Eine neue sorgfältige und sehr aufwendige Klimamodellierung kommt jetzt zu dem Schluss, dass die Erwärmung bis 2100 nur ca. 0,45 °C betragen wird.
Diese Arbeit berechnet zunächst im Detail die spektralen Energiebilanzen unter Berücksichtigung von über einer halben Million Spektrallinien von CO2, CH4 und Wasser „line by line“. Hierbei zeigt sich dass die spektrale Wechselwirkung von CO2 und CH4 einerseits und Wasser andererseits, welche in bisherigen Modellen nur summarisch berücksichtigt wurde, die Erwärmung durch CO2 stark zurückdrängt. Hinzu kommt, dass die Hauptspektren von CO2 bereits jetzt weitgehend „ optisch dicht“ sind, weiteres CO2 die Strahlungsenergiebilanz also kaum noch beeinflusst. Des Weiteren hängt, wie bekannt, die Temperaturerhöhung logarithmisch von der CO2 Konzentration ab. So dass die Temperaturerhöhung mit steigender CO2 Konzentration immer geringer wird.
Wasser als das stärkste Treibhausgas spielt für die Strahlungsbilanz bei weitem die dominierende Rolle. Wasser ist laut bisherigen Modelle überhaupt der Grund für die vorausgesagten relativ großen Temperarturerhöhung. Diese Modelle sagen eine sehr große Verstärkung, der sehr geringen Temperaturerhöhung von CO2 ,durch den atmosphärischen Wasserdampf voraus. Dies Ergebnis ergibt sich aber nur wenn die Wasserdampfkonzentration als konstant in der gesamten Atmosphäre angenommen wird
Der Wasserdampfgehalt der Luft variiert aber mit der Höhe und Klimazone. Es stehen jetzt genauere Messungen der Wasserdampfverteilung mittels der GPS Satelliten zur Verfügung, die in den jetzigen Rechnungen verwendet wurden.
Trotz aller Verbesserung der Datenlage und den aufwändigen Spektalrechnungen gibt es aber immer noch schlecht bekannte Einflussgrößen wie z.B. Konvektion. Um die Unsicherheiten abzuschätzen welche die ungenaue Kenntnis solcher Einflüsse mit sich bringt, wurden die Rechnungen, wie in solchen Fällen üblich, mit variierten Werten für diese Einflussgrößen durchgeführt.
Insgesamt ergibt sich eine Temperaturerhöhung bei Verdopplung des CO2 Gehaltes ( wie er etwa bis 2100 erwartet werden könnte ) von 0,45 °C mit einer Unsicherheit von +-30%. Diese Erhöhung ist unbedeutend, wie etwa der Vergleich mit anderen Temperaturänderungen zeigt ( Tag-Nacht: 10 bis 20°C; Winter-Sommer 50 °C.
Überdies gibt es diverse Hinweise, dass selbst diese geringe Temperaturerhöhung nicht eintreten wird. Nicht berücksichtigt konnte in den Rechnungen die Dynamik der Wolken, die, wie verschiedene Arbeiten gezeigt haben, Temperaturänderungen entgegenwirken.
Prof. Dr. C. Weiss für EIKE
Lesen Sie die Zusammenfassung der Arbeit von Harde. Sie finden diese Zusammenfassung als pdf im Anhang
Prof. Dr. Hermann Harde lehrt an der Helmut-Schmidt-Universität
Universität der Bundeswehr Hamburg
Fakultät für Elektrotechnik
Lasertechnik & Werkstoffkunde
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„Welchen Einfluss auf das Klima mag die Senkung des Anteils an Schwebeteilchen in der Luft auf das Klima haben? Verringert deren Minderung nicht die Ruflektion von Licht an der oberen Grenze der Troposphäre, was wiederum zu mehr Licht am Boden und damit zur Erwärmung führt?“
Bei den „Schwebteilchen“ ist man sich ausnahmsweise auch in der „offiziösen“ Klimawissenschaft einig,
dass sie ähnlich den Vulkanausbrüchen einen KÜHLENDEN Effekt auf die Erdoberfläche haben,
Denn sie schirmen das wärmende Sonnenlicht ab.
Die Sonne ist nun mal die treibende Wärmequelle für alles,
ebenso ist es mit Wolken und all den „Treibhausgasen“.
Sie kühlen!
mfG
#272: Thomas Schreiner sagt:
„Das wir ohne den planetaren Treibhauseffekt auf unserer Erde nicht leben könnten wird in der öffentlichen Diskussion vollkommen außen vor gelassen und der Begriff stattdessen negativ besetzt.“
Diese Theorie ist auch FALSCH, verehrter Herr Schreiner, so schwer ist das doch nicht zu verstehen.
Richtig ist dagegen,
dass wir OHNE ATMOSPHÄRE nicht leben können. Von der Luft zum Atmen ganz abgesehen :-).
Die ATMOSPHÄRE sorgt durch Konvektion dafür, dass es am Tag nicht zu heiß wird und nachts nicht zu kühl, da sie Wärme speichert und NICHT in den Weltraum abstrahlt. Netto ERHÖHT sie also die Oberflächentemperatur.
Insbesondere das Wasser (latente Wärme) verstärkt den dämpfenden, aber auch KÜHLENDEN Effekt für die Erdoberfläche.
mfG
Sehr geehrte Herren,
ich habe mir heute die Zeit genommen, die 271 Beiträge zu lesen und bin etwas enttäuscht über den Diskussionsstil einiger Teilnehmer. Ich bewundre, wie Herr Heß bei alledem immer wieder versucht ruhig und sachlich zu antworten.
Als Informatiker besitze ich nicht annähernd die Kompetenz mit Ihnen zu diskutieren und meine letzte Vorlesung in Thermodynamik ist auch schon 60 Semester her. Da es aber mehrfach angeklungen ist, was denn bei dieser Diskussion bei uns Normalbürgern ankommt, habe ich mich entschieden, Ihnen etwas dazu zu schreiben.
Zunächst teile ich die Ansicht, dass die Reduktion des Modells von fünf auf eine Schicht, gerade bei diesen komplexen Zusammenhängen, eine unzulässige Vereinfachung darstellt und die daraus abgeleiteten Ergebnisse nicht aussagekräftig sind.
Dankbar bin ich für die Einsicht (siehe #69, #158 u.a.), dass die Begriffe TE (Treibhausefekt) und AGW (Anthropogenic Global Warming) streng voneinander zu trennen sind. Das wir ohne den planetaren Treibhauseffekt auf unserer Erde nicht leben könnten wird in der öffentlichen Diskussion vollkommen außen vor gelassen und der Begriff stattdessen negativ besetzt.
Weil ich auch nicht immer alles verstanden habe, kam mir Ihre Diskussion manchmal wie der Streit um des Kaisers Bart vor. Z.B.: Ich möchte jetzt nicht den 150 Jahre alten Streit zwischen den Anhängern der Wellentheorie und der Korpuskulartheorie des Lichtes wiederholen, aber eigentlich dachte ich, dass mit Einsteins E=m*c^2 dieser Streit aus der Welt sei.
Ich meine verstanden zu haben, dass Wärme in Erdoberflächennähe sowohl als Strahlungsenergie, als auch in Form Braunscher-Molekularbewegung vorkommt, Wärme aber in den Weltraum mangels Molekülen nur in Form von Strahlung wieder abgegeben werden kann. Weiterhin meine ich verstanden zu haben, dass der „planetare Treibhauseffekt“ im wesentlichen darauf beruht, dass a) an der Tropopause der Wärmeaustausch via Konvektion abbricht (gleicher Effekt wie bei einer Inversionswetterlage) und b) die Reflektion von Wärmestrahlung aus der oberen Atmosphäre zurück auf den Boden für eine Verminderung der Abstrahlung, somit also zu einer Speicherung vom Wärmeenergie führt. Ich hoffe Sie erlauben mir als Laien diese grobe Vereinfachung.
Einen Teil Ihrer Diskussion habe ich aber leider überhaupt nicht verstanden. Im Physikunterricht habe ich gelernt, dass die Absorption von Licht auf Atomarer Ebene von statten geht, soll heißen, Elektronen werden z.B. von Photonen angeregt und in einen energetisch höheren Zustand gebracht. Wenn dieses Elektron auf seinen energetisch niedrigeren Zustand zurückspringt wird ein ebensolcher Energieimpuls in Form einer elektromagnetischen Welle wieder abgegeben. Von Auswirkungen auf die molekulare Struktur war dabei nicht die Rede. Die kenne ich eigentlich nur von der Braunschen-Molekualrbewegung z.B. bei Atomen in einem Kristallgitter oder den Molekülen in einem Gas/Gasgemisch.Aber möglicherweise habe ich da nur noch die Hälfte dessen im Kopf, was mir mein Physiklehrer mal beizubringen versucht hat und bringe dadurch einiges durcheinander.
Ich erinnere mich, dass verschiedene Moleküle unterschiedliche Absorptionsspektren haben, wobei die Menge der absorbierten Strahlung in einem Gasgemisch sich nicht ausschließlich der Summe der sich überlagernden Spektren , sondern auch noch deren Mischungsverhältnis, der Gasdichte und von der Stärke (Weglänge) der zu durchdringenden Gasschichten abhängt. Die Schwerkraft hat dabei gleich einen Doppelten Einfluss, zum Einen ist sie für die nach oben hin abnehmende Dichte, zum Anderen für die Entstehung von Konvektion in der Troposphäre verantwortlich. Auch ist die Schwerkraft dafür verantwortlich, dass leichtere Gase (H2 und HE) nach ober steigen, während schwerere Gase eher dazu neigen nach unten abzusteigen. So beträgt bekanntlich der Anteil an H2O in der Stratosphäre nur 2-6 ppm, gegenüber 1000-10.000ppm in der Troposphäre. Da der Wasserdampf weit mehr Licht heraus filtert als die 380ppm CO2, vor allem wenn er kondensiert und als geschlossene Wolkendecke vorliegt, denke ich, dass die Bedeutung des CO2 manchmal etwas überbewertet wird.
Aber ein anderer Faktor ist mir in den Sinn gekommen, den ich in der Diskussion etwas vermisse; seit 40 Jahren bemühen wir uns um die Reinhaltung unserer Luft. Welchen Einfluss auf das Klima mag die Senkung des Anteils an Schwebeteilchen in der Luft auf das Klima haben? Verringert deren Minderung nicht die Ruflektion von Licht an der oberen Grenze der Troposphäre, was wiederum zu mehr Licht am Boden und damit zur Erwärmung führt?
Mit freundlichen Grüßen
Thomas E. Schreiner
Hallo Herr Ebel (#271),
So einen groben Unfug „turbulenter Wärmeleitfähigkeitskoeffizient“ habe ich so lange nicht mehr gehört. Bei einen Wert von 2,73 W/(m^2*K) liegt man in Bereich der freien Konvektion. Mit turbulenter Strömung befindet man sich im Bereich der erzwungenen Konvektion, und nun rechnen Sie mal selbst, welche Energie-Beiträge mit erzwungener Konvektion und mit quasi-erzwungener Wärmeleitung abgeführt werden kann. Diese Bereiche liegen wirklich im zehntausendfach auseinander. Man kann den Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von trockener Luft bei einer Temperatur nährungsweise berechnen mit k=(240,2+0,753*T[°C])/10000 in W/(m*K) oder ganz exakt mit k=2,64*10^-3*T^1,5/[T + 245,4*10^(-12/T)]. Um es jetzt ganz genau zu beschreiben, ergibt sich ein Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der feuchten Luft von k = k(WD)*p(WD)/p+k(luft)[1-p(WD)/p]. Damit erhält man einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der feuchten Luft im Bereich von 0,026 – 0,032 W/(m*K). Und jetzt zeigen Sie mir, wo man 250 W/(m*K) definieren bzw. herausholen kann? Auch wenn man das Ganze über die Fluid-Dynamik (Renolds-, Prandtl- und Nußelt-Zahl) rechnet, wird die Wärmeleitung immer zehntausendfach schwächer sein.
