Anmerkung der Redaktion:
Die "Klimasensitivität" genannte Größe wurde erfunden, um der Vermutung auf sinnvolle Weise Rechnung zu tragen, dass die globale Mitteltemperatur der Atmosphäre evtl. auf eine bestimmte Weise durch Anwachsen der Kohlendioxid-Konzentration in die Höhe getrieben werden könnte. Zu diesem Zweck wurden Kräfte definiert (postuliert) sog. "Forcings", deren Einfluss, mittels bestimmter physikalisch begründeter und überwiegend plausibler Annahmen, diese Erhöhung als Abwanderung aus dem Gleichgewicht bewerkstelligen sollen. Einer der dafür erforderlicher Faktoren ist die Klimasensitivität. Sie besagt um wieviel K (°C) die Erwärmung bei Verdopplung der CO2 Konzentration ansteigt.
Abschätzung der globalen Erwärmung durch CO2 und solaren Einfluss
Hermann Harde
Helmut-Schmidt-Universität Hamburg, Holstenhofweg 85, 22043 Hamburg
Unser Verständnis der zurückliegenden und aktuellen Veränderungen unseres Klimas basiert einerseits auf Beobachtungen, aber ebenso auf Untersuchungen von Rückkopplungsprozessen sowie Modellrechnungen zum Klima.
In dieser Arbeit wird ein weiterentwickeltes Zweilagen-Klimamodell vorgestellt, das speziell darauf ausgerichtet ist, den Einfluss der ansteigenden CO2 -Konzentration in der Atmosphäre auf die globale Erwärmung sowie die Auswirkungen einer sich ändernden Solaraktivität auf unser Klima zu berechnen.
Das Modell beschreibt die Atmosphäre und die Erdoberfläche als zwei Lagen, die gleichzeitig als Planck’sche Absorber und Strahler wirken. Im Gleichgewicht geben dabei die Erde wie die Atmosphäre über Strahlung sowie den Wärmeaustausch zwischen den Lagen genauso viel Leistung wieder ab, wie sie von der Sonne und der Nachbarlage aufnehmen.
Eine externe Störung, die ihre Ursache in einer Änderung der Solaraktivität oder der Konzentration von Treibhausgasen haben kann, verändert das Gleichgewicht und führt damit zu veränderten mittleren Temperaturen der Erde und der Atmosphäre.
Das Modell berücksichtigt die kurzwellige und langwellige Streuung von Strahlung in der Atmosphäre und an Wolken, insbesondere wird Mehrfach-Streuung und Reflexionen zwischen der Erdoberfläche und den Wolken einbezogen. Es berücksichtigt ebenfalls die üblichen Rückkopplungsprozesse wie Änderungen in der Wasserdampfkonzentration, des Temperaturgefälles mit der Höhe (lapse rate) oder der Erdalbedo. Zusätzlich werden aber auch die von der Temperatur abhängigen Wärmeflüsse durch Konvektion und Evapotranspiration sowie die durch Temperatur und solaren Einfluss induzierten Änderungen des Bewölkungsgrades und deren Rückwirkungen auf das Gleichgewicht mit einbezogen.
Während Klimamodelle Strahlungsverluste und deren Auswirkungen auf die Energiebilanz üblicherweise über den Strahlungsantrieb beschreiben, werden in dieser Arbeit Änderungen von Treibhausgaskonzentrationen direkt auf die kurz- und langwellige Absorption dieser Gase zurückgeführt, die damit die Schlüsselparameter in dem hier dargestellten Modell repräsentieren. Die Absorptionen durch die wichtigsten Treibhausgase Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Ozon werden ermittelt aus Einzel-Linien-Berechnungen, die zurückgreifen auf die HITRAN08-Datenbank und für die Solarstrahlung den Spektralbereich von 0,1 – 8 µm, für den infraroten Bereich das Spektrum von 3 – 100 µm abdecken.
Da sich die Konzentration der Treibhausgase und der atmosphärische Druck mit der Umgebungstemperatur und der Höhe über dem Erdboden ändern, werden die Berechnungen für bis zu 228 Unterschichten von der Erdoberfläche bis in 86 km Höhe und zusätzlich für drei Klimazonen, die Tropen, Mittleren Breiten und die Polarregionen, durchgeführt. Um dann die Absorptionsänderung mit wachsender CO2-Konzentration zu erfassen, werden diese Rechnungen für 14 verschiedene Konzentrationen von 0 – 770 ppm bei sonst identischen Bedingungen wiederholt.
Die sich ändernde Ausbreitungslänge des Sonnenlichts in einer Unterschicht, die abhängt vom Einfallswinkel der Strahlung zur Atmosphäre und damit von der geographischen Länge und Breite, wird berücksichtigt durch die Darstellung der Erde als abgestumpftes Ikosaeder (Bucky Ball), das aus 32 Flächenelementen mit wohldefinierten Winkeln zur einfallenden Strahlung besteht und dann jede dieser Flächen einer Klimazone zugeordnet wird.
Die Ausbreitung der langwelligen Strahlung, insbesondere die von der Atmosphäre selber emittierte Strahlung in Abwärts- und Aufwärtsrichtung, die wesentlich von der Temperaturverteilung in vertikaler Richtung abhängig ist, wird mit einem erweiterten Modell zum Strahlungstransfer für jede Klimazone getrennt berechnet.
Die kurz- und langwelligen Spektren zeigen ein ausgeprägtes Sättigungsverhalten mit wachsender Wasserdampf- und CO2-Konzentration sowie eine starke gegenseitige Überlappung. Beide Effekte führen zu einer erheblichen Abschwächung des Treibhauseffektes mit wachsender Konzentration.
Das hier vorgestellte Klimamodell greift auf die in dieser Arbeit berechneten kurz- und langwelligen Absorptionen zurück, um hiermit die Oberflächentemperatur sowie die untere Troposphärentemperatur als Funktion der CO2-Konzentration zu ermitteln. Der Temperaturanstieg bei verdoppelter CO2-Konzentration liefert dann unmittelbar die CO2 Gleichgewichts-Klimasensitivität.
Unterschiedliche Szenarien für wolkenfreien und regulär bewölkten Himmel werden ausführlich untersucht, dies unter Berücksichtigung aller wesentlichen Rückkopplungseffekte sowie solaren Einflüsse. Entsprechende Simulationen zeigen den dominanten Einfluss einer Bewölkungsänderung auf die globale Erwärmung, dies ausgelöst durch eine thermisch und/oder solar induzierte Wolken-Rückkopplung. Insbesondere wird aufgrund dieses starken Wolkeneinflusses deutlich, dass die gemessene Erwärmung im letzten Jahrhundert nur zufrieden stellend erklärt werden kann, wenn ein wesentlicher Anteil dabei einer erhöhten solaren Aktivität zugeordnet wird.
Die Simulationen ergeben eine CO2 initiierte Erwärmung von 0,2 °C (100 ppm CO2-Anstieg) und einen solaren Anteil von 0,54 °C über diesen Zeitraum. Dies entspricht einer CO2 Klimasensitivität von 0.56 °C (Verdopplung von CO2) und einer Solarsensitivität von 0.54 °C (0.1 % Anstieg in der Solarkonstanten). Diese Ergebnisse stehen im klaren Widerspruch zu den Darstellungen des IPCC, der den Temperaturanstieg über das letzte Jahrhundert ausschließlich anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen (95 % Wahrscheinlichkeit) zuordnet und von einer Klimasensitivität zwischen 1,5 °C und 4,4 °C ausgeht, während jeglicher Einfluss durch die Sonne geleugnet wird.
Besonderheiten und Unterschiede zu anderen Untersuchungen
Spektrale Berechnungen
Die spektrale Absorption der Treibhausgase ebenso wie die zum Boden gerichtete und ans All abgegebene langwellige Strahlung stellen die Schlüsselparameter für ein Klimamodell dar, um hiermit die CO2 Klimasensitivität zu berechnen. Daher werden in dieser Arbeit zunächst die wesentlichen Grundlagen und Ergebnisse dieser Berechnungen zusammengestellt. Hierzu zählen insbesondere:
– Neue Linien-Linien-Spektralberechnungen der Absorption (nicht Strahlungsantrieb):
kurzwellige Absorption von 0.1 – 8 µm für Wasserdampf, CO2, CH4,
langwellige Absorption von 3 – 100 µm für Wasserdampf, CO2, CH4 und O3,
alle wesentlichen Berechnungen mit hoher Spektralauflösung (besser 1 GHz),
mit hoher lokaler Auflösung für 228 atmosphärische Schichten über 86 km Höhe
und für 3 Klimazonen.
