Nir Shaviv & Henrik Svensmark – DEUTSCHE VERSION – Welche Rolle spielt die Sonne im Klimawandel?

geschrieben von AR Göhring | 6. Februar 2020

Prof. Shaviv erklärt mit einem Schaubild die Einflußfaktoren in der Atmosphäre und zweifelt dabei die Sicht des Weltklimarates an, daß die Klimasensitivität (viel CO2, starke Erhitzung) hoch sei. Er betont, daß das Argument, die Erwärmung im 20. Jahrhundert sei einzigartig gewesen, falsch sei. Er weist auf die beiden „Klimagates“ und die dabei aufgedeckten Manipulationen hin. Die oft kolportierte Information, „97% aller Wissenschaftler“ seien für die Treibhaus-Klimatheorie, sei irrelevant, weil Wissenschaft keine demokratische Abstimmung sei.

Prof. Svensmark zeigt, wie die kosmische Hintergrundstrahlung, sehr schnelle Teilchen aus dem Weltall, das Klima beeinflussen. Treffen solche Partikel auf die Atmosphärenluft, werden verschiedene teils radioaktive Produkte erzeugt, wie C14, Al26, Be10. Die Teilchen aggregieren nach und nach zu rund 50 Nanometer großen Aerosolen und dienen dann als Kondensationskeime für Luftfeuchtigkeit und erzeugen so Wolken in den oberen Schichten der Atmosphäre, welche das Sonnenlicht reflektieren und somit die Erde kühlen.
In Zeiten, in denen die Sonne zyklusgemäß gering aktiv ist (wie aktuell), wird die Hintergrundstrahlung kaum solar beeinflußt und kann so viele Wolken hervorbringen.


 



Klima-Debatte : Greta Thunbergs Gegner werden lauter und zahlreicher*

geschrieben von Klaus-eckart Puls | 6. Februar 2020

Was ist die schwedische Klima-Aktivistin Greta Thunberg denn nun: Heldin oder Nervensäge? Einer Umfrage des Meinungsforschungsinstitutes Civey vom September 2019 zufolge tendieren 40 Prozent der Deutschen eher zu der letztgenannten Aussage. Wobei die Gruppe der 30- bis 64-Jährigen, welche normalerweise im Berufsleben steht, Thunbergs Auftreten besonders kritisch sieht. Noch deutlicher war das Ergebnis einer Erhebung von YouGov im Monat danach, ob die junge Schwedin den Friedensnobelpreis verdient hätte. Hierauf antworteten 66 Prozent der Befragten klar mit „Nein“.

Die Abneigung gegen Thunbergs Treiben bei gleichzeitigem Wissen um ihre Vermarktung durch Geschäftemacher und grüne Ideologen äußert sich in vielen drastischen Äußerungen in den sozialen Medien im Internet. So wurde geschrieben, sie sei „eine minderjährige Messdienerin der Klimareligion“, deren Anhänger am „Delirium thunberga gretensis“ litten. Andere machten sich darüber lustig, dass „in allen Medien über jeden Furz berichtet wird, den Greta ablässt“. Und dann wäre da noch der Schlachtruf „Kreta statt Greta“ – fliegen wir lieber in den Süden, als uns von der Klimahysterie des Mädchens anstecken zu lassen!

Erwerbstätige besonders kritisch

Das rief Medienpsychologen auf den Plan, die den Thunberg-Gegnern eine stramm konservative Denkweise sowie soziale Abstiegsängste attestierten und zugleich auch die tiefe Abneigung beklagten, welche der Jugendlichen entgegenschlage. Daraufhin ertönten wiederum Gegenstimmen wie die der Leserkommentatorin „Hoshiana 777“ bei „Spiegel-online“: „Wer solche hasserfüllten Reden schwingt wie Greta, muss halt mit dem Echo rechnen.“

Mittlerweile wehren sich nicht mehr nur Einzelpersonen gegen die absurden Vorwürfe der schwedischen Galionsfigur an die ältere Generation. Vielmehr entstanden auch erste Anti-Greta-Gruppierungen, darunter „Fridays for Hubraum“, die im September 2019 von dem KfZ-Meister Christopher Grau gegründet wurde und zwei Monate später bereits 563 000 Mitglieder zählte. Sie wendet sich vor allem gegen die von Thunberg entfachte Kampagne gegen das Autofahren. Viele Kritiker der Klima-Ikone zeigen ihren Missmut neuerdings auch mit mehr oder weniger stubenreinen Fahrzeug-Aufklebern wie „Schnüffel an meinem Auspuff, Greta“ oder „Fuck you Greta. Keine Macht den Öko-Terroristen“.