Wärmeverlust einer Kugel (Innen: r(1), T(1); Aussen: r(2), T(2))
Q= 4*Pi*Lambda*[T(1)-T(2)]/[1/r(1)-1/r(2)]
= 4*Pi*0.025*40/(1/6,371*10^6 m – 1/6,377*10^6 m)
= 12,5664 / 1,477*10^-10
= 8,5*10^10 W (bei 6 Km Höhe)
q= 8,5*10^10 W / [4*Pi*(6,371*10^6 m)^2]
= 8,5*10^10 W / 5,1*10^14 m^2
= 1,67*10^-4 W/m^2
Sie haben wirklich keinen Bezug zu den Größenverhältnissen. Dieses führt Ihren Kommentar schon ad adsurdum.
Mfg
W. Kinder
@ #267: W. Kinder, Sunday, 01.05.2011, 17:03
„Die Annahme sei, das für die Konvektion ein Beitrag von 90 W/m^2 zur Verfügung steht. Der mittlere globale Wärmeübergangskoeffizient k(atm) kann wie folgt abgeschätzt werden k(atm) = 90/(288-255) = 2,73 W/(m^2*K). Diese 90 W/m^2 wurden für eine Höhendifferenz von 5 km ermittelt. Aus der Thermodynamik erhält man eine feuchtadiabatische Temperaturabnahme mit der Höhe von -6,5 K/km. Damit kann man abschätzen, ob mit den gegebenen Parametern überhaupt eine Leistungsdichte von 90 W/m^2 bis zu einer Höhe von 5 km über Konvektion abführbar ist: j(konv) = -6,5 K/km * 5 km * 2,73 W/(m^2*K) = -88,7 W/m^2.“
Das ist ein klassischer Zirkelschluß und hat mit der konvektiven Wärmeübertragung überhaupt nichts zu tun. Adiabatisch bedeutet ja kein Wärmeaustausch mit der Umgebung. Der konvektive Wärmetransport erfolgt nur über den Überschuß der Temperaturänderung über den adiabatischen Wert. Ruhende Luft hat zwar nur einen ganz schlechten Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (0,025W/(mK)) aber der turbulente Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ist bis zu Millionen mal größer (Tscheuschner gibt bei seinem Vortrag in Harsefeld alledings nur 10 000 an). Selbst damit ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient schon 250W/(mK) – also erheblich größer als Deine Annahme.
Insgesamt haben schon deswegen Deine Ausführungen kaum etwas mit der Realität zu tun.
Zur realen Betrachtung siehe http://tinyurl.com/6z3v2um #26: Ebel, Thursday, 16.12.2010, 13:20.
MfG
Hallo Herr Kinder
zu #267
Der 1.Teil ist eigentlich klar und gut dargestellt. So hatte ich mir das auch vorgestellt. Das man dieses auf zwei verschiedene Weisen berechnen kann, war mir neu.
Den 2.Teil finde ich sehr interessant. Diese Art der Betrachtung habe ich noch irgends gesehen – Wie sind Sie darauf gekommen?
Das Einzige was daran stört, ist die Beziehung a(n) = [1 – e(n)]. Eigentlich ist doch in der Schicht (2) T=konstant, da müsste doch gelten e(n) = a(n)? Auch finde ich den Emissionsgrad von e(2)=0,375 ein bisschen zu niedrig angesetzt. Wenn man sich die Emissionsgrade der gasförmigen Bestandteile der Luft anschaut, dann müsste dort etwas um 0,6 stehen?
Gruß Franz
Lieber Herr Glattling #265,
Noch eine Ergänzung.
Ersetzt man eine reine CO2-Atmosphäre durch O2/N2 wie sie vorschlagen ergibt sich natürlich p_rad = p_oF.
Setzen sie das mal eine
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Lieber Herr Glattling,
sie schreiben:
„Die Hypothese der Temperaturwirksamkeit insbesondere von CO2-Anteilen in der Luft wird vielfach (so auch in [7]) von den Verhältnissen auf dem Planeten Venus mit der dortigen CO2-Atmosphäre abgeleitet. Unterstellte man in dem oben unter 4. vorgestellten Modell an Stelle der Luft eine Gasschicht aus CO2 und einen Druck am Boden dieser Gasschicht von 90 bar (egal, ob durch Dicke der Gasschicht oder Gravitation des festen Kerns hervorgerufen), dann würde dort in Bodennähe eine Temperatur von ca. 460oC herrschen;“
Aber höchstens in dem Moment in dem ich die Gravitation einschalten. Im stationären Zustand hängt die effektive Strahlungstemperatur von der Energiebilanz des Gesamtsystems, und die Oberflächentemperatur davon ab von welcher Emissionshöhe/p_rad abgestrahlt wird. Deshalb hat Thieme in dem von Ihnen zitierten Link ja für die Erde das übliche p_rad = 670 mbar verwendet und eine Emissionshöhe eingeführt.
Wenn sie also die Adiabatengleichung diskutieren und cp/cv ändern, in dem sie die Zusammensetzung ändern, müssen sie natürlich auch sagen, wo diese neue Emissionshöhe/p_rad liegen, wenn sie auf der Venus CO2 durch O2/N2 ersetzen.
Sonst ihre ihre Aussage:
„Bestünde die Atmosphäre der Venus nicht vorwiegend aus CO2, sondern aus Luft, dann wäre es dort – bei unterstellten unveränderten Druckverhältnissen – noch um rd. 200 K wärmer. Die Ursachen hierfür liegen in dem für 3-atomige Gase etwas geringeren Wert k (Verhältnis der spezifischen Wärmewerte cp zu cv: Luft: 1,4; CO2: 1,3).“
Willkürlich und damit sinnlos.
In #250, #262 habe ich den thermodynamischen Atmosphäreneffekt von Thieme, der durch diese Gleichung beschrieben wird:
T_oF = T_rad *(p_oF/p_rad)^(1-1/gamma
vollständig diskutiert. Es ist klar dass eine unvollständige Diskussion indem man willkürlich nur cp/cv ändert und alles andere gleich läßt in dieser Gleichung zu falschen ergebnissen führen muss.
Es ist wie Herr Bäcker in #258 sagt die Temperaturverhältnisse werde durch die Energiebilanz bestimmt und nicht nur durch den Druck und die Gravitation bestimmt:
„Der Temperaturverlauf T(h) ist aber erst dann erst vollständig bestimmt, wenn man zu einer Höhe/einem Druck die Temperatur kennt! Ohne Betrachtung der Energiebilanz ist aber undefiniert, welche Temperatur in einer bestimmten Höhe (oder speziell am Boden) herrscht! Die Behauptung von Thieme, Hebert und ihre Fans, der Temperaturverlauf (in der Troposphäre) wäre alleine über die Adiabatengleichung bestimmt, ist somit falsch!“
Im Grunde ist aber diese Energiebilanz durch die Festlegung von Thieme -18°C und p_rad = 670 mbar festgelegt und implizit in seinem Modell enthalten.
Im Grunde haben wir es hier mit einem „Hide the Energiebilanz“ zu tun.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Hallo Herr Veen (#227),
„Trotzdem verstehe ich nicht, wie 150 W/m^2 von der Erdoberfläche in die Umgebung abgestrahlt werden können?“
Ich kann mir schon denken, auf was Sie hinaus wollen.
Oberfläche (Erdboden bei h=0 m, T=288K): 390 W/m^2 – diese Leistungsdichte kann per Strahlung abgegeben werden
Umgebung (Luft bei h=2 m, T=288K): 240 W/m^2 – diese Leistungsdichte kann per Strahlung abgegeben/aufgenommen werden
Umgebung (Luft bei h=5000 m, T=255K): 165 W/m^2 – diese Leistungsdichte kann per Strahlung abgegeben/aufgenommen werden
Jetzt muss noch berücksichtigt werden, das bereits 90 W/m^2 in der Umgebung (Atmosphäre) aufgenommen wurden, damit ergibt sich:
Umgebung (Luft bei h=2 m, T=288K): 240 W/m^2 – 90 W/m^2 = 150 W/m2 – nur diese Leistungsdichte kann per Strahlung aufgenommen werden
Umgebung (Luft bei h=5000 m, T=255K): 165 W/m^2 – 90 W/m^2 = 75 W/m^2 – nur diese Leistungsdichte kann per Strahlung aufgenommen werden
Damit kann die abgegebene Leistungsdichte der Strahlung am Erdboden in die Umgebung von 150 W/m^2 bei 5000m und T=255K nicht aufgenommen werden.
Jetzt muss ich doch etwas weiter ausholen und eine ausführlichere Darstellung der Betrachtungsweisen ausführen.
+ 1.Teil
Den Strahlungsaustausch-Koeffizient für eine innere Fläche A1 die vollständig von der äußeren Fläche A2 umschlossen wird, erhält man mit:
1/e(1,2) = 1/e(1)+A1/A2*[1/e(2)-1] oder e(1,2) = e(1)*e(2)/{e(2)+e(1)*[1-e(2)]*A1/A2}
Die Fläche A1 ist die Erdoberfläche und die Fläche A2 in 5 km Höhe (T(2)=255K). Damit ergibt sich ein Flächenverhältnis A1/A2 = 0.999, also rund eins.
1/e(1,2) = 1/e(1)+1/e(2)-1 – Strahlungsaustausch-Koeffizient für parallele Flächen
Die Oberfläche+Umgebung kann mit sehr guter Näherung als parallele Flächen angenommen werden.
Jetzt hat man zwei mögliche Verfahren, einmal die Mehrfach-Reflexions-Methode (A) und zum anderen die
Netto-Strahlungs-Methode (B), um die realen Netto-Leistungsdichten für die Strahlung zu ermitteln.
(A).Nach der Mehrfach-Reflexions-Methode ergibt sich die Leistungsdichte für die Strahlung wie folgt:
Leistungsdichte von A1 -> davon wird ein Teil von A2 absorbiert -> Rest wird reflektiert -> von der reflektierten Strahlung absorbiert A1 -> Rest wird reflektiert -> und von A2 absorbiert, die Fortsetzung führt zur gesamten Leistungsdichte, der durch Abstrahlung von Fläche A1 von Fläche A2 absorbiert wird
j(1->2) = sb*e(1)*e(2)*T(1)^4*{1+[1-e(1)]*[1-e(2)]+[1-e(1)]^2*[1-e(2)]^2+ …}
j(2->1) = sb*e(1)*e(2)*T(2)^4*{1+[1-e(1)]*[1-e(2)]+[1-e(1)]^2*[1-e(2)]^2+ …}
Wenn gilt A1=A2 und mit 1+x+x^2+x^3+… = 1/(1-x) ergibt sich die Netto-Leistungsdichte
j(1->2,2->1) = j(1->2) – j(2->1)
j(1->2,2->1) = e(1)*e(2)/[e(1)+e(2)-e(1)*e(2)]*sb*[T(1)^4 – T(2)^4]
wobei für die Erde e(1)=0,99, e(2)=0,375, T(1)=288K und T(2)=255K ist.
(B).Nach der Netto-Strahlungs-Methode ergibt sich die Leistungsdichte für die Strahlung wie folgt:
j(ab,1) – gesamte von A1 abgegebene Leistungsdichte der Strahlung
j(ab,2) – gesamte von A2 erhaltene Leistungsdichte der Strahlung
j(ab,2) = j(e,2) + j(ab,1)*[1-e(2)]
j(ab,1) = j(e,1) + [1-e(1)]*{j(e,2) + j(e,1) + j(ab,1)*[1-e(2)]}
j(ab,1) = {j(e,1) + [1-e(1)]*j(e,2)}/{1-[1-e(1)]*[1-e(2)]}
j(ab,2) = {j(e,2) + [1-e(2)]*j(e,1)}/{1-[1-e(1)]*[1-e(2)]}
Die Netto-Leistungsdichte für die Strahlung ergibt sich dann:
j(1->2,2->1) = j(ab,1) – j(ab,2) = e(2)*j(e,1)*e(1)*j(e,2)/{1-[1-e(1)]*[1-e(2)]}
Wenn gilt A1=A2 sowie j(e,1) = e(1)*sb*T(1)^4 und j(e,2) = e(2)*sb*T(2)^4 ist, erhält man die Beziehung:
j(1->2,2->1) = e(1)*e(2)/[e(1)+e(2)-e(1)*e(2)]*sb*[T(1)^4 – T(2)^4]
Nachtrag – Für zwei konzentrische Kugeln mit der Fläche A1 der inneren Kugel und der Fläche A2 der äußeren Kugel ergibt sich folgende Beziehung für die Netto-Leistungsdichte der Strahlung:
j(1->2,2->1) = e(1)*e(2)/{e(2)+e(1)*[1-e(2)]*A1/A2}*sb*[T(1)^4 – T(2)^4]
Fazit:
Man erhält mit beiden Methoden die gleiche Beziehung für die Netto-Leistungsdichte die durch Strahlung von der Fläche A1 (Oberfläche) zur Fläche A2 (Umgebung) abgegeben wird. Durch Einsetzen der Werte für die Erde ergibt sich eine mittlere globale abgegebene Netto-Leistungsdichte für die Strahlung Erdboden zu 5 km Höhe von 56,2 W/m^2. Näherungsweise (laut Bilanz-Ansatz) kann man die für die mittlere globale Netto-Leistungsdichte der Strahlung den Wert von 60 W/m^2 ansetzen. Also werden von der Oberfläche 40% der Leistungsdichte durch Strahlung und 60% durch andere Wärmeübertragungs-Mechanismen abgeführt.