– Detaillierte Strahlungstransferberechnungen für die abwärts und aufwärts gerichtete Infrarotstrahlung, gestützt auf ein neues und verallgemeinertes Strahlungstransfer-Modell.
Klimamodell
Das Modell berechnet den Einfluss einer wachsenden CO2-Konzentration sowie einer erhöhten Solaraktivität auf die globale Erwärmung:
– Es ermittelt die Energiebilanz durch Strahlungs- und Wärmetransfer zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre unter Gleichgewichtsbedingungen.
– Es verwendet die berechnete kurz- und langwellige Absorption sowie die auf- und abwärts gerichteten Strahlungsflüsse in der Atmosphäre als Schlüsselparameter für das Klimamodell.
– Es berücksichtigt Wolkeneinflüsse und Vielfachstreuung von kurz- und langwelliger Strahlung an Wolken sowie an der Atmosphäre.
– Die Strahlungs- und Wärmeflüsse sind an entsprechenden Satellitendaten kalibriert.
– Das Modell reagiert auf Bewölkungs-Änderungen mit einer Bodentemperatur-Änderung, die an die ISCCP-Beobachtungen über den Zeitraum 1983 – 2010 angepasst sind.
– Es berücksichtigt die bekannten Rückkopplungsprozesse durch Wasserdampf, Änderungen in der vertikalen Temperaturverteilung der Atmosphäre sowie durch Reflexionsänderungen an der Oberfläche.
– Zusätzlich wird ein temperaturabhängiger Wärmetransport durch Konvektion und Evapotranspiration einbezogen, Prozesse, die in anderen Klimamodellen nicht betrachtet werden.
– Das Modell berücksichtigt ebenfalls eine thermisch verursachte Bewölkungsänderung als Rückkopplungsprozess, der angetrieben wird sowohl durch die Treibhausgase wie durch eine veränderte Strahlungsintensität der Sonne und maßgeblich die Klima- ebenso wie die Solarsensitivität bestimmt.
– Alternativ wird eine nicht-thermisch verursachte, rein solar stimulierte Bewölkungsänderung betrachtet, die ausschließlich auf die Solarsensitivität wirkt und die Klimasensitivität unverändert lässt.
Ergebnisse
Als wesentliche Ergebnisse dieser Arbeit sind anzuführen:
– Die Spektralberechnungen zeigen sehr stark gesättigte Absorptionen für Wasserdampf und CO2 sowie eine deutliche Überlappung und gegenseitige Beeinflussung dieser Gase, die den Anteil von CO2 am Treibhauseffekt wesentlich begrenzen.
– Aus den Strahlungstransfer-Berechnungen für die drei Klimazonen lässt sich das Verhältnis der von der Atmosphäre abgegebenen Wärmestrahlung zum Boden und zum All ermitteln.
– Es werden erstmals Berechnungen zum Einfluss von Wolken auf die globale Temperatur vorgestellt, die sich an den ISCCP-Beobachtungen orientieren.
– Die vorgestellten Simulationen erlauben eine klare Unterscheidung von Ergebnissen, die für wolkenfreien und bewölkten Himmel gelten und den dominanten Einfluss der Bewölkung auf die globale Temperatur wie auf die Klimasensitivität wiedergeben.
– Die Klimasensitivität bei mittlerer Bewölkung (66 %) ist nur halb so groß wie unter wolkenfreien Bedingungen.
– Rückkopplungen:
o Wasserdampf-Rückkopplung: Sie wird ermittelt aus den Spektralberechnungen für die drei Klimazonen und liefert einen deutlich niedrigeren Beitrag als in den IPCC-Berichten aufgeführt. Sie besteht aus einem stärkeren positiven Anteil, verursacht durch die mit der Temperatur ansteigende langwellige Absorption, und einem kleineren, dämpfenden Anteil durch die kurzwellige Strahlung.
Der lineare Anstieg der Absorptionen mit der Temperatur ergibt sich aus dem exponentiellen Anstieg der Wasserdampfkonzentration entsprechend dem Clausius-Clapeyron-Gesetz und andererseits einer logarithmischen Zunahme der Absorptionen mit der Dampfkonzentration aufgrund der spektralen Sättigungseffekte.
o Vertikale Temperaturänderung: Aufgrund der sich ändernden Strahlungsflüsse in Abwärts- oder Aufwärtsrichtung bei veränderter vertikaler Temperaturverteilung in der Atmosphäre (lapse rate) ergibt sich ein resultierender positiver Rückkopplungsbeitrag im Unterschied zu Angaben in der Literatur, wo i.a. von einer leicht negativen Rückkopplung ausgegangen wird.
o Oberflächen-Albedo: Vom IPCC übernommen.
o Konvektion: Bei wachsender CO2-Konzentration steigt die Temperatur der unteren Troposphäre weniger rasch an als die Bodentemperatur. Als Folge nimmt der Wärmefluss durch Konvektion und Wärmeleitung vom Boden zur Atmosphäre weiter zu und trägt zu einer negativen Rückkopplung bei.
o Evapotranspiration: Ebenso erhöht sich mit zunehmender Bodentemperatur der latente Wärmefluss und trägt damit zu einem deutlich negativen Rückkopplungsbeitrag bei.
o Thermisch induzierte Bewölkungsänderung: Eine thermisch angetriebene Änderung der Bewölkung kann verursacht werden durch Treibhausgase, hier dem CO2, und ebenso durch Schwankungen in der solaren Strahlungsleistung. Änderungen in der Bewölkung verursachen eine starke positive Rückkopplung, die sich in diesem Fall sowohl auf die Klima- wie auf die Solarsensitivität auswirkt.
o Nicht-thermische solar induzierte Bewölkungsänderung: Der Bewölkungsgrad kann ebenfalls beeinflusst werden durch kosmische Strahlung und/oder erhöhte UV-Strahlung, die beide ihre Ursache in Änderungen der Solaraktivität haben. Diese Rückkopplung wirkt nur auf die Solarsensitivität und lässt die Klimasensitivität unbeeinflusst.
– Aufgrund der unterschiedlichen Auswirkungen der zwei Bewölkungseffekte auf eine globale Erwärmung erlauben die Simulationen eine Unterscheidung von thermisch und solar induzierten Bewölkungsänderungen sowie eine Angabe über die Wichtung dieser Beiträge.
– Berechnete Klima- und Solarsensitivitäten:
o Ohne jede thermisch oder solar verursachte Bewölkungsänderung, aber unter Berücksichtigung aller weiteren relevanten Rückkopplungsprozesse (Wasserdampf, vertikale Temperaturverteilung, Albedo, Konvektion und Evapotranspiration) berechnet sich die Klimasensitivität zu CS = 0.43°C.
Dieser sehr niedrige Wert ergibt sich aufgrund der stark gesättigten Wasserdampf- und CO2-Absorption, der niedrigen Wasserdampf-Rückkopplung und der negativen Rückkopplungen durch Konvektion und Evapotranspiration.
o Mit CO2 induzierter thermischer Bewölkungs-Rückkopplung (in Übereinstimmung mit den ISCCP-Beobachtungen zur Bewölkungsänderung), aber ohne Berücksichtigung eines thermischen Solaranteils ergibt sich eine maximale Klimasensitivität von CS = 1.73°C.
Ein Anstieg um 100 ppm CO2 über das letzte Jahrhundert würde unter diesen Annahmen dann zu einer globalen Erwärmung von 0.6 °C beitragen.
o Mit thermisch induzierter Bewölkungs-Rückkopplung, verursacht durch CO2 sowie einer erhöhten Solaraktivität von 0.2 % über das letzte Jahrhundert würde sich eine unrealistisch hohe globale Erwärmung von 1.32 °C (0.6 + 0.72 °C) ergeben.
o Ohne thermische aber solar induzierte Bewölkungs-Rückkopplung (in Übereinstimmung mit den ISCCP-Beobachtungen zur Bewölkungsänderung) wird eine Klimasensitivität von CS = 0.43 °C und eine Solarsensitivität von SS = 0.32 °C errechnet.
Bei einer erhöhten Solaraktivität von 0.2 % über das letzte Jahrhundert steuert dann die Sonne eine Erwärmung von 0.64 °C und CO2 nur 0.1 °C bei in Übereinstimmung mit der gemessenen globalen Erwärmung von 0.74 °C.
o Für eine niedrigere Solaraktivität von nur 0.1 % und ebenfalls einer kleineren zugrunde gelegten negativen Konvektions- und Evapotransipirations-Rückkopplung ergibt sich eine Klimasensitivität von CS = 0.56 °C, die Solarsensitivität zu SS = 0.54 °C.
