Jede globale Verringerung der Wolkenbedeckung verstärkt die globale Erwärmung. Und eine Verringerung der lokalen Bewölkung kann zu Hitzewellen führen. Die „Big 5“ der natürlichen Ursachen des Klimawandels erklären zusammen den größten Teil der globalen Erwärmung der letzten 150 Jahre, und Veränderungen der Wolkenbedeckung verstärken diese Erwärmung.
Wenn die Ursachen des natürlichen Klimawandels vollständig berücksichtigt werden, wie es eine gute, strenge Wissenschaft traditionell verlangt, kann CO2 nur eine viel geringere Wärmemenge beitragen als die, die in den Erzählungen der Alarmisten, die die Energiepolitik kontrollieren wollen, wiederholt wird. Wenn man der Wissenschaft folgt, gibt es eindeutig keine Klimakrise.
Hier folgt das Transkript des Videos:
Herzlich willkommen zum letzten Teil der „Big 5 Natural Causes of Climate Change“ – hier untersuche ich die Auswirkungen der sich verändernden Bewölkung.
Im Großen und Ganzen kühlen die Wolken unser Klima.
Umgekehrt führen weniger Wolken zu globaler Erwärmung und zu extremen lokalen Hitzewellen.
Der Klimawissenschaftler Kevin Trenberth erklärte 2009: „Die globale Erwärmung wird hauptsächlich durch die Zunahme der absorbierten Sonnenstrahlung aufgrund der abnehmenden Wolkenbedeckung verursacht.“
Die meisten Klimawissenschaftler geben zu, dass die großen Schwierigkeiten bei der Abschätzung der Auswirkungen von Wolken zu erheblichen Unsicherheiten bei den Berechnungen der globalen Erwärmung geführt haben.
Da die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre mit der Höhe rasch abnimmt, sind hohe Wolken in der Regel dünn und reflektieren nur ein Minimum an Sonnenlicht, haben aber dennoch einen Treibhauseffekt. Niedrige Wolken hingegen sind dichter und verringern die an der Erdoberfläche absorbierte Sonnenstrahlung erheblich.
Nach Berechnungen in Wild 2019 reduzieren Wolken im Durchschnitt etwa 54 Watt pro Quadratmeter der Sonnenenergie.
Eine kurze Randnotiz dazu: Nicht-Wissenschaftler werden oft durch die ungewohnte, von allen Klimawissenschaftlern verwendete Maßeinheit „Watt pro Quadratmeter“ abgeschreckt. Dabei handelt es sich aber nur um ein Maß für die Energie, die jede Sekunde in die Erde hinein und aus ihr heraus fließt. Für unsere Zwecke muss man nur wissen, dass der Energiefluss umso größer ist, je größer die Wattzahl ist.
Um festzustellen, ob der Mensch die Energiebilanz der Erde stört, erstellen Wissenschaftler Energiebudgets, wie hier dargestellt. Aber die Menge an Informationen ist so dicht, dass sie die breite Öffentlichkeit leicht verwirrt. Um zur Klärung beizutragen, werde ich Sie durch die wichtigsten Punkte führen.
Es ist auch wichtig, auf die Plus- oder Minuszahlen zu achten, die angeben, wie unsicher jede Berechnung ist.
Hier wird zum Beispiel berechnet, dass die Erdoberfläche nur 6 Zehntel Watt mehr absorbiert, als sie in den Weltraum abgibt, und dass dieses Ungleichgewicht eine Erwärmung der Erde verursacht. Aber als gute Wissenschaftler haben Stephens (2012) auch veröffentlicht, dass ihre Berechnungen 17 Watt zu hoch oder 17 Watt zu niedrig sein könnten, was zeigt, wie unsicher die Wissenschaft ist. Hüten Sie sich also vor den Illustrationen der Wissenschaftler, die ihre Unsicherheit nicht genau veröffentlichen.
Einige Schätzungen sind sehr genau. Satellitenmessungen der Sonneneinstrahlung haben eine sehr geringe Unsicherheit. Nach der Mittelwertbildung für Tag und Nacht und den Unterschieden zwischen dem Äquator und den Polen beginnen die Energiebudgets mit einem durchschnittlichen Sonneneintrag von 340 Watt pro Quadratmeter an der Spitze unserer Atmosphäre.
Nach Abzug der geschätzten Energie, die von der Atmosphäre absorbiert und von Wolken oder der Erdoberfläche reflektiert wird, wird geschätzt, dass jeder Quadratmeter der Erdoberfläche im Durchschnitt zwischen 159 und 165 Watt absorbiert.
Was die meisten Menschen verwirrt, ist die Frage, warum sich die Erde nicht abkühlt, wenn die Oberfläche etwa 160 Watt Sonnenenergie absorbiert, dann aber mehr als doppelt so viel Energie als Infrarotstrahlung abgibt.