Die Annahme sei, das für die Konvektion ein Beitrag von 90 W/m^2 zur Verfügung steht. Der mittlere globale Wärmeübergangskoeffizient k(atm) kann wie folgt abgeschätzt werden k(atm) = 90/(288-255) = 2,73 W/(m^2*K). Diese 90 W/m^2 wurden für eine Höhendifferenz von 5 km ermittelt. Aus der Thermodynamik erhält man eine feuchtadiabatische Temperaturabnahme mit der Höhe von -6,5 K/km. Damit kann man abschätzen, ob mit den gegebenen Parametern überhaupt eine Leistungsdichte von 90 W/m^2 bis zu einer Höhe von 5 km über Konvektion abführbar ist: j(konv) = -6,5 K/km * 5 km * 2,73 W/(m^2*K) = -88,7 W/m^2. Wenn man die Konvektion außen vor lässt, dann würde eine solche Atmosphäre nur im Strahlungsaustausch-Gleichgewicht sein.
+ 2.Teil
Nun ist die vertikale Betrachtungsweise (im angenommen Gleichgewicht) aber nicht immer zielführend, weil zum Beispiel die Oberflächentemperatur geringer als Lufttemperatur sein kann und der Partial-Druck der Komponenten der Luft sich ändern kann (z.B. Wasserdampf). Bei der horizontalen Draufsicht auf die Troposphäre ergibt sich eine mittlere scheinbare Temperatur der Oberfäche von (217K+288K)/2 = 253K bzw. bei der Höhe 5 km (255K+288K)/2 = 272K (gilt bei e(1)=1). Je nachdem welcher Emissiongrad der Oberfläche gegeben ist, ändern sich die mittlere scheinbare Temperatur der Oberfläche zu [T(2)+T(1)]/[2*e(1)] bei T(1) ungleich T(2).
In der horizontal-vertikalen Sichtweise erhält man ein anderes Aussehen und Verhalten:
j(1) = e(1)*sb*T(1)^4
j(2) = e(1)*sb*T(1)^4 * a(2) + e(2)*sb*T(2)^4
j(3) = e(1)*sb*T(1)^4 * a(2) * a(3) + e(2)*sb*T(2)^4 * a(3) + e(3)*sb*T(3)^4
j(4) = e(1)*sb*T(1)^4 * a(2) * a(3) * a(4) + e(2)*sb*T(2)^4 * a(3) * a(4) + e(3)*sb*T(3)^4 * a(4) + e(4)*sb*T(4)^4
j(n) = e(1)*sb*T(1)^4 * a(2)…a(n) + e(2)*sb*T(2)^4 * a(3)…a(n) + e(3)*sb*T(3)^4 * a(4)…a(n) + … + e(n)*sb*T(n)^4
Der erste Strahlungsbeitrag ist die in der ersten Schicht emittierte Leistungsdichte e(1)*sb*T(1)^4, welche beim Durchgang der Schichten zwei, drei und vier jeweils um Absorptivitäten a(2), a(3) und a(4) verringert wird. Wenn man davon ausgeht, dass die Energie des absorbierten Teils in einer Schicht wieder abgegeben werden muss, so emittiert diese Schicht also genau diesen Strahlungsanteil, wobei gilt a(n) = [1 – e(n)].
Für den einfachen Fall Index (1) die oberflächliche Temperatur 288K und Index (2) Umgebung in der Höhe 5 km mit der Temperatur 255K sowie der Beziehung a(n) = [1 – e(n)] ergibt sich:
j(2) = e(1)*sb*T(1)^4 * a(2) + e(2)*sb*T(2)^4
j(2) = 0,99*5,67^-8*288^4 * (1-0,375) + 0,375*5,67*10^-8*255^4 = 327,4 W/m^2
Dieser Leistungsdichte-Wert ergibt eine Temperatur von 276K, also cirka die mittlere scheinbare Temperatur der Oberfläche. Der Emissionsgrad von e(2)=0,375 ist der mittlere Emissionsgrad. Der Emissionsgrad bzw. die Absorptivitäten in der horizontal-vertikalen Sichtweise sind pro Schicht eigentlich verschieden, weil das 2.Kirchhoffschen Gesetz (Absorption = Emission) strenggenommen nur im thermischen Gleichgewicht gilt. Zudem muss noch beachtet werden, das im Sonderfall der Wärmestrahlung für hohe Temperaturen (Sonne) auf eine wesentlich kälter Oberfläche des bestrahlten Körpers, wobei die emittierte Wärmestrahlung wesentlich größere Wellenlänge hat, das 2.Kirchhoffsche Gesetz nicht allgemein gilt, d.h. a(T1) ungleich e(T2).
Das ist doch eine ziemlich lange Ausführung geworden. Ich hoffe Sie können mir gedanklich folgen?
Mfg
W. Kinder
@ #261: D. Glatting, Saturday, 30.04.2011, 20:47
„Da haben Sie ausnahmsweise mal recht. Aber ihr anschließender Schwenk zu ihrer unsäglichen TE-These mit dem folgenden Abschnitt
“Es ändert sich der Druck der Tropopause – und davon müssen Sie ausgehen. Wenn das CO2 fast allein bestimmend ist in der Stratosphäre, dann halbiert sich bei Verdoppelung der CO2-Konzentration der Tropopausendruck, weil nur dann die Absorption bis zur Tropopause gleich bleibt.““
Herr Glatting, begründen Sie mal physikalisch, warum die Stratosphäre (fast ohne Vertikalzirkulation) in die Troposphäre (mit starker Vertikalzirkulation) übergeht. Wenn Sie das verstanden haben, leuchtet Ihnen auch meine Begründung ein – oder Sie maulen bloß, weil Sie den Treibhauseffekt nicht anerkennen wollen.
MfG
Hallo Herr Heß,
bitte der Argumentation in
http://real-planet.eu/atmoseff.htm
folgen.
Die Hypothese der Temperaturwirksamkeit insbesondere von CO2-Anteilen in der Luft wird vielfach (so auch in [7]) von den Verhältnissen auf dem Planeten Venus mit der dortigen CO2-Atmosphäre abgeleitet. Unterstellte man in dem oben unter 4. vorgestellten Modell an Stelle der Luft eine Gasschicht aus CO2 und einen Druck am Boden dieser Gasschicht von 90 bar (egal, ob durch Dicke der Gasschicht oder Gravitation des festen Kerns hervorgerufen), dann würde dort in Bodennähe eine Temperatur von ca. 460oC herrschen; dies ist das Beispiel der Venus-Atmosphäre, auch hier gibt es praktisch keine Einflüsse durch Strahlungsabsorption. Bemerkenswert an dem Beispiel der Venus-Atmosphäre ist noch ein Punkt: Bestünde die Atmosphäre der Venus nicht vorwiegend aus CO2, sondern aus Luft, dann wäre es dort – bei unterstellten unveränderten Druckverhältnissen – noch um rd. 200 K wärmer. Die Ursachen hierfür liegen in dem für 3-atomige Gase etwas geringeren Wert k (Verhältnis der spezifischen Wärmewerte cp zu cv: Luft: 1,4; CO2: 1,3).
Grüße
DG
Lieber Herr Glattling #256,
Sie schreiben:
„Für p_rad nimmt man p_oF/2. Das passt für Venus, Erde und Mars. Ihre mittlere Emissionshöhe holen Sie wohl aus ihrem unbewiesenen AGW Modus.“
Die Venus hat einen Oberflächendruck von etwa 90 bar. Die effektive Strahlungstemperatur beträgt etwa 230K.
Für p_rad auf der Venus bekomme ich aus der Adiabatengleichung bei einer Oberflächentemperatur von 750 K etwa 550 mbar.
Damit kann ihre Abschätzung p_rad = p_oF/2 nicht stimmen.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Lieber Herr Ebel,
Sie fragen in #255:
„Aber dann bleibt die Frage, warum Halbieren Sie für die doppelte Konzentration diese p_rad?
Dafür gibt es keinen physikalischen Grund. Auch die Änderung von gamma ist vernachlässigbar, CO2 ist ein Spurengas.
Es ändert sich der Druck der Tropopause – und davon müssen Sie ausgehen. Wenn das CO2 fast allein bestimmend ist in der Stratosphäre, dann halbiert sich bei Verdoppelung der CO2-Konzentration der Tropopausendruck, weil nur dann die Absorption bis zur Tropopause gleich bleibt.“
Ich habe versucht allgemein zu untersuchen, wie sich Oberflächentemperatur berechnet nach dieser Gleichung entlehnt aus dem Artikel „Der thermodynamische Atmosphäreneffekt“ http://tinyurl.com/362q486
T_oF = T_rad *(p_oF/p_rad)^(1-1/gamma),
ändert, wenn man die Konzentration der Treibhausgase ändert.
Nehmen wir mal an wir hätten nur O2 und N2, sowie Treibhausgase in der Atmosphäre.
Eine mittlere Emissionshöhe ist dann ja dadurch bestimmt, dass von der Emissionshöhe bis zur Atmosphärengrenze die optische Dicke von der Größenordnung den Wert Eins hat. An dieser Emissionshöhe muss man dann p_rad bestimmen.
Optische Dicke der Größenordnung Eins bedeutet, dass der mittlere Absorptionsquerschnitt kappa in m^2/kg multipliziert mit der Masse der Treibhausgase oberhalb der Emissionshöhe den Wert der Größenordnung Eins ergibt.
Die Masse der Treibhausgase oberhalb der Emissionshöhe ist dann gegeben durch qTHG*p_rad/g.
Wobei qTHG die spezifische Konzentration der Treibhausgase ist und g die Schwerebeschleunigung. Ich habe mal hydrostratische Balance angenommen.
Damit ergibt sich die Bestimmungsgleichung für p_rad:
kappa*qTHG*p_rad/g = 1.
Nochmal. Selbstverständlich ist die reale Atmosphäre komplizierter. Der Artikel „Der thermodynamische Atmosphäreneffekt“ beschreibt eben auch nur ein vereinfachtes Gedankenmodell. Aus der obigen Abschätzung und der Bestimmungsgleichung für p_rad kann man aber deutlich sehen, dass p_rad beim Anstieg der Konzentration der Treibhausgase kleiner wird.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Lieber Herr Ebel #255,
sie schreiben:
„Sehr geehrter Herr Heß mit der Einführung eines p_rad machen Sie sich es etwas zu eindach.“
Richtig. Das ist ein sehr einfaches Modell.
Ich habe aber nur aufgeschrieben und untersucht, was Thieme mit seinem „Atmosphäreneffekt“ http://tinyurl.com/362q486 beschrieben hat.
