von Uli Weber
Vorwort: Es wäre sehr schön, wenn sich die Diskussion im Kommentarbereich diesmal auf den Beitrag selbst fokussieren würde. Denn eine physikalische Interaktion zwischen Sonneneinstrahlung und Materie (Erwärmung dieser Materie durch Bestrahlung) kann nur dann stattfinden, wenn beides physikalisch auch tatsächlich aufeinander trifft. Und das ist für jede Ortslage ausschließlich innerhalb des Tagbogens der Sonne der Fall, ganz egal, was rein mathematische 24h-Tag+Nacht-Mittelwerte auch immer aussagen mögen…
Der astronomische Tagbogen wird auf Wikipedia folgendermaßen beschrieben, Zitat:
„Als Tagbogen, seltener auch Tagesbogen, wird in der Astronomie jener Teil der scheinbaren Sternbahn bezeichnet, der für einen bestimmten (geographischen) Ort und ein gewisses Datum berechnet über dem mathematischen Horizont liegt. Seine Länge entspricht damit idealisiert der Zeitspanne zwischen Aufgang und Untergang eines Gestirns – jedoch ohne die astronomische Refraktion zu berücksichtigen, weshalb die tatsächliche Dauer einige Minuten länger ist. Der ‚wahre Tagbogen‘ zieht darüber hinaus die jeweiligen topographischen Verhältnisse in Betracht, also die Höhe des Standorts und den Verlauf des Landschaftshorizonts bzw. auf dem Meer die Kimmtiefe.“
Der konventionelle Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz betrachtet die Erde über den 24h-Tag aus der Perspektive der Sonne. Dazu wird aus der täglich einfallenden solaren Energiemenge der Tag+Nacht-Mittelwert einer imaginären 24h-Durchschnittsstrahlungsleistung für die gesamte Erde berechnet. Es dürfte aber für Jedermann, Jedefrau und Jedengender einsichtig sein, dass eine physikalische Interaktion zwischen der spezifischen solaren Strahlungsleistung und der Materie einer Ortslage auf der Erde (Erwärmung) nur zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang möglich ist. Folglich muss anstelle einer mathematischen 24h-Durchschnittsstrahlungsleistung die tatsächliche Interaktion während des Tagbogens der Sonne zwischen Auf- und Untergang für jede individuelle Ortslage betrachtet werden.
Abbildung 1: Die Variation des Tagbogens der Sonne in Mitteleuropa @ 52°N
Quelle: Wikipedia – University of Oregon GNU General Public License
Zur Taglänge heißt es auf Wikipedia, Zitat:
„In nördlichen mittleren Breiten variieren die Tagbögen der Sonne im Jahreslauf ungefähr zwischen 8 Stunden (um die Wintersonnenwende: Dezember/ Januar) und 16 Stunden (um die Sommersonnenwende: Juni/ Juli), und dementsprechend die Tageslänge. Zum Datum der Tag-Nacht-Gleiche hat der Tagesbogen 12 Stunden, dann beträgt die Differenz zwischen dem Azimut des Sonnenaufgangs exakt im Osten und dem des Sonnenuntergangs exakt im Westen genau 180°.“
Wenn wir also für eine Ortslage in Mitteleuropa @ 52°N einmal die über den Tag X eingestrahlte Energiemenge mit EX@52 [Ws/m²] bezeichnen, dann ergibt sich folgende Ungleichung:
SmaxX@52 [W/m²] > EX@52/Stunden@x des Tagbogens [W/m²] >= EX@52/24h [W/m²]
mit SmaxX@52 = maximale spezifische Strahlungsleistung der Sonne zur Mittagszeit am Tag X
Der Durchschnitt der solaren Strahlstärke über den Tagbogen ist also kleiner als das mittägliche solare Maximum. Und der Durchschnitt über den astronomischen 24h-Tag ist wiederum kleiner als der solare Durchschnitt über den realen Tagbogen. Lediglich am geographischen Pol der Sommerhemisphäre herrscht ein 24h-Tag mit einem konstanten solaren Zenitwinkel. Schon zwischen Pol und Polarkreis ist der Zenitwinkel dagegen nicht mehr konstant, auch wenn dort zeitweise die Sonne über 24h scheint. Nur am Sommerpol entsprechen sich daher das Maximum der solaren Strahlungsleistung über den Tagbogen und das solare 24h-Mittel; für den Pol der Winterhemisphäre ist das Ergebnis dagegen null (=Nacht). Der Tagbogen der Sonne darf also nicht generell mit dem 24h-Tag gleichgesetzt werden, wie das beim 24h-Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz fälschlicherweise geschieht.
