von Hans Hofmann-Reinecke
Eine außerirdische Zivilisation ist bei der Suche nach intelligentem Leben im Universum auf einen Planeten gestoßen, der ihre Aufmerksamkeit weckt. Man kann die digitale Kommunikation der dortigen Lebewesen mit Hilfe hochentwickelter Antennen und Elektronik problemlos nachverfolgen. Dabei wird offensichtlich, dass dort viel über eine mögliche Erwärmung, über eine „Klimaveränderung“ kommuniziert wird, und daß in dem Zusammenhang häufig der Begriff „Greta“ fällt. Daher gibt man diesem galaktischen Objekt den Namen „Planet G“.
Knapp daneben
Die außerirdischen (extraterrestrischen, ET-) Wissenschaftler untersuchen nun, wie die Temperatur dort überhaupt zustande kommt. Sie berechnen die Strahlung, die Planet G von der Sonne empfängt, und wieviel der Planet seinerseits, dank der eigenen Temperatur, wieder abstrahlt.
Die Sonne liefert dem Planeten G aus 150 Millionen Kilometern Entfernung die Leistung von 1,4 Kilowatt pro Quadratmeter. Das sind 180 x 10^15 Watt für den ganzen Planeten. Im Laufe der Jahrtausende hat der Planet nun diejenige Temperatur T angenommen, bei der er seinerseits genau die besagte Leistung von 180 x 10^15 Watt in Form von infraroter Wärmestrahlung wieder in das Weltall abgibt.
Nun suchen die ETs mit Hilfe der berühmten „Stefan-Boltzmann Gleichung“ nach der Temperatur von Planet G:
180 x 10^15 Watt = 5,67 x 10^-8 ×T^4 × 4 × R^2 × 3,14 Watt
(R ist der Erdradius und 4 × R^2 × 3,14 ist die Erdoberfläche). Wenn man jetzt für T = 280 einsetzt, dann stimmt die Gleichung, dann ist die vom Planeten abgestrahlte Leistung gleich der von der Sonne empfangenen. Die Gleichgewichtstemperatur ist also 280 Kelvin, das ist dasselbe wie 7 °Celsius.
Durch Abhören der Wetterberichte haben die ET-Experten jedoch erfahren, dass die Temperatur tatsächlich 15°Celsius beträgt. „Was haben wir bei unserer Rechnung nur falsch gemacht?“ fragt der ET-Forschungsleiter in die Runde seiner wissenschaftlichen Mitarbeiter, warum liegen wir um 8 Grad daneben?
Hitzige Diskussion der ET-Forscher
Es gibt eine Krisensitzung der Forscher und ein junger, vorwitziger ET stößt dazu.
Er fragt „woher wisst ihr überhaupt, dass Planet G existiert?“, „Man kann ihn ganz deutlich im Teleskop sehen!“ ist die Antwort. „Dann haben wir den ersten Fehler schon gefunden“, sagt der Grünschnabel. Seine Erklärung geht dann folgendermaßen:
Wenn man etwas sehen kann, dann sendet das Licht aus. Woher soll das Licht von Planet G kommen? Es ist Reflexion des Sonnenlichts. Würde er nichts reflektieren, dann wäre er total schwarz und man könnte ihn vom dunklen Hintergrund des Weltalls nicht unterscheiden. Planet G absorbiert also nicht 100% der Sonnenstrahlen, sondern reflektiert einen Teil, und davon fällt ein winziger Bruchteil dann in unsere Teleskope und wir sehen ihn. Tatsächlich wirft der Planet insgesamt 30% der einfallenden Strahlung zurück ins Weltall. Die ET Forscher nannten diesen Faktor A = „Albedo“. A = 1 wäre ein perfekt weißes Objekt. Für Planet G ist A = 0,3. Also absorbiert der Planet keine 1,4 kW pro Quadratmeter wire angenommen, sondern nur 70% davon, also ≈ 1 kW/m^2.
„Wenn wir jetzt diese 1,0 kW in die Gleichung einsetzen, dann wird die Temperatur von Planet G aber noch niedriger, und nicht etwa höher. Unser Ergebnis ist ja schon um 8 Grad zu niedrig“ entgegnet einer der Forscher.
Und wieder hat der kleine ET-Einstein Rat: „Ihr habt noch einen zweiten Fehler gemacht, und zwar bei der Berechnung der abgestrahlten Leistung.“
„Willst du etwa sagen, die berühmte Stefan-Boltzmann Gleichung sei falsch? Die abgestrahlte Leistung ist doch proportional zu T hoch 4!“
Die Zahnlücken im Spektrum
Die weitere Diskussion zwischen den ET Experten gebe ich nun, etwas verkürzt, in eigenen Worten wieder.
Die Gleichung von Stefan-Boltzmann gilt tatsächlich nur für Körper, deren Oberfläche eine besondere Beschaffenheit hat. Und das müssen wir uns genauer anschauen.
Ein warmer Körper sendet infrarote Strahlung aus, wobei die Wellenlänge λ = 2.900 μm / T am stärksten vertreten ist. Angesichts der Temperatur von rund T = 15°C = 288 K auf Planet G liegt dieses λ bei 2.900/288 µm ≈ 10 µm, das ist auch ein Hundertstel Millimeter. Das ist aber nicht die einzige Wellenlänge mit der dieser Körper strahlt. Es gibt da noch ein ganzes Spektrum kürzerer und längerer Wellen, die sich in sanfter Hügelgestalt um besagte 10 µm verteilen. Der berühmte Physiker Max Planck von Planet G hat sich die Mühe gemacht, auszurechnen, wie diese Verteilung aussieht und hat das sogar aufgemalt (Siehe Graphik, gestrichelte Kurve).
Jetzt mussten die ET-Forscher das Spektrum der Wärmestrahlung untersuchen, die vom Planeten kommt, und mit besagter gestrichelter Kurve vergleichen.
Die dunkle Seite von Planet G
Sie schickten eines ihrer Infrarot- Weltraumteleskope in die Nähe von G, stationierten es auf der sonnenabgewandten Seite des Planeten und analysierten das infrarote Spektrum. Und siehe da: Planet G war alles andere als ein idealer Strahler! (Siehe die zittrige Kurve in der Graphik). In der Kurve klaffen dramatische Zahnlücken.
Die Flächen unter den beiden Kurven geben die tatsächlich insgesamt abgestrahlte Leistung an. Dividiert man die Fläche unter der zitterigen Kurve nun durch die Fläche unter der idealen Planck-Kurve, dann bekommt man S = 0,63 = 63%. Planet G strahlt also nur 63% dessen, was ein idealer, schwarzer Strahler bei der gleichen Temperatur abgeben würde. Korrigieren wir also unsere Stefan-Boltzmann-Gleichung durch diesen S-Faktor auf der rechten Seite, und ergänzen die linke Seite durch die Albedo Korrektur (1-A) = 0,7, dann bekommen wir
180 x 10^15 Watt = 5,67 x 10^-8 ×T^4 × 4 × R^2 × 3,14 Watt × 0,63
Und damit ergibt sich dann auch die tatsächliche Temperatur von Planet G, nämlich 15°C = 288 K.
Dem ET-Forscher, der diese Erkenntnisse vortrug war nicht verborgen geblieben, dass sein Chef angesichts der großen und kleinen Zahlen hin und wieder überfordert war. Und so fasste er, für jeden verständlich. Alles noch einmal zusammen.