Thieme schreibt darin:
„Der Realität unserer Erde kommt man noch näher, wenn man jetzt die bisher unterstellte Hülle durch eine weitere Luftschicht ersetzt, die gerade so mächtig ist, daß an deren Boden (also in 3100 m Abstand zum festen Kern) der Druck der bisher angesetzten 0,67 bar durch die Masse dieser Luftschicht aufgebracht wird. Außerdem müssen die Absorptions- und Reflexionsqualitäten der vorherigen Hülle insgesamt für den Planeten (jetzt durch Oberfläche und Atmosphäre) erhalten bleiben. Durch diesen Austausch werden die Temperaturverhältnisse am Boden der Atmosphäre und deren Ursachen nicht verändert. Man hat nun einen Planeten, der im Mittel ins All mit -18oC strahlt, während in Bodennähe im Mittel +15oC herrschen.“
Damit hat Thieme vom Prinzip her ein p_rad von 0.67 bar eingeführt und vom Prinzip eine Atmosphäre beschrieben die nur aus einer Troposphäre besteht. In der Tat ein vereinfachtes Gedankenmodell. Aber daraus läßt sich ja was lernen.
Damit das auch so funktioniert muss die optische Dicke der weiteren Luftschicht, die Thieme einführt, größenordnungsmäßig den Wert 1 haben, da sich Gase ja durchmischen.
Ich habe schon mal früher ausgeführt, dass der Atmosphäreneffekt von Thieme der thermodynamischen Beschreibung entspricht, die Pierrehumbert in seinem Buch: Principles of Planetary Climate für den Treibhauseffekt angibt.
Ausgangspunkt war ja die Aussage von Herrn Glattling in #222:
„Eine diese speziellen Bedingungen ist dabei das reale cp/cv durch die Mischung von zwei und dreiatomigen Molekülen. Bei höherem Anteil dreiatomiger Moleküle geht der Wert eher Richtung 1,3. Damit ergibt sich wie ein erhöhter Anteil von dreiatomigen Molekülen in der Atmosphäre eines Planeten zu einer Erniedrigung der Temperatur der planetaren Oberfläche führt.“
Um nun cp/cv von 1.4 in Richtung 1.3 zu ändern, muss man wie sie richtig sagen die Menge an CO2 drastisch ändern. Ich habe nun untersucht, wie sich so eine drastische Änderung auf p_rad und p_oF und damit auf die Änderung der Oberflächentemperatur auswirkt, wenn man die thermodynamische Beschreibung des Treibhauseffektes nach Thieme und Pierrehumbert benutzt. Dabei stelle ich fest, dass eine Änderung des Faktors p_oF/p_rad die Änderung des Adiabatenexponenten deutlich überkompensiert und auch die thermodynamische Beschreibung eine Erhöhung der Oberflächentemperatur vorhersagt, wenn sich die Konzentration der Treibhausgase erhöht.
Das ist alles.
Und natürlich haben Sie Recht. In der realen Atmosphäre ist alles komplizierter. Aber dieses einfache Modell von Thieme und Pierrehumbert liefert mitnichten das Ergebnis, das Herr Glattling beschrieben hat.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Hallo Herr Heß,
der erste Link in Meinem Kommentar #222 war falsch. Da hätte dieser hier
http://real-planet.eu/atmoseff.htm
rein gehört. Ich bitte um Entschuldigung.
Grüße
DG
@#255: Jochen Ebel,
Sie fragen Herr Heß:
“Aber dann bleibt die Frage, warum Halbieren Sie für die doppelte Konzentration diese p_rad?
Dafür gibt es keinen physikalischen Grund. Auch die Änderung von gamma ist vernachlässigbar, CO2 ist ein Spurengas.“
Das passt auch sehr gut zum Schlusswort in http://real-planet.eu/atmoseff.htm
„Minimale Anteile sogenannter „Treibhausgase“, CO2 (hauptsächlich) und daneben noch O3, N2O, CH4 in der Atmosphäre, haben allenfalls unbedeutende Wirkungen auf die Temperaturen am Boden dieser Atmosphäre, demgemäß haben Schwankungen der Anteile der vorgenannten Gase in der Atmosphäre noch geringere, d. h. praktisch keine, Wirkungen.“
Da haben Sie ausnahmsweise mal recht. Aber ihr anschließender Schwenk zu ihrer unsäglichen TE-These mit dem folgenden Abschnitt
“Es ändert sich der Druck der Tropopause – und davon müssen Sie ausgehen. Wenn das CO2 fast allein bestimmend ist in der Stratosphäre, dann halbiert sich bei Verdoppelung der CO2-Konzentration der Tropopausendruck, weil nur dann die Absorption bis zur Tropopause gleich bleibt.“
Ist wohl gnadenlos daneben. Wieder eine echte ebelsche Rabulistik. Da vergleichen Sie Äpfel mit Birnen. Diese Abschweifung und der damit verbundene Vergleich, ist gelinde gesagt eine vorsetzliche Täuschung. Aber euch AGWlern ist ja kein Trick zu dreckig. Und da verwundert es auch nicht, wenn #260: NicoBaecker auf die unredliche Darstellung einsteigt und einen drauf setzt.
“was die Temperatur beim halben Druck determiniert.“
Bitte Herr Baecker, ich habe es schon dreimal erklärt, da nimmt man die mittlere Temperatur die sich ohne Atmosphäre ergeben würde und gut. Und ihre ganzen Strahlungsspielchen werden damit überflüssig. Wie oft soll ich es noch sagen sagen?
Damit muss man auch fragen, wo das atmosphärische Treibhaus einen Effekt macht, wo der sich äußert und wie man den messen kann?
Ist der Begriff Effekt hier überhaupt richtig angewendet? Da Effekt normalerweise mit was Messbarem verbunden ist. Klare Ursache Wirkungsmechanismen. Wer sich solche und noch mehr fragen bezüglich des Treibhauseffektes stellt, sollte sich
http://tinyurl.com/TE-keine-Wissenschaft
anschauen und auf den Boden der Wissenschaft zurück kehren.
Glatting,
ich sehe gerade, Herr Ebel hat das gleiche erwiderert wie ich es jetzt getan haette. Mit dem halben Druck Ansatz verschieben Sie die Frage nach der Oberflaechentemperatur nur nach der Frage, was die Temperatur beim halben Druck determiniert. Und die Antwort ist wieder die Energiebilanz.
@Bäcker
„Der Temperaturverlauf T(h) ist aber erst dann erst vollständig bestimmt, wenn man zu einer Höhe/einem Druck die Temperatur kennt!“
Schon mal dahinter gestiegen, dass in der angegebenen Referenz, die Temperatur auf der Höhe, wo der halbe Druck im Vergleich zur Oberfläche herrscht, die Temperatur angesetzt wird, die als Durchschnittliche Temperatur ergeben würde, wenn man den Planet ohne Atmosphäre betrachten würde.
Dies ist m.E. eine physikalisch verständliche Wahl. Des Weiteren ist es die einzige Annahme oder händisch eingefügter Parameter im Modell. Und mit dieser Annahme errechnet man recht einfach die vorliegenden Verhältnisse auf Venus (CO2), Erde (O2, N2) und Mars (CO2) in Übereinstimmung mit den tatsächlichen Verhältnissen. Bei ihren mehr als bescheidenen TE-Modellen braucht man fünf und mehr sehr dubios eingefügte Parameter. Und das alleine für die Erde. Ach, schon mal gemerkt, dass die Venus 200°K wärmer wäre, wenn die Atmosphäre aus zweiatomigen Molekülen bestehen würden. Gruß an Herr Heß, das führt auch ihre Argumentation ad absurdum.
Ihren TE braucht kein Mensch, außer die Verfechter des AGW. Postnormale Wissenschaft um die Abzocke der Bürger zu rechtfertigen.
http://tinyurl.com/TE-keine-Wissenschaft
Glatting, #222
„Ich beziehe mich dabei auf den Artikel über den Atmosphäreneffekt, siehe http://tinyurl.com/2ajzmlv. Hierbei wird klassische Thermodynamik angewendet. Damit lässt sich, auf sehr einfache Art und Weise, wie es sich für eine gute Theorie gehört, die mittlere Oberflächentemperatur auf Erde, Venus und Mars bestimmen. Für genauere Analysen, muss man die speziellen Bedingungen genauer spezifizieren. Dabei wird auch beschrieben, wie dreiatomige Moleküle aufgrund des unterschiedlichen Verhältnisses der spezifischen Wärmewerte cp zu cv zu einer geringeren Temperatur auf der Oberfläche führen.
Eine diese speziellen Bedingungen ist dabei das reale cp/cv durch die Mischung von zwei und dreiatomigen Molekülen. Bei höherem Anteil dreiatomiger Moleküle geht der Wert eher Richtung 1,3. Damit ergibt sich wie ein erhöhter Anteil von dreiatomigen Molekülen in der Atmosphäre eines Planeten zu einer Erniedrigung der Temperatur der planetaren Oberfläche führt. Ich hoffe, dass damit die unbelegte Behauptungen mit Argumenten gefüllt wurden.“
glauben Sie wirklich, dass zum Lernen von Physik ein Parteiprogramm die optimale Wahl ist und nicht wenigstens der Brockhaus o.ä, wenn Sie schon keine wissenschaftliche Literatur besitzen?
Wie Herr Hess schon richtig beschrieben hat, wird der Adiabatenexponent durch das cp/cv-Verhältnis bestimmt. Dieser bestimmt, wie das Temperaturverhältnis T1/T2 in zwei Höhenschichten h1 und h2 sich zum Druckverhältnis p1/p2 in diesen Höhen verhält, denn über die Adiabatengleichung (und bei bekannter Zusammensetzung, also cp und cv) sind diese Verhältnisse eindeutig bestimmt: T1/T2 = (p1/p2)^(kappa-1/kappa), kappa = cp/cv (= Funktion der chemischen Zusammensetzung, wobei man die Spurengase vernachlässigen kann). Dies ist bei der allgemeinen Gasgleichung -wie schon hier mal geklärt – nicht gegeben.
Der Temperaturverlauf T(h) ist aber erst dann erst vollständig bestimmt, wenn man zu einer Höhe/einem Druck die Temperatur kennt! Ohne Betrachtung der Energiebilanz ist aber undefiniert, welche Temperatur in einer bestimmten Höhe (oder speziell am Boden) herrscht! Die Behauptung von Thieme, Hebert und ihre Fans, der Temperaturverlauf (in der Troposphäre) wäre alleine über die Adiabatengleichung bestimmt, ist somit falsch!
Herr Heß, #252
Ich glaube nicht, dass Herr Klinger dies ausrechnen kann, denn dazu müßte man ja die Quantenphysik anwenden. Ich hab’s mal nachgeprüft:
Wellenlänge 15 µm
Frequenz 1.99E+13 Hz
Quantenenergie E 1.32E-20 J, 0.08 eV
Temperatur 15 °C
T 288.15 K
exp(-E/kT) 3.6%
Dies ist für den Beuge-Vibrationszustand des CO2-Moleküls, mit 15µm als zentrale Übergangenergie.
@#250: Günter Heß,
Hallo Herr Heß,
ihre Glaubwürdigkeit ist damit genauso ruiniert, wie die von NB und NF. Sie erzählen mittlerweile einen noch hochtrabenderen xxxxxxxx, wie diese Herren.
“der Druck p_oF proportional zur Masse der Atmosphäre“
Glauben Sie, dass sich mit den paar ppm CO2 die Masse der Atmosphäre messbar ändert? Und wenn, dann ist das genauso unbedeutend wie die Änderung des Kappa Wertes.
“prad der Druck an der mittleren Emissionshöhe“
“und p_rad umgekehrt proportional zur CO2-Konzentration“
Für p_rad nimmt man p_oF/2. Das passt für Venus, Erde und Mars. Ihre mittlere Emissionshöhe holen Sie wohl aus ihrem unbewiesenen AGW Modus.
“so dass der Quotient p_oF/p_rad mit der CO2-Konzentration steigt.“
Aber nur in ihrer CO2 vergewaltigten Physik. Sie sollten auch mal
http://tinyurl.com/TE-keine-Wissenschaft
anschauen und auf den Boden der Wissenschaft zurück kehren.
Grüße
DG
@ #250: Günter Heß, Friday, 29.04.2011, 05:26
„Mit steigender CO2-Konzentration wird zwar gamma etwas kleiner und damit sinkt der Exponent. Allerdings ist der Druck p_oF proportional zur Masse der Atmosphäre und p_rad umgekehrt proportional zur CO2-Konzentration, so dass der Quotient p_oF/p_rad mit der CO2-Konzentration steigt.“
Sehr geehrter Herr Heß mit der Einführung eines p_rad machen Sie sich es etwas zu eindach.