Zum besseren Verständnis stellt die nachfolgende Abbildung 2 eine vereinfachte Prinzipskizze für das Verhältnis zwischen dem Tagbogen der Sonne und dem 24h-Tag im Äquinoktium dar:
Abbildung 2: Schematische Prinzipskizze mit dem Vergleich zwischen dem Tagbogen der Sonne (rot=180°) und dem astronomischen 24h-Tag (blau=360°) im Äquinoktium (stark vereinfacht, nicht winkeltreu)
Eine einfache Abschätzung für die Äquinoktien: Die maximale spezifische Strahlungsleistung der Sonne zur Mittagszeit ist auf jeden Fall größer als das Mittel der spezifischen Strahlungsleistung über den 12h-Tagbogen (180°), in das ja auch die Minima nach Sonnenaufgang und vor Sonnenuntergang eingehen. Und dieses Mittel ist wiederum genau doppelt so groß wie das 24h-Tagesmittel (360°). Eine Erweiterung des Tagbogens auf 24h reduziert somit rein mathematisch die durchschnittlich einfallende örtliche Bestrahlungsleistung der Sonne auf die Hälfte und damit wiederum das daraus abgeleitete S-B-Temperaturäquivalent. Es bleibt darauf hinzuweisen, dass S-B-Gesetz und S-B-Inversion nicht auf rein mathematische Mittelwerte angewendet werden dürfen.
In seiner E-Mail vom 29.01.2021 um 09:58 Uhr* an mich und den üblichen Skeptiker-Email-Verteiler hatte ein Dr. Gerhard Kramm ein PDF-Dokument „kramm_bemerkungen_weber_v3.pdf“ (wird in der Folge als „Kramm 2021“ bezeichnet) mit einem direkten Temperaturvergleich zwischen meinem hemisphärischen S-B-Modell und seiner „Erde ohne Atmosphaere“ verschickt. Die beiden nachfolgenden Abbildungen entstammen diesem PDF:
Abbildungen 3 a* und b*: Berechnete Oberflächentemperaturen aus dem PDF-Dokument „kramm_bemerkungen_weber_v3.pdf“ von Dr. Gerhard Kramm, Fairbanks, Alaska*
Originalbeschreibung: „Abbildung 15. Wie in Abbildung 12, jedoch für die auf dem lokalen Strahlungsgleichgewicht nach Gleichung (3) beruhende Oberflächentemperatur.“
Dazu der Text zu Abbildung 12: „Berechnete solare Einstrahlung für alle Tage des Jahres und alle geographischen Breiten:
(a [links]) Maxima nach Weber, beginnend mit dem 1. Januar 2000, 12:00 Uhr (JD = 2451545)
(b [rechts]) Tägliche Mittelwerte nach Kramm et al. (2017), beginnend mit 1.Januar 2010, 00:00 Uhr (JD =2455197,5)“
In Abbildung 3b erscheint der Pol der Sommerhemisphäre nach Kramm (2021) realitätswidrig als absoluter Temperatur-Hotspot mit einer Signatur zwischen 275-300 Kelvin, um den Äquator herrschen dagegen Temperaturen zwischen 150 und 175 Kelvin. Die „Maxima nach Weber“ in der Abbildung 3a, abgeleitet mit einer S-B-Inversion aus dem Maximum der örtlichen solaren LEISTUNG [W/m²] ohne Albedo, schwanken dagegen mit dem jahreszeitlichen Sonnenstand um den Äquator („Latitude 0°“) mit bis zu 394 Kelvin. Die Temperaturen reduzieren sich dann zum Pol der Winterhemisphäre gegen null Kelvin. In der Realität werden die theoretischen Maximalwerte aber aufgrund von Albedo, Verdunstung und Konvektion nicht erreicht; die Minimalwerte werden dagegen durch Advektion und Kondensation gestützt. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz (S-B-Gesetz) beschreibt das Verhältnis zwischen der momentanen Temperatur und der zeitgleichen spezifischen Strahlungsleistung eines Schwarzen Körpers, Zitat aus Wikipedia:
„Das Stefan-Boltzmann-Gesetz ist ein physikalisches Gesetz, das die thermisch abgestrahlte Leistung eines idealen Schwarzen Körpers in Abhängigkeit von seiner Temperatur angibt. Es ist benannt nach den Physikern Josef Stefan und Ludwig Boltzmann.“
Man kann eine Inversion des S-B-Gesetzes über die spezifische solare Strahlungsleistung für eine Ortslage demnach dann und nur dann durchführen, wenn die Sonne dort gerade scheint, also im Tagbogen zwischen Sonnenauf- und -untergang. Wenn wir jetzt in der nachfolgenden Abbildung noch einmal die beiden Modell-Temperaturverläufe mit den Beleuchtungsklimazonen unserer Erde vergleichen, dann finden wir das hemisphärische S-B-Modell voll bestätigt:
Abbildung 4: Vergleich konkurrierender Modelle für die globale Verteilung der Temperatur.
Links mein hemisphärisches S-B-Modell: Oberflächentemperatur für die täglichen solaren Strahlungsmaxima nach Weber aus Kramm (2021)*.
Mitte: Die Beleuchtungsklimazonen der Erde: von oben/unten zur Mitte: Polarzonen, Mittelbreiten, Tropenzone – (Quelle: Wikipedia, Autor: Fährtenleser, Lizenz: GNU Free Documentation License).
Rechts ein breitenabhängiges 24h-Temperaturmittel: Oberflächentemperatur für die solaren tägliche Mittelwerte nach Kramm et al. (2017) aus Kramm (2021)*
Ergebnis: Wie erwartet spiegeln die Beleuchtungsklimazonen (Definition) unserer Erde (Abbildung 4 Mitte) den Verlauf der maximalen örtlichen solaren Strahlungsleistung und zeigen keinerlei Hotspot am Pol der Sommerhemisphäre (Abbildung 5):
Abbildungen 5 a* und b*: Der Modellvergleich aus dem PDF-Dokument von Kramm (2021)* mit jeweils einem Overlay der Beleuchtungsklimazonen (Quelle: Wikipedia, Autor: Fährtenleser, Lizenz: GNU Free Documentation License)
(a [links]) Maxima nach Weber, beginnend mit dem 1. Januar 2000, 12:00 Uhr (JD = 2451545)
(b [rechts]) Tägliche Mittelwerte nach Kramm et al. (2017), beginnend mit 1.Januar 2010, 00:00 Uhr (JD =2455197,5)“
Anmerkung: Die Overlays der Beleuchtungsklimazonen sind gegenüber den Modellen a und b nicht flächentreu
Bekanntermaßen ist die spezifische solare Strahlungsleistung in den Tropen nun einmal am höchsten und fällt dann zu den Polarregionen kontinuierlich ab (Vergleich hier: Leistung vs. Arbeit in Abb.3b), wie es auch die Overlays in Abbildung 5 prinzipiell zeigen. Von den beiden konkurrierenden theoretischen Klimamodellen in den Abbildungen 3 bis 5 wird dieser natürliche Verlauf lediglich von meinem hemisphärischen S-B-Modell sinnstiftend abgebildet. Mein hemisphärisches S-B-Modell ersetzt als realistisches Modell unserer Erde ohne THE also den konventionellen Faktor4-Tag=Nacht-THE-Ansatz der real existierenden Klimawissenschaft mit einem fehlerhaft konstruierten globalen „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ von konstant 33°C.