Dann steuert CO2 0.2 °C und die Sonne 0.54 °C zur Erwärmung bei.
Um alle Randbedingungen einer erhöhten Solaraktivität und CO2-Konzentration über das letzte Jahrhundert erfüllen zu können, und dies in Übereinstimmung mit der beobachteten Erwärmung sowie der Änderung der Wolkenbedeckung in der Zeit 1983 – 2010, wird eine Kombination beider die Bewölkung beeinflussenden Mechanismen herangezogen mit einem thermischen Anteil von 9 % und einem dominierenden Solarbeitrag von 91 %.
o Ein Wert für die Gleichgewichts-Klimasensitivität von ~ 0.6 °C stellt dabei eher eine obere Grenze hierfür dar. Wird eine Solaranomalie von 0.2% zugrunde gelegt, reduziert sich dieser Wert auf nur ~ 0.4 °C.
Anmerkung des Autors
in New York wurde vor kurzem der Klimagipfel von Ban Ki-Moon eröffnet mit dem Ziel, weiter die Staaten auf eine Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen einzuschwören. All dies basiert auf den phantastisch aufgeblähten Werten des IPCC zur Klimasensitivität.
Wie Sie wissen, beschäftige ich mich seit geraumer Zeit mit einer möglichst soliden und auch nachvollziehbaren Berechnung dieser Größe, bei der ich zu deutlich niedrigeren Werten komme.
Das Spektakel in New York möchte ich daher zum Anlass nehmen, Sie auf einen neuen Artikel von mir aufmerksam zu machen, der als Open Access in der Zeitschrift Open Journal of Atmospheric and Climate Change seit Anfang September auf der Webseite http://www.scipublish.com/journals/ACC/recent einzusehen ist.
Um Sie zu motivieren, den etwas umfangreicheren Artikel auch zu Ende zu lesen, füge ich eine Zusammenfassung bei, in der die Besonderheiten, Neukeiten und Unterschiede zu anderen Untersuchungen zusammengestellt sind.
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„Zur Kritik steht mein …“
Was Kritiker kritisieren (wollen), müssen Sie schon denen überlassen.
#172: NicoBaecker sagt:
Beweis:
„Sie behauptete, dass die GCMs ein Ozeanmodell inkludieren.“
Richtig. Das ist einfach Fakt!
„Diese Aussage macht nur Sinn, wenn die bekannten Ozeanzyklen auch abgebildet werden.“
Was für eine schwachsinnige Logik.
—————–
Danke, dass sie wieder ein Beispiel für falsche Aussagen liefern. Denn es gibt keine ’schwachsinnige Logik‘: Entweder es ist eine logisch korrekte Aussaga, oder aber es ist ein logischer Fehler, den man auch nachweisen kann.
—————- NicoBaecker sagt:
Wie wollen Sie denn anhand der Güte der Modellierung der Zyklen beurteilen, ob ein Ozeanmodell implementiert ist? Damit können Sie die Existenz wohl kaum in Frage stellen.
—————-
Die Ozeanzyklen PDO, AMO und viele andere mehr sind in der Literatur ausgiebig beschrieben, einschließlich der Wirkungen auf das globale Klima. Das ist durch Korrelation mit den bekannten Temperaturkurven bestens belegt. Auch Mojib Latif erklärt dies wiederholt.
Ein GCM, dass diese Klimaschwankungen nicht abbildet, hat entweder kein oder ein grob unzutreffendes Ozeanmodell inkludiert. Unterschiede zwischen diesen beiden Varianten sind hier irrelevant, denn ein falsches Teilmodell ist nicht besser als gar kein Teilmodell.
Mich interessiert die Existenz von nachweislich falschen Modellen nicht. Da Sie aber darauf so großen Wert zu legen scheinen, ist der Verdacht berechtigt, dass Sie Dritte hinters Licht führen wollen.
————— NicoBaecker sagt:
Der Vorwurf „falsch“ bedarf schon handfeste Beweise. Wieso gucken Sie nicht einfach nach, ob die Ozeanmodelle fehlen? Nur solche Beweise zählen. Ich kann Ihnen gleich sagen, daß Sie kein IPCC Modell finden würden, wo kein Ozeanmodell angeschlossen ist.
—————-
Unsinn kann jeder behaupten. Irgend welche unzutreffenden Modelle sind kein Beleg für sachgerechte Modellierung. Wenn Sie also behaupten, dass es völlig egal ist, ob es ein nachweislich falsches Teilmodell inkludiert oder ein korrektes, – Hauptsache: Modell – kann ich Ihnen nicht folgen.
#223, #227 T.Heinzow, #224, #228 Dr.Paul,
Zur Kritik steht mein in http://tinyurl.com/kua6wuq begründetes Ergebnis:
„Im Gemisch von mehr als zweiatomigen Gasen mit Partikeln fester und flüssiger Materie resultiert lediglich eine beliebig oft nachgewiesene Veränderung des Spektrums der Strahlungsflüsse. Energieflüsse werden nicht gestört.“
In den genannten Beiträgen ist nach wie vor keine Kritik daran erkennbar, danke!
MfG
Ulrich Wolff
@ #229: Markus Estermeier sagt am Sonntag, 12.10.2014, 00:06
„unten ist der Energieübertrag eben doch überwiegend ein ping-pong-Spiel.“
Es ist eben schwer einem Blinden die Farben zu erklären. Quanteneffekte sind eben kein Ping-Pong-Spiel, sondern bereits über Tausende Kilometer nachgewiesen (Zeilinger, EPR-Paradoxon).
Wenn Sie mir nicht glauben wollen, dann sollten Sie aber davon ausgehen, daß Einstein, Harde usw. etwas mehr von Quantentheorie verstehen als Sie http://tinyurl.com/HarCo66 :
„1. Emission der niedrigen Troposphäre:
Wie bereits von Herrn Ebel angemerkt, wenn Einstein, Kirchhoff und Boltzmann nicht angezweifelt werden, gibt es eine IR-Abstrahlung auch in Anwesenheit von Stößen. Eine absorbierte Leistung kann 100 Mio mal mehr über superelastische Stöße thermalisiert statt über spontane Emission abgegeben werden, aber ebenso führt die kinetische Energie über inelastische Stöße zu einer 100 Mio mal neuen Anregung der Moleküle und resultiert in einer Boltzmann-Verteilung der Moleküle mit einer zugehörigen lokalen, mittleren Temperatur. Angeregte Moleküle emittieren mit ihrer spontanen Übergangswahrscheinlichkeit entsprechend dieser Temperatur IR-Strahlung, die die Wärmestrahlung des Gases darstellt.“
MfG
Herr Ebel Sie sind ein Witzbold
„Die Moleküle sind eben nicht klug oder doch?: ist die Dichte gering (obere Atmosphäre) strahlen sie, ist die Dichte größer (untere Atmosphäre) strahlen sie nicht, ist die Dichte noch größer (Feststoffe, Flüssigkeiten) strahlen Sie wieder? In welchen Dichteintervall wird nicht gestrahlt?“
In der oberen Atmosphäre strahlen sie, weil die Wahrscheinlichkeit dass sie durch Stoss deaktiviert werden geringer ist. Aber auch da kann es noch zu einer Karambolage kommen und dann is nix mit Strahlen bis zur nächsten An-/Aufregung.
Und unten ist der Energieübertrag eben doch überwiegend ein ping-pong-Spiel. Aber eben weniger auf Strahlungsebene sonder meisst (wohlgemrkt nicht immer) durch crash mit einem Nachbarn.
Feste Materie. Strahlt die auch nach innen? Jetzt kommen Sie mir nicht mit dem Argument eines Hohlkörpers der selbstverständlich auch nach innen strahlt. Aber auch der würde sich dadurch nicht noch mehr haufheizen.
#226: Ulrich Wolff, ich sehe, es ist für Sie zu schwer,
eine einfache Frage #224 zu beantworten 🙂
@ #226 U.Wolff
Das mit dem Wasserdampfpartialdruck haben Sie offensichtlich nicht begriffen. Oder vielleicht doch, weil Sie da irgendwelche Zahlen aus der Psychrometertafel abgelesen haben?