Durch die Vertikalzirkulation gilt in der Atmosphäre tatsächlich die Adiabatengleichung
T(p) = T_oF *(p/p_oF)^(1-1/gamma).
Aber die einzige Variable hier ist darin T_oF, was ja zu bestimmen ist.
Natürlich können Sie künstlich ein p_rad definieren, indem Sie Ihre Gleichung ansetzen:
T_oF = T_rad *(p_oF/p_rad)^(1-1/gamma)
Aber dann bleibt die Frage, warum Halbieren Sie für die doppelte Konzentration diese p_rad?
Dafür gibt es keinen physikalischen Grund. Auch die Änderung von gamma ist vernachlässigbar, CO2 ist ein Spurengas.
Es ändert sich der Druck der Tropopause – und davon müssen Sie ausgehen. Wenn das CO2 fast allein bestimmend ist in der Stratosphäre, dann halbiert sich bei Verdoppelung der CO2-Konzentration der Tropopausendruck, weil nur dann die Absorption bis zur Tropopause gleich bleibt.
MfG
#247: Dr.Paul sagt am Thursday, 28.04.2011, 20:47:
„#242
also, sie wollen noch mal das komplette Diagramm sehen: http://tinyurl.com/6z8rlfb extra mit deutsche Beschriftung“
Sie scheinen Probleme mit dem Lesen und Verstehen zu haben. In #242 bezog ich mich auf das von Ihnen referenzierte Diagramm http://tinyurl.com/6h8wmrs. Dieses Diagramm stellt Messungen im UV bis SWIR (kurzwelliges Infra-Rot, Wellenlängen < 2 Micrometer) dar. Lesen Sie doch einfach mal im Buch nach, was die da warum messen ("7. From Radiation Fields to Atmospheric Concentrations – Retrieval of Geophysical Parameters" - http://preview.tinyurl.com/64zkg9y) …
Ich habe Sie dann darauf hingewiesen, dass die Abstrahlung der Erde genau in diesem Bereich nicht zu finden ist und Sie sich doch mal ein Diagramm anschauen sollen, das den kompletten Bereich bis ins LWIR abdeckt. Ich habe ihnen sogar einen Link auf ein solches Diagramm zur Verfügung gestellt. Und mit was für einem Diagramm kommen Sie dann? Mit einem in dem gar nichts mehr von Wellenlängen zu sehen ist. Wenn hier was auf Kindergartenniveau ist, dann ist es das…
@ #247: Dr.Paul, Thursday, 28.04.2011, 20:47
„Woher weis dieses CO2, dass es verstärkt nach unten strahlen soll, …“
Sie haben das Absorptions-/Emissions-Verhalten von optisch aktiven Gasen immer noch nicht kapiert. Lokal emittiert jedes optisch aktive Gas in alle Richtungen gleichmäßig, also 50% nach oben und 50% nach unten, aber die Intensität ist temperaturabhängig (Planck). Die meisten Emissionen werden wieder von anderen Molekülen absorbiert.
Auf Grund der Temperaturunterschiede unterscheiden sich deshalb die Intensitäten der Gegenstrahlung an die Erdoberfläche (kommt aus warmen Bereichen) und der Strahlung in den Weltraum (kommt aus kalten Bereichen). Mit Schwerkraft hat das Nichts zu tun.
MfG
Lieber Herr Klinger #238,
Sie schreiben:
„Zum Anderen bin ich der Meinung, dass das CO2 in der weit überwiegenden Mehrheit kaum noch Strahlung absorbieren kann, weil es aufgrund der durch Molekülzusammenstösse, die zwangsläufig bei diesem flexiblen Körper auch zu heftigen Eigenschwingungen führen, bereits bzgl. seiner Schwingungseigenschaften ausgereizt d.h. gesättigt ist.“
Können sie selber ausrechnen, dass sie falsch liegen, denn nach der Boltzmannformel sind die CO2-Moleküle bei irdischen Temperaturen in der Troposphäre und Stratosphäre nur zu etwa 4% oder weniger in den angeregten Schwingungszuständen.
Sie schreiben weiterhin:
„Und weil mit zunehmender Höhe die CO2-dichte stark nachlässt, halte ich den möglichen Effekt der Absorption aus tieferen Luftschichten bzw. der Erdabstrahlung für vernachlässigbar, zumal diese Moleküle am Tage durch die Absorption der Solarstrahlung bereits gesättigt sind.“
Die optische Dichte der Erdatmosphäre bei 15 µm ist deutlich größer als Eins. Die Intensität von der Sonne bei 5 µm ist etwa 18% der Intensität die die Erdoberfläche bei 5 µm abstrahlt, bei 15 µm der Haupt-CO2-Bande ist die Intensität von der Sonne kleiner 0.1% der abgestrahlten Intensität von der Oberfläche.
Sie schreiben:
„Von einer gleichmässigen CO2-Verteilung innerhalb der Troposphäre kann nicht ausgegangen werden, wie Satellitenaufnahmen bewiesen haben. Ihr Modell geht jedoch von einer solchen aus und ist schon deshalb nicht uneingeschränkt anwendbar.“
Was meinen sie damit? CO2 ist gut durchmischt. Ich selbst habe kein Modell, sondern die Atmosphärenphysiker. Ich bin nicht so vermessen zu glauben ein besseres Modell machen zu können als die Atmosphärenphysiker.
Sie schreiben auch:
„Hinzu kommt, dass CO2 aus meiner Sicht nicht im Absorptionsband emittieren kann, da sonst bei der Spektralanalyse kein Absorptionsband feststellbar wäre. Umkehrschluss: CO2 kann die eigenen Emissionen nicht mehr absorbieren.“
Wo haben sie diesen Irrglauben her. Das Sättigungsargument ist falsches Verständnis der relevanten Physik.
In der Erdatmosphäre gilt in guter Näherung lokales thermodynamisches Gleichgewicht bis etwa 60 -70 km, kann man gut in Prof. Kramms Kommentar zu Arthur Smith nachlesen. Deshalb werden angeregte Moleküle sofort wieder durch Stöße in den Grundzustand versetzt. CO2 kann immer wieder absorbieren, da die Lebensdauer im angeregten Zustand größer wäre als die Dauer zwischen zwei Stößen. Deshalb ist auch das Sättigungsargument, dass man immer im Internet liest falsch.
Die Emission erfolgt in den charakteristischen Banden gemäß der Temperatur und entsprechend der Planckfunktion. Auch das können sie in der Arbeit von Prof. Kramm nachlesen.
Sie schreiben:
„Ich bin der Überzeugung, dass Erkenntnisse aus idealisierten Verhältnissen nicht 1:1 auf das komplexe System Erde übertragen werden können und halte daher die AGW für eine unausgegorene und absolut ungesicherte Panikmache – siehe Waldsterben.“
Die Überzeugung will ich Ihnen gar nicht nehmen, nur ihre physikalischen Argumente zur Physik der Atmosphäre sind unvollständig und ebenfalls unausgegoren.
Ehrlich gesagt glaube ich nicht an „AGW“ und auch nicht an das Waldsterben. Das sind ja auch beides keine naturwissenschaftlichen Begriffe.
Das wird mir nur immer wieder hier untergeschoben, wenn ich die Physik der Atmosphäre aus den Lehrbüchern wiedergebe. Die die mich länger hier kennen wissen das und es sagt nur etwas aus über die hinerfotzige Art derjenigen etwas aus, die mir das unterschieben. Fallen sie bitte nicht auf diese politisch argumentierenden Diskutanden herein.
Im übrigen habe ich schon mehrfach betont, dass der Treibhauseffekt die Beobachtung beschreibt, dass die Erde mit Hilfe von Treibhausgasen aus der Erdatmosphäre Strahlung emittiert, also über die Atmosphäre kühlen kann. Ohne Treibhausgase oder Wolken kann die Erde das im Wesentlichen nur über die Erdoberfläche, was aufgrund des höheren effektiven Emissionsgrades der Oberfläche zu einer kleineren thermodynamischen Temperatur der Oberfläche führt.
Aber das haben sie offensichtlich überlesen?
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Lieber Herr Klinger #238,
sie schreiben:
„Was Sie beschreiben ist doch nichts weiter als Wärmedämmung indem Sie die Konvektion eindämmen (z.B. Fenster schließen) oder die Wärmeabgabe -Energieübertrag per Stoss – an die aussen angrenzenden Gasmoleküle verzögern(z.B. 2. Scheibe). Von einer Abstrahleindämmung der IR-Strahlung sehe ich dabei nichts, es sei denn das Fensterglas wäre IR-undurchlässig, bzw. würde die IR-Strahlung absorbieren.
Grundsätzlich halte ich die Anwendung solcher Vorstellungen auf unsere Troposphäre für problematisch – tun Sie ja wohl auch nicht.“
Na ja. Jede Analogie oder jedes Gedankenmodell ist nur eine Gedankenmodell. Wenn Sie zum Beispiel schreiben:
„Bedenken Sie bitte auch, dass CO2 sehr wohl wärmen als auch kühlen kann. Ich tendiere eher zu Letzterem.“
Dann ist das problematisch, weil es ja letztlich verkürzt ist und so gar nichts aussagt, wenn sie die Sonne als Energiequelle vergessen.
Thermodynamisch entscheidend ist immer der Energieübertrag zur Umgebung oder von der Umgebung ins System. Aber untersuchen wir doch mal meine Analogie mit dem Haus und den Fensterscheiben..
Für das Erdsystem ist das Weltall die Umgebung. Für das Haus ist die Umgebung einfach die Umgebung draussen.
Das Haus wird mit konstanter Leistung durch eine elektrische Fussbodenheizung geheizt. Das Erdsystem wird mit konstanter Leistung von der Sonne geheizt.
Für das Haus mit den ein bzw. zwei Fenster gibt es keine Energieübertragung durch Konvektion nach draussen. Für das Erdsystem gibt es keine Energieübertragung durch Konvektion ans Weltall. Für das Haus mit dem Fenste findet die Energieübertragung Fenster durch Wärmeleitung also Phononen durchs Fenster statt und dann Wärmeübertrag durch Stöße an die Aussenluft. Das führt zu einem fallenden Temperaturgradienten über das Fenster. In der Erdatmosphäre führt die Abstrahlung der Energie durch Treibhausgase oder Wolken in der Höhe zu einem fallenden Temperaturgradienten.
Gibt man die zweite Scheibe hinzu, wird die Energieabgabe an die Aussenwelt über die äußere Fläche zunächst erniedrigt bis die Temperatur im Haus angestiegen ist, so das der Energiefluss durch die Glasscheibe dann wieder den alten stationären Wert hat.
Die Wärmeübertragung Richtung Umgebung Weltall in der Troposphäre findet durch Konvektion, Stöße und Photonen statt. Wir haben einen fallenden Temperaturgradenten über die Troposphäre. Erhöht sich die optische Dicke wird die Ausstrahlung deshalb zunächst erniedrigt bis der Energieinhalt und damit die Temperatur wieder angestiegen ist, bis Einstrahlung wieder glkeich Ausstrahlung ist.
Die Analogie ist also schon ziemlich brauchbar und klärt die wesentlichen Aspekte des Wärmeübertragungsproblems. Die Ansätze sind mathematisch äquivalent für die Wärmeleitungsgleichung wenn man die Randbedingung dq/dt = konstant wählt, also konstante Energiezufuhr und den Wärmewiderstand temperaturabhängig macht.
Hey und das Haus wird auch über die zweite Scheibe gekühlt und trotzdem wird es innen wärmer durch die zweite Scheibe. Oh Wunder alle Körper die von einer Energiequelle erwärmt werden, haben auch einen Kühlmechanismus ausser sie sind adiabatisch abgeschlossen. So wird das Haus über eine oder zwei Scheiben gekühlt und die Erde über die Treibhausgase und nichts in der Thermodynamik oder der Physik der Atmosphäre verhindert dabei, dass es wärmer wird wenn man den Wärmewiderstand erhöht bei konstanter Energiezufuhr.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß.