Es sind zwei Schrauben, an denen man drehen kann, um die Temperatur des Planeten einzustellen: Schraube A = Albedo und Schraube S = Schwarzheit. Beide können Werte zwischen 0 und 1 haben. Dreht man A hoch wird es kühler, weil mehr einfallendes Sonnenlicht reflektiert wird. Dreht man S hoch, so wird es auch kühler, weil mehr Infrarot abgestrahlt wird. Das ist alles, wovon die Temperatur abhängt, vorausgesetzt die liebe Sonne macht keime Zicken. Aktuell ist A = 30% und S = 63%.
Planet G hat eine Atmosphäre!
Mit dieser Erkenntnis aber wollten man sich nicht zufrieden geben. Man fragte: Warum waren da diese Lücken im Infrarot-Spektrum, das Planet G abstrahlt?
Der ET-Atomphysiker hatte die Antwort: Planet G hat eine Atmosphäre, in der es Moleküle gibt, welche die Strahlung bestimmter Wellenlängen daran hindern, ins Weltall zu entweichen. Und mit Kennerblick auf die Graphik identifizierte er rasch die üblichen Verdächtigen: Es waren die Moleküle von Methan, Wasser, Ozon und CO2. Die filtern gewisse infrarote Wellenlängen aus, so wie eine Sonnenbrille das mit sichtbaren Licht macht.
Und da erinnerten sich die Forscher wieder an Gespräche, die man auf Planet G abgehört hatte. Da war immer wieder von CO2 und dessen Anstieg und vom Ende der Welt die Rede. Und die Forscher erkannten in der Kurve des infraroten Spektrums ein Tal, das nach Ansicht des Atomphysikers von „CO2“ verursacht war.
„Das also macht den Bewohnern von Planet G so viel Kopfzerbrechen? Auch wenn dieses Tal noch tiefer würde, wäre das nicht das Ende der Welt! Sie schüttelten ungläubig den Kopf.“
„Auch wenn das CO2 weiter zunähme könnten nicht mehr als 100% der Strahlung in diesem schmalen infraroten Band absorbiert werden. Die gesamte Abstrahlung würde sich nur um diese winzige Fläche mit dem Label „Maximum possible damage“ verringern. Da würde es kaum ein Grad wärmer.“
Schließlich berichteten sie dem sehr anspruchsvollen und etwas ungeduldigen ET-Forschungsleiter von ihrer Arbeit.
Der fragte etwas verärgert:
„Kommen wir also zu Planet G. Konnten Sie denn dort diesen angeblichen Klimawandel bestätigen?“
„Nein Herr Professor, den Klimawandel auf Planet G konnten wir nicht nachweisen; wir können ihn aber auch nicht ausschließen.“
„Und die andere Sache: wie steht’s mit intelligentem Leben auf Planet G?“;
„Das können wir ausschließen“.
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kommen Sie sich nicht langsam albern vor? Mit der tausendfachen Diskussion, wie im Kindergarten, ob das rote oder blaue Spielzeugauto schneller ist?
Gehen sie bitte nachts am Meer spazieren! Und sie werden feststellen, das Meer, und damit die Luft darüber deutlich wärmer ist. Daher weht die Brise nachts immer zum Meer, im Gegensatz zu tagsüber. Das ist völlig unabhängig davon, ob die Strahlungsintensität 200, 300 oder 400 W/m2 ist. Oder?
Die Temperatur der Weltmeere, und damit auch die Oberflächentemperatur der Luft von 70% der Oberfläche ist in erster Linie von der gespeicherte Wärmeenergie in Joule in den Meeren abhängig, nicht von der Abstrahlung gem Bolzmann. Die ist nicht berechnebar. die Diskussion über Strahlungsintensitäten ist wie mit den Spielzeugautos. Schneller ist das, was man schneller über den Teppich schiebt. Die Farbe ist egal!
Peter Georgiev am 12. Februar 2022 um 11:55
Es ist keine Diskussion, sondern Korrigieren der Unwissenden und denen, die Falsches propagieren.
ZB ist Ihre Behauptung gewohnheitsgemäß falsch, und wahrscheinlich wissen Sie das auch. Natürlich hängt die Temperatur mit der Wärmekapazität zusammen. Aber ein Zusammenhang ist keine Ursache. Die letztliche Ursache der Temperaturverteilung ist die Randbedingung des Strahlungsgleichgewichts der Erde. Dass die Temperatur eines Körpers bei gegebenem Absorptionsgrad zudem per Stefan-Boltzmann mit seiner Temperatur zusammenhängt, ist unbestreitbar.
Sand bei 20 Grad abends strahlt genau so viel Wärme ab, wie Wasser bei 20 Grad. Trotzdem ist paar Stunden später die Sandoberfläche auf z.B. 10 Grad abgekühlt, das Meereswasser aber immer noch bei 19. Und strahlt und strahlt! Und bleibt bei 19 Grad! Die eine Oberfläche kühlt ab, die andere aber nicht!
Da können Sie Stefan und Boltzmann drehen und wenden, der Temperaturverlauf auf Erden interessiert diese Gleichung nicht. Weht der Wind aus der Arktis ist es schnell 20-30 Grad kälter als bei Sahara-Wind. Das gibt die simple SB Gleichung nicht her.
Und aus Schätzungen (etwas anderes ist es nicht) zwischen zugeführte und angeführte Strahlungsintensität, unter Ausschluss aller entscheidender Wärmetauscher und Speicherprozesse auf Erden eine “ Solltemperatur“ zu berechnen ist Voodoo-Wissenschaft.
KT für Tag und Nacht getrennt
Ich habe keine Messwerte für globale Mittelwerte für Tag und Nacht getrennt, aber diese lassen sich ja grob genug zur Demonstration des Wesentlichen abschätzen.
Am Boden gilt nach KT97 am Boden für das 24 Stundenmittel der Leistungsdichten in W/qm:
Am Boden absorbierte Sonnenstrahlung 168
Wärmestrom in Atmosphäre -24
Verdunstung -78
Wärmeabstrahlung des Bodens -390
Gegenstrahlung 324
Bodenwärmestrom 0 (daher nicht in KT aufgeführt)
Bilanzsumme 0 (wie es sein muss)
Aufgeteilt auf Tag und Nacht wird es etwa so sein (Werte für Tag, Nacht)
Am Boden absorbierte Sonnenstrahlung 336, 0
Wärmestrom in Atmosphäre -40, -8
Verdunstung -156, 0
Wärmeabstrahlung des Bodens -415, – 365
Gegenstrahlung 344, 304
Bodenwärmestrom -69, 69
Bilanzsumme 0, 0 (wie es sein muss)
Am Tag fließen also ca. 69 W/qm in den Boden, die in der Nacht wieder rausgehen. Der Wert ist zu Messwerten plausibel.
Admin am 10. Februar 2022 um 23:01
Die Zahlen in K/T unterscheifen sich grundsätzlich nur um ein paar W/qm von älteren Energiebilanzen in Lehrbüchern. Bei der Tag Nacht Aufteilung kommt es nicht auf die Aktualität der Energieflüsse an, sondern auf die Größenordnung der einzelnen Beiträge. Und die sind seit 100 Jahren bekannt. ERBE hat auch nichts anderes gemessen als man schon seit Jahrzehnten weiß, nur genauer und aktueller. Die Satellitenmessungen lassen jetzt zu, das man auch die Trends durch den Klimawandel erkennen kann, da man genauer messen kann.