Protest gegen „Öko-Terroristen“

Eine dieser Botschaften rief im Herbst 2019 sogar die Staatsmacht auf den Plan: Jemand aus Plauen hatte das Heck seines Wagens mit zwei blonden Zöpfen à la Thunberg verziert, die aus dem Kofferraumspalt baumelten – darüber stand: „Problem gelöst“. Darin witterte die Staatsanwaltschaft Zwickau zunächst eine „öffentliche Aufforderung zu Straftaten“, musste aber wenig später zugeben, dass derlei Dekorationen unter die Kunst- oder Meinungsfreiheit fallen oder maximal eine Beleidigung darstellen.

Dennoch machen Politiker und Medien gegen die Anti-Greta-Bewegung mobil, indem sie diese in die rechte Ecke stellen und teilweise sogar mit Neonazis in Verbindung bringen. Gleichzeitig unterbleibt aber weiterhin jedes Nachdenken darüber, ob mit der Klima-Alarmistin tatsächlich die Richtige zur Heldin gekürt wird. So hat beispielsweise die junge iranische Studentin Roya Saghiri, die gegen den Kopftuchzwang in ihrem Land auf die Straße gegangen war und dafür nun jahrelang im Gefängnis schmoren soll, mit Sicherheit mehr Mut bewiesen als Thunberg. Über Saghiri wird freilich kaum berichtet.

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)*  Anmerkung der EIKE-Redaktion :

Dieser Aufsatz ist zuerst erschienen in der Preußischen Allgemeinen Zeitung;  31. Januar 2020, S.12; EIKE dankt der PAZ-Redaktion sowie dem Autor  – Wolfgang Kaufmann –  für die Gestattung der ungekürzten Übernahme, wie schon bei früheren Artikeln :   https://www.preussische-allgemeine.de/

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(Mainstream) Wissenschaftler drängen darauf, übertriebene Behauptungen über Klimakatastrophen zu mäßigen

geschrieben von Andreas Demmig | 6. Februar 2020

In einem Kommentar vom 29. Januar ( https://www.nature.com/articles/d41586-020-00177-3 ), der in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde , haben Zeke Hausfather von Berkeley Earth und Glen Peters vom Center for International Climate Research geschrieben, dass die Worst-Case-Szenarien, standardmäßig als das wahrscheinlichste zukünftige Klima dargestellt werden, äußerst unwahrscheinlich sind.

„Glücklicherweise – und das ist ein Wort, das wir Klimatologen nur selten verwenden – wird die in RCP8.5 vorgestellte Welt [das„ Business as usual “-Szenario mit erheblich steigenden Emissionen und negativen Auswirkungen] unserer Ansicht nach mit jedem vergangenem Jahr immer unplausibler“, schrieben die Wissenschaftler.

„Ein beträchtlicher Teil der Literatur zu Klimafolgen bezieht sich auf RCP8.5 als“ business as usual „, was bedeutet, dass dies wahrscheinlich ist, wenn keine stringenten Klimaschutzmaßnahmen getroffen werden. Die Medien verschlimmern diese Botschaft dann oft, manchmal ohne die Nuancen mitzuteilen. Dies führt zu weiterer Verwirrung hinsichtlich der wahrscheinlichen Emissionsergebnisse, da viele Klimaforscher mit den Details dieser Szenarien in der Literatur zu Energiemodellen [ .. in the energy-modelling literature] nicht vertraut sind. “

Die Wissenschaftler betonten, dass das IPCC-Szenario der Vereinten Nationen eher schwache oder bescheidene Emissionsminderungen als eher wahrscheinlich ansieht, als keine Emissionsminderungen oder starke Emissionsminderungen. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die schwachen oder bescheidenen Klimaschutzszenarien einen Temperaturanstieg von 2,5 bis 3,0 Grad über dem vorindustriellen Niveau im Jahr 2100 prognostizieren, gegenüber dem schlimmsten Anstieg von 5,0 Grad, den Aktivisten und Medien regelmäßig verzeichnen.