#223, T.Heinzow, #224 Dr.Paul,
bitte lesen und kritisieren, nicht mental ejakulieren!
MfG
Ulrich Wolff
#221: Markus Estermeier sagt am Samstag, 11.10.2014, 00:22
„Nur in bodennahen Schichten dürfte die Strahlungsemission ein eher wenig häufiges Ereignis sein.“
Es ist nur umgekehrt. In bodennahen Schichten ist die Teilchendichte und Temperatur höher. Damit ist die Intensität der Gegenstrahlung bodennah höher als die Strahlung in den Weltraum.
Die Moleküle sind eben nicht klug oder doch?: ist die Dichte gering (obere Atmosphäre) strahlen sie, ist die Dichte größer (untere Atmosphäre) strahlen sie nicht, ist die Dichte noch größer (Feststoffe, Flüssigkeiten) strahlen Sie wieder? In welchen Dichteintervall wird nicht gestrahlt?
#221: Markus Estermeier sagt am Samstag, 11.10.2014, 00:22
„Meine Frage wie ein bereits durch Stoss angeregtes CO2-Molekül reagiert, haben Sie in keiner Weise zufriedenstellend beantwortet.“
Es gibt kein Ping-Pong. Ein angeregtes CO2-Molekül interessiert sich für ein weiteres 15 µm-Photon genau so wenig wie ein N2-Molekül. Das sind lineare Vorgänge. Nichtlineare Erscheinungen treten erst bei Intensitäten auf, die in der Atmosphäre nicht vorhanden sind.
MfG
#222: Ulrich Wolff Sie sind doch Physiker
http://tinyurl.com/cvrssgr
Wo ist denn hier die CO2-Strahlung?
mal bitte ohne alle Nebenschauplätze.
@ #222 U. Wolff
„Wasserscheue Leser sollten beachten, dass Luft am Äquator 24 g/m^3 Wasserdampf aufnimmt“
Wasser ist in Luft nicht löslich. Luft nimmt also keinen Wasserdampf auf. In Abhängigkeit von der Temperatur existiert der Wasserdampfpartialdruck, der unabhängig vom Druck der anderen Gase ist. Und nun dürfen Sie erklären, ob der Auftrieb feuchter Luft mit gleicher relativer Feuchte mit der Höhe gegenüber trockener Luft zunimmt.
Worauf zielen eigentlich auch hier die unendlichen mentalen Ejakulationen zur eindeutig nachgewiesenen Wirkung der Moleküle des Spurengases CO2? – Angeregt durch Energieaufnahme (geeigneter Stoß oder Absorption von Wärmestrahlung diskreter Wellenlänge) und „abgeregt“ durch Energieabgabe (geeigneter Stoß oder Emission von Wärmestrahlung diskreter Wellenlänge) wird der umgebenen Luft weder „Wärme“ entzogen noch zugeführt. Lediglich die Richtungen einfallender Wärmestrahlung ändern sich.
Im Gemisch mit Partikeln fester und Flüssiger Materie resultiert lediglich eine beliebig oft nachgewiesene Veränderung des Spektrums der Strahlungsflüsse. http://tinyurl.com/kua6wuq
Wasserscheue Leser sollten beachten, dass Luft am Äquator 24 g/m^3 Wasserdampf aufnimmt, in mittleren Breiten etwa 9 g/m^3 und über dem Polarmeer immer noch 3 g/m^3. In 3000 m Höhe darüber existieren davon als Wasserdampf höchstens noch (bei Sättigung) am Äquator 9 g/m^3, in mittleren Breiten 3 g/m^3 und über dem Polarmeer gar nur noch 0,8 g/m^3. Im Bereich der Tropopause bei – 50 ?
Sind es maximal 30 ppm.
#216 Herr Ebel
Ihre Beschreibung kann ich mir in 10km Höhe schon ganz gut vorstellen. Nur in bodennahen Schichten dürfte die Strahlungsemission ein eher wenig häufiges Ereignis sein.
Meine Frage wie ein bereits durch Stoss angeregtes CO2-Molekül reagiert, haben Sie in keiner Weise zufriedenstellend beantwortet.
#217: Ebel sagt:
„Die Energie der Gegenstrahlung stammt aus der gespeicherten Wärmeenergie in der Atmosphäre. Mit irgendwelchen Absorptionen, Konvektionen usw. hat das Nichts zu tun.“
Hm, kann es sein, daß Sie so verwirrt sind, daß Sie nicht mehr wissen, was Sie in #195 geschrieben haben?
Zur Erinnerung:
Es ging um Ihren Hähnchengrill, Ich gebe Ihnen bezüglich der höchstmöglichen Temperatur recht und Sie schreiben:
„Und der abstrahlende Körper ist die Sonne (ca. 6000 k).“
Ich glaube nicht, daß die irdische Atmosphäre 6000K hat.
Da Sie diesen Eindruck erweckten, habe ich Ihnen geantwortet.
Scheint zu kompliziert für Sie.
@ #217 J.Ebel
Was sagt denn Herr Dr. Stehlik zu Ihrem Geständnis?:
„Durch die Emission der Gegenstrahlung und Emission in den Weltraum wird dementsprechend die Atmosphäre abgekühlt.“
War da nicht was mit „CO2 kühlt“?
Und dann steht da im Möller was von Erhitzung der unteren 5m der Atmosphäre durch die Oberflächenstrahlung drin. Erzählen Sie doch mal, was da sonst noch zum „Glashauseffekt“ drinsteht.
@Paul, besso
Wie ich bereits sagte: Dort wo Treibhausgase gut absorbieren (geringe Transmission, oberer Teil der ersten Abbildung), dort emittieren/ stahlen sie auch gut (unterer Teil der ersten Abbildung). Bei 15µm Wellenlänge emittiert CO2 wie ein Schwarzer Körper/ Strahler.
http://tinyurl.com/kg87noo
Das wurde schon 1975 von Coulson und 1973 von Möller in Lehrbüchern veröffentlicht. Also vor ca. 40 Jahren.
Wollen Sie beide diese Tatsachen weiterhin „leugnen“?
@ #213: besso keks sagt am Freitag, 10.10.2014, 18:26
„kann sich denken, daß die von der Sonne kommenden Photonen kein Kennzeichen umhaben, daß die Erdoberfläche verpflichtet sie an die Atmosphäre zurückzustrahlen worauf sie im zweiten Anlauf als Gegenstrahlung getarnt über die Oberfläche herfallen.“
Die Energie der Gegenstrahlung stammt aus der gespeicherten Wärmeenergie in der Atmosphäre. Mit irgendwelchen Absorptionen, Konvektionen usw. hat das Nichts zu tun.
Ihr Text zeigt nur, daß Sie keine Ahnung haben.
Durch die Emission der Gegenstrahlung und Emission in den Weltraum wird dementsprechend die Atmosphäre abgekühlt. Konvektion und Absorption dienen nur der Kompenstion der Kühlung.
MfG
@ #211: Markus Estermeier sagt am Freitag, 10.10.2014, 17:41
„Die freie Wegstrecke bestimmt, ob ein angeregtes CO2-Molekül genügend Zeit hat ein Photon abzugeben.“
Der Emissionsvorgang ist ein zufälliger Vorgang – genau wie die freie Weglänge. Angegeben werden oft die Mittelwerte vieler Einzelvorgänge.
Die Photonenemission kann sowohl unmittelbar nach dem Anregungsstoß erfolgen als auch erst nach Durchlaufen einer Wegstrecke, die ein Mehrfaches der mittleren freien Weglänge ist.
Die Menge der emittierten Photonen hängt nur von der Dichte der angeregten Moleküle ab – und die ist nur temperaturabhängig. Wie die Anregung erfolgte ist absolut unwichtig – ganz gleich ob durch Absorption oder durch Stöße.
@ #211: Markus Estermeier sagt am Freitag, 10.10.2014, 17:41
„Wie reagiert ein bereits durch Stoss angeregtes CO2-Molekül wenn es von einem 15micro Strahl getroffen wird?“
Absorptions- oder Emissionsvorgänge sind kein Ping-Pong-Spiel, das zwar oft mit Streuquerschnitten beschrieben wird – aber das ist nur eine Vereinfachung.
MfG
#205: Sylke Mayr wendet ein:
“ …Man sieht nur, dass an TOA vom Boden bei gewissen Wellenlänge keine IR Strahlung mehr ankommt“
ha, ha,
Sag ich doch, Expertin, das ist eine Einbahnstraße oder Spiegelchen wie bei AlGore,
nach oben dürfen sie nicht, die angeblichen CO2-Strahlen, nach unten haben sie dafür freie Bahn, so eine Art Halbseiten-Schwarzkörper, die schwarze Seite nach unten gerichtet.