Sie sollten schon genauer hinschauen, die Unterschiede sind erheblich. Agerius listet sie alle auf. Und erfunden hat er sie bestimmt nicht.
Nicht, wenn man es korrekt betrachtet, siehe Lehrbücher.
Sie sehen übrigens – da Sie dansch fragten – die Bilanz nsch Tag und Nacht aufgeteilt. Noch konkrete Sachfragen dazu? Oder sehen Sie andere Zahlen dafür? Oder können wir diesen Punkt als offenbar verfügbar und gelöst abhaken?
@ Admin
Eigentlich wollte ich es selbst machen, bin aber in einer familiären Situation eingespannt:
Wäre es nicht sinnvoll mal die entsprechenden Werte von Weber, „Agerius“, deren Freund Kramm und ev. anderen gegenüber zu stellen?
MfG
Eigentlich schon. Mal sehen ob sich jemand findet das zu erledigen.
Ja bitte, um die Sache mal übersichtlich diskutieren zu können. Ich würde es auch sehr begrüßen, wenn die Alternativtheoretiker Ihre Zahlen den üblichen Lehrbuchwerten wie KT gegenüberstellen. Und zwar die korrespondierenden Größen. Dann ist bei denen vor mir aus die Gegenstrahlung 0, Hauptsache alles benannt und vergleichbar zusammengestellt. Wenn’s hilft auch Tag und Nacht wie ich es vorgemacht habe getrennt.
Zur Tag/Nacht Bilanz. Für jeden sollte klar sein, dass eine Bilanz für jeden Punkt auf der Erde und zu jedem Zeitpunkt existiert. Praktisch messbar geht es natürlich nur lückenhaft. Klar ist ferner, dass die aufgeführten Energieflüsse lokal und zeitlich variieren, und je nach räumlicher Auflösung weitere dazukommen, zB. in Wäldern der Einfluß der Vegetation in EV. Globale Energiebilanzen wie man sie aus dem Lehrbuch oder von KT kennt sind das räumliche und zeitliche Mittel über diese Werte.
„Praktisch messbar geht es natürlich nur lückenhaft.“ Es gibt die Zeitreihen NCEP air 2m 4xdaily Gauss für ein 2×2°Gitter und von CERES die Zeitreihe skin temperature hourly für ein 1°x1° Gitter. Dies sind zwar keine Messdaten, sondern berechnete. Man kann sie aber lokal mit denen von Mess-Stationen überprüfen. Die Übereinstimmung ist befriedigend. Ich habe ein transientes 2-Schichten (Atmosphäre-Erde) Energie-Bilanz-Modell mit 5°x5° Ortsauflösung durchgerechnet und damit verglichen. Sind die Antriebsparameter (z.B. Wolkenbedeckungsgrad (ccf), Transmission Atmosphäre SW (taSW), taLW, rsSW, rsLW globale Mittelwerte ist das Bestimmtheitsmaß R² zwischen Messung und Simluation viel geringer als wenn man für den Wolken-Bedeckungsgrad (in taLW enthalten) und die taSW reale lokale Werte (CERES) verwendet. In anderen Worten: die Wolken-Bedeckung ist ein maßgeblicher Antriebsfaktor im Modell.
Die ETs haben es zumindest verstanden. Zu ergänzenden Erklärung: sie haben erkannt, dass die Treibhausgase für das vom Planck-Spektrum abweichende wahre Spektrum verantwortlich sind. Die Bodentemperatur läßt sich aus dem einhüllenden Planck-Spektrum ableiten. Diese Sicht ist zumindest unter allen existenten intelligenten Lebensformen des Universums Konsens.
Sehr richtig, Herr Heinemann.
Jetzt ist es sogar galaktischer Konsens, was es auf der Erde auch ist (zumindest Ihrer Meinung nach). Viel CO2 bewirkt auf Venus, dass es heiss ist und auf Mars kalt. Ergo: wird es wärmer liegt es an der CO2-Erhöhung, wird es kälter auch. Kommt mir aus täglichen Nachrichten bekannt vor. Und da wird es wohl stimmen.
„wird es wärmer liegt es an der CO2-Erhöhung, wird es kälter auch. Kommt mir aus täglichen Nachrichten bekannt vor. Und da wird es wohl stimmen.“
+++
😉
galaktischer Konsens unter intelligenten Lebensformen ist auch, dass die Temperatur eines Gegenstandes von universell gültigen mathematisch formulierbaren Naturgesetzen abhängt und zudem, dass dementsprechend relative, qualitative, tendenziöze, polemische Angaben dazu sinnfrei sind.
Annahme, Sie meinten es ernst mit Ihrem Argument, dann darf ich fragen, ob Sie nun schon CO2 als Universalursache bzw. schuld an Allem für Ihre Zwecke bestellt haben.
„…dann darf ich fragen, ob Sie nun schon CO2 als Universalursache bzw. schuld an Allem für Ihre Zwecke bestellt haben.“
Ich darf Herrn Müller nicht vorgreifen, kann Ihnen aber mitteilen, daß zumindest meine diesbezügliche Bestellung mit dem Hinweis storniert wurde, daß alle denkbaren CO2-Schuldzuweisungen bereits an die AGW-Bande verkauft wurden.
Da „AGW-Bande“ eine Sache der Einbildung ist, von mir aus können Sie sich das so einbilden. Mich interessiert nur, was Fakt ist, und die habe ich beschrieben.
Ts ts ts der ganze Artikel ist doch als ein Stück Ironie und Humor gedacht und nicht zum Hauen und Stechen. Kommt uns der Humor erst abhanden, hören wir auf Menschen zu sein. Übrigens, Herr Heinemann, schätze ich Ihre Kommentare und das ist diesmal nicht ironisch gemeint. Immerhin stellen Sie sich hier tapfer gegen eine Mehrheit. Aber ohne dass Sie das wollen, offenbaren Sie dabei die Schwächen der Fraktion Gegenstrahler. Das müssen Sie aber selber herausfinden.
Jeder gute Wissenschaftler, und ich vermute Sie wollen ein solcher sein, zweifelt immer immer immer an dem , was er weiss. Stellt sich alsbald der weltzerstörerische CO2 – Glaube als Unsinn heraus, dann ist es wieder keiner gewesen. So wie es immer war. Werden Sie dann aufstehen und bekennen? Natürlich erübrigt sich das derzeit aus Ihrer Sicht, denn Sie sind überzeugterweise im Recht.
Nicht so verbissen in den Diskussionen bitte! Alle!
Das sehe ich anders, es gibt ja kein „gegen“, denn die Mehrheit beteiligt sich nicht an der Sachdiskussion.
„Die Bodentemperatur läßt sich aus dem einhüllenden Planck-Spektrum ableiten.“ Gilt dies auch bei bedecktem Himmel oder nur für den wolkenlosen Himmel?
Durch das atmosphärische Fenster kann man nur ohne Wolken auf den Boden gucken.
Als Erdbewohner kann man übrigens mit der gleichen Methode versuchen die Oberflächen-Temperatur der Venus abzuschätzen. Dies geht wohl schief. Deshalb vermute ich dass das Verfahren für die Erde auch nicht sehr genau ist.