„Wir müssen alle – von Physikern und Modellierern von Klimafolgen bis hin zu Kommunikatoren und politischen Entscheidungsträgern – aufhören, das Worst-Case-Szenario als das wahrscheinlichste zu präsentieren“, schrieben die Wissenschaftler. „Eine Überschätzung der Wahrscheinlichkeit extremer Klimaauswirkungen kann dazu führen, dass die Abschwächung schwieriger erscheint als sie tatsächlich ist.“

Mit einer generellen Annahme, dass die Temperaturen derzeit etwa um 1 Grad Celsius wärmer sind als in den Tiefen der Kleinen Eiszeit vor der Industriellen Revolution, glauben die beiden Wissenschaftler, dass die Erde während der nächsten 80 Jahre eine Erwärmung von etwa 1,5 bis 2,0 Grad Celsius demgegenüber aufweisen wird. Temperaturmessungen der NASA-Satelliten (http://www.drroyspencer.com/latest-global-temperatures/ ) zeigen, dass die Erwärmung in den letzten 40 Jahren lediglich 0,13 Grad Celsius pro Jahrzehnt betrug, was darauf hindeutet, dass wir lediglich eine Erwärmung von 1,0 Grad als wahrscheinlichstes Szenario für die nächsten 80 Jahre erwarten können, wenn sich nichts ändert [-> Klimaschutzmaßnahmen]

Latest Global Temp. Anomaly (December ’19: +0.56°C)

Dr. Roy Spencer

Interessanterweise veröffentlichte Scientific American diesen Artikel über die Ergebnisse der beiden Wissenschaftler mit dem Titel „Die schlimmsten Klimaszenarien sind wahrscheinlich nicht mehr die wahrscheinlichsten“. Als ob das schlimmste Klimaszenario aller Zeiten das wahrscheinlichste wäre …

https://www.cfact.org/2020/01/31/alarmist-scientists-urge-dialing-back-over-the-top-assertions/

Übersetzt durch Andreeas Demmig



Kraftwerks-Experte erklärt: Das Ökostrom-Dilemma: Warum bei Elektroautos oft Kohle-Strom im Akku landet

geschrieben von Admin | 6. Februar 2020

In diesen aufgeregten Zeiten mit CO2-zentrierter Weltsicht werden heftige Diskussionen über die ökologischen Auswirkungen der Mobilität geführt. Dabei geht es dann meist nicht um Schadstoffe (Stickoxide, Feinstaub) oder Lärm, sondern vor allem um die CO2-Emissionen. Selbst die Elektroautos, die während der Fahrt kein CO2 emittieren, bekommen sie in die Bilanz geschrieben, weil ihre Herstellung und auch ihr Fahrstrom Emissionen verursachen.

Heiß diskutiert: Der „CO2-Rucksack“ des Elektroautos

Jedes Fahrzeug, das eben vom Band rollte und noch keine Straße gesehen hat, ist aus offizieller Sicht schon ein Klimasünder. Handelt es sich um ein E-Mobil mit einem entsprechend großen Akku, sind diese Emissionen durch die energieintensive Produktion des Stromspeichers besonders hoch. Das heißt, es bekommt sofort einen CO2-Rucksack verpasst, der größer als der eines Verbrennerfahrzeugs ist.

Über den Gastautor

Frank Hennig, Autor des Buches „Dunkelflaute oder warum Energie sich nicht wenden lässt“, ist Diplomingenieur für Kraftwerksanlagen und Energieumwandlung und verbrachte sein Arbeitsleben in den Kraftwerken eines großen Stromunternehmens. Er war viele Jahre Betriebsrat und für die Öffentlichkeitsarbeit zuständig, was ihn zum Studium der PR an der Deutschen Presseakademie führte. Heute ist er als Autor für „Tichys Einblick“ sowie in der technischen Fortbildung als Referent tätig. Er ist geborener Görlitzer und lebt in der Niederlausitz.

Während des praktischen Betriebs geht man dann aber davon aus, dass die Bilanz geringer ist als beim Benziner oder Diesel, weil die Emissionen der entsprechenden Stromproduktion im Durchschnitt geringer seien. Da gibt es dann in diversen Studien Geraden verschiedener Steigung, die irgendwo bei einer bestimmten Fahrstrecke einen Schnittpunkt zeigen, ab dem das E-Fahrzeug ökologischer im Sinne niedriger CO2-Emissionen sei.