Die Verwirrung ist auf den Treibhauseffekt zurückzuführen. Vor allem Wasserdampf und Wolken sowie Kohlendioxid und andere kleinere Treibhausgase absorbieren die meiste Infrarotenergie. Aber in weniger als einer Mikrosekunde geben die Treibhausgase diese Energie sofort wieder ab, entweder durch Kollision mit O2 und N2, oder sie strahlen diese Energie ab, wobei die Hälfte dieser Energie zurück an die Oberfläche geleitet und wiederverwertet wird. Die Wiederverwendung von Infrarotenergie wird als Treibhauseffekt bezeichnet, sollte aber besser als verzögerte Abkühlung bezeichnet werden. Je mehr Energie recycelt wird, desto langsamer kühlt die Oberfläche ab.
Die Mainstream-Medien und Politiker führen die Öffentlichkeit in die Irre, wenn sie behaupten, dass CO2 Wärmeenergie zurückhält. Jedes Mal, wenn Wärmeenergie zur Oberfläche zurückgeführt wird, gibt die Erde schnell 10 bis 30 % dieser Energie als Infrarotenergie in Wellenlängen ab, die Treibhausgase nicht absorbieren können. Bei jeder Rückführung von Infrarotenergie nach unten entweichen also 10 bis 30 % ungehindert in den Weltraum, und zwar fast mit Lichtgeschwindigkeit.
Wolken erhöhen die Menge an Treibhauswärme, die recycelt wird, und laut Wild 2019 leiten Wolken im Durchschnitt 28 Watt pro Quadratmeter zurück an die Oberfläche.
Da Wolken jedoch doppelt so viel Sonnenenergie reflektieren, wie sie recyceln, kühlen sie die Erde unter dem Strich um 26 Watt pro Quadratmeter ab.
Letztendlich entweichen schätzungsweise 239,7 Watt pro Quadratmeter und unsichere plus/minus 3,3 Watt in den Weltraum. Die Behauptung, dass CO2 eine Erwärmungskrise verursacht, indem es ein Ungleichgewicht der Heizenergie von 0,6 Watt pro Quadratmeter erzeugt, ist allein schon aufgrund der fünfmal größeren Unsicherheit als die Behauptung des IPCC fragwürdig.
Im Vergleich zu den vom IPCC geschätzten 2,5 Watt zusätzlicher Erwärmung durch Treibhausgase kann auch eine geringere Bewölkung die Sonnenerwärmung verstärken. Ein wolkenloser Himmel kann die 10-fache Heizwirkung von CO2 haben.
Die atmosphärische Zirkulation der Erde verursacht sowohl feuchte Regionen mit dichten, kühlenden Wolken als auch heißere, trockenere Regionen mit klarem Himmel. Der wichtigste Antrieb für die atmosphärische Zirkulation ist die Hadley-Zirkulation. Die intertropische Konvergenzzone (ITCZ) ist eine Region in Äquatornähe, in der die Nord- und Südpassatwinde zusammenfließen, feuchte Luft nach oben treiben und hoch aufragende Kumulonimbuswolken erzeugen.
Die ITCZ deckt also eine Region mit starken Niederschlägen ab, die die äquatorialen Regenwälder der Erde ernähren:
Was hochsteigt, muss auch wieder runterkommen. Nachdem die Feuchtigkeit abgeregnet ist, ist die Luft trocken und sinkt nördlich und südlich der ITCZ ab. Die absinkende trockene Luft verhindert die Wolkenbildung, minimiert die Niederschläge und verstärkt die extreme Sonnenerwärmung, die für die Wüsten der Welt charakteristisch ist.
Wenn die eintreffende Sonnenenergie über den Globus gemittelt wird, verdeckt sie die kritische lokale Dynamik, die durch Wolken verursacht wird. Während der globale Durchschnitt der solaren Oberflächenerwärmung bei etwa 160 Watt pro Quadratmeter liegt, kann die Oberfläche unter klarem tropischen Himmel zur Mittagszeit 1000 Watt empfangen. Unter dem klareren Himmel am Rande der Sahara-Wüste empfängt Assuan, Ägypten, ständig 160 % der durchschnittlichen Sonnenwärme (oder 263 Watt pro Quadratmeter).
Der wolkenlose Wüstenhimmel verursacht auch extreme Wetterschwankungen. Nach Angaben der NASA herrschen in Wüsten die extremsten jährlichen Höchsttemperaturen mit durchschnittlich 38 Grad Celsius. Da es weniger Wolken gibt, kühlt die Oberfläche nachts schneller ab, da weniger Infrarotwärme zurückgewonnen wird. Und die Temperaturen können bis über 40 Grad und sogar unter den Gefrierpunkt sinken.
Im Jahr 1913 wurde im Death Valley die weltweit höchste Tagestemperatur von 56,7 Grad Celsius oder 134 Grad Fahrenheit gemessen. Nur 6 Monate zuvor hatte das Death Valley unter ähnlichen trockenen, wolkenfreien Bedingungen eine Tiefsttemperatur von minus 9 Grad Celsius oder 15 Grad Fahrenheit erreicht.
In kleinerem Maßstab bilden sich Hitzedome überall dort, wo absteigende Luftströmungen die Konvektion verhindern und die Wolkendecke verringern, was zu einer extremen Sonnenerwärmung führt:
Tröge im Jet-Stream fördern aufsteigende Luftbewegung, mehr Wolken und niedrigere Temperaturen. Jetstream-Rücken sorgen für absinkende Luft, weniger bewölkten Himmel und hohe Temperaturen.