Wir können also abschließend festhalten:
Der konventionelle 24h-Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz arbeitet mit einem gemittelten 24h-Leistungsdurchschnitt der Strahlungsmenge (Energie) über einen imaginären 24h-Tagbogen der Sonne und berechnet aus diesem 24h-Tag+Nacht-Mittel der solaren Strahlstärke eine viel zu geringe theoretische globale Durchschnittstemperatur von (-18°C). Das Modell von Kramm (2021, Abb. 3b, sowie Abbildungen 4 rechts und 5b) stellt zudem die Beleuchtungsklimazonen der Erde (Abb. 4 Mitte und Overlays in Abb. 5) und damit auch den Antrieb der globalen Zirkulationen (Atmosphäre/Ozeane) auf den Kopf. Im Ergebnis ist das Modell einer „Erde ohne Atmosphaere“, das die zugrunde liegende physikalische Realität auf unserer Erde mit einer sogenannten „gemessenen globalen Durchschnittstemperatur“ (NST) von ca. 15°C nicht wenigstens prinzipiell abbilden kann, also gar kein gültiges Modell dieser Realität und damit zu verwerfen.
Das hemisphärische S-B-Modell stützt sich dagegen auf die maximale spezifische Strahlungsleistung der Sonne im Zenit des realen Tagbogens und ermittelt daraus die nach dem S-B-Gesetz maximal mögliche Ortstemperatur. Denn eine Interaktion zwischen Sonneneinstrahlung und Materie (also die Erwärmung selbiger Materie) kann nur dann stattfinden, wenn beides tatsächlich physikalisch aufeinander trifft – und das ist nur innerhalb des Tagbogens der Sonne der Fall. Das aus der maximalen spezifischen Strahlungsleistung der Sonne abgeleitete Temperaturmittel für die sonnenbeschienene Tageshemisphäre der Erde beträgt ca. 15°C und stimmt mit der sogenannten „gemessenen globalen Durchschnittstemperatur“ (NST) überein.
Es kann also keinen vernünftigen Zweifel daran geben, dass eine Inversion des S-B-Gesetzes (Bestrahlungsstärke->Temperatur) nur innerhalb des Tagbogens der Sonne physikalisch korrekt ist. Der konventionelle 24h-Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz ist damit zugunsten meines hemisphärischen S-B-Modells zu verwerfen. Damit ist das 24h-Tag=Nacht-THE-Flacherdemodell endgültig Geschichte, es sei denn, irgendjemand führt den wissenschaftlichen Nachweis, dass die Sonne außerhalb ihres Tagbogens die Erdoberfläche direkt zu erwärmen vermag.
*) Nachtrag: Um jedweden Beschwerden vorzubeugen, bestätige ich hiermit, ein direkter „An“-Adressat der o. g. E-Mail vom 29. Januar 2021 um 09:58 Uhr mit Kramms PDF-Dokument „kramm_bemerkungen_weber_v3.pdf“ und den dort enthaltenen Abbildungen 15 a und b (hier Abbildungen 3 a und b und 5 a und b sowie Abb. 4 links und rechts) zu sein, ebenso, wie u. a. auch die Herren Lüdecke, Limburg und Kirstein. Ich beweise nachfolgend mit der „Confidentiality Warning“ des Dr. Gerhard Kramm die rechtmäßige Nutzung dieser Graphiken in meinem Artikel „Der Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz unterstellt einen fehlerhaften 24h-Tagbogen der Sonne“, Zitat:
“CONFIDENTIALITY WARNING: The information transmitted is intended only for the person or entity to which it is addressed and may contain confidential and/or privileged material. Any review, retransmission, dissemination or other use of, or taking any action in reliance upon, this information by persons or entities other than the intended recipient is prohibited. If you receive this in error, please contact the sender and delete the material from any computer.”