Man kann aber auch etwas demütig sagen: „Es gibt sie schon noch, diejenigen welche halt einfach etwas näher bei der geistigen Vollkommenheit sind“. Danke werter Herr Hofmann für diesen süffisanten Beitrag
„Eine außerirdische Zivilisation ist bei der Suche nach intelligentem Leben im Universum auf einen Planeten gestoßen, der ihre Aufmerksamkeit weckt.“ Der Autor geht offensichtlich davon aus, dass sich intelligentes Leben nur auf einem Planeten mit einer globalen Mittel-Temperatur von 15°C entwickeln kann. Das führt auf die Frage in welchem Temperaturbereich sich auf einem Planeten intelligentes Leben entwickeln kann bzw. welche anderen Voraussetzungen dazu notwendig sind. Die Frage lässt sich wohl nicht genau beantworten. Deshalb nimmt der Autor einfach an dass die Außerirdischen Bewohner der Erde Land bei 31°N bzw. bei 36°S sind.
Addendum: Bild 1 zeigt eine Weltkarte der ortsaufgelösten Jahres-Mittel-Temperaturen nach NCEP air 2m von 1948, Bild 2 die von 2021. Blau: Temperatur kleiner als 13°C ,kaminrot Temperatur größer als 16°C. Wie man sieht lag Nizza im Ideal-Bereich 13°C-16°C. Der Ideal-Bereich hat sich seit 1948 nur wenig verschoben.
Haben es sich die Ausserirdischen da nicht zu einfach gemacht bei der Rolle der Atmosphäre? Nur CO2 und nur das bischen Absorption. Da stehen 33°, die die Atmosphäre bewirkt, wie immer sie das macht und darüber könnte man jetzt wieder mit mehr als 150 Wortmeldungen diskutieren. Sei es drum und lassen es mal. Fakt ist, dass die halbe Atmosphäre auf dem Kilimandjaro bewirkt, dass es dort ar*chkalt ist mit Eis unter Null C, also sogar kälter noch als es der Hälfte entspricht. Unten 300K, Hälfte wäre immerhin noch 285K und noch keine Erklärung für das Eis. Dabei stärkere Einstrahlung und weniger Albedo (ein großer Teil der Wolken ist unterhalb).
Die Atmosphäre verliert trotz Schutz durch das Magnetfeld infolge der Erosion durch Sonnenwind ständig an Masse, wenig zwar, aber in geologischen Zeiträumen wird das viel. Niemand kann sagen, wie dicht die Atmosphäre in früheren Erdzeitaltern war, aber sie muss höher gewesen sein, irgendwieviel und allein dadurch bei allen Schwankungen im Niveau höhere Temperatur überall. Mit prallem Leben und nicht alarmistisch verbrannt, wie sonst könnten kilometerdicke Muschelkalke entstanden sein. Mit Masseverlust der Atmosphäre wird das Niveau tendentiell kälter werden. Wir sollten froh sein, wenn es auf diesem unvermeidlichen Weg der Erde in die Kälte zwischenzeitlich aus welchen Gründen auch immer zwischen den sich häufenden Eiszeiten mal etwas wärmer werden sollte.
Es gibt noch viel zu tun, viel zu klären.
Dieser Beitrag von HHR belegt einmal mehr, dass er nicht weiss, wovon er schwadroniert.
Die sog. Solarkonstante betraegt nur etwa S = 1360 W/m^2. Was die Obergrenze der Atmosphaere an solarer Strahlung pro Tag erreicht, betraegt im globalen Mittel etwa 〈F_s〉 = 340 W/m^2 (der wahre Wert variiert etwas zwischen Perihel und Aphel). Davon wird ein Anteil von etwa α 〈F_s〉 = 102 W/m^2 zurueckgestreut bzw. reflektiert (die planetare Albedo im solaren Bereich betraegt etwa α = 0,30), so dass die vom System Erde-Atmosphaere absorbierte solare Strahlung im globalen Mittel nur 238 W/m^2 betraegt. Davon entfaellt etwa ein Drittel auf die Atmosphaere.
Interessierte Leser koennen diese Rechnungen selbst vornehmen. Die zugehoerige Gleichung lautet:
〈F_s〉 = (1 – α) S/4.
Das globale Mittel der emittierten infraroten Strahlung wird diesem Wert gleichgesetzt. Eine Voraussetzung dafuer ist, dass Stationaritaet existiert.
Unter der Annahme, dass das System Erde-Atmosphaere ein sog. schwarzer Strahler ist, d.h. ε = 1, ergaebe sich also eine effektive Strahlungstemperatur von
σ Teff^4 = 254,5 K.
Diese effektive Strahlungstemperatur ist nur ein Synonym fuer die global emittierte infrarote Strahlung. Sie hat mit einer realen Temperatur nichts gemein. Es ist unabdingbar, darauf hinzuweisen, dass das Stefan-Boltzmann-Gesetz, was lokales thermodynamisches Gleichgewicht und die Isotropie der emittierten Strahlungsintensitaeten voraussetzt, wenn ueberhaupt, nur lokal gueltig ist.
Dass HHR nicht weiss, wovon er schwadroniert, belegt auch seine Anwendung des Wienschen Verschiebungssatzes. Der Ansatz
T λmax = const. = 2,897 mm K
gilt nur im Wellenlaengen-Domain. Im Frequenz-Domain gilt dagegen:
T λmax = const. = 5,089 mm K
Der Unterschied betraegt etwa 1,76. Dieser Wert ist in der Fachliteratur wohlbekannt.
Nun ist zu beachten, dass das Maximum der Strahlungsintensitaet nach dem Planckschen Strahlungsgesetz, auf dem auch die Stefansche Konstante von σ = 5,67 × 10^(-8) J/(m^2 s K^4) beruht, proportional zu T^5 ist. Es ist also absurd, irgend welche Mittelwerte wie die global gemittelte oberflaechennahe Lufttemperatur von etwa 288 K zur Berechnung heranzuziehen. Dass die Satelliten-gestuetzten Radiometer aus diesem Grunde eine Reihe von Spektralbereichen abdecken, um die raeumliche Temnperaturverteilung ermitteln zu koennen, scheint HHR nicht bekannt zu sein.
Wer allerdings an der Grenzflaeche Erde-Atmosphaere nur mit Stralungsflussdichten agiert, der hat nicht begriffen, dass an dieser Grenzflaeche auf der lokalen Skala im allgemeinen kein Strahlungsgleichgewicht existiert. Auf der globalen Skala existiert ein Strahlungsgleichgewicht grundsaetzlich nicht.
Fazit: Wer Buecher wie „Gruen und Dumm“ schreibt, der sollte zuerst einmal die Grundlagen der Strahlungsphysik und der Energetik der Atmosphaere lernen.
Herr Kramm,
Im allgemeinen Zustimmung zu ihren Ausfuehrungen. Aber
Koennen sie dem interessierten Leser erklaeren, wie die Solarkonstante an der Oberkante der Atmosphaere ploetzlich nur noch zu 340 W/m2 mutiert? Zum Verstaendnis, sie bestaetigen die Solarkonstante an der TOA is 1360 W/m2. Dann sagen sie die gemittelte Leistung gegeben in der Einheit der Strahlstaerke ist nur noch 340 W/m2 eben da an der TOA.
WelcheUmwandlung findet da statt oder welche Bedingungen setzen sie an, das das so postuliert werden kann.
Sie sollten auch erklaeren, ob die 1360 W/m2 der Solarkonstante wirklich mit einer gemitteleten Waermeleistung pro m2 vergleichbar ist.
Weiterhin sollten sie erklaeren, warum sie behaupten, das die Mittelung pro Tag erfolgt und wie es sich verhaelt wenn man es pro Jahr oder Jahrzeht oder auch nur fuer eine Stunde vermitteln will.