„Frauen-Physik“?,
nun gut, das ist dann natürlich was anderes.
Warum sagen Sie das nicht gleich.
Zu dumm dass die Astronomen auch nach unten keine 15µm-Strahlung sehen.
http://tinyurl.com/cvrssgr
vielleicht doch keine Einbahnstraße?
#207: Michael Krüger sagt:
„Strahlungs-Absorption durch CO2-Moleküle führt also folglich auch wieder zu Emissionen“
Bitte Jablonski-Diagramm beachten
#209: Ebel sagt:
„@ #199: besso keks sagt am Donnerstag, 09.10.2014, 08:25
„“Und der abstrahlende Körper ist die Sonne (ca. 6000 K).“
Richtig für die Paarung Sonne-Erdoberfläche. Falsch für die Paarung Atmosphäre-Erdoberfläche.“
Auf den absurden Gedanken, daß die Oberflächentemperatur der Erde nichts mit der Sonne zu tun hat, kann nur der „Experte keks“ kommen. Jeder normale Mensch …“
…kann sich denken, daß die von der Sonne kommenden Photonen kein Kennzeichen umhaben, daß die Erdoberfläche verpflichtet sie an die Atmosphäre zurückzustrahlen worauf sie im zweiten Anlauf als Gegenstrahlung getarnt über die Oberfläche herfallen.
Ebel, Ebel, ich frag mich wirklich wo das mit Ihnen noch hinführt.
Besso Keks
(nach Diktat verreist)
#210: Michael Krüger mal ehrlich, glauben Sie das WIRKLICH?
Oder bekommen Sie Geld dafür???
Sie meinen also, da wo man keine Strahlung mehr messen kann, strahlt es meisten???
Fällt Ihnen denn nicht auf den ersten Blick auf,
dass das eine nur das SPIEGELBILD des anderen ist???
Also wenn das obere richtig ist, ist das untere falsch und umgekehrt.
Wissen Sie, das entspricht der ernst gemeinten Lüge,
es wird warm weil es kalt wird.
So was muss sich ein Mensch mit Denkvermögen heute anhören,
schämen Sie sich.
Und die Astronomen sind alle Lügner:
http://tinyurl.com/cvrssgr
mfG
@Sylke Mayr
Ihre penetranten Übertreibungen nerven langsam.
Herr Paul behauptet NICHT dass CO2 NICHT strahlt, sondern dass es in den dichten unteren Atmosphärenschichten weit ÜBERWIEGEND durch Stoss an- und abgeregt wird. Die freie Wegstrecke bestimmt, ob ein angeregtes CO2-Molekül genügend Zeit hat ein Photon abzugeben.
Frage an Sie: Wie reagiert ein bereits durch Stoss angeregtes CO2-Molekül wenn es von einem 15micro Strahl getroffen wird? Ist es dann doppelt angeregt, oder geht dieser Strahl wirkungslos an ihm vorbei?
@Paul
Hier noch die Ergänzung zu Ihrer Transmissionsabbildung.
http://tinyurl.com/p2ytmsf
Dort wo Treibhausgase gut absorbieren (geringe Transmission, oberer Teil der Abbildung), dort emittieren/ stahlen sie auch gut (unterer Teil der Abbildung).
Warum leugnen Sie das?
@ #199: besso keks sagt am Donnerstag, 09.10.2014, 08:25
„“Und der abstrahlende Körper ist die Sonne (ca. 6000 K).“
Richtig für die Paarung Sonne-Erdoberfläche. Falsch für die Paarung Atmosphäre-Erdoberfläche.“
Auf den absurden Gedanken, daß die Oberflächentemperatur der Erde nichts mit der Sonne zu tun hat, kann nur der „Experte keks“ kommen. Jeder normale Mensch …
MfG
#203: Dr.Paul sagt:
„Daraus kann man unschwer ableiten,
dass die Intensität der Sonneneinstrahlung auch vom Einstrahlungswinkel abhängt, also die gleiche Zahl von Photonen auf eine größere Erdoberfläche verteilt sind (die Passage durch die Atmosphäre mal ausgeklammert). Die Erdoberfläche ihrerseits strahlt immer und überall, auch auf der Nachtseite, nur abhängig von Emessivität und Temperatur.
Die volle Strahlungsintensität von der Sonne wird daher sozusagen nur punktuell immer genau im Zenit erreicht, wobei dieser Punkt mit der Erdrehung unermüdlich wandert.“
Sehr geehrter Herr Dr. Paul. Sehe ich genau so, deswegen berechnet man ja die von der Sonne bestrahlte Fläche auch mit pi * r², was quasi dem Schatten entspricht, den die Erde wirft. Da die Erde aber über 4 * pi * r² abstrahlt, teilt man 1363 W/m² durch 4 und erhält 341 W/m². Worauf ich eigentlich hinaus will, mit meinen ganzen Beispielen vom Golfstrom über die Kuh Elsa bis zu Erosion etc., ist folgendes:
Diese ganze Betrachtung, die dazu führt, dass einstrahlende und ausgehende Strahlung völlig unterschiedlicher Energie gleich gesetzt werden, weil sich alle anderen Größen quasi aufheben, beschreibt die Erde als reines Wärmebad. Natürlich, wenn man beim Beispiel Golfstrom bleibt, wenn das Wasser beschleunigt, wird, dann bewegt es sich so lange, bis alle Energie in Wärme umgewandelt wird. Aber trotzdem muss das Wasser ja erst mal beschleunigt werden. Das ist aber ein geordneter Prozess, und kein Wärmebad. Genau so, wie die anderen Prozesse auch. diese werden zwar durch Wärme von der Sonne angestoßen, aber sind trotzdem etwas völlig anderes als ein simpler Körper, der seine Temperatur hält, weil er so viel Energie bekommt, wie er abgibt. Was mir hier im wesentlichen fehlt, ist die Entropie.
@Paul #204
Wie ich Ihnen bereits erklärt habe, dort wo CO2 und andere THG gut absorbieren, emittieren/ strahlen sie auch gut. Suchen Sie sich einfach die Emissionsspektren von CO2 und anderen THG raus.
Zudem sind abregende und anregende Stöße in der unteren Atmosphäre im Gleichgewicht. Strahlungs-Absorption durch CO2-Moleküle führt also folglich auch wieder zu Emissionen. Anders geht es nicht, da spontane Emissionen immer stattfinden.
Zu behaupten es gäbe keine spontanen Emissionen der THG in der unteren Atmosphäre und somit auch keine Gegenstrahlung und keinen THE, ist also so abwegig wie sonst was.
Woher haben Sie solche irrwitzigen Ideen? Ist mir wirklich schleierhaft. Sie waren doch mal Chefarzt und sollten sich somit dieses Grundlagenwissen problemlos aneignen können?
Oder sind Sie ein Klimaschützer der den Klimaskeptikern auf diese Weise – indem er sich als „Leugner“ ausgibt – Schaden zufügen will? Anders kann ich mir Ihr Verhalten nicht erklären.
Paul,
nicht ich lüge, sondern sie:
http://goo.gl/ffO2tT
#245
sie bezichtigen mich der Lüge in 185, nur weil sie sich nicht erinnern können, was sie selbst und Kramm vor gar nicht langer Zeit hier bei EIKE geschrieben haben.
Tja, sehr mühselig mit solchen Kandidaten….
@ Krüger, Paul:
Paul glaubt ja mit seinem Transmissionsbild zu zeigen, dass CO2 in der Troposphäre nicht strahlen kann. So schreibt er es zumindest seit Jahren.
Blöd daran ist, dass man damit überhaupt nichts über die IR Strahlung von CO2 in Bodennähe zeigen kann. Man sieht nur, dass an TOA vom Boden bei gewissen Wellenlänge keine IR Strahlung mehr ankommt.
Aber in der Welt der Mediziner war Physik noch nie so wichtig, früher wahrscheinlich noch nebensächlicher, als heute und von der Logik reden wir erst mal gar nicht.
#201: Michael Krüger aha, Sie spielen Ihre Rolle gut
und deshalb kommt unten keine CO2-Strahlung an
http://tinyurl.com/cvrssgr
oder haben Sie meinen Beitrag #193 gar nicht gelesen?