Der unbestechliche Google-Übersetzer bestätigt mir ausdrücklich, die Inhalte der besagten E-Mail Kramm vom 29. Januar 2021 um 09:58 Uhr rechtmäßig zitiert zu haben:
„VERTRAULICHKEITSWARNUNG: Die übermittelten Informationen sind nur für die Person oder Organisation bestimmt, an die sie gerichtet sind, und können vertrauliches und / oder privilegiertes Material enthalten. Jegliche Überprüfung, Weiterverbreitung, Verbreitung oder sonstige Verwendung oder Ergreifung dieser Informationen durch andere Personen oder Organisationen als den beabsichtigten Empfänger ist untersagt. Wenn Sie dies irrtümlich erhalten, wenden Sie sich bitte an den Absender und löschen Sie das Material von einem beliebigen Computer.“
ERGO: Es verbleiben für eine erlaubte „Überprüfung, Weiterverbreitung, Verbreitung oder sonstige Verwendung oder Ergreifung dieser Informationen“ ausschließlich die von Dr. Kramm „beabsichtigten Empfänger“, und ich bin definitiv der ERSTE „AN“-EMPFÄNGER dieser E-Mail.
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Jedenfalls vor dem Hintergrund, daß Kramm, Dlugi, Mölders hier:
https://file.scirp.org/Html/3-8302911_78836.htm
wie von Marvin Müller eingeworfen, einen Unterschied in der mittleren Temperatur von nahezu 67 K Berechnen, ist klar, daß wir aufgrund des „erwärmten“ Stickstoff in unserer Atmosphäre vor einem Kältetod bewahrt bleiben. Denn das inert sein des Stickstoff zeigt ja am Südpol, im Winter, daß es mit den Temperaturen eben nicht gegen null Kelvin abkühlt, sondern sich im Bereich von etwa -75°C über die Jahre ein Puffer eingebaut hat, eben der inerte Stickstoff.
Oder was glauben Sie, warum Kalter Stickstoff einfach so in polystyrol Behältnissen aufbewahrt werden kann, ohne, dass dieser groß mit der Umgebung reagiert.
Werner Schulz am 21. Juli 2022 um 21:35
HImmel, Herr Schulz, ist es wirklich so schlimm? Selbstverständlich!! Die LUFT macht Konvektion, also alle Gaskomponenten darin gleichsinnig. Es handelt sich ja um eine Strömung. Oder glauben Sie etwa, mit Segelthermik könnten Sie Gase trennen?
Warum wollte ich das beweisen? Die gleiche Bodentemperatur gäbe es , wenn in der stickstofflosen Luft derselbe Adiabatenkoeffizient gilt, also derselbe Temperaturgradient, und z.B. die stickstofflose Atmosphäre bei gleicher Tropopausenhöhe auch die gleiche Tropopausentemperatur hat. Die THGs also entsprechend so in beiden Atmosphären wirken, dass dies der Fall ist. Dann verläuft die Temperatur in beiden Atmosphären in deren Troposphären ja deckungsgleich, mithin haben beide auch dieselbe Bodentemperatur.
Z.B. dann.
na natürlich der, der am Orte z ist, siehe Gl.
Die Dichte ergibt sich aus der Gasgleichung aus Druck, Temperatur und Konzentration, bzw. Partialdruck und Temperatur.
Wie trennen sie denn nun die Gase?
Erst geht’s nicht, dann spielt es keine Rolle. Die Bedingungen erfinden sie so wie sie es brauchen?
Ich bin nicht überzeugt.