In Norwegen geht die Öko-Rechnung auf

Das ist sachlich richtig, solange, wie in Norwegen, fast ausschließlich Ökostrom getankt wird. Steigende Last im Stromnetz führt dort dazu, dass die Schieber an den Stauwerken der Wasserkraftwerke etwas weiter geöffnet werden.

Für Deutschland setzt man den durchschnittlichen Energiemix mit der durchschnittlichen CO2-Emission an, die bei etwa 600 Gramm pro Kilowattstunde liegt. Das kann man so machen, ist aber nicht korrekt.

Netzfrequenz und Regelleistung im deutschen Stromnetz. Die stabile Frequenz ist ein Zeichen des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch

HennigNetzfrequenz (blaue Linie) und Regelleistung im deutschen Stromnetz. Die stabile Frequenz ist ein Zeichen des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch

Wie unser Stromnetz funktioniert

Um das zu zeigen, müssen wir uns näher ansehen, wie das Stromnetz funktioniert (siehe Grafik).

  • Hier ist beispielhaft der Verlauf der Netzfrequenz über etwa zwei Minuten dargestellt (blaue Linie). Sie schwankt leicht um die Sollmarke von 50 Hertz, das ist kein Grund zur Sorge. Die stabile Frequenz ist ein Zeichen des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch.
  • Störgrößen wie höhere Last, Ausfall eines Kraftwerks oder Änderung der Windgeschwindigkeit und damit Änderung der Windstromeinspeisung müssen ausgeregelt werden.
  • Zum kurzfristigen Ausgleich dienen die Primär- und die Sekundärregelungen der Kraftwerke, zu denen diese gegenüber dem Netzbetreiber vertraglich verpflichtet werden. Im Bild ist die abgerufene Primärregelleistung an der zweiten Zahl (145) und der roten Linie zu sehen. Diese Leistung kann auch negativ sein, wenn heruntergeregelt werden muss.

Welche Erzeuger können nun Primärregelleistung bereitstellen? Das sind alle konventionellen Kraftwerke, seien es Wasserkraft-, Gas-, Kohle- oder Kernkraftwerke. Windkraft- und Photovoltaikanlagen tragen dazu aufgrund fehlender Regelfähigkeit nicht bei. Sie liefern zwar übers Jahr in Deutschland schon mehr als 40 Prozent der Stromproduktion, tragen aber keinerlei Systemverantwortung.

Wind- und Sonnenstrom bekommen „Vorrang“ im Netz

Das Stromnetz wird nach Maßgabe des Erneuerbaren-Energien-Gesetz betrieben, das heißt unter dem Einspeisevorrang der Erneuerbaren – und für diese unabhängig vom Bedarf. Alle Ökostromanlagen, abgesehen von der konventionellen Wasserkraft,  liefern ständig ihre gesamte Produktion ab.

Kommen nun künftig E-Fahrzeuge in größerer Zahl auf die Straßen, werden diese vor allem vermutlich ab den Nachmittagsstunden, zur Feierabendzeit und nachts geladen. Dadurch wird das Netzgleichgewicht durch zusätzliche Last gestört. Die Frequenz sinkt ab.

Konventionelle Kraftwerke halten Netzfrequenz stabil

Um das zu kompensieren, greift zunächst die Primärregelung der Kraftwerke ein (vollautomatisch) und versucht, den kleinen Frequenzeinbruch innerhalb von 30 Sekunden auszubügeln. Die Turbogeneratoren ziehen in der Leistung an, so dass die Frequenz wieder auf den Sollwert steigt. Ist dies nach etwa 30 Sekunden nicht gelungen, weil das Ungleichgewicht zu groß ist, greift die Sekundärregelung der Kraftwerke ein, indem ebenfalls automatisch ein neuer Leistungssollwert innerhalb einer vereinbarten Reserve vorgegeben wird. Führt auch dies nach etwa 15 Minuten noch nicht zum Erreichen des Sollwerts, wird ein neuer Leistungsbefehl erteilt. Bleibt ein Defizit auch danach noch bestehen, müssen die Fahrpläne der Kraftwerke angepasst werden, denn alle konventionellen Kraftwerke fahren nach vorgegebenen Fahrplänen.