Menschliche Zivilisation kann erst wieder in etwas ruhigeres Fahrwasser kommen,
wenn man mit der öffentlichen Lügerei aufhört
mfG
zur LTE habe ich mich bereits geäußert
(Manabe & Strickler 1964),
sie ist ein real nicht existierendes Denkmodell.
Reemission hängt ab von der freien Wegstrecke des CO2-Moleküls und ist daher höhenabhängig.
zu#189:
—
..bleibt ist die eingehende Strahlung um den Faktor 10-100 energiereicher, als die abgehende Strahlung (Wellenlänge Sonnenlicht 500nm; Wellenlänge IR 10µm).
—
Sehr geehrter Herr K. Schoenfeld, Sie haben bezgl. der Wellenlänge recht, jedoch gehört zur (extensiven) Energie noch die Strahlungsdichte.
Vom Blickwinkel der Photonen auch als Gesamtzahl von Photonen zu definieren.
Es muss daher neben der Energie eines Photons
auch die „Teilchenzahl“ berücksichtigt werden.
Also alle Teilchen, die bei der Absorption in Wärme umgewandelt werden können,
weniger Teilchen, weniger Wärme.
Daraus kann man unschwer ableiten,
dass die Intensität der Sonneneinstrahlung auch vom Einstrahlungswinkel abhängt, also die gleiche Zahl von Photonen auf eine größere Erdoberfläche verteilt sind (die Passage durch die Atmosphäre mal ausgeklammert). Die Erdoberfläche ihrerseits strahlt immer und überall, auch auf der Nachtseite, nur abhängig von Emessivität und Temperatur.
Die volle Strahlungsintensität von der Sonne wird daher sozusagen nur punktuell immer genau im Zenit erreicht, wobei dieser Punkt mit der Erdrehung unermüdlich wandert.
PS
Korrektur.
„vollständiges thermodynamisches Gleichgewicht“ ist durch „lokales thermodynamisches Gleichgewicht“ in meinen vorherigen Kommentar zu ersetzen.
@Paul
Ergänzend noch zu Ihrer Thermalisierung.
Liegt ein vollständiges thermodynamisches Gleichgewicht vor, wie es in der unteren Atmosphäre der Fall ist, so ist in jeder Reaktion der links stehende Prozeß mit seinem rechts stehenden inversen Prozess im Gleichgewicht. Man spricht daher auch von einer detaillierten Bilanz, die z.B. besagt, dass für je zwei Energieniveaus des Atoms die Zahl der anregenden Stöße (i?j) pro Sekunde gleich ist der Zahl der abregenden Stöße (j?i).
Aus diesem Grund kann spontane Emission der CO2-Moleküle stattfinden. Somit emittiert CO2 bei 15µm Wellenlänge wie ein Schwarzer Körper/ Strahler.
@Paul #198
„Wie erklären Sie sich das Verschwinden der 15µm Strahlung bei Passage durch Luft in der Troposphäre?
http://tinyurl.com/cvrssgr
oder haben Sie meinen Beitrag #193 gar nicht gelesen?“
Doch, doch. Wie ich bereits beschreiben habe: Natürlich absorbiert und thermalisiert CO2 nicht nur gut bei 15µm Wellenlänge, sondern es emittiert/ stahlt dort auch gut. Aufgrund der kurzen Lebensdauer der angeregten Zustände ist erst mal eine spontane Emission auch bei kurzen Stoßzeiten zwischen den Molekülen und deaktivierenden Stößen möglich und nicht ausgeschlossen. Und neben den deaktivierenden/ abregenden Stößen gibt es auch anregende Stöße, so dass immer ausreichend angeregte CO2-Moleküle zur spontanen Emission bereit stehen.
Somit emittiert CO2 bei 15µm Wellenlänge wie ein Schwarzer Körper/ Strahler.
Ihre Abbildung, auf die Sie immer wieder zeigen, zeigt nur die Transmission/ Absorption der Treibhausgase in unserer Atmosphäre. Suchen Sie einfach nach Emissionsspektren der Treibhausgase und Sie werden sehen, CO2 emittiert/ strahlt bei 15µm Wellenlänge wie ein Schwarzer Körper/ Strahler. Das ist schon seit 1900 bekannt.
Aber das hatten wir Ihnen ja schon alles gezeigt.
Meine Frage an Sie, warum leugnen Sie das und fügen den Skeptikern damit Schaden zu?
#195: Ebel sagt:
„Und der abstrahlende Körper ist die Sonne (ca. 6000 k).“
Richtig für die Paarung Sonne-Erdoberfläche.
Falsch für die Paarung Atmosphäre-Erdoberfläche.
#196: Michael Krüger wenn Sie schon wie Sylke Mayr von „begreifen“ reden, dann habe ich eine kleine Nachfrage zu Ihrer Behauptung:
Wie erklären Sie sich das Verschwinden der 15µm Strahlung bei Passage durch Luft in der Troposphäre?
http://tinyurl.com/cvrssgr
oder haben Sie meinen Beitrag #193 gar nicht gelesen?
Das wäre jetzt aber peinlich.
Oberhalb der Troposphäre sieht das wieder anders aus. Aber das ist wohl zu schwierig für Sie.
Lässt sich aber auch ganz einfach erklären.
Sie haben einmal sehr mutig öffentlich gegen die AGW argumentiert und sich dabei beschimpfen lassen.
Was hat Sie denn bewogen,
die Seite zu wechseln? Ich konnte es kaum glauben
1 Million?
könnte ich auch gebrauchen.
Im Glashaus des Gärtners wird es wärmer, weil das Glasdach den Abfluss der Wärme behindert. Kluge Gärtner blasen CO2 hinein und der Ertrag steigt. Die Heizkosten sinken leider nicht, weil die CO2 Strahlung – wie in der Atmosphäre – die Wirkung des „Einschlusses“ leider nicht überlisten kann. http://tinyurl.com/kua6wuq
@Paul #193
Natürlich absorbiert und thermalisiert CO2 nicht nur gut bei 15µm Wellenlänge, sondern es emittiert/ stahlt dort auch gut. Aufgrund der kurzen Lebensdauer der angeregten Zustände ist erst mal eine spontane Emission auch bei kurzen Stoßzeiten zwischen den Molekülen und deaktivierenden Stößen möglich und nicht ausgeschlossen. Und neben den deaktivierenden/ abregenden Stößen gibt es auch anregende Stöße, so dass immer ausreichend angeregte CO2-Moleküle zur spontanen Emission bereit stehen.
Somit emittiert CO2 bei 15µm Wellenlänge wie ein Schwarzer Körper/ Strahler.
Warum begreifen Sie das nicht?
@ #192: besso keks sagt am Mittwoch, 08.10.2014, 12:50
„Laut dieses gewissen Herrn Ebel kann die Temperatur des absorbieren Körpers nicht über die Temperatur des abstrahlenden Körpers steigen. Da hilft laut Herrn Ebel kein spiegeln oder irgendwie zentrieren.
Ich glaube Herrn Ebel sonst nichts, aber diese seine Aussage hat einen gewissen Charme…“
Und der abstrahlende Körper ist die Sonne (ca. 6000 k).
MfG
Fortsetzung 2) Wärmeleitung/Konvektion
Nun ist offensichtlich mancher geneigt anzunehmen,
dass jetzt die zur Energieabgabe konkurrierende Wärmeleitung (Konvektion) eine „Bremse“ sein könnte, verglichen mit der Abstrahlung, die ja in der Tat LICHTSCHNELL ist.
Nun, das ist genau umgekehrt, denn sonst wäre die Tagseite des Mondes kälter und nicht VIEL wärmer als die Erdoberfläche mit Atmosphäre darüber.
Im Alltag ist das jedem bekannt wenn er seine Hand über eine fast rotglühende heiße Herdplatte (500°C) hält und die massive Wärmestrahlung (vielleicht) fühlt.
Aber wehe er testet die Wärmeleitung, in dem er die Hand direkt auf die heiße Platte legt.
Es genügt auch ein Kochtopf mit Wasser
und schon kühlt die heiße Herdplatte ab und trotz weiterer Stromzufuhr wird es unter dem Wasser kaum heißer als 100°C.
Die Wärmeleitung ist als keine Bremse für Für die Erdoberfläche, sondern IM GEGENTEIL, es ist zweifellos die quantitativ bevorzugte Wärmeabgabe der Erdoberfläche.