Sicherlich ist ihnen bekannt, das die Sonne immer nur eine Hemisphaere bescheint. Welche Sinn macht die Mittelung ueber einen Tag, wenn in der Einheit W die Zeit schon enthalten ist?
Letzte Frage aber etwas aus dem Zusammenhang:
Was passiert mit den Oberflaechentemperaturen, wenn sie die atmosphaerische Masse bei gleicher Zusammensetzung verdoppeln?
Temperaturen bleiben gleich, weil die CO2 Konzentration sich nicht aendert? Sie steigen oder fallen? Wenn ja warum?
Herr Schulz,
wie erwaehnt, betraegt die Solarkonstante etwa 1360 W/m^2. Die globale Mittelung der solaren Einstrahlung ergibt unmissverstaendlich:
〈F_s〉 = S/4
Ihre Behauptung hinsichtlich des Faktors 2 ist vollkommen falsch, denn die Betrachtungen von Weber, auf den Sie sich offenbar beziehen, sind vollkommen falsch. Wer im 21. Jarhundert abstreiten will, dass die Erde rotiert, xxxxxxxx. Wenn Sie dann auch noch schreiben,
„Sicherlich ist ihnen bekannt, das die Sonne immer nur eine Hemisphaere bescheint. Welche Sinn macht die Mittelung ueber einen Tag, wenn in der Einheit W die Zeit schon enthalten ist?“
Dann stellen Sie sich xxxxxxx aus, denn auch mit solchen xxxxxxx von dem Sachverhalt ablenken, dass die Erde rotiert. Und die zugehoerige Beziehung zur Berechnung der solaren Einstrahlung, die auf Christian Wiener zurueckgeht (z.B. Wiener, 1879), auf die sich auch Milankovitch (1941) bezog, lautet
cos Θ0 = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos h
worin Θ0 die lokale Zenitdistanz der Sonne, φ der Breitenkreis, δ die Deklination der Sonne und h der Stundenwinkel sind.
Und diese Rotation wird bei der Berechnung der solaren Strahlung durch den sog. Stundenwinkel beschrieben, der ab dem lokalen solaren Mittag gerechnet wird. Diese Groesse, die in jedem brauchbaren Lehrbuch zur Astronomie behandelt wird, wird von Weber, der von sich behauptet, er sei ein ausgebildeter Geophysiker (eine solche Bezeichnung existiert nicht), und seinen Claqueuren vollkommen ignoriert. Webers gesamte Rechnungen sind vollkommen falsch. Und da er nur die Maxima der solaren Einstrahlung beruecksichtigt. die an den solaren Mittagen gelten, naemlich
cos Θ0 = sin φ sin δ + cos φ cos δ = cos (φ – δ)
und folglich Θ0 = φ – δ, ergibt sich nach Weber eine Solarkonstante, die mehr als das Dreifache der wahren Solarkonstanten betraegt. Wxxxxxxxxx
Die Grundeinheit unserer Zeitrechnung ist der Tag, der sich selbstverstaendlich auf die Rotation der Erde bezieht. Wenn Sie das infrage stellen wollen, dann sind Sie im falschen Jahrhundert geboren worden. Der siderische Tag (mit Bezug zu den Fixsternen) wird dann unterteilt in Stunden, Minuten und Sekunden, wobei auch Bruchteile von Sekunden beruecksichtigt werden muessen. Man kann das auch alles in Sekunden ausdruecken, naemlich etwa 86164 s. Der Julianische Tag entspricht 86400 s. Dieser ist zu beruecksichtigen, denn bis ein der Sonne zugewandter Punkt auf der Erdoberflaeche wieder die gleiche Position gegenueber der Sonne einnimmt, ist die Erde auf ihrem Orbit um die Sonne weitergezogen. Daraus ergibt sich fuer das Julianische Jahr 365,25 d und fuer das Julianische Jahrhundert 36525 d. Das siderische Jahr betraeg 365,2564 d.
Nimmt man den Perihel oder das Fruehjahrsaequinoktium als Bezugsgroesse, dann ergeben sich andere Zeitspannen fuer das Jahr, die auch ihren eigenen Namen tragen, z.B. anomalistisches Jahr (Perihel zu Perihel) und tropisches Jahr (Aequinoktium zu Aequinoktium).
Wenn man nun die solare Einstrahlung, die das System Erde-Atmosphaere pro Tag erhaelt, dann ist es unabdingbar, fuer diese Zeitspanne und fuer alle Punkte auf der gedachten Oberflaeche, die als Obergrenze der Atmosphaere bezeichnet wird, zu beruecksichtigen. Und daran koennen weder Sie noch Weber irgend etwas aendern, egal wieviele falschen Behauptungen Sie noch aufstellen.
Dass man einen der solaren Strahlung pro Tag von 181 PW = 181 × 10^15 W durch die Oberflaeche dividiert, die etwa 5,31 × 10^14 M^2 betraegt, was dann 〈F_s〉 = 340 W/m^2 ergibt, wurde bis heute von niemandem als falsch bezeichnet. Aber im Zeitalter der Gruenen Deutschen Physik ist alles moeglich.
Es ist ueblich Strahlungsfluesse in W/m^2 auszudruecken. Dass sind aber keine Strahlungsleistungen, sondern Energieflussdichten, wie sie auch der Poynting-Vektor liefert. Und Endergieflussdichten werden in J/(m^2 s) ausgedrueckt. Man kann nun das Joule J durch andere Einheiten ausdruecken, u.a.
1 J = 1 kg m^2/s^2 = 1 N m = 1 W s
Letzteres fuehrt zu
1 J/(m^2 s) = 1 W/m^2
MfG
Bitte mäßigen!
„Bitte mäßigen!“
Ach was,
bevor ich mir 1 Minute Tagesschau antue laß ich mich lieber von Kramm eine Seite lang niedermachen.
Passend zum Thema: https://youtu.be/qZ_vtU2Fq3w
Es tut sich was…
MfG
„Die Grundeinheit unserer Zeitrechnung ist der Tag, der sich selbstverstaendlich auf die Rotation der Erde bezieht.“
Sehr geehrter Herr Kramm,
an obiger Aussage kann nicht gezweifelt werden, soviel ist sicher.
Auch Ihrer Berechnung der Energiemenge, die dem System Erde/Atmosphäre im Tagesverlauf im Schnitt zugeführt wird halte ich für nicht diskutierbar da zweifellos richtig.
Daraus läßt sich sicherlich unter Annahme der bekannten Parameter eine Energiebilanz für einen Tag für jeden Quadratmeter Boden aufstellen.
Es ist aber auch Fakt, daß die Energiezufuhr auf einen bestimmten Quadratmeter im Tagesintervall nicht gleichmäßig erfolgt:
Sie startet mit Sonnenaufgang, erreicht Mittags ihr Maximum und endet mit Sonnenuntergang, dauert also (im einfachen Modell) nur 12 Stunden und nicht 24 Stunden.
Davon unabhängig gibt der Boden in Abhängigkeit seiner Temperatur Energie über die vollen 24 Stunden des Tages ab.
Warum ist es dann nicht von Vorteil ein Modell zu entwickeln, das diesem Umstand Rechnung trägt?
Wäre es nicht sinnvoll diesen Gedanken auf das Bildchen von Kiehl/Trenberth zu übertragen und daraus für den besagten Quadratmeter zwei Bildchen zu machen?