Windenergie ist fürs Stromnetz problematisch

Übrigens wurden im Jahr 2017 an 320 von 365 Tagen die Fahrpläne geändert, was allerdings nichts mit der Elektromobilität zu tun hatte, sondern vor allem mit nicht eingetretenen Windprognosen. Da die Windgeschwindigkeit in der dritten Potenz in die elektrische Leistung der Windkraftanlagen eingeht, wirken sich bereits geringe Abweichungen der Windprognose auf die tatsächlich eintretende Einspeisung deutlich aus.

Die Erneuerbaren sind an der Netzregelung nicht beteiligt, sie können auf Kommando keine zusätzliche Leistung einspeisen. Gemäß EEG geben sie ständig ihre volle Leistung ab.

E-Autos: Windstrom im Tank – oder eher Kohle?

Natürlich kann es passieren, dass just in diesen Minuten steigenden Verbrauchs durch die E-Mobilität der Wind auffrischt, dann kommt auch Windstrom in den „Tank“. Wenn wir aber vom späten Nachmittag reden, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Sonne untergeht und der wegfallende Sonnenstrom durch konventionellen Strom ersetzt werden muss. Der Sonnenuntergang ist allerdings in den Fahrplänen der Kraftwerke eingeplant. Generell nutzt die Photovoltaik der E-Mobilität wenig, denn die übliche Nutzungsart  von E-Fahrzeugen wie auch von allen anderen besteht darin, tagsüber zu fahren. Geladen wird vor allem nachts.

Bruttostromerzeugung im Jahr 2018 am Beispiel Baden-Württembergs. Während im Bundesschnitt schon über 40 Prozent des Stroms aus sogenannten Erneuerbaren stammen, sind es im grün-schwarzen Ländle weniger. Die Windkraft trnur sehr wenig zur realen Stromerzeugung bei

Landesamt für Statistik Baden-WürttembergBruttostromerzeugung im Jahr 2018 am Beispiel Baden-Württembergs. Während im Bundesschnitt schon über 40 Prozent des Stroms aus sogenannten „Erneuerbaren“ stammen, waren es im grün-schwarz regierten Bundesland weniger. Die Windkraft trug sehr wenig zur realen Stromerzeugung bei. Weil immer mehr konventionelle Kraftwerke abgeschaltet werden, muss Deutschland Strom dann teilweise aus dem Ausland importieren

Fazit

In unserem gegenwärtigen Energiemix muss jede Steigerung des Bedarfs wie durch das (neue) Verbrauchssegment E-Mobilität von regelfähigen, also konventionellen Kraftwerken bedient werden. Mit Ausnahme der Wasserkraft können das die Erneuerbaren aber nicht leisten. Dieser zusätzlich produzierte Strom hat aber einen höheren spezifischen CO2-Anteil als die 600 Gramm pro Kilowattstunde des gesamten Mixes, da Wind- und Solarstrom nicht enthalten sind. Die Konsequenz ist für die erhoffte Energiewende bitter: In den Akkus der E-Mobile wird vor allem Kohle- oder Atomstrom landen.

Der Umstieg auf die E-Mobilität bringt demnach keine Emissionsminderung, wenn der zusätzlich entstehende Bedarf durch konventionelle, Emissionen verursachende Technologien bedient werden muss. Erst wenn so viele regenerative Erzeugung im Netz ist, dass sie regelbar eingesetzt werden kann und Systemverantwortung trägt, macht der massenhafte Einstieg in die Elektro-Traktion aus Sicht der Emissionen Sinn.



Anmerkungen zur Bestimmung der hemisphärischen solaren Einstrahlung auf „Mittelerde“

geschrieben von Chris Frey | 6. Februar 2020

Wie kommt eigentlich die sogenannte „natürliche theoretische Globaltemperatur“ von -18°C auf „Mittelerde“ zustande?

Uli Weber

Exemplarisch wird oft wie folgt vorgegangen: Man viertelt einfach die die temperaturwirksame spezifische Strahlungsleistung der Sonne (Solarkonstante * (1-ALBEDO)/4) und setzt sie ohne Rücksicht auf Tag & Nacht und die geographische Breite in das Stefan-Boltzmann-Gesetz ein. Daraus ergibt sich dann ein „rechnerisches“ S-B-Temperaturäquivalent von -18°C.