Und da diese Atmosphäre ganz überwiegend (N2,O2,Argon) NICHT strahlen kann (keine Dipole haben wir gelernt) benötigt man nun wirklich KEINE absorbtions- und strahlungsfähige Spurengase,
um den Temperaturunterschied zur Monoberfläche OHNE Atmosphäre zu erklären:
tags deutlich kälter,
nachts noch deutlicher wärmer
im „Durchschnitt“ natürlich wärmer, weil die Gase ihre Wärmeenergie NICHT in den Weltraum abstrahlen können.
mfG
zu #184: hallo, Herr Johannes Herbst
—
„Ist irgend eine Art von Wärmeabflussbremse da, dann erhöht sich auch die Temperatur.“
—
vielleicht benötigen Sie´s ausführlicher:
1) Elektromagnetische Strahlung (Wärmestrahlung) erzeugt die Erdoberfläche auf Grund ihrer Temperatur und Emessivität (das letzte wird immer vergessen, kein „Schwarzkörper“)
„Strahlung“ KANN NICHT „ABGEBREMST“ WERDEN,
sie behält ihre (Licht-)Geschwindigkeit bei und ihre Wegstrecke ist prinzipiell unbegrenzt.
Wird diese Strahlung „aufgehalten“, ist das im Einzelfall immer ein PUNKTUELLES Ereignis einer bekannten Interaktion mit einem Materieteilchen. Interaktion heist im IR-Bereich komplette Umwandlung in „kinetische“ Energie einer Molekülverbindung, mehr schafft diese Strahlung nicht.
Nennen wir das der Einfachkeit halber „Vibrieren“ des Moleküls. Danach ist also keine Strahlung mehr da, aber ein Molekül „vibriert“.
Deshalb muss KEINESFALLS die Strahlungsquelle selbst „erwärmt“ werden oder in sonst einer Weise „reagieren“.
Diese (Erdoberfläche) strahlt schlicht vor sich hin, ausschließlich ihrer Temperatur und Emessivität geschuldet und kümmert sich nicht im Geringsten um den Verbleib der ausgesendeten Strahlen.
Nun hat dieses punktuelle „Vernichten“ und Umwandels bei frei schwebenden Gasmolekülen noch die Besonderheit, dass sie sehr wählerisch sind mit dem „sich zum Vibrieren anregen zu lassen“!
Sie akzeptieren dazu keineswegs jeden Wärmestrahl, sondern ganz selektiv nur solche, für die Wellenfrequenz (Wellenlänge) und mögliche Vibrationsfrequenz der Molekülverbindungen EXAKT übereinstimmen
und noch eine weitere Bedingung muss erfüllt sein,
bei diesem Vibrieren muss eine Dipolveränderung verbunden sein. Das ist auch bei CO2 nicht immer der Fall weil es auch da Vibrationen ohne Dipolveränderung gibt. Bei N2, O2 und Argon (99,96% der trockenen Atmosphäre) ist das auch NICHT der Fall.
Diese selektive Absorbtion und Umwandlung in Vibration kann man spektroskopisch in der Erdatmosphäre messen, nicht nur im Labor um zu prüfen, ob Theorie und Realität übereinstimmt.
Eine solche spektrale Messung zeigt erstmal,
dass 0,04% CO2 der Atmosphäre (nur) exakt bei ca. 15µm Wellenlänge nach wenigen 100 m die GESAMTE Erdabstrahlung absorbiert hat OHNE selbst zu strahlen:
http://tinyurl.com/cvrssgr
Das ist nicht viel, denn auch weniger als 0,02% CO2 schaffen das noch spielend (Angström, 1900)
Diese geringe zusätzlich kinetische Energie (=Wärme) wird nun nicht nur an Nachbarmoleküle (>99%)weitergegeben, sondern durch Turbulenz und die gewaltige Konvektion (nicht nur) in der ganzen Troposphäre (Gerlich nannte das unmessbar wenig)
Fortsetzung 2) Wärmeleitung/Konvektion
#181: Werner Holtz sagt:
Erstens, bin ich nicht der Herr Ebel. Und zweitens, hat dieses Experiment absolut nichts mit der „Gegenstrahlung“, sondern mit Entropieproduktionrate zu tun. Sie können dieses Experiment jederzeit unter den im Buch beschriebenen Bedingungen durchführen, und werden diesen Temperatureffekt messen können.
Hallo Herr Holtz,
Die meisten der hier postenden Personen tauscht sich hier schon seit Jahren aus.
Wenn dann erfreulicherweise mal ein „Neuer“ hinzukommt, hat er nicht das Wissen um die älteren Scharmützel. Auf diese bezog sich mein
Anfangsteil.
Wenn Sie Zeit haben, suchen Sie über die Suchfunktion hier den Begriff „Hähnchengrill“
Ebel ist unvergleichbar, ich will Ihnen keinesfalls zu nahe treten.
Laut dieses gewissen Herrn Ebel kann die Temperatur des absorbieren Körpers nicht über die Temperatur des abstrahlenden Körpers steigen. Da hilft laut Herrn Ebel kein spiegeln oder irgendwie zentrieren.
Ich glaube Herrn Ebel sonst nichts, aber diese seine Aussage hat einen gewissen Charme…
#182: Ebel sagt:
„Nein die höhere Oberflächentemperatur verstärkt die Konvektion – ist ja ganz klar – auch ein Heißluftballon steigt schneller wenn die Luft wärmer ist. Ein Zuwachs an Gegenstrahlung erhöht also nicht nur die Abstrahlung, sondern auch die Konvektion – aber noch mal: die Erhöhung der Oberflächentemperatur ist Voraussetzung der erhöhten Konvektion.
Wenn Sie andere Meinung sind, dann sollten Sie schon Ihre Vorstllung posten, wie eine erhöhte Treibhausgaskonzentration die Konvektion erhöht, aber nicht die Gegenstrahlung.“
Herr Ebel,
Ihr Beispiel mit dem Heißluftballon ist ein wunderbares Beispiel für Absorption und Thermalisierung gewisser Frequenzen der Bodenabstrahlung durch IR-aktive Gase.
Aber ein völlig unpassendes für eine (unmögliche) Erwärmung des Bodens durch gegenstrahlung. (Die Ausnahmefälle, in denen Gegenstrahlung den Boden wärmen kann, sind hier ebenfalls schon mehrmals genannt worden)
„Wenn Sie andere Meinung sind, dann sollten Sie schon Ihre Vorstllung posten, wie eine erhöhte Treibhausgaskonzentration die Konvektion erhöht, aber nicht die Gegenstrahlung.“
Auch schon mehrmals beschrieben:
Fall CO2: Thermalisierung bodennah, Erwärmung der Atmosphäre bodennah, Abtransport der absorbierten Wärmeenergie per gesteigerter Konvektion.
#184: Johannes Herbst sagt:
„>>> Die Erde ist kein geschlossenens System. Das System ist einfach die Sonne, die einen kleinen Teil ihre Energie über einen kleinen Umweg über die Erde ins kalte Weltall abstrahlt.“
Lieber Herr Herbst,
verzeihen Sie mir, das ist Quatsch.
„>>> Meinen Sie, die Erde ohne Atmosphäre wäre genauso war wie ohne?“
Nein, wir habe hier bei Eike ausführlich die Varianten
-Erde ohne
-Erde mit N2
-Erde mit N2 und IR-aktive Gase
-Erde mit N2 und IR-aktive Gase und H2O
besprochen
„>>> Die Erde wird klar von der Sonne aufgewärmt. Nur verlässt die Wärmestrahlung die Erde in einer Art Pilgerschritt-Verfahren. Die sog. Rückstrahlung ist nichts anderes als ein Teil der abgestrahlten Energie, die wieder zurückgeworfen wird, um nach Absorption und Emission wieder in Richtung All abzustrahlen.“
Es ist richtig, daß alle Energie von der Sonne kommt und die Oberfläche erwärmt. Die CO2-Gegenstrahlung kann das nicht(wenn es sie überhaupt in Bodennähe gibt)
Insofern ist die Einführung von CO2 in die Atmosphäre für die Oberflächentemperatur bedeutungslos.
„>>> da gibt’s keinen 2. Schritt, das sind Prozesse, die fortlaufend miteinander ablaufen.“
Nein, da
-Tag/Nacht, Bewölkung etc.
-die Gegenstrahlung eine Abstrahlung der Oberfläche voraussetzt.
„Ist irgend eine Art von Wärmeabflussbremse da, dann erhöht sich auch die Temperatur.“
Es gibt keine Bremse, es ändert sich lediglich
die Art des Energietransportes.