Eines für den Tag und eines für die Nacht?
In der Summe kommt man dann ja zur gleichen Energiebilanz, man nimmt bloß zur Kenntnis daß die Erde rotiert und uns damit Sonnenauf und -untergang sowie darauf folgend eine 12-stündige Finsternis beschert.
Und wäre so ein Modell nicht besser geeignet um Leistungsflüsse realitätsnäher als das bei K/T der Fall ist darzustellen?
Gibt es ein Naturgesetz oder einen anderen Grund, der das verbietet?
Mit besten Grüßen
Keks
SIcher geht das. Aber was versprechen Sie sich als Vorteil darin?
Bei einer Aufteilung in Tag und Nacht kommt noch der zyklische Wärmestrom in den Boden hinzu. Dieser mittelt sich langfristig zu Null, daher ist er im KT nicht da. Nur ist es so, dass dieser Bodenwärmestrom sich nicht über einen Tag-Nachtzyklus zu Null mittelt, sondern erst jährlich. Nach 24 Stunden bleibt was übrig, und zeigt einen Jahresgang.
Dann tun Sie es doch.
Im übrigen ist KT ja kein Modell, sondern eine Bilanz. Grundsätzlich berechnet jedes Wettervorhersagemodell so eine Bilanz, nur natürlich lokal und erweitert um die lokalen Flüsse und Anteile, die sich langfristig wegmitteln und daher in KT nicht auftreten. Diese Bilanzen benötigt man für die tägliche Temperaturvorhersage.
Herr Keks,
sehr gute Fragen!
Danke!
„Im übrigen ist KT ja kein Modell, sondern eine Bilanz.“
Das „Modell“ gibt Art der erfaßten Größen und Zeitraum vor.
Selbstverständlich ist K/T eine Bilanz, die Frage ist ob K/T auf dem richtigen „Modell“ basieren.
„Aber was versprechen Sie sich als Vorteil darin?“
Eine näher an die Realität angelehnte Darstellung der Ist-Situation.
Siehe auch https://youtu.be/qZ_vtU2Fq3w
K/T basiert auf Messungen. Wieso glauben Sie, ein Modell für K/T zu benötigen?
Welche Messungen? Die Erbs-Satelliten zeigen andere Werte. Man schaue hier
besso keks am 10. Februar 2022 um 15:14
Das können Sie doch gerne machen. Ich würde das begrüßen, habe das in der Vergangenheit auch schon mehrfach zum Ausdruck gebracht. Aber Sie sollten dabei nicht Dinge einbauen, die Postma macht. Z.B. zu behaupten, dass in Richtung Wärmequelle keine Energie fliesst (Platte, die auf einer Seite mit F bestrahlt wird, emittiert laut Postma auf der anderen Seite F und nicht auf beiden Seiten F/2) oder dass es keiner weiteren Erklärung dafür bedarf, dass an der Erdoberfläche 1,65 mal soviel emittiert wie an TOA …
Danke Herr Kramm,
koennen sie den Mitlesenden erklaeren wie sie auf eine solaren Strahlung pro Tag von 181 PW kommen?
Da hier die Einheit der Leistung angegeben ist, wie ermittlen sie diese Zahl?
Kann es sein, das sie hier verschiedene Groessen in einen Topf werfen, Leistung, Energie, Strahlstaerke?
Ich kann ihnen noch soviel verraten, ich weiss, das die Erde sich dreht und eine kugelaehnliche Form hat.
Aus genau diesem Grund ist der Faktor 2 fuer die Leistung ausschlaggebend.
Die Umrechnung die sie vornehmen, der Faktor 4, Winkelstellung und Drehung bezieht sich auf Energie aber nicht mehr auf die Leistung.
Bei Ihnen scheitert’s am Elementaren. Wieso folgen Sie nicht einfach den Definitionen der Größen Leistung, Leistungsdichte und Energie? Die Definitionen zeigen eindeutig, dass Kramms Rechnungen richtig sind. Wenn Sie sich aber irgentwas denken, was wir nicht wissen, so brauchen Sie niemanden fragen. Ihre Methode führt nicht zum Fortschritt. Ist der persönliche Nichtfortschritt Ihr Besteben? Das dürfen Sie gerne alleine machen.
Herr Heinemann,
wenn sie keine Antworten haben oder die Frage nicht verstehen, bitte gar nichts schreiben oder Nachfragen.
Eine Frage die sie scheinbar nicht beantworten koennen, ist, was passiert mit den Temperaturen an der Oberflaeche, wenn sich die atmosphaerische Masse verdoppelt, ohne die Zusammensetzung zu aendern.
400ppm CO2 gleichbleibend, bleibt die Temperatur der Oberflaeche auch gleich?
Herr Schulz,
die solaren Einstrahlung in das System Erde-Atmosphaere von etwa 181 PW pro Tag ergibt sich durch die Integration der solaren Einstrahlung ueber die gedachte Oberflaeche der atmosphaerischen Obergrenze.
Wenn Sie diesen Wert von 181 PW infrage stellen wollen, dann sollten Sie zuerst einmal darlegen, ueber welche Qualifikation Sie eigentlich verfuegen. Ich kann zwar die Integration beschreiben und durchfuehren, im Spezialfall fuer die Aequinoktien sogar elementar, sonst numerisch, aber wenn Sie nicht ueber eine adaequate Ausbildung verfuegen, dann koennen Sie dieser Darstellung nicht folgen.
Wenn Sie mir unterstellen wollen, dass ich Einheiten durcheinander werfe, dann sind Sie wohl nur einer der Herrschaften, die sich diverse Interessengruppen der Subventionswirtschaft halten, um ihr Sueppchen ungestoert kochen zu koennen. Das erklaert dann wohl auch, dass Sie voellig unbekannt sind bzw. sich eines Pseudonyms bedienen. Es ist bekannt, dass diverse Interessengruppen (d.h. die Sueppchenkocher) immer wieder versuchen, die sog. Klimaskeptiker als ein Bunch von Dummkoepfen darzustellen. Dazu braucht man (alimentierte) Agitatoren, die aus der Anonymitaet heraus esoterischen Muell als „wissenschaftliche Erkenntnisse“ verkuenden sollen.
Die Einheit der Strahlungsflussdichte ist das
Joule/(Quadratmeter × Sekunde) = J/(m^2 s).
Weil 1 J = 1 W s entspricht, gilt 1 J/m^2 s) = 1 W/m^2
Und da die solare Einstrahlung, F↓(r,t), ueber die gedachte Oberflaeche A der atmosphaerischen Obergrenze integriert wird, d.h.
SR = ∫ F↓(r,t) • n(r,t) dA
ergibt sich insgesamt 181 × 10^15 J/s = 181 × 10^15 W = 181 PW. Dabei sind n(r,t) der Normalenvektor, der senkrecht auf dem infinitesimalen Flaechenelement dA steht, r der Ortsvektor und t die Zeit. Die Integration ist in meinem Beitrag
ausfuehrlich beschrieben.
Der Faktor 2, den der Laie Weber propagiert, beruht auf einer physikalisch-mathematischen Farschdarstellung. Diesen auch noch mit der Rotation der Erde in Verbindung bringen zu wollen, ist der Gipfel der Unverfrorenheit, denn Weber hat diese ueberhaupt nicht inBetracht gezogen. Offensichtlich kennen Sie nicht die Fachliteratur der Physik, der Geophysik, der Physik der Atmosphaere, der Planetologie und der Astronomie. Nirgendwo wird der Faktor 4 angezweifelt, der nur bei der globalen Mittelung der solaren Einstrahlung erscheint.