Als Argument für diesen 24h-„Flacherde“-Ansatz wird typischerweise immer wieder angeführt, die Erde würde sich schließlich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse drehen, Zitat:

„Legen wir halt den Fokus auf die „es wird nur eine Hemisphäre bestrahlt“, A ist die Fläche der Erde, P ist die eingestrahlte Leistung (unter den von Herrn Weber gemachten Annahme, dass man die einfach über die Halbkugel mitteln kann), t ist die Zeit:

(A/2) * P * t = A * (P/2) * t

Es sollte wieder offensichtlich sein, dass das beides gleich ist. Es wird einfach nicht mehr Energie, wenn man den Fokus darauf legt, dass die Einstrahlung nur auf eine Halbkugel wirkt…“

Anmerkung: Der freundliche Kommentator wird hiermit höflich aufgefordert, den Beweis für seine Behauptung von einer vorgeblich „von Herrn Weber gemachten Annahme, dass man die einfach über die Halbkugel mitteln kann“ anzutreten. Tatsächlich ist gegen einen argumentativen Gebrauch von Durchschnittswerten erst einmal nichts einzuwenden, weil dadurch die Unterschiede zwischen den jeweiligen Modellen ganz pauschal verdeutlicht werden. Aber konkrete Berechnungen mit Durchschnittswerten erlaubt ein T-hoch4-Gesetz nun mal nicht. Dazu sei vielmehr auf den EIKE-Artikel „Anmerkungen zur hemisphärischen Mittelwertbildung mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz“ verwiesen, der die wesentlichen Berechnungen aus einer Gesamtdarstellung meines hemisphärischen S-B-Ansatzes enthält.

Das Stefan-Boltzmann-Gesetz ist nun mal keine mathematische Rechenanleitung, sondern eine physikalische Verknüpfung von spezifischer Strahlungsleistung und Temperatur:

Stefan-Boltzmann-Gesetz: S = * T4 mit S = P/A = Spezifische Strahlungsleistung
und = S-B-Konstante

Diese physikalische S-B-Beziehung wird sofort klar, wenn wir in der nachfolgenden Abbildung einmal vier unterschiedlich große Schwarzkörper gleicher Temperatur betrachten:

Abbildung: Zur Bedeutung der spezifischen Strahlungsleistung „S“ im Stefan-Boltzmann-Gesetz

Für einen beliebigen Schwarzen Körper mit einer Temperatur von +15°C gilt also immer:

Die SPEZIFISCHE Strahlungsleistung S@15°C dieses Körpers beträgt 390 W/m².

Aus dieser Abbildung wird unmittelbar deutlich, dass die unterschiedlichen Strahlungsleistungen „Pi“ und Flächen „Ai“ eindeutig zusammenhängen, weil sie für jeden Körper (1-4) eine augenblickliche spezifische Strahlungsleistung „S@15°C“ definieren, die wiederum über das Stefan-Boltzmann-Gesetz eindeutig mit der Momentantemperatur des jeweiligen Körpers von 15°C verknüpft ist. Allein die Temperatur (primär) bestimmt also die spezifische Strahlungsleistung (sekundär) eines Schwarzen Körpers nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz:

Stefan-Boltzmann-Gesetz: Temperatur (primär) => Spezifische Strahlungsleistung (sekundär)

Jede Berechnung einer Temperatur (sekundär) aus einer spezifischen Strahlungsleistung (primär) stellt aber eine Inversion des Stefan-Boltzmann-Gesetzes dar, welche nur zulässig ist, wenn alle Randbedingungen, des S-B-Gesetzes streng erfüllt sind. Da diese die aber nicht per se erfüllt werden, ist eine Inversion des S-B Gesetzes immer nur in physikalisch wohl definierten Fällen zulässig.

Stefan-Boltzmann-Inversion: Spezifische Strahlungsleistung (primär) => Temperatur (sekundär)

Also kann durch die Sonneneinstrahlung nur dort eine Temperatur erzeugt werden, wo die Sonne auch scheint. Genau deshalb fahren so viele Urlauber aus dem Norden in den sonnigen Süden, wo sie sich tagsüber – und nicht nachts – zum Anbräunen in die Sonne legen. Vielleicht vergleichen Sie einfach mal die Zeit, die Sie sich je nach Tageszeit und Ortslage ungeschützt der Sonnenstrahlung aussetzen können, ohne einen Sonnenbrand zu riskieren. Sie werden feststellen, dass es sowohl eine Abhängigkeit von der Tageszeit als auch eine Abhängigkeit von der geographischen Breite gibt. Nur nachts können Sie keinen Sonnenbrand bekommen, es sei denn, der Timer in Ihrem Sonnenstudio ist defekt.