Der wolkenlose Himmel unter einem ins Stocken geratenen Jetstream-Rücken verursachte im Jahr 2021 die erdrückende Hitzewelle über dem nordwestlichen Nordamerika. Im Zuge dieses Vorgangs verursachte dieser Hitzedom die Rekord-Höchsttemperaturen in Kanada von 49,6 Grad Celsius.
Auf globaler Ebene haben mehrere Studien berichtet, dass die Wolkenbedeckung seit mindestens 1980, mit dem Aufkommen der Satellitenüberwachung, abgenommen hat. In einer Studie aus dem Jahr 2014 wurde festgestellt, dass die Wolkenbedeckung auf der Nordhalbkugel um 6,8 % abgenommen hat, was die Sonnenerwärmung um 5,4 Watt erhöhte. Dieser abnehmende Wolkeneffekt fügt doppelt so viel Sonnenenergie hinzu wie das, was der IPCC den steigenden Treibhausgasen zuschreibt, und mehr als das Dreifache der Erwärmung, die dem steigenden CO2-Gehalt zugeschrieben wird.
In einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2022 wurde ein ähnlicher Rückgang der Wolkenbedeckung festgestellt, wobei der Anstieg der globalen Temperaturen mit der abnehmenden Wolkenbedeckung korrelierte. So argumentierten die Forscher auch, dass die Wolkenbedeckung einen größeren Strahlungseffekt auf die globale Erwärmung hat als steigender CO2-Gehalt.
Verschiedene Arten von Wolken haben jedoch unterschiedliche Ursachen und sehr unterschiedliche Erwärmungs- und Abkühlungseffekte, so dass detailliertere Analysen über die Gesamtbewölkung hinaus erforderlich sind, um die Auswirkungen einer sich ändernden Bewölkung korrekt zu bewerten. Niedrig liegende Wolken unterhalb von 2000 Metern verringern die solare Erwärmung erheblich und tragen nur geringfügig zur Treibhausgas-Erwärmung bei.
Stratuswolken bilden sich in flachen Schichten, wenn sich feuchte Luft über kühleren Oberflächen befindet und Wasserdampf zu flüssigen Tropfen kondensiert. Feuchte Luft, die über Regionen mit kaltem Meeresauftrieb fließt, erzeugt niedrige Stratuswolken, die auch als Hochnebel bezeichnet werden. Auch wenn sich eine warme Luftmasse allmählich über eine kalte Luftmasse bewegt, bilden sich Stratuswolken.
Im Gegensatz dazu bilden sich die klumpigeren Spitzen von Kumuluswolken, wenn erwärmte Oberflächen mehrere Ströme aufsteigender feuchter Luft verursachen, die in größeren Höhen kondensieren.
Wenn reichlich Feuchtigkeit vorhanden ist, wie z. B. über tropischen Ozeanen, treibt die latente Wärme, die durch die Kondensation der Feuchtigkeit freigesetzt wird, den aufsteigenden Impuls an, der eine niedrig gelegene Kumuluswolke zu einem hoch aufragenden Cumulonimbus wachsen lässt, der bis zur Tropopause aufsteigt. Da sich dort die Temperaturänderung mit der Höhe umkehrt und es nicht mehr kälter wird, flachen diese Kumulonimbuswolken an der Tropopause ab, wodurch die charakteristische flache Ambossspitze entsteht.
[Einschub: Diese Wolke ist gemeint! Der über die Amboss-Oberfläche hinaus ragende Turm weiter hinten zeigt, dass das Luftpaket so schnell nach oben schießt (das kann über 100 km/h schnell sein), dass die Tropopause quasi wie ein Deckel angehoben wird. Das ist immer ein Zeichen für schweren Hagel, weshalb hier die Bezeichnung „Hagelturm“ gerechtfertigt ist. Die nächste Abbildung im Original zeigt das schematisch. Bild: © Christian Freuer. – Ende Einschub]
Hohe Zirruswolken sind dünner und reflektieren nicht viel Sonnenwärme, haben aber einen geringen Treibhauseffekt, der eine Nettoerwärmung verursacht. Zirruswolken entstehen auch durch den Ausfluss aus der Ambossspitze von Cumulonimbuswolken. Da Zirruswolken aus Eiskristallen bestehen und nur langsam verdunsten, werden Zirruswolken oft über weite Strecken von ihrem Entstehungsort entfernt transportiert.
Aufgrund der Beobachtung der Verengung der ITCZ während der jahrzehntelangen Erwärmung und des daraus resultierenden Rückgangs der Zirruswolkenproduktion postulierte Dr. Lindzen vom MIT den „Iris-Effekt“, einen negativen Rückkopplungsmechanismus, der das Klimagleichgewicht fördert, indem er die durch die Zirruswolken verursachte Erwärmung reduziert.
Die Komplexität der Wolkenforschung wird durch die Vielfalt der Lebenszyklen der Wolken noch vergrößert, wobei die meisten einzelnen Wolken in weniger als einer Stunde entstehen und sich wieder auflösen. Ihre unterschiedliche Lebensdauer wird von geostationären Satelliten besser bestimmt. Die 1971 erstmals entdeckte Madden-Julian-Oszillation ist eine natürliche Klimadynamik, die bewirkt, dass sich bildende und sich auflösende Wolken mit einer Geschwindigkeit von 14 bis 19 Kilometern pro Stunde über den tropischen Ozean bewegen und dabei abwechselnd Regionen mit starken Regenfällen und maritimen Hitzewellen schaffen.
