometry, těsně za 4 mikrometry a oblast 14-15 mikrometrů, vodní pára uzavírá oblast mezi 5,5-7,5 mikrometrů. Pro skleníkový efekt má rozhodující význam zde modře vyznačená oblast maximálního vyzařování kolem 10 mikrometrů, odpovídající asi 15°C ( kolem 288 K), která zdaleka uzavřena není ( má propustnost s mnoha výkyvy nejvýše 80%, čili pohlcování nad 20%). Pohlcování oxidem uhličitým je znázorněno poklesem modré křivky kolem 9,5mikrometrů a 12,5 mikrometrů.  Obojí má velmi daleko k údajnému nasycení, to je že zvýšením koncentrace se pohlcování už nezvýší, což lze ( podle tohoto grafu) říci jen o oblast kolem 4,5 mikrometrů a 14-15 mikrometrů a zřejmě i dále. Vodní pára pohlcuje v  širokém pásmu ( i mimo rozmezí tohoto grafu) mnohem více, než jiné skleníkové plyny ( souvisí to s polarizací tříatomové molekuly vody).Pro zadržování nebo propuštění IR záření vlivem změn koncentrace skleníkových plynů má význam prakticky jen oblast tohoto grafu se zde vyznačenými modrými oblastmi. Jak ukazují křivky vyzařování na grafu zde vpravo, nejširší oblast vyzařování je v oblasti asi 4-40 mikrometrů.

 

Obrázek dole: Spektrum skleníkovej radiácie meranej na povrchu. Skleníkový efekt vodnej pary je tu odfiltrovaný, aby bolo vidno príspevky ostatných skleníkových plynov (Evans 2006).