Die Einbeziehung unbestrahlter Flächen (Nachtseite der Erde) in eine S-B-Inversion gehört damit in das Reich der MINT-fernen Sagen und Märchen.

Jetzt wird auch ganz offensichtlich, dass die Gleichung aus dem oben zitierten Kommentar in Zusammenhang mit dem S-B-Gesetz keinerlei tieferen physikalischen Sinn ergibt, weil dort schon mal die spezifische Strahlungsleistung in [W/m²] fehlt. Die Formel „(A/2) * P * t = A * (P/2) * t“ verknüpft vielmehr eine Fläche „A“ in [m²] und eine Strahlungsleistung „P“ in [W] mit der Zeit „t“ in [s]. Damit ergeben sich auf beiden Seiten des Gleichheitszeichens gleiche Beträge für eine „Wärmemenge mal Fläche“ in [Joule mal Quadratmetern]. Und was das nun physikalisch mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz zu tun haben soll, weiß wohl nur der freundliche Kommentator. Aus unerfindlichen Gründen muss diese postphysikalische Gleichung dann als Beweis für eine „theoretische Globaltemperatur“ von (-18°C) herhalten. Aber immerhin kann man, analog zur obigen Schwarzkörper-Abbildung, aus dieser eigenartigen Formel jeweils rechts und links des Gleichheitszeichens eine spezifische Strahlungsleistung für die Taghemisphäre und die ganze Erde ableiten:

Hemisphäre: Fläche = (A/2) Strahlungsleistung = P Spezifische Strahlungsleistung = (2P/A)

Ganze Erde: Fläche = A Strahlungsleistung = (P/2) Spezifische Strahlungsleistung = (P/2A)

Und diesen höchst unterschiedlichen Durchschnittswerten steht nun wiederum die klimareligiöse Glaubensformel gegenüber, Zitat, „Es sollte wieder offensichtlich sein, dass das beides gleich ist“…

Wie wir gesehen haben, ist also lediglich die spezifische Strahlungsleistung „S“ über das Stefan-Boltzmann-Gesetz eindeutig mit der Temperatur „T“ eines Körpers verknüpft. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz kann also nicht als Begründung dafür herhalten, die Solarkonstante (S0=1.367 W/m²) einfach mal so eben über die gesamte Erdoberfläche und den 24h-Tag zu mitteln. Denn schließlich gibt es auf der Erde Tag und Nacht, deshalb also auf der einen – bestrahlten – Hälfte der Erde eine spezifische solare Strahlungsleistung, und auf der anderen Hälfte ist es dunkel. Man kann die eingestrahlte spezifische Strahlungsleistung auf der Tagseite auch nicht über den 24h-Tag als Wärmemenge „speichern“ und dann durch eine willkürliche Berechnung in eine spezifische „globale“ Strahlungsleistung zurückverwandeln. Das Dumme an einer solchen Durchschnittsberechnung über die Zeit ist nämlich, dass eine Wärmemenge in „Joule“ keinerlei „Erinnerung“ daran hat, auf wie vielen Sekunden mit welcher spezifischen Strahlungsleistung sie eigentlich beruht. Also könnte eine solche Wärmemenge auch sonst woher kommen:

0,1Sonnen(@136,7W/m²*(1-ALBEDO))*240h

= 1Sonne(@1.367W/m²*(1-ALBEDO))*24h

= 10Sonnen(@13.670W/m²*(1-ALBEDO))*2h24min

= 100Sonnen(@136.700W/m²*(1-ALBEDO))*14min24sec

Ein globaler Durchschnittswert für die solare Einstrahlung über 24 Stunden sagt also physikalisch gar nichts aus. Denn man kann aus einem „kochenden Suppentopf“ die ursächliche spezifische Strahlungsleistung nicht mehr physikalisch eineindeutig rekonstruieren. Aber selbstverständlich kennen die Vertreter von „Mittelerde“ die zugehörige terrestrische Ausgangssituation und berechnen daher aus dieser Wärmemenge ihre willkürlich passende „spezifische“ globale Strahlungsleistung. Eine solche Rückrechnung ist aber reine Mathematik, die gar kein physikalisch korrektes Temperaturäquivalent für das Stefan-Boltzmann-Gesetz liefern kann. Alle oben aufgeführten Beispiele für 0,1 bis 100 Sonnen liefern physikalisch gleichwertige Wärmemengen, sind aber über unterschiedliche Zeiträume durch unterschiedliche spezifische Strahlungsleistungen erzeugt worden. Und nur die originäre spezifische Strahlungsleistung der Sonne auf der Tagseite der Erde ergibt über das Stefan-Boltzmann-Gesetz ein physikalisch korrektes Temperaturäquivalent für eine individuelle Ortslage.