Das erwärmte Wasser des Warmpools im Indischen Ozean löst eine aufsteigende Konvektion aus, aus der eine Kumulonimbuswolke entsteht. Während die Wolke wächst, verringert sie die Menge an Infrarotwärme, die in den Weltraum entweicht. Allerdings blockiert sie auch zunehmend die Sonnenerwärmung und bewirkt per Saldo eine Abkühlung der Meeresoberfläche, was den Zerfall der Wolken einleitet.
Nachdem die Feuchtigkeit aus der aufsteigenden Luft in der wachsenden Wolke abgeregnet wurde, sinkt die verbleibende trockene Luft weiter nach Osten ab und unterdrückt die Konvektion. Der wolkenlose Himmel unter der absteigenden Luft führt zu einer starken Aufheizung der Meeresoberfläche durch die Sonne. Nach Wirasatriya (2017) sind 60 % der äquatorialen Hitzeereignisse mit Meeresoberflächentemperaturen von mehr als 30 Grad Celsius für 6 bis 30 Tage mit dieser Phase der MJO verbunden Die Erwärmung der Oberfläche löst schließlich eine neue Konvektionsregion und die Bildung neuer Kumuluswolken aus.
Die intensive Konvektion der Madden-Julian-Oszillation löst auch andere Wellenzüge von aufsteigender und absinkender Luft aus, die sich über die Hemisphäre erstrecken. Die Hochdruckgebiete der Wellenzüge können Hitzewellen bis hin zum Atlantik auslösen.
Der größte solare Wärmefluss in den Ozean findet entlang des äquatorialen Pazifiks statt, und diese Wärme wird dann über den Globus transportiert und erwärmt die Erde. Die wolkenlosen Gebiete mit intensiver Sonnenerwärmung während der heißen Phasen der Madden-Julian-Oszillation tragen zum erhöhten Wärmefluss in den westlichen und zentralen Pazifik bei. Aufgrund des Auftriebs von kälterem Wasser im Ostpazifik erreicht die Madden-Julian-Oszillation diese Region jedoch nicht.
Es ist der klarere Himmel im östlichen Pazifik in Verbindung mit La-Nina-ähnlichen Meeresbedingungen, der den größten Wärmefluss in den östlichen Pazifik ermöglicht.
La-Nina-ähnliche Bedingungen im Pazifik erhöhen nicht nur die Erwärmung des Ozeans, La-Ninas und die damit verbundene negative Pazifische Dekadische Oszillation erweitern den Bereich der Hadley-Zirkulation, in dem es weniger Wolken gibt und die Sonnenerwärmung zunimmt.
Ebenso wie die Madden-Julian-Oszillation löst La Nina intensive Konvektion im westlichen Pazifik aus, was zu hemisphärischen Wellenzügen und abwechselnden Regionen mit hohem und niedrigem Druck führt. Die absteigende Luft unter einem Hochdruckgebiet führte zu klarem Himmel, verstärkter Sonnenerwärmung und Windstille, die die Verdunstungskälte verringerte, und verursachte eine berüchtigte, langlebige Hitzewelle im nordöstlichen Pazifik, die als „The Blob“ bezeichnet wird.
Alle 3 bis 7 Jahre verursacht ein El Nino eine ostwärts gerichtete Strömung von warmem Wasser, die die Bewölkung erhöht und den Wärmefluss in den östlichen Pazifik verringert. Der erste extreme El Nino des 21. Jahrhunderts ereignete sich in den Jahren 2015 und 2016.
Dieser El Nino verlagerte das Zentrum intensiver Konvektion nach Osten, was auch andere Wellenbewegungen zur Folge hat. Dementsprechend beendete der neue Wellenzug des El Nino 2016 die Existenz des Hot Blob.
Die Korallenriffe von Fidschi, Tonga und Rarotonga verzeichnen seit 150 Jahren eine Erwärmung der Ozeane und reagieren empfindlich auf die durch die Pazifische Dekadische Oszillation verursachten Temperaturänderungen.
La-Nina-ähnliche Bedingungen während jeder negativen Phase der Pazifischen Dekadischen Oszillation (PDO) reduzieren die Wolken im östlichen Pazifik. Dementsprechend hat der Wärmeinhalt des Ozeans während jeder negativen Phase der Pazifischen Dekadischen Oszillation zugenommen.
Während jeder positiven PDO-Phase herrschen El-Nino-ähnliche Bedingungen, die einen wolkigeren Ostpazifik und eine geringere Erwärmung des Ozeans bewirken
Mehrere Studien haben berichtet, dass sich die Hadley-Zirkulation ausweitet, insbesondere während La Ninas und negativen Pazifischen Dekadischen Oszillationen. Da sich die Regionen mit absteigenden Luftströmungen und geringerer Bewölkung polwärts ausdehnen, nimmt der Wärmefluss in den Pazifik zu.