Lieber Herr Glattling #222,
gamma = cp/cv bestimmt ja nur den Exponenten der Adiabatengleichung.Ihre Ausführungen zur Thermodynamik sind also unvollständig.
Wir brauchen aber das gesamte thermodynamische Bild. Thermodynamisch gesehen ergibt sich die Oberflächentemperatur aus der folgenden Gleichung:
T_oF = T_rad *(p_oF/p_rad)^(1-1/gamma).
Dabei ist T_of die Oberflächentemperatur. T_rad ist die Temperatur bei der mittleren Emissionshöhe und prad der Druck an der mittleren Emissionshöhe.
Mit steigender CO2-Konzentration wird zwar gamma etwas kleiner und damit sinkt der Exponent. Allerdings ist der Druck p_oF proportional zur Masse der Atmosphäre und p_rad umgekehrt proportional zur CO2-Konzentration, so dass der Quotient p_oF/p_rad mit der CO2-Konzentration steigt.
Der Anstieg p_oF/prad ist aber der deutlich größere Effekt, so dass auch die Thermodynamik vorhersagt, dass mit steigender Treibhausgaskonzentration die Oberflächentemperatur steigt.
Die Thermodynamik beschreibt den Treibhauseffekt mit einem freien Parameter und das ist der Druck an der Emissionshöhe. Mit der Strahlungstransfertheorie schafft man das auf dem gleichen Niveau ebenfalls mit einem freien Parameter und das ist die optische Dichte.
Beide Gedankenmodelle liefern das gleiche Vorhersage-Ergebnis. Ein Anstieg der Oberflächentemperatur mit steigender CO2-Konzentration.
Die Thermodynamik liegt in der Tat nie daneben. Allerdings muss man sie vollständig anwenden und das haben sie mit ihrer Aussage zu cp/cv nicht getan. Sie haben vergessen zu berücksichtigen, dass in in der Thermodynamik das entscheidende die Energieflüsse über die Systemgrenze sind und das muss berücksichtigt werden. Man tut das in der thermodynamischen Formulierung die ich oben beschrieben habe über T_rad und p_rad. Es gibt keinen Widerspruch zwischen Thermodynamik und Strahungstransfertheorie.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Paul,
„Das geheimnisvolle KALTE Treibhausgas kann ja eigentlich nicht kälter als die Erde sein wenn es eine permanente Abstrahleistung von 532 W/m2 vollbringt,“
Sie haben das immer noch nicht überrissen. Die Treibhausgase strahlen keine 532 W/m2 ab, Sie postulieren, dass alle Energieformen als Strahlung transportiert werden. Das ist in dem Diagramm aber nicht so. Die Treibhausgase emittieren weniger Energie als ein gleich warmer schwarzer Strahler (Kirchhoff).
„Woher weis dieses CO2, dass es verstärkt nach unten strahlen soll, wo es doch wissen müsste, dass gerade diese CO2 Spektralbanden hier auf der Erde gar nicht ankommen“
Weil die Strahlung aus den stark absorbierenden Banden (kurze Absorptionslänge) unten von vor allem dem CO2 stammt, welches sich auch unten aufhält und umgekehrt. Da es unten wärmer und dichter ist, ist die Leistungsdichte (in beide Richtungen oben wie unten abgestrahlt natürlich) dort höher als oben (Planck).
Paul, #247
Ihr verlinktes Diagramm und auch meine sind nicht Modellresultate, sondern basieren auf Messungen.
Wenn Sie auch die messbare Welt negieren, so kann ich Ihnen auch nicht mehr helfen. Ich verstehe auch nicht, was Sie für ein Problem haben mit:
„Also erklären sie bitte wo das herkommt,
ich höre sie schon kollektiv schreien:
aber sehen Sie nicht die Gegenstrahlung von 333 W/m2 ??
Kann ich leider nicht gelten lassen, denn die müssen ja erst irgendwie dahin kommen!!!!!“
Sie scheinen der Ausfassung zu sein, dass dort Energie aus einer Quelle, die nicht die Sonne ist, kommt und dann zwischen Atmosphäre und Erdboden hin- und herwechselt. Können sich aber nicht erklären, wo die anfänglich herkommt?
Nehmen Sie zwei gleich warme parallel zueinander stehende Platten mit gleicher Temperatur und gleichem Emissionsgrad, die aus der Stirnfläche in den Raum zwischen den Platten abstrahlen können. Zwischen den Platten wird Strahlungsenergie ausgetauscht, wobei in beide Richtungen gleich viel strahlt und die Platten im thermischen Gleichgewicht bleiben. Das kann man messen (z.B. pyrometrisch, wenn sie heiß genug sind auch mit bloßem Auge sehen). Diese Strahlungsleistungsdichte ist durch Temperatur und Emissionsgrad eindeutig gegeben, von nichts zusätzlichem! Das ist nämlich Inhalt des
Stefan-Boltzmannschen Gesetzes.
Die Strahlungsenergie stammt natürlich irgendwoher, genauso, wie die thermische Energie der Platten irgendwoher kommt. Wenn man die Platten von einer Anfangstemperatur T1 aus auf T2 aufheizt, so ist diese Energie die Summe aus thermischer Enegie der Platten (= Wärmekapazität der Platten*Temperaturhub T2-T1) + Strahlungsenergie (sigma/c*(T2^4-T1^4)*Volumen zwischen den Platten). Die Strahlungsenergie sigma/c*(T2^4-T1^4)*Volumen zwischen den Platten wird ja mit Lichtgeschwindigkeit c in beide Richtungen transportiert (und von dem Platten nachgefüttert (emittiert) bzw. verschluckt (absorbiert)). Die Flußdichte einer Größe ergibt sich allgemein aus Dichte der Größe * Geschwindigkeit. Also im Falle der Energie ist die Leistungsdichte (Energieflußdichte) = Energiedichte * Lichtgeschwindigkeit.
Im Erdsystem ist so wie in all diesen Fällen.
#241 und #242
also, sie wollen noch mal das komplette Diagramm sehen:
http://tinyurl.com/6z8rlfb
extra mit deutsche Beschriftung
und sie können angeblich rechnen
Gott sei dank ist es ja nur ein Modell, da darf man ja machen was man will
wie im Kindergarten, ich kann es Ihnen wirklich nicht ersparen:
da kommt also unten auf der Erde 161 W/m2 von der Sonne an.
Sie STRAHLT aber 396 W/m2, das wären ein Plus von 235 W/m2, dazu kommt noch mikrige 80 W/m2 Evapotranspiration und lächerliche 17 W/m2 Konvektion mach aber immerhin 332 W/m2 ENERGIEABGABE aus dem Nirvana, nicht von der Sonne!!!
Also erklären sie bitte wo das herkommt,
ich höre sie schon kollektiv schreien:
aber sehen Sie nicht die Gegenstrahlung von 333 W/m2 ??
Kann ich leider nicht gelten lassen, denn die müssen ja erst irgendwie dahin kommen!!!!!
Nein, nein, die Erde hat die Energie NICHT,
sie muss also erst von der Gegenstrahlung runterkommen, und die kann sie auch nicht haben, wenn sie nicht erst von der Erde raufkommt, von wo sie aber nicht kommen kann.
War das nun endlich deutlich genug????
Nun das ist natürlich nicht der einzige Verstoß dieses tollen Modells.
Das geheimnisvolle KALTE Treibhausgas kann ja eigentlich nicht kälter als die Erde sein wenn es eine permanente Abstrahleistung von 532 W/m2 vollbringt,
Baeker oder Ebel, bitte rechnen, wie hoch muss dann diese Temperatur sein???? in dieser treibhausgasgescgwängerten Region jenseits von 10000 Höhe,
Herr Günther Hess meinte sogar noch höher und mit deutlichem KÜHLEFFEKT.
Also meine Herren wo ist der physikalisch notwendige „hot spot“ für diese Rückstrahlung ohne Strahlenquelle ???
Zum Schluss noch ein Quizz-Frage die sie selbstverständlich AUCH NICHT beantworten können,
es sei denn dieses Treibhausgas ist hat irgendwie PIK-ODER TRENDBERG-INTELLIGENZ:
Woher weis dieses CO2, dass es verstärkt nach unten strahlen soll, wo es doch wissen müsste, dass gerade diese CO2 Spektralbanden hier auf der Erde gar nicht ankommen, das hat sogar Herr Heß kappiert,
genauer:
warum geht von der gigantischen Strahlungsleistung – immerhin erheblich MEHR ALS DIE SONNE – deutlich mehr als die Hälfte zur Erde und nicht in den Weltraum?
hhm,
könnte das was mit der Schwerkraft der Erde zu tun haben?
Ebel kennt sich doch so gut mit Einstein aus.
Also, meine Herren,
wann können wir denn endlich dieses Chema, auf das sich auch Herr Professor Lüdecke stützt bei seiner Kritik an Gerlich,
und damit die ganze CO2 Treibhaustheorie
IN DIE TONNE KLOPFEN???
@#232: Norbert Fischer
Danke Herr Fischer,
man kann gar nicht oft genug auf den Vortrag von Ralf Tscheuschner unter
http://tinyurl.com/6zcjyzx
hinweisen. Da wird Aufgezeigt was der Treibhauseffekt wirklich ist.
Postnormale Wissenschaft!
Schmiert eich den Unfug doch alle mal in die Haare.
.
Paul, #236, #237
„Es geht um die Energiequelle in dem Trendbergschema, die in der Lage sein soll,
ÜBER 500 W/m2 abzustrahlen!“
Falsch, nicht abstrahlen, sondern abgeben und gleich viel aufnehmen!
Gucken Sie sich die Diagramme in #116 (Baur) oder #156 (KiehlTrenberth) nochmal GENAU an!
In dem Kiehl-Trenberth Diagramm http://preview.tinyurl.com/63popsd gibt der Boden ingesamt 492 W/m2 an Energie ab, aber DAVON 390 W/m2 als Strahlung und der Rest durch Konvektion und latente Wärme. Diese Leistungdichte von 390 W/m2 ist das Mittel aus Messungen und entspricht dem, was der Boden mit der beobachteten Temperatur- und Emissiongradverteilung abstrahlt (und global gemittelt). Das Physik!
Die 492 W/m2 Gesamtenergieabgabe entsprechen den 168+324 W/m2 Gesamtenergieaufnahme. Damit ist der Boden im thermischen und energetischen Gleichgewicht.
qed.
#234: Jochen Ebel sagt am Wednesday, 27.04.2011, 21:31:
Zu Halpern u.a. schreiben G&T z.B.
„We never claimed – allegedly with reference to Clausius – that a colder body does not send radiation to a warmer one. (Wir haben nie behauptet – angeblich anhand von Clausius – dass ein kälterer Körper keine Strahlung auf einen wärmeren sendet.)“
Also die Gegenstrahlung existiert.“
M.L. kommentiert das wie folgt:
„Jede Materie, die wärmer als 0 K ist, strahlt. Das wussten alle auch schon vorher.
mfG
M.L.“
Sie verlinken hier immer noch die Arbeiten von Thieme, in denen man folgendes lesen kann:
„Die Betrachtung der für den sogenannten „Treibhauseffekt“ notwendigen „Gegenstrahlung“ führt unter Anerkennung des/der
– Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik
– Gesetzmäßigkeiten der Vektoralgebra
– Gegebenheiten, die zu Bodenfrost führen
zu dem Ergebnis, dass es sich bei der „Gegenstrahlung“ um ein Phantasieprodukt und physikalischen Nonsens handelt.“
Die Anmerkung ist also nicht unwichtig. Und nicht zu vergessen – viele haben mit einer Referenz auf G&T und einem von den beiden postulierten Verstoß gegen den zweiten HS argumentiert …
#231: Norbert Fischer
was halten Sie den von einer Arbeit,
bei der die vollständige Offenlegung der Berechnungs- Methoden und Daten verweigert werden ???
Ich will hier keine Namen nennen,
sondern nur eine Urteil über eine solche Arbeit von Ihnen hören
#235: Dr.Paul sagt am Wednesday, 27.04.2011, 22:21:
„#226: Sonneneinstrahlung und Erdrückstrahlung
http://tinyurl.com/6h8wmrs Marvin Müller reagiert endlich mal darauf …“
Hmm, auf Ihre Anmerkung hatte ich bereits reagiert (http://preview.tinyurl.com/3wngl83) genau wie andere auch — Sie haben das nur ignoriert, wie Sie das hier wieder tun.