Ich fordere Sie deshalb auf, Ihre Qualifikation darzulegen. Dazu zaehlen auch Publikationen in Fachzeitschriften.
MfG
Herr Kramm,
meine Qualifikation ist INgenieur.
Als solcher lernte man im Vordiplom, das Watt = Joule pro Sekunde ist.
Was sie andeuten ist, das sie die solare Leistung, gegeben mit der Grundeinheit Watt auf einen Wirkflaeche umlegen, die zur Haelfte keine Leistung erhaelt. Ich frage sie, ob sie wissen, das die Sonne nur immer eine Hemisphaere bescheint? Die Sekunde in Watt, deutet an das es um eine augenblickliche Einwirkung von Energie geht.
In Ihrer Qualifikation haben sie sicher schon mal gehoert, das man die Rechnung, die sie da andenken besser in Joule pro Quadratmeter angibt. Am Ende wollen sie nur ausdruecken, das die eingestrahlte Energie gleich der abgestrahlten Energie ist.
Es geht nicht darum ob sie intergrieren koennen, sondern ob diese Integration fuer die solare Einstrahlung ueberhaupt Sinn macht. Solange sie ignorieren oder nicht wahrhaben wollen, das es eine Tag und Nachtseite auf der Erde gibt, bleibt die Integration sinnenleert und die Schluesse die sie daraus ziehen sinnfrei.
Falls sie das anders sehen, erklaeren sie bitte wie ein Schweissbrenner funktioniert.
Entsprechend Ihrer Rechnung, legen sie da die Brennleistung auf die Flaeche des ganzen Werkstueckes um und postilieren, das der Schweissbrenner nicht funktionieren kann?
Zunächst bedanke ich mich an dieser Stelle wegen Schließung der zugehörigen Kommentarfunktion artig bei der EIKE-Redaktion für die Veröffentlichung meines Artikels „Was kann das ‚Jahr ohne Sommer‘ für die sogenannte ‚atmosphärische Gegenstrahlung‘ bedeuten?“ und bei den jeweiligen Kommentatoren für ihre konstruktiven und/oder zustimmenden Beiträge. Mit den wesentlichen THE-Thesen hatte ich mich an anderer Stelle bereits ausführlich auseinandergesetzt (hier: Analyse 1 – Analyse 2 – Analyse 3).
Die „Erwärmung durch verzögerte Abkühlung“ werde ich allerdings erst dann ernsthaft diskutieren, wenn man primär mit Wintermänteln heizt – und zwar außerhalb der Feuerung.
Weiterhin behauptet ein Gerhard Kramm hier in dieser Kommentarfunktion, Zitat:
„Dass man einen der solaren Strahlung pro Tag von 181 PW = 181 × 10^15 W durch die Oberflaeche dividiert, die etwa 5,31 × 10^14 M^2 betraegt, was dann 〈F_s〉 = 340 W/m^2 ergibt, wurde bis heute von niemandem als falsch bezeichnet.“
Es ist tatsächlich möglich zu behaupten, die „Strahlung pro Tag“ betrüge „181 PW = 181 × 10^15 W“, sinngemäß also ‚181 PW/d‘ – und das ist eindeutig FALSCH, denn die physikalischen Einheiten würden dann [PW/d] lauten. Die 181 PW beziehen sich aber lediglich als MOMENTANE Strahlungsleistung auf eine Kreisfläche mit dem Erdradius und ergeben folglich am Ende dieser eigenartigen physikalischen Nebelwanderung ganz einfach die Solarkonstante von 1.367 W/m². Der jedem Kind offensichtliche Unterschied zwischen Tag und Nacht wird also von diesem eigenartigen Faktor4-Tag=Nacht-THE-Ansatz geschickt verschleiert…
Das hat Kramm kaum so behauptet. Gemäß seiner Rechnung hat er die konstante Leistung in Watt W , die auf die Erde fällt, berechnet. Die Einheit steht dort korrekt.
Ihre Einheit PW/d ist wie Sie an Kramms Rechnung sehen falsch.
Das ist richtig, diese Leistung multipliziert mit den 86400 s eines Tages ergibt die Energie, die in einem Tag auf die Oberfläche der Erdkugel trifft. Ihre Einheit ist J=Ws
U. Weber am 12. Februar 2022 um 14:22
Gab es einen speziellen Grund, warum Sie auf die Beiträge überhaupt nicht reagiert haben? Ich hätte mich dafür interessiert, warum es den von Ihnen postulierten Woderspruch wirklich gibt, obwohl er sich im Verlauf der Min/Max-Temperaturen gar nicht zeigt. Ich hatte darauf im Kommentar am 24. Januar 2022 um 14:52 hingewiesen, aber es gab keine Reaktion darauf … Auch auf die konstruktive Nachfrage von Herrn Tom Oelschläger gab es keine Reaktion Ihrerseits …
Ein Klima-Sophist Heinemann
verteidigt den Professor Kramm.
Doch selbst einhundert Klimafürsten
macht die Physik zu armen Würsten…
Sehr geehrter Herr Kramm,
„. Es ist unabdingbar, darauf hinzuweisen, dass das Stefan-Boltzmann-Gesetz, was lokales thermodynamisches Gleichgewicht und die Isotropie der emittierten Strahlungsintensitaeten voraussetzt, wenn ueberhaupt, nur lokal gueltig ist.“,
und da sind wir wieder bei der ach so bequemen Mittelwertbildung einer Globaltemperatur, die, einmal gebildet, zu nichts mehr zu gebrauchen ist, außer zu alarmistischen Zwecken interessierter Gruppen.
Bitte helfen Sie, den Physik-Leugnern beizubringen, dass das SB-Gesetz nur lokal begrenzt anwendbar ist und für einen schwarzen Strahler homogener Beschaffenheit gilt, aber niemals mit wie auch immer ermittelten Mittelwerten anzuwenden ist.
„Lokal gültig“ muss man auch den Herren in Potsdam in ultragroßen Lettern und ggf. mit dem Vorschlaghammer einbläuen. Wir sollten Hämmer ab 5kg zusammentragen und einfach mal dort geballt loslegen. Nur selten trifft man die Richtigen so genau, wie dort!
Beste Grüße aus Aachen
Ihr Peter Puschner
Herr Puschner,
Ihre Kritik geht ins Leere. Bei der Klimamodellierung rechnet man stets lokal. Eine physikalisch unsinnige Übertragung von globalen Mittelwerten auf lokale Größen findet entgegen Ihren Glaubens nicht statt.
Peter Puschner, Prof. Dr.-Ing. schrieb am 9. Februar 2022 um 23:16
Den „Physikleugner“ ist das bewusst. Daher gehen sie bei der einfachen Erklärung des Treibhauseffektes auch von einem schwarzen Körper mit einheitlicher Oberflächentemperatur aus. Und sie prüfen auch, wie sich das bei einer Betrachtung der lokalen Temperaturen verhält (siehe z.B. „Spatial and temporal Sampling“ in Kiel/Trenberth 2009).