Durch die Absorption der IR-Strahlung des Bodens wird Strahlungsenergie in massegebundene Wärmeenergie umgewandelt. Die „Masse“, die Atmosphäre also, wird in diesen Absorptionsbereichen erwärmt, nicht aber die Erdoberfläche.
Der Transport erfolgt durch Konvektion.
„Wenn ich sie richtig verstanden habe, dann nehmen nach Ihren Verständnis die sog. Treibhausgase weder Strahlungsenergie durch Absorption auf, noch strahlen sie diese durch Emission wieder gleichmäßig nach allen Seiten wieder ab.“
Da haben Sie mich nicht richtig verstanden.
Zu beachten sind Thermalisierung, Jablonski-Diagramm und Ort der Absorption/Abstrahlung sowie Temperatur des abstrahlenden Gases.
MfG
#165: K. Schoenfeld was Herr Ebel mit seinem „Faktor“ sagen möchte ist das Abstandsquadratgesetz eines punktförmigen Strahles,
da die Sonne in alle Richtungen strahlt:
#173: Dr.Paul sagt:
„Je weiter man einen Gegenstand (Planet) von einer punktförmigen Quelle (Sonne) entfernt, umso weniger Strahlung kann auf ihn fallen. Genauer gilt:
I(r) ? 1/r2“
Genau das habe ich doch geschrieben. Von der Energie, die die Sonne pro m² Oberfläche abstrahlt, kommt nach 1/r² so viel an, dass sich 1362 W/m² ergibt. Ansonsten wäre die Erde ja längst verdampft. Der Wert auf der Oberfläche der Sonne ist ja um den Faktor r² höher. a Sie ja selber schreiben, das sich die Frequenz bzw. Wellenlänge nicht ändert, bleibt ist die eingehende Strahlung um den Faktor 10-100 energiereicher, als die abgehende Strahlung (Wellenlänge Sonnenlicht 500nm; Wellenlänge IR 10µm).
#162: Ebel was
„die Erdoberfläche (an Strahlung) abgeben muss“,
teilt sie sich auf in Tag- und Nacht-Abgabe.
Am Tag gibt sie weniger ab, als von der Sonne reinkommt, weil sie einen erheblichen Teil für die Erdatmosphäre davon abzweigt = Konvektionskühlung (+Ozean)
und nachts gibt sie ALLES ohne Sonneneinstrahlung ab und zwar mehr als eine Oberfläche ohne warme Atmosphäre darüber (Mond).
Ist nur etwas schwieriger zu berechnen als immer diese falsche „Durchnittstemperatur“.
Denken Sie einfach an diese Höldersche Ungleichung.
mfG
@ #176 besso keks
„Nein, da neben der Abstrahlung des Bodens auch Konvektion und Latenzwärme in Frage kommen.“
Wenn es denn so einfach wäre. Advektion kommt auch noch hinzu … . Und dann kommt noch die Temperaturänderung durch die alltäglichen Luftdruckänderungen hinzu. Es ist schon eine Crux mit den Differentialgleichungen und den Rückkopplungen in der Atmosphäre. Und dann erst mal im hügelen Land, wenn die abgekühlte Luft die Hänge hinabfließt und sich in den Tälern ansammelt … .
#182: Ebel entscheiden Sie endlich einmal, wenigstens THEORETISCH,
entweder erwärmt die Absorption durch CO2 die Erdatmosphäre -wie wenig auch immer (0,04%) – ,
genannt „Thermalisierung“ und könnte damit einen winzigen Beitrag (0,04%) zur Beschleunigung der Konvektion leisten,
oder CO2 strahlt IMMER (LTE) als Alternative zur „Thermalisierung“, dann ist das selbstverständlich nicht möglich. Modellrechnungen zeigen vielmehr, dass dann der Themperatur-Höhengradient noch viel größer wäre als mann messen kann. Die Atmosphäre wäre kälter, nicht wärmer.
„pure radiative equil.“ Fig.4
Manabe und Strickler 1964
eigentlich kalter Kaffee.
nur …
sie ist leider nicht kälter!
Warum?
CO2 strahlt nun mal nicht erdnah!
Kann mann messen!
http://tinyurl.com/cvrssgr
es wird hier nur absorbiert!
mfG
#168: Sylke Mayr sagt:
„Hier hat er es geschrieben..“
wo ist „hier“?
Wenn Sie das nicht beantworten können, geben Sie zu GELOGEN zu haben!
#178 Besso Keks sagt:
der 2te Hauptsatz verbietet für ein geschlossenes System Temperaturentmischung ohne Arbeit zu leisten.
>>> Die Erde ist kein geschlossenens System. Das System ist einfach die Sonne, die einen kleinen Teil ihre Energie über einen kleinen Umweg über die Erde ins kalte Weltall abstrahlt.
Daher ist die Behauptung der Treibhäusler, „oben wird es kälter, unten wärmer“ abzulehnen.
Der Verstoß gegen den ersten Hauptsatz besteht darin, daß Treibhausgase die Erde um 33 Grad +/- X aufheizen sollen.
>>> Meinen Sie, die Erde ohne Atmosphäre wäre genauso war wie ohne?
Dies wird mit der Gegenstrahlung begründet.
Auch diese Argumentation kann nicht richtig sein, da damit die kältere Atmosphäre den wärmeren Boden aufheizen müßte.
>>> Die Erde wird klar von der Sonne aufgewärmt. Nur verlässt die Wärmestrahlung die Erde in einer Art Pilgerschritt-Verfahren. Die sog. Rückstrahlung ist nichts anderes als ein Teil der abgestrahlten Energie, die wieder zurückgeworfen wird, um nach Absorption und Emission wieder in Richtung All abzustrahlen.
Das häufig eingeworfene „Argument, dies stimme nicht da die Erwärmung durch die Sonnenstrahlung und nicht durch die Gegenstrahlung erfolgt, ist zu verwerfen, da:
-die Erdoberfläche die absorbierte Solarstrahlung wieder entsprechend einer Situation ohne Treibhausgase nach eigener Temperatur abstrahlt und
>>> ???
-die eigentliche Erwärmung im zweiten Schritt durch die Gegenstrahlung erfolgen müßte.
>>> da gibt’s keinen 2. Schritt, das sind Prozesse, die fortlaufend miteinander ablaufen.
Treibhausgase sind nur insofern eine Wärmeflußbremse als der Energiefluß Richtung Weltall zwischenzeitlich von dem einem Transportmechanismus „Strahlung“ auf den parallel verlaufenden Mechanismus „Konvektion“ umgeleitet und erst weit oben wieder in „Strahlung“ umgesetzt wird.
>>>das stimmt nur teilweise: Konvektion ist schon vorhanden, nur ist die viel langsamer als elektromagnetische Strahlung. Also wir ein größerer Anteil der Wärme abgestrahlt und nur ein geringerer durch Konvektion transportiert. Während der Konvektion wird die Energie der bewegten Luft auch laufend emittiert und absorbeirt und auch durch Kollision der Moleküle weitergeleitet. Die Warme wird also nicht unverändert in die höheren Schichtender Atmosphäre transortiert, denn die Luft kühlt laufend mit der Höhe ab.
Dadurch erhöht sich der Energieinhalt der Atmosphäre. Sie wird wärmer und die Konvektion wird zusätzlich angetrieben.
>>> siehe oben
Der Bodentemperatur ist das alles egal.
>>> Die Temperatur der Erdoberfläche hängt davon ab,
– wieviel Energie ihr zugeführt wird (großteils durch kurzwellige Strahlung der Sonne)
– und wie gut die Wärme wieder abgegeben werden kann durch Kontakt mit der Luft und durch Strahlung.
Ist irgend eine Art von Wärmeabflussbremse da, dann erhöht sich auch die Temperatur.
Wenn ich sie richtig verstanden habe, dann nehmen nach Ihren Verständnis die sog. Treibhausgase weder Strahlungsenergie durch Absorption auf, noch strahlen sie diese durch Emission wieder gleichmäßig nach allen Seiten wieder ab. Sollten sie das aber doch tun, dann geht eben die Hälfte dieser Strahlung wieder Richtung Boden, (wobei es sein kann, dass sie dort nicht auftrifft, sonder auf ein anderes sgTHG-Molekül, dass dann auch wieder die Hälfte nach oben und unten emittiert).
Der springende Punkt ist der: Absorbieren und emittieren die sog. Treibhausgase (Wasserdampf, CO2, N2O und Methan) nun langwellige Wärmestrahlung oder nicht?