„Worauf es mir ankommt, ist zu zeigen – auf Grund GEMESSENER Werte – wie groß der quantitative Unterschied zwischen Sonnenein- und Erdrückstrahlung IN ALLEN BEREICHEN ist“
Wenn Sie das für alle Bereiche zeigen wollen, warum nehmen Sie dann ein Diagramm, das nur den Bereich bis 2 Mikrometer zeigt? (Eigentlich müßte auch Ihnen aufgehen, dass wenn das Diagramm die komplette Ein- und Abstrahlung zeigen würde, dass dann Erde und Atmosphere ständig Energie akkumulieren würden …)
Paul, #235
„Worauf es mir ankommt, ist zu zeigen – auf Grund GEMESSENER Werte – wie groß der quantitative Unterschied zwischen Sonnenein- und Erdrückstrahlung IN ALLEN BEREICHEN (am Tag) ist
und dass das GEMESSENE Spektrum natürlich nicht mit den primitiven AGW-Modellen übereinstimmt, weil speziell die Erde eben KEIN SCHWARZER KÖRPER IST!!! Insbesondere nicht in Bezug auf das sichtbare Licht. “
Ich nehme an, Sie verstehen unter „den primitiven AGW-Modellen“ die Erklärungen des Treibhauseffektes, wie man sie hier, in Anfänger-Lehrbüchern oder den Medien findet.
Wie Sie aber selbser nachgucken können, nimmt man auch für diese vereinfachten Erklärungen NICHT an, dass die Erde über alle Wellenlängen schwarz ist.
Man berücksichtigt nämlich, dass im sichtbaren Bereich die Albedo von schwarz = 0 verschieden ist (31%). Im Infrarotbereich nimmt man für den Erdboden einen über den relevanten Spektralbereich konstanten Emissionsgrad an, der jedoch auch unter 1 (=schwarz) sein kann. Für die Atmosphäre ist dies nicht so einfach, da die Treibhausgase ja ein strukturiertes Emissions- und Absorptionsspektrum liefern, welches sich auch noch mit der Höhe ändert. Aus diesem Grund führt man einen effektiven Emissionsgrad ein, der nichts weiter als eine Umlegung der spektral aufgelösten Energieflüsse aus dem spektral betrachteten Strahlungstransport auf einen Mittelwert darstellt, also aus der Energiebilanz angepasst ist.
Was gemessen wird, habe ich in #224 geschrieben und da Sie nicht widersprochen haben, nehme ich an, dass Sie dem zustimmen und damit konsequenterweise der Existenz des Treibhauseffektes (ich nehme an: unbewusst) zugestimmt haben.
Kleine Verständnisaufgabe zur „Treibhausphysik“:
Eine Oberfläche von 1 qm wird mit einer konstanten Leistung von 390 W geheizt. Die Oberfläche habe einen Emissionsgrad von 0,98 und befände sich im thermischen Gleichgewicht.
a) die Oberfläche befände sich im Vakuum.
1a) Welche Temperatur hat sie?
2a) Wie groß ist die abgestrahlte Leistung ins Vakuum?
b) die Oberfläche hat Kontakt zu einem Wasserbad, das 15 °C kälter ist, und führt über einen Wärmekontakt per Wärmeleitung eine Leistung von 150 W an dieses Wasserbad ab.
1b) Wie groß ist der Wärmewiderstand (in K/W) des Wärmekontaktes?
2b) Welche Temperatur hat die Oberfläche nun?
3b) Wie groß ist die abstrahlte Leistung?
4b) Bei welchem Temperaturunterschied fände keine Wärmeabgabe durch Leitung statt?
#234: EBel, bitte bei der Wahrheit bleiben!
Natürlich konnte G&T,
er hat Halpern geradezu eine Lehrstunde in Physik verpasst
und er hat Unterstellungen zurückgewiesen wie diese von Ihnen RICHTIG ZITIERTE:
„We never claimed – allegedly with reference to Clausius – that a colder body does not send radiation to a warmer one. (Wir haben nie behauptet – angeblich anhand von Clausius – dass ein kälterer Körper keine Strahlung auf einen wärmeren sendet.)“
sondern hat vielmehr mit Hilfe des 2.HS (Clausius) die folgende Frage beantwortet:
„The correct question is, whether the colder body that radiates less intensively than the warmer body warms up the warmer one. The answer is: It does not.“
Die richtige Frage (für die TE-Modelle) ist, ob ein kälterer Körper der weniger strahlt als ein wärmerer Körper den wärmeren erwärmen kann.
Die Antwort ist NEIN.
#219
Lieber Herr Heß,
Was Sie beschreiben ist doch nichts weiter als Wärmedämmung indem Sie die Konvektion eindämmen (z.B. Fenster schließen) oder die Wärmeabgabe -Energieübertrag per Stoss – an die aussen angrenzenden Gasmoleküle verzögern(z.B. 2. Scheibe). Von einer Abstrahleindämmung der IR-Strahlung sehe ich dabei nichts, es sei denn das Fensterglas wäre IR-undurchlässig, bzw. würde die IR-Strahlung absorbieren.
Grundsätzlich halte ich die Anwendung solcher Vorstellungen auf unsere Troposphäre für problematisch – tun Sie ja wohl auch nicht.
Zum Anderen bin ich der Meinung, dass das CO2 in der weit überwiegenden Mehrheit kaum noch Strahlung absorbieren kann, weil es aufgrund der durch Molekülzusammenstösse, die zwangsläufig bei diesem flexiblen Körper auch zu heftigen Eigenschwingungen führen, bereits bzgl. seiner Schwingungseigenschaften ausgereizt d.h. gesättigt ist. Eine nahezu unbegrenzte Energieaufnahme in Form von Eigenschwingungen halte ich für irreal.
Und weil mit zunehmender Höhe die CO2-dichte stark nachlässt, halte ich den möglichen Effekt der Absorption aus tieferen Luftschichten bzw. der Erdabstrahlung für vernachlässigbar, zumal diese Moleküle am Tage durch die Absorption der Solarstrahlung bereits gesättigt sind.
Von einer gleichmässigen Co2-Verteilung innerhalb der Troposphäre kann nicht ausgegangen werden, wie Satellitenaufnahmen bewiesen haben. Ihr Modell geht jedoch von einer solchen aus und ist schon deshalb nicht uneingeschränkt anwendbar.
Hinzu kommt, dass CO2 aus meiner Sicht nicht im Absorptionsband emittieren kann, da sonst bei der Spektralanalyse kein Absorptionsband feststellbar wäre. Umkehrschluss: CO2 kann die eigenen Emissionen nicht mehr absorbieren.
Bedenken Sie bitte auch, dass CO2 sehr wohl wärmen als auch kühlen kann. Ich tendiere eher zu Letzterem.
Ich bin der Überzeugung, dass Erkenntnisse aus idealisierten Verhältnissen nicht 1:1 auf das komplexe System Erde übertragen werden können und halte daher die AGW für eine unausgegorene und absolut ungesicherte Panikmache – siehe Waldsterben. Das war ja wohl auch wissenschaftlich belegt und ein sogenannter wissenschaftlicher Konsens. Die Gurus von damals behaupten noch heute, richtig gerechnet zu haben. Mag sein, nur ihre Ansätze waren falsch. Die Parallelen zur AGW werden immer deutlicher sichtbar!
Alle von der AGW nachprüfbaren Prognosen sind bisher nachweislich nicht eingetreten.
Sie mögen ja an die AGW glauben, beweisen können Sie sie indes nicht. Ich jedoch bin kein Gläubiger.
Mit freundlichen Grüssen
Helmut Klinger
#234: Jochen Ebel zitiert G&T völlig richtig:
„We never claimed – allegedly with reference to Clausius – that a colder body does not send radiation to a warmer one. (Wir haben nie behauptet – angeblich anhand von Clausius – dass ein kälterer Körper keine Strahlung auf einen wärmeren sendet.)“
sondern er sagt:
„The correct question is, whether the colder body that radiates less intensively than the warmer body warms up the warmer one. The answer is: It does not.“
Das heißt er negiert nicht prinzipiell eine Gegenstrahlung,
sondern nur das Ausmaß einer Gegenstrahlung von einem kalten Körper, welches in der Lage wäre, einen warmen, ebenso strahlenden Körper ERWÄRMEN können.
Im Falle der gängigen „Treibhausmodelle“ der AGWler, also hier auch Ebel, baecher MMüller, Fischer, Heß 🙂 ist das leider der Fall:
http://tinyurl.com/68ce3la
Hier schafft es doch tatsächlich die kalte Atmosphäre 502 W/m2 abziustrahlen ohne mit der Wimper zu zucken „im Gleichgewicht“ also dauerhaft!!!
Die Erde lässt sich auch nicht lumpen,
sie erhält von der Sonne zwar nur 161 W/m2
aber sie macht daraus mit Hilfe der wundersamen Gegenstrahlung erstmal 396 reine Strahlung,
dazu ein bescheidenes bischen Konvektion 17,+ 80 „Evapotranspiration“, macht bescheidene 493.
Jetzt müsste man nur noch zurückrechnen Mithilfe von Plank, wie hoch denn nun die Temperatur auf dem Erdboden ist bei 493 W/m2 und gar die kalte Atmosphäre mit einer Leistung von über 500 W/m2.
Sind wir hier im Kindergarten???
Das soll Wissenschaft sein???
Diese Treibhausmodelle müssen in die Tonne!!!
MfG
#224: NicoBaecker wenn Sie lesen können,
reden Sie einfach nicht von einem MISSVERSTÄNDNIS wo ein eklatanter Widerspruch zu physikalischen Abläufen genannt wird.
Es geht um die Energiequelle in dem Trendbergschema, die in der Lage sein soll,
ÜBER 500 W/m2 abzustrahlen!
ist doch eine einfache Frage!!!
Gruß
#226: Sonneneinstrahlung und Erdrückstrahlung
http://tinyurl.com/6h8wmrs
Marvin Müller reagiert endlich mal darauf und meint
hierzu:
„Blau ist nicht die Abstrahlung der Erde, die finden Sie im langwelligen IR-Bereich,, der in dem Diagramm nicht dargestellt ist.“
Verehrter Herr Müller tatsächlich ist auf diesem Diagramm nur das dargestellt, was dargestellt ist, wie überraschend, natürlich strahlt die Sonne (rot) UND die Erde (blau) auch noch ganz erheblich im langwelligeren Bereich. Deshalb ist Ihre Bemerkung trotzdem FALSCH, blau ist die GEMESSENE Rückstrahlung von der Erde.
Worauf es mir ankommt, ist zu zeigen – auf Grund GEMESSENER Werte – wie groß der quantitative Unterschied zwischen Sonnenein- und Erdrückstrahlung IN ALLEN BEREICHEN (am Tag) ist
und dass das GEMESSENE Spektrum natürlich nicht mit den primitiven AGW-Modellen übereinstimmt, weil speziell die Erde eben KEIN SCHWARZER KÖRPER IST!!! Insbesondere nicht in Bezug auf das sichtbare Licht.
(Sonst gäbe es kein google earth!) Nach Plank liegt hier bei grün das Maximum der Einstrahlung, gerade hier ist die Absorbtion auf der grünen Erde besonders GERING andere Teile des sichtbaren Lichtes werden NICHT in Wärme umgewandelt sondern in chemische Bindungsenergie (Photosynthese!).
Was bedeutet denn ein „schwarzer Körper“ ?
Das ist ein Objekt mit einem Emissionsvermögen ? =1
dessen abgestrahlte Energie (in Watt/m2) NUR von der absoluten Temperatur abhängt.
Bei der von der AGW FESTGESETZTEN Globaltemperatur von 288 K „muss“ also die Erde, ob sie will oder nicht 390 Watt/m2 ausstrahlen (natürlich hat man die anderen Energieübertragungen wieder ausgeschaltet).
Hätte man z.B. die Atmosphäre in der Höhe von 0,6 at Druck gewählt, wäre die ganze katastrophale Gegenstrahlunghypothese überflüssig.