Sowohl Beobachtungs- als auch Modellierungsstudien zeigen, dass sich die Hadley-Zirkulation mit der Erwärmung der Erde intensiviert und die ITCZ verengt hat. Wie von Su (2017) veranschaulicht, führt die Verengung der ITCZ dazu, dass sich die Region der Cumulonimbuswolken verengt, sich aber weiter nach oben ausdehnt (die dunklere blaue Wolke), während sich die Zirruswolken, die sich zuvor von den Ambossspitzen weg ausgedehnt hatten (die grauen Wolkenumrisse), verringern. Diese Dynamik ähnelt Lindzens „Iris-Effekt“, der die Erwärmung durch Zirruswolken verringern würde.
Aber es gäbe auch einen stärkeren Erwärmungseffekt, der durch die Verringerung der tiefliegenden subtropischen Wolken verursacht wird, die eine stärkere Sonnenerwärmung ermöglichen. Wie Shin 2012 und andere berichtet haben, vergrößert die Intensivierung der Hadley-Zirkulation die Regionen mit absteigenden Luftströmungen, wodurch sich die Wolkendecke verringert und die trockenen Gebiete ausgedehnt werden, wie der Wechsel von größeren tiefliegenden Wolkengebieten (grau gefärbt) zu einer kleineren tiefliegenden Wolkendecke (dunkelblau dargestellt) zeigt.
Die Regionen mit dem größten Rückgang der globalen Bewölkung liegen dort, wo der Wärmefluss in die Ozeane am größten ist.
Unabhängig von der Ursache der globalen Erwärmung, ob es sich nun um die „Big 5“ der natürlichen Ursachen oder um zusätzliches CO2 handelt, würde die daraus resultierende Verringerung der niedrigen tropischen Wolkenbedeckung als positive Rückkopplung wirken und die Erwärmung verstärken.
Wenn die Ursachen des natürlichen Klimawandels vollständig berücksichtigt werden, wie es eine gute, strenge Wissenschaft traditionell verlangt, wird das Ausmaß der Erwärmung, das dem steigenden CO2 zugeschrieben werden kann, eingeschränkt. In Anbetracht der natürlichen Klimaveränderung kann CO2 nur in viel geringerem Maße zur Erwärmung beitragen, als dies von den Panikmachern behauptet wird. Folgt man den wissenschaftlichen Erkenntnissen, so gibt es eindeutig keine Klimakrise.
Autor: Jim Steele is Director emeritus of San Francisco State University’s Sierra Nevada Field Campus, authored Landscapes and Cycles: An Environmentalist’s Journey to Climate Skepticism, and proud member of the CO2 Coalition.
Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE
>>Folgt man den wissenschaftlichen Erkenntnissen, so gibt es eindeutig keine Klimakrise.<<
Um denen folgen zu können müßten die Erkenntnisse erst einmal gut verständlich für die Allgemeinheit publiziert werden. Nur das werden die nicht. Es wird ja auch nicht der mehr als 110-jährige (mein Beispiel ist der 365,25-tägig gemittelte der Station Bowling Green in Kentucky) Temperaturverlauf publiziert:
Wesentlich von solchen Messungen ist der: Es muß fernab menschlicher Siedlungen, der Wälder, Flüsse, Seen und Ozeane gemessen werden, ohne daß der Meßort (und drumherum) geändert wurde. Das da oben ist der Datensatz von so einem Meßort in den USA. Und wie man sehen kann beträgt die kürzere Variabilität um die zwei bis drei Grad Celsius und die langfristige 6 Grad Celsius. Nur wärmer als vor 90 Jahren ist es da nicht geworden.
>>Der wichtigste Antrieb für die atmosphärische Zirkulation ist die Hadley-Zirkulation. Die intertropische Konvergenzzone (ITCZ) ist eine Region in Äquatornähe, in der die Nord- und Südpassatwinde zusammenfließen, feuchte Luft nach oben treiben und hoch aufragende Cumulonimbuswolken erzeugen.<<
Unsereiner ist einer der wenigen Menschen, der auf einem Forschungsschiff für sein Land wissenschaftlich gearbeitet hat. Das war 1974 bei GARP (Global Atmospheric Research Program) im letzten Drittel. Wir waren damals mitten drin in der Aufwindzone der Passatwinde. Und damals wurde auch nachgewiesen wo die Hurrikane tatsächlich entstehen, nämlich über Afrika. Ich war dabei, als der erste Hurrikane entstand, der dann allerdings nicht den normalen Weg entlang der Ostküste der USA zog sondern über den Golf von Mexiko und Mittelamerika zum Pazifik.
Inzwischen hat sich aber Einiges geändert, denn die Nordmeereisfläche ist sommerlich sehr klein geworden und somit die Temperaturdifferenz zwischen der Nordmeergegend und dem Äquator (bzw. dem Azorenhoch) kleiner. Und das hat zu schwächeren Tiefdruckgebieten mit schwächeren Stürmen und anderen Niederschlagsmengen.