Und ich bin mir auch sicher, dass keiner der „Physikleugner“ etwas dagegen hätte, den mehr als doppelt so großen Wert von 69.5𝐾 für den Effekt der Atmosphäre aus „Using Earth’s Moon as a Testbed for Quantifying the Effect of the Terrestrial Atmosphere“ zu verwenden. Allerdings ist die Herleitung dieses Wert wesentlich komplizierter als die vereinfachte Ableitung mit einer relativ einfachen Gleichung, die primär zur Veranschaulichung des Vorgangs dient …
Wer die Temperatur einer massebehafteten Materie (also allem, was tatsächlich existiert) berechnen will und dazu die umgekehrt angewendete(!) Formel nach Stefan-Boltzmann verwendet, hat von Physik keine Ahnung! Das trifft also auf die meisten Klimatologen zu!
Es geht bei der Erde nämlich nicht um Temperatur, sondern um Wärme, also um Joule oder Wattsekunden, nicht um Kelvin! Man spricht deswegen auch von Erderwärmung! Die Temperaturen der Erde basieren also ausschließlich auf Wärme!
Wärme allerdings kommt in der SB-Formel nicht vor! Wie will man damit also eine Wärme berechnen? Die SB-Formel wäre nur dann anwendbar, wenn sich die bestrahlte Materie so verhalten würde, wie die Formel berechnet. Dann müßte die Nachtseite der Erde aber in jeder Nacht augenblicklich mit dem Sonnenuntergang nahe an den absoluten Nullpunkt abkühlen, was ganz augenscheinlich bei weitem nicht der Fall ist. Warum? Weil die Ozeane und alles andere eben Wärme speichern und nicht Temperatur!
Wer mit Stefan-Boltzmann eine Temperatur berechnen will, ist ein Schildbürger!
stefan strasser schrieb am 8. Februar 2022 um 23:23
In der Stephan-Boltzmankonstante sind die Joule drin, die man Ihrer Meinung nach nicht berechnen kann. Einfach nochmal hinschauen.
Die Formel stellt einen Zusammenhang zwischen der Temperatur eines Körpers und der von ihm abgestrahlten Energie her und wird auch genau so verwendet – es wird basierend auf dem ersten Hauptsatz der Wärmelehre die zufliessende und die abfliessende Energie gleichgesetzt.
Hallo, Herr Strasser,
Sie schrieben:
„Wer mit Stefan-Boltzmann eine Temperatur berechnen will, ist ein Schildbürger!“
Ich frage mich, ob Ihre Aussage nicht als Verunglimpfung der Schildbuerger aufgefasst werden kann. Man koennet ja auch auf die Idee kommen, dass selbst die Schildbuerger wussten, dass das Stefan-Boltzmann-Gesetz keine Umkehrung erlaubt.
Mit freundlichen Gruessen
Ihr
Gerhard Kramm
Wenn mal von einem kleinen Lapsus absieht (“ λ bei 2.900 / 288 µm ≈ 10 µm“ und die Zeilen davor), kann ich dieser sehr anschaulichen Herangehensweise sehr viel abgewinnen! Insbesondere die Ermittlung des tatsächlichen S (die Schwärze des Strahlers) aus den Verhältnissen der überdeckten Flächen von realer und idealer Boltzmannkurve trifft es m.E. haargenau! Manchmal hat man Tomaten auf den Augen und muss erst mit der Nase drauf gestoßen werden…
Eleganter kann man die globale Mitteltemperatur von 288 K (für S = 0,63) nicht errechnen! Größeres S -> kälter, kleineres S -> wärmer – die Gleichung zeigt es klar. Und die winzige Veränderung der Fläche an der Stelle des CO2-Absorptionstrichters ist jetzt vermutlich den Menschen geschuldet. Außerordentlich wenig, wie Prof. Happer schon ausführte und für ET aus dem Weltraum nicht nachweisbar, der ja, wie wir übrigens auch, „nur“ die Rückstrahlung und somit auch den CO2-Trichter von heute misst und nicht im Jahr 1850, und somit die Veränderung nicht ermitteln kann – es sei denn, durch spektroskopische Rechnung…
„Und die andere Sache: wie steht’s mit intelligentem Leben auf Planet G?“;
„Das können wir ausschließen“.
Selten so geschmunzelt…
Wenn man verminderte CO2-Rückstrahlung mit erhöhter Wärmeisolierung gleichsetzt, dann muss bei unveränderter Heizleistung genauso viel Wärme abgestrahlt werden wie vorher, wozu sich die Strahlungstemperatur geringfügig erhöht. Das heißt, andere Bereiche der realen Abstrahlungskurve müssen anstelle der verringerten CO2-Durchlässigkeit einspringen. Zu einer Überschneidung mit der idealen Strahlungskurve kommt es dabei nicht, weil mit höherer Abstrahlungstemperatur das Abstrahlungsmaximum größer wird und sich zu kürzeren Wellenlängen hin verschiebt.
Dr. Roland Ullrich am 8. Februar 2022 um 20:34
Haben Sie auch irgendeine Idee, welche physikalische Gesetzmäßigkeit dem S zugrundeliegen soll? Wasser hat auf der Erde einen Emissionsfaktor > 0,9 und bedeckt 70% der Erde, Schnee fast 1 im infrarotbereich, … Um das auszugleichen und zu 0,63 zu kommen müßte der Rest der Oberfläche einen Faktor von 0 oder gar einen negativen haben …
Nach meinem Verständnis wird in dem Artikel alles, was an der Erdoberfläche und in der Atmosphäre die IR-Rückstrahlung verringert, in den Wert S bzw. dessen Verringerung hineingepackt. Aus dem Weltraum betrachtet nicht unvernünftig, wie ich finde. Ist ja auch eine ganz dünne Haut – zumindest die Troposphäre.
Dr. Roland Ullrich am 11. Februar 2022 um 11:07
Wenn das so gemeint ist, dann wäre das IMHO OK. Die Formulierung suggerierte mir allerdings, dass gar nicht erst vom Boden mehr abgestrahlt wird. Leider scheint der eigentliche Author des Textes hier nicht mitzulesen, sonst könnte er das vielleicht klarstellen.
Das S=63% ist das Verhältnis der gemessenen Leistung zur entsprechenden eines Plackstrahlers, der die Kurve einhüllt und sich dem Verlauf des Spektrums im atmosphärischen Fenster anschmiegt, dort, wo die Strahlung direkt vom Boden kommt. Der THE ist also durch S quantifiziert. S =100% kein THE.
Der Artikel ist ohne korrekte Exponenten relativ unverständlich. 1015 statt 10^15 ist irgendwie etwas total anderes. Dann steht da:
Wieso müssen die auf die dunkle Seite fliegen, um das Abstrahlungsspektrum zu bestimmen? Sind die nicht „intellegent“ genug, um reflektierte Sonnenstrahlung und Infrarotstrahlung auseinanderzuhalten?
Das Problem ist (und war), dass im Backend, der hochgestellte Exponent bei 1015 sichtbar und richtig dargestellt wurde, in der Fronentansicht leider nicht. Wieder was gelernt, über die Tücken von WordPress.
Admin am 8. Februar 2022 um 16:45
Das wird durch das stylesheet so dargestellt (style.min.css). Dort wird für die Hoch- und Tiefstelltags (sup und sub) „vertical-align:baseline“ definiert, was dazu führt, dass die Exponenten und Indizes genauso hoch dargestellt werden, wie der Rest des Textes. Wenn man das anpasst (also dieses Attribuit deaktiviert), werden die Texte richtig dargestellt. Das kann man z.B. bei Firefox im Web Devoper/Inspector ausprobieren. Die Quadratmeter sind immer noch mit sub markiert …
Schauen wir mal.