Das gemessene Strahlenbild widerlegt also sowohl die postulierte physikalisch „schwarze Körper“-Eigenschaft der Erde vom Frequenzverlauf konsequenterweise auch quantitativ allein wegen dem Emissionsvermögen ? 50%.
Darstellungen einiger AGW-Schwindler mit einem Wärmeabstrahlungspuckel AUßERHALB der Fläche der Plank-Kurve der wärmeren Objekte sind also BEWUSST IRREFÜHREND.(Raschke et.al.).
Das bedeutet,
dass eine optische Dichte unter 1
– hier ein Beispiel für Wasser im sichtbaren Licht
http://tinyurl.com/6kqxuk4 –
auch im Bereich der „Wärmestrahlen“ entsprechen STÄRKER für die Sonneneinstrahlung wirksam sein muss als für die Ausstrahlung.
Nach dem falschen Plank-Modell für die Erdoberfläche (288K) läge das Strahenmaximum immerhin bei 10µm also noch links von dem lächerlichen CO2 mit 15µm.
Und der schmale 15µm Bereich der Sonnenstrahlung kommt überhaupt erst gar nicht auf der Erde an. Und das entsprechend reduzierte Spektrum von der Erde bei 288K bleibt aus dem gleichen Grund bereits in den ersten 100 Metern der Atmosphäre stecken OHNE zurückzustrahlen. Es wird kinetische Energie der nicht strahlenden Gase. Ein winziger Teil entsprechend seiner Masse 0.04%.
Das Treibhausmodell des Herrn Trendberg und Anhänger ist (nicht nur) deshalb
IN DIE TONNE ZU KLOPFEN!
EINE INTELEKTUELLE BELEIDIGUNG physikalischer Denkfähigkeit.
Es sind einfach zu viele kapitale physikalische Fehler darin enthalten. Fehler, die auch ein NICHT-EXPERTE leicht erkennen kann.
Ein einziger würde reichen!
MfG
@ #225: Kommentar 27.04.2011, 11:48
„Ach, immer wieder die olle Kamelle von Halpern et. al.
mfG
M.L.“
Wieso „olle Kamelle“. Die Kritik von Halpern u.a. konnten G&T natürlich nicht widerlegen und haben Sie im Wesentlichen bestätigt. Zu Halpern u.a. schreiben G&T z.B.
„We never claimed – allegedly with reference to Clausius – that a colder body does not send radiation to a warmer one. (Wir haben nie behauptet – angeblich anhand von Clausius – dass ein kälterer Körper keine Strahlung auf einen wärmeren sendet.)“
Also die Gegenstrahlung existiert.
MfG
Herr Fischer,
kann ja sein, dass Ihr Weltbild erschüttert ist, meins hat nur eine Bestätigung bekommen;-)
-große Transformation hieß erst Weltkulturrevolution
-kein Anspruch auf Demokratie, wenn die Welt gerettet werden Muß?
– Indoktrination von Kindern abscheulich…
Wissentlicher Betrug?
Sehr geehrte Herren Heß und Bäcker,
gerade habe ich auf Youtube einen Vortrag von Ralf Tscheuschner gefunden, siehe http://tinyurl.com/6zcjyzx .
Sehr aufschlussreich, ihn mal im O-Ton zu hören.
Ich kann nicht mehr nachvollziehen, dass es G&T möglicherweise nur um eine Schärfung des Begriffes des Treibhauseffektes geht und dass es um eine Kritik an manchen vereinfachten Darstellungen dazu geht.
Es ist doch fundamentaler gemeint und nebenbei versetzt mit allerlei unterirdischen Propaganda einschlägig bekannter Kreise.
Kurz:
Ein Ärgernis nicht nur für AGW-ler, sondern für alle seriösen Kritiker des IPCC.
@ paul
Sie fragten nach einer Widerlegung, die peer-reviewed ist.
Die haben Sie bekommen, akzeptieren Sie aber nicht mit Hinweis auf eine „Widerlegung“ der Widerlegung, die allerdings NICHT peer-reviewed ist.
Etwas, was ihre Sicht widerlegt, muss anscheinend peer-reviewed sein. Etwas, was ihre Sichtweise stützt, nicht. Zweierlei Maß?
Bin übrigens etwas überrascht, dass Ihnen dieses paper unbekannt war. Wie Sie der Reaktion von Herrn Limburg entnehmen können, ist es sattsam bekannt.
#227: Franz Veen sagt:
„Aha, jetzt ist das so einigermaßen verständlich.
Damit haben die „Treibhausgase“ in der Atmosphäre einen kühlen Effekt.“
Richtig, die Atmosphäre bekommt den größten Teil der zugeführten Energie vom Boden, der geringere Anteil stammt aus der direkten Absorption von Sonnenlicht. Die Luft gibt den größten Anteil der Energie in Form von Infrarotstrahlung ab und dies machen die Treibhausgase.
Wenn man also die Energiezufuhr stoppt, kühlt die Luft durch Abstrahlung ab.
Beim Treibhauseffekt geht es aber nicht um die Abkühlung infolge einer Störung des Energiegleichgewichts, sondern um die Temperaturverteilung, in dem dieses Gleichgewicht bestehen kann! Und da der Boden mit Treibhausgasen in der Lufthülle nicht direkt abstrahlen kann, muß die Temperatur am Boden höher werden, um das Gleichgewicht zu erreichen.
Gucken sie dich das Diagramm von Kiehl-Trenberth an, da sind die Energieströme übersichtlich und quantitativ (global gemittelt) dargestellt.
„Trotzdem verstehe ich nicht, wie 150 W/m^2 von der Erdoberfläche in die Umgebung abgestrahlt werden können?“
Wieso verstehen Sie das nicht? Die 150+240 = 390 W/m2 strahlt nunmal jeder Körper mit Emissionsgrad 1 und 15 °C ab. Das ist Physik!
Und diese Leistungsdichte ist das globale Mittel aus Messungen der Abstrahlung vom Boden.
„Wie sieht es mit Konvektion und latenter Wärme aus, diese Prozesse sind ja auch Teil der Atmosphäre?
Welche Beiträge liefern diese Prozesse?“
siehe Kiehl Trenberth: 24/78 W/m2
@#225: N.Fischer
Unabhängig davon, ob es den TE von CO2 (anthropogener Anteil/Jahr von angeblich ca. 0.04 Grad Kelvin an der globalen durchschnittlichen „Welttemperatur“ von +15Grad Celsius) gibt oder nicht, gibt es nach IPCC Angaben folgende Reihenfolge der Wichtigkeit von Einflussfaktoren auf die Oberflächen-nahe Atmosphärentemperatur:
1. Sonne
2. Wolken
3. Vulkane
4. Treibhausgase
–4a Wasserdampf
–4b CO2
–4c weitere THG …
Unabhängig davon, dass der variierende Einfluss der Faktoren 1 bis 4a, die – jeder für sich – als wesentlich wichtiger (vor allem Sonne, Wolken, Wasserdampf) eingeschätzt werden als CO2, kaum Beachtung finden angesichts der ständigen Diskussion über die Bedeutung von CO2 (was ich einen Verhältnisblödsinn findet, denn man sollte doch die weitaus wichtigeren Faktoren bei der Frage der Erderwärmung doch wichtiger nehmen als CO2), wird darüber hinaus auch der Frage möglicher Kompensationsmechanismen einer allfälligen Erdwärmung im Sinne negativer Rückkoppelungen auch kaum Beachtung geschenkt. Die Natur ist doch aller Erfahrung nach so eingerichtet, dass kleinere Änderungen von komplexen Gleichgewichtszuständen wieder ausgeglichen werden.
Ich bleibe deswegen auch dabei, dass ich den experimentellen Nachweis durch Temperaturmessungen fordere, der wissenschaftlich einwandfrei belegt, dass anthropogenes CO2 eine methodisch einwandfrei berechnete und allseits anerkannte „Globaltemperatur“ so erhöht, wie es die GCM offenbar vorraussagen.
Dis Diskussionen um den TE sind akademisch sicher interessant, aber praktisch unwichtig, sollte sich durch Temperaturmessungen zweifelsfrei heraustellen, dass sich die Globaltemperatur insgesamt, auch bei steigendem anthropogenem CO2 nicht erhöht.
zunächst zu #225 Norbert Fischer:
#224 folgt wenn ich Zeit habe! danke für diesen nützlichen Hinweis, aber, wenn schon, denn schon zu diesem wirklich laienhaften Machwerk, das sich nicht geniert reichlich „Ignoratio elenchi“ Argumente zu verwenden, die einer wissenschaftlichen Diskussion unwürdig sind, auch die passende Rückweisung:
http://tinyurl.com/4yzy927
mit dem Schluss:
6. Concluding Remarks
In our falsification paper, we have shown that the atmospheric CO2 greenhouse effects as taken-for-granted concepts in global climatology do not fit into the scientific realm of theoretical and applied physics.
Halpern et al. did not refute our conclusions. Rather, they make false statements about the content of our paper, on which they erect their system of objections.
Their main mistakes are:
(1) Halpern et al. make false statements about the contents and the rationale of our paper.(Ignoratio elenchi)
(2) Halpern et al. do not understand what a physical effect really is.
(3) Halpern et al. — adapting Georg Hoffmann’s view — apparently do not know how to apply the second law of thermodynamics.
(4) Halpern et al. do not understand our critique on the abuse of diagrams in the context of simplistic radiative balance models.
(5) Halpern et al. like many others do not understand that any supposed warming effect (or cooling effect) cannot be derived from spectroscopic analyses or
radiative transfer equations.
(6) Halpern et al. neither define a greenhouse effect nor offer a mechanism how the concentration change of the trace gas CO2 influences the climates.
(7) Halpern et al. do not recognize the fundamental errors of the paper by Bakan and Raschke.
In summary, the paper of Halpern, Colose, Ho-Stuart, Shore, Smith, and Zimmermann is unfounded.
zu den AGW Klimamodellen sagt der Physiker:
„Thus, global climate models are nothing but a very expensive form of computer game entertainment.“
also sind globale Klimamodelle nichts anderes als eine sehr teure Art von Computer-Spiel-Beschäftigung
Hallo Herr Kinder (#203)
Aha, jetzt ist das so einigermaßen verständlich.
Damit haben die „Treibhausgase“ in der Atmosphäre einen kühlen Effekt.
Trotzdem verstehe ich nicht, wie 150 W/m^2 von der Erdoberfläche in die Umgebung abgestrahlt werden können?
Wie sieht es mit Konvektion und latenter Wärme aus, diese Prozesse sind ja auch Teil der Atmosphäre?
Welche Beiträge liefern diese Prozesse?
Gruß Franz
#213: Dr.Paul sagt am Tuesday, 26.04.2011, 16:14:
„#211: Marvin Müller ich hoffe Sie können bestätigen, dass dieses Hess-statement XXXXXXX ist, wörtlich:“
Was ich bestätigen kann, ist, dass es bei Ihnen anscheinend wirklich an Manieren mangelt, wenn schon wieder Zeile Ihrer Aussagen durch ‚X‘ ersetzt werden muss.
„Wenn Sie jetzt schon wieder mit Lüdecke/Link anfangen, torpedieren Sie jeden Diskussionsfortschritt.“
Welchen Fortschritt sehen Sie denn? Sie sind derjenige, der auf der Stelle tritt und noch nichtmal erkennen will, dass er sich bezüglich der Abstrahlung der Erde irrt. Folgendes Statement Ihrerseits ist falsch, worauf Sie bereits mehrfach hingewiesen wurden:
„http://tinyurl.com/6h8wmrs
(ESA, Envisat, IUP-IFE, University of Bremen)
rot ist die Einstrahlung von der Sonne,
blau ist die Ausstrahlung von der Erde.“
Blau ist nicht die Abstrahlung der Erde, die finden Sie im langwelligen IR-Bereich, der in dem Diagramm nicht dargestellt ist. Auf eintsprechende Quellen mit einer kompletten Darstellung von Ein- und Ausstrahlung wurden Sie mehrfach hingewiesen, Sie ignorieren sie weiterhin. Das ist es, was jeglichen Diskussionsfortschritt verhindert …