>>dass jeder Quadratmeter der Erdoberfläche im Durchschnitt zwischen 159 und 165 Watt absorbiert.<<
Komisch, denn es gibt ja als größte Oberfläche die Meeresoberflächen in verschiedenen Breiten mit Temperaturen zwischen ca. 0 und 30 °C. Desweiteren gibt es die Eisoberflächen, Gebirgs- und Felsoberflächen, Wüstensandoberflächen, jahreszeitlich variablen Ackerflächen und Waldoberflächen. Wer die große lokale Variabilität erleben möchte, der möge mal von Bremen (oder den ostfriesischen Inseln) über die Lüneburger Heide bis zur Elbe fahren oder besser noch fliegen, denn von oben sieht man noch viel mehr variable Strahlungs- und Temperatureinflussfaktoren. Deshalb ist das mit dem Durchschnitt Unfug. Den gibt es rechnerisch aber nicht meteorologisch.
Die Herren Trenberth und Kiehl konstruierten 1997 eine graphische Darstellung ihrer Theorie, welche die Strahlungsflüsse zur Erde und von ihr weg darstellen soll. Diese Graphik wurde in den folgenden Jahren von anderen Autoren aufgegriffen und erweitert (z. B. Wild et al.). Die Erweiterungen betreffen die vermuteten(!) Wertebereiche, die den einzelnen Flüssen zugeschrieben werden. Auch IPCC verwendet diese erweiterte Graphik in seinem AR5 Kapitel: „Observations: Atmosphere and Surface“ auf Seite 181 als Fig. 2.11.
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/Fig2-11-1.jpg
Was ist grundsätzlich dazu zu sagen? Es sind Strahlungsleistungen in W/m² dargestellt. Es darf angenommen werden, daß die Zeit für alle Vorgänge gleich vergeht und es sich daher gleichzeitig auch um Energieen handelt, die empfangen und abgegeben werden, was auch Steele anmerkt. Also nach einer Sekunde werden z. B. aus 340 W/m² dann 340 Ws/m², also Energie pro Fläche. Für Energie gilt aber der Erhaltungssatz. Der besagt auch, daß Energie nicht aus dem Nichts entstehen kann und auch nicht ins Nichts wieder verschwinden. Diese Erkenntnis auf diese Darstellung angewendet, ergibt, die Energie, die netto von TOA zugeführt wird und auch wieder abgestrahlt wird, beträgt irgendwo zwischen 239 und 242 Ws/m². Wenn aber nun innerhalb der Atmosphäre plötzlich Energien mit größeren Werten auftauchen, z. B. 394 bis 400 Ws/m², dann ist das ohne zusätzliche Energiequelle energetisch unmöglich! So etwas steht im Widerspruch zum Energieerhaltungssatz. Damit ist diese Darstellung klar falsifiziert. Und damit auch die daran geknüpften Aussagen von IPCC! Zu ergänzen wäre noch, daß physikalisch korrekt nur die Zustrahlung ab Sonne gerichtet wie dargestellt wirkt. Alle anderen Strahlungen sind diffuse Strahlungen, da jeder Punkt der Erdoberfläche halbkugelförmig in den Raum abstrahlt und auch strahlende Gasmoleküle strahlen nicht gerichtet sondern kugelförmig ab. Eine nur nach unten gerichtete Gasstrahlung von z. B. 342 W/m² ist daher ebenfalls unphysikalischer Unsinn!
Fazit: Sowohl diese Darstellung als auch damit verknüpfte IPCC-Aussagen sind unphysikalischer Schwachsinn! Daß offenbar viele sog. Klima-Experten diese Unmöglichkeit nicht bemerken, eröffnet eine Menge weiterer Fragestellungen. Entweder haben diese Leute ihre Zeugnisse im Lotto gewonnen oder sie auch nach Modell Schavan oder von Guttenberg erschwindelt. Oder es werden bereits ab Universität verabsäumt, wichtige physikalische Grundsätze verständlich zu vermitteln.
Jedenfalls ein Fall kognitiver Dissonanz, welche sich auch in Teilen der obigen Jim Steele Ergüsse widerspiegelt!
Aber genau um diese und nur(!) um diese Frage geht es! Wenn die nicht vollkommen unzweifelhaft geklärt ist, ist alles was darauf aufbaut, absurder Unsinn!
@ stefan strasser am 13. Juni 2022 um 9:05
Energiediagramme, wie das von Kiehl & Trenberth (1997), existierten bereits Jahrzehnte zuvor. Das wahrscheinlich aelteste dieser Energiediagramme ist in der Arbeit von
zu finden. Es wurde u.a. von
uebernommen. Horst Philipps ist sozusagen mein Doktor-Grossvater. (Horst Philipps – The Mathematics Genealogy Project (nodak.edu)). Solche Energiediagramme beruhen auf der integralen Form der Bilanzgleichung fuer die Gesamtenergie (innere Energie plus potentielle Energie plus kinetische Energie), angewandt auf die gesamte Atmosphaere. Eine zeitliche Aenderung der Gesamtenergie in der Atmosphaere ist nur ueber den Austausch von Energie zwischen der Atmosphaere und ihrer Umgebung moeglich, denn es existieren keine Netto-Quellen bzw. -Senken von Gesamtenergie in der Erdatmosphaere. Der Austausch von Energie wird durch die Energieflussdichten gewaehrleistet, deren Einheit J/(m^2 s) lautet. Da 1 J = 1 W s ist, kann man auch W/m^2 verwenden (nicht jedoch Ws/m^2). Der Begriff der Strahlungsleistung ist daher irrefuehrend. Es bleiben weiterhin Energieflussdichten.