Wir müssen für eine solche 24-Stunden-Betrachtung also das örtliche Maximum der spezifischen solaren Strahlungsleistung auf der gesamten Erdoberfläche ermitteln, wie die nachfolgende Abbildung auf Grundlage einer Mollweide Projektion zeigt:

Abbildung: Die maximale breitenabhängige temperaturwirksame solare Strahlungsleistung (links) und das resultierende S-B-Temperaturäquivalent (rechts) über einen 24-Stunden-Tag im Äquinoktium für das „Mittelerde“-Modell:

Linke Skala: MAX (Si) @24h-Tag mit (Si = 1.367W/m²* (1-ALBEDO) * cos PHIi)

und (PHIi = örtlicher Zenitwinkel)

Rechte Skala: Maximales örtliches S-B-Temperazuräquivalent( SBTi) zu MAX (Si)

Mit farblich unterlegter Mollweide-Projektion (Copyright L. Rohwedder – Lizenz CC BY-SA 3.0)

Aus dieser Abbildung wird sofort deutlich, dass die maximale temperaturwirksame spezifische Strahlungsleistung der Sonne im Tagesverlauf bei gleicher geographischer Breite immer denselben Maximalwert und damit auch immer dasselbe maximale örtliche S-B-Temperauräquivalent ergibt. Im Tagesverlauf wird also zwischen 75 Grad N und S (mit jeweils 243 W/m²) und dem Äquator (mit 940 W/m²) die global gemittelte temperaturwirksame spezifische „Mittelerde“-Strahlungsleistung von 235 W/m² (≅ -18°C) weit übertroffen. Damit ist bewiesen, dass die täglich durch Sonneneinstrahlung überall auf der Erde zwischen 75°N und 75°S erzeugten Temperaturen keinerlei zusätzlichen „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ benötigen, um die gemessenen Ortstemperatur zu erklären.

Im Gegenteil wird das maximale S-B-Temperaturäquivalent auf unserer Erde aufgrund von Konvektion und Verdunstung in der Realität niemals erreicht; umgekehrt wird aber der nächtliche Temperaturabfall durch Kondensation und Advektion abgemildert und erreicht niemals den Absoluten Nullpunkt. Letzteres gilt übrigens auch für das Strahlungsdefizit in mittleren und höheren Breiten der jeweiligen Winterhemisphäre, dazu nachfolgend ein Beispiel für Potsdam:

Abbildung: Jahresverlauf der Temperatur am Beispiel Potsdam:

Links: Treppenkurve: Maximale monatliche Bodentemperatur in Potsdam

Blau gestrichelt: Maximales jahreszeitliches S-B-Temperaturäquivalent

Rechts: Differenz zwischen der maximalen monatliche Bodentemperatur in Potsdam und dem maximalen örtlichen S-B-Temperaturäquivalent

Rote Kurve: Trendlinie für die Differenz (schwarze Zackenkurve) zwischen maximaler monatlicher Bodentemperatur und dem maximalen örtlichen S-B-Temperaturäquivalent in Potsdam

Rot schraffiert: Zufluss von Wärme im Winterhalbjahr

Blau schraffiert: Abfluss von Wärme im Sommerhalbjahr

Im Sommerhalbjahr fließt also Wärmeenergie in die globalen Wärmespeicher und im Winterhalbjahr wird die Ortstemperatur durch einen Wärmezufluss aus diesen Wärmespeichern gestützt. Und deshalb müssen Atmosphäre und Ozeane als „globale Wärmespeicher“ zwingend in die Bestimmung einer „natürlichen Temperatur“ unserer Erde einbezogen werden.

2 Scrutinizing the atmospheric greenhouse effect and its climatic impact, Natural Science 2011