Man kann auch integrale Bilanzgleichungen fuer die Partialenergien aufstellen, die natuerlich Quellen bzw. Senken enthalten. Aber fuer Strahlung kann man eine solche integrale Bilanzgleichung nicht herleiten.
Die Bilanzgleichungen enthalten die Ableitungen der Gesamtenergie bzw. der Partialenergien nach der Zeit. Ist im Falle der Gesamtenergie die Ableitung dEges/dt nahezu oder identisch gleich Null (stationaerer Zustand), dann ergibt sich die Basis fuer die Energieschemata wie das von Baur & Philipps (1934), Fortak (1971), Peixoto & Oort (1992), Kiehl & Trenberth (1997) und viele andere. Allerdings muss man noch eine zusaetzliche Bedingung beruecksichtigen, naemlich die, dass an einer Berandungsflaechen der Atmosphaere die Energieflussdichten sich ausgleichen. Das ist am ehesten an der Obergrenze der Atmosphaere gewaehrleistet, denn dort treten nur noch die Strahlungsflussdichten der solaren und der infraroten Spektralbereiche auf.
An der Grenzflaeche Erde-Atmosphaere muessen neben den Strahlungsflussdichten der beiden Spektralbereiche auch noch die Flussdichten der sensiblen und latenten Waerme sowie die Bodenwaermeflussdichte bzw. das Analogon im Wasser beruecksichtigt werden. Es sind vor allem die Flussdichten von sensibler und latenter Waerme, die den Aerger bereiten, denn diese werden im allgemeinen nicht an den Stationen des meteorologischen Messnetzes routinemaessig gemessen, sondern mit Hilfe von Modellansaetzen berechnet. Und wenn man die limitierte Messgenauigkeit selbst des besten Verfahrens kennt, was uns zur Verfuegung steht („eddy-coaviance method“), dann sollte man fuer die Grenzflaeche Erde-Atmosphaere nicht erwarten, dass sich die Energieflussdichten im Rahmen einer Bilanzrechnung ausgleichen.
Betrachtet man aus Gruenden der Vereinfachung die Atmosphaere als Kugelschale, dann ergibt sich zudem, dass die innere Flaeche dieser Kugelschale, die mit der Grenzflaeche Erde-Atmosphaere zusammenfaellt, kleiner ist als die aeussere Flaeche der Kugelschale, die der Obergrenze der Atmosphaere entspricht.
Leider hat das Pseudonym Agerius mit seinen hinreichend absurden Beitraegen zu dem Diagramm von Kiehl & Trenberth (1997) in der Gruppe der sog. Klimaskeptiker nur Verwirrung hervorgerufen. Einmal mehr bewahrheitet es sich, dass Schuster bei ihrem Leisten bleiben sollten.
Obwohl der Artikel über die Wolken sehr gut ist, sind an einzelnen Stellen doch Ergänzungen notwendig. So schreibt der Autor bei den Wüsten: „…Da es weniger Wolken gibt, kühlt die (Wüsten)-Oberfläche nachts schneller ab, da weniger Infrarotwärme zurückgewonnen wird. Und die Temperaturen können bis über 40 Grad und sogar unter den Gefrierpunkt sinken.,,“ Der Hauptgrund ist aber ein anderer: Auch trockener Wiesenboden bei uns enthält 50% Feuchtigkeit, nach einem Regen noch mehr, was man leicht in einem Schulversuch im Reagenzglas zeigen kann. Auf die Realität übertragen: Die von der Sonne eingestrahlte Wärme erwärmt das Wasser im Boden. Außerdem wird die Photosynthese in Gang gesetzt, deren Ablauf ebenfalls Sonnen-Wärme benötigt. Ein Teil der Sonnenwärme wird im Graswachstum, also in der Pflanzenmasse chemisch gespeichert und schließlich die Verdunstungskälte, erzeugt durch die Pflanzen. So bleibt der Boden der Wiese im Sommer bei uns 20°C und nicht wie einer Wüste, bei uns Betonwand oder Autobahn bei 50°C. Warum gibt es bei uns keine 40 Kelvin-differenzen zwischen Tag/Nacht wie in der Wüste, auch nicht bei klarem Himmel? Der Grund ist die hohe Wärmekapazität der Bodenfeuchtigkeit und des Wassers in den Pflanzen.
Ein wichtiger Punkt. Vor allem klimatisch kann man nachweisen, das Wasser Wärme speichert und Temperaturen reguliert.
Abgesehen davon daß wir mit den Ozeanen etwas haben, das Wärme über die Breitengrade verlagern kann. Das kann die feste Erdkruste nicht so einfach, oder ist klimatisch nicht relevant.
Wer was vom Klima verstehen, muss die grossen Zirkulationen im Meer und in der Atmosphäre verstehen.
Interessanter Beitrag nicht nur für Nicht- Wetterfrösche. Leider steckt der sehr verbreitete Irrtum auch in diesem Artikel, dass die von der Erde aufgenommene Energie aus Strahlung wieder als Strahlung ausgeht. Hä? Wenn ich jetzt behaupten würde, ein Heizkörper mit 250K gäbe seine Wärme nur über Strahlung ab, dann würde ich zu recht ausgelacht. Real sind es ca. 20% Strahlung und 80% Konvektion. Und selbst da würden es noch Zweifler geben, doch dieselben schlucken widerstandslos, dass die Fußbodenheizung Erdoberfläche die eingestrahlte Energie auch wieder als Strahlung abgibt und zeichnen in der Bilanz einen fetten Output.
Sicher wird ein Teil, so wie dargestellt, sofort reflektiert in allen Wellenlängen, sonst wäre die Erde nicht sichtbar. Nicht nur von der Erdoberfläche, sondern auch von den Luftmolekülen (blau). Die Wärmeabgabe erfolgt vorwiegend über Konvektion und Wasserverdunstung an die Luft. Den Strahlungstransport übernehmen dann die Luftmoleküle und zwar alle gewissermaßen als Stafette bis endlich in den Weltraum. Klar gibt es auch die Abstrahlung, jedoch ist es der kleinere Teil, so wie bei der Fussbodenheizung im Wohnzimmer auch die Strahlung der kleinere Teil ist.
Ich denke, dass es an der Zeit ist, eine neue Denkweise hineinzubringen, die nicht von einer These geprägt ist, die krampfhaft versucht wird zu begründen, sondern von den Realitäten. Umgekehrt: Das Primat hat die Naturbeobachtung, die Praxis, und die Regeln werden daraus abgeleitet und nur daraus. Protestiert ruhig! Oder denkt nach.
Danke Herr Müller für Ihre Richtigstellung, die Luft über dem Erdboden erwärmt sich in erster Linie nicht durch Strahlung, sondern durch Konvektion, also durch direkten Kontakt der Luftmoleküle mit dem wärmeren Boden. Die Annahme, die Luft würde sich durch Strahlung erwärmen ist also falsch. Im Sommer können wir dies in Deutschland sehr gut an dem Luftflimmern über einer Straße beobachten. Die wärmere Luft steigt auf und verteilt die Straßenwärme in den oberen Luftschichten. Sie nennen beziffern das Verhältnis Strahlung zu Konvektion auf 20 zu 80, also 1 zu 4. Frage: Woher haben Sie die Angabe? Ich denke, dass Verhältnis dürfte eher bei 1 zu 10 oder 1 zu 20 liegen. Oder geht man von Ordowskis Glasplattenversuch aus, dann reicht die Strahlung vom Boden eh nur bis in 1m Höhe. Darüber konnte er keine zusätzliche Erwärmung seiner Glasplatte durch Bodenstrahlung mehr nachweisen. Was können dann 0,04% CO2 in einigen Kilometern Höhe noch erwärmen?
Reiner Müller am 11. Juni 2022 um 10:40
Auf welcher Naturbeobachtung beruht denn Ihre Aussage? Es gibt Messgeräte, die Infrarotstrahlung messen können, und die zeigen, dass die Erdoberfläche im Infrarotbereich Energie per Strahlung abgibt. Und es gibt Messungen, die man auch im Internet finden kann. Oder in Happers Papier, zu dem er auch auf dem Eike-Kongress vorgetragen hat (Figure 15) …
Das liegt alles niur daran das man Energieabstrahlung mit Waermeverlust gleich setzt.
Kann passieren, muss aber nicht wenn man weiss das der Waermeverlust sich auf die Differenz von eingestrahlter Energie und Ausgerstrahlter Energie begrenzt.
Wurde hier noch nie so gesagt, koennen sie also nicht wissen!
Wirkt kompetent und umfassend, vieles ist nachvollziehbar. Deshalb folge ich letztlich dem Autor:
„In Anbetracht der natürlichen Klimaveränderung kann CO2 nur in viel geringerem Maße zur Erwärmung beitragen, als dies von den Panikmachern behauptet wird. Folgt man den wissenschaftlichen Erkenntnissen, so gibt es eindeutig keine Klimakrise.“
Und etwas rätselhaft, offenbar aus der Oberflächenbilanz abgeleitet:
„Die Behauptung, dass CO2 eine Erwärmungskrise verursacht, indem es ein Ungleichgewicht der Heizenergie von 0,6 Watt pro Quadratmeter erzeugt, ist allein schon aufgrund der fünfmal größeren Unsicherheit als die Behauptung des IPCC fragwürdig.“
Ob es deshalb zur Kontrolle der IPCC-Ergebnisse taugt? Doch richtig ist offensichtlich, dass die Veränderungen der Sonneneinstrahlung, des Wolkeneinflusses und des Wärmetransports durch Wasserdampf viel von dem bewirkt oder auch kompensiert, was der IPCC den Klimagasen zuschreibt.
Wenn man endlich das richtige Model nehmen wuerde, koennte man auch den Einfluss der Wolken richtig deuten.
Einfach ist es nicht, da es viele Einflussgroessen gibt, die noch nicht vollstaendig benannt worden sind.
Einen Anfang kann man machen wenn man sich fragt wo der Unterschied zwischen tiefhaengenden Wolken und Stratosphaerenwolken ist.
Es gibt einen Unterschied aber welchen!