Mit Dichte meinen sie die der Atmosphäre? Ist die nicht anders ohne Stickstoff? Haben sie Sauerstoff schon gerechnet?
Na, ich nicht. Sie doch! Wenn Sie in Erwägung ziehen, dass die Konvektion die Hauptbestandteile der Luft Stickstoff und Sauerstoff nicht mitnehmen könnte, deswegen haben Sie bei mir doch nachgefragt, oder? D.h., Sie selbst sind sich selbst nicht sicher, ob das nicht passieren könnte? Das wäre eine Fraktionierung der Luftbestandteile durch Konvektion. Aber das ist nicht der Fall.
Nein, das hatte ich doch schon beantwortet! Es ist selbstverständlich die Dichte der Gaskomponete in der Luft, für die das k gilt und deren Strahlungsleistungsdichte Sie gemäß Schwarzschild berechnen, weswegen schrieb ich wohl Partialdruck, hm? Ist doch klar.
Herr Heinemann,
muessten sie nicht die „partiale Dichte“ nehmen, wenn sie den Partialdruck beruecksichtigen?
Wie wollen sie denn die Dichte, bei der Stickstoff und Sauerstoff eine Hauptrolle spielt und den Partialdruck gleichzietig beruecksichtigen?
Sind sie sicher das eine Atmosphaere mit oder ohne Stickstoff die gleichen Eigenschaften hat, wie Temperatur, Strahlungstransport Tropopausenhoehe usw?
Im uebrigen sehr interessant, was sie bei meinen Fragen so reinlesen.
Warte gespannt auf ihre Antworten!
Beweisen sie das.
Unten verbessern sie sich beim Druck. Also Partialdruck, weil nur die sogenannten Treibhausgase, aber die Dichte mit allen Gasen?
Wie soll das gehen. Wie hoch ist die Dichte denn wenn Stickstoff fehlt?
Wie soll sich denn das ganze CO2 in der Höhe tummeln, wenn der Stützstoff Stickstoff fehlt?
Bitte um Erläuterung.
Ich bedanke mich bei der EIKE-Redaktion für die Veröffentlichung meines Artikels und bei den betreffenden Kommentatoren für ihre sachkundigen Beiträge. Leider konnte auch der Tagbogen der Sonne den Glauben der THE-Anhänger an einen rein mathematischen Durchschnitt der solaren Einstrahlung über den 24h-Tag nicht erschüttern.
Aber auch niemand der „Gegner“ vermochte nachzuweisen, dass die Mittelwertbildung über die Kugel zulässig ist.
U. Weber am 20. Juli 2022 um 20:27
In meinem Kommentar vom 14. Juli 2022 um 11:36 wies ich darauf hin, dass die Zahlen von Herrn Kramm gerade dadurch entstehen, dass Herr Kramm den „Tagbogen der Sonne“ berücksichtigt (also die Erwärmung am Tag und Abkühlung in der Nacht), während Sie nur die der Einstrahlung entsprechenden Maximaltemperaturen berücksichtigen. Gibts da vielleicht noch eine Erklärung von Ihrer Seite zu?
U. Weber am 20. Juli 2022 um 20:27
Dem liegt kein Glaube zugrunde. Die Existenz des THEs ergibt sich ja auch ohne Mittelwertbildung über eine integrale Behandlung der globalen Energiebilanz. Nur diesen Argumenten Sie ja aus bekannten Gründen aus.
Die Mittelwerte haben rein pädagogische Zwecke, sonst nichts. Durch eine mathematische Mittelwertbildung entstehen ha keine zusätzlichen Informationen oder neue physikalische Effekte. Darüber sind wir uns hoffentlich einig.
Wenn man all die Kommentare liest, wird klar, dass Uli Weber, der Falschanwender von S-B, zum 35. Mal bei EIKE sein Ziel verfehlt hat, uns mit einer neuen Idee – dem 24h-Tagbogen der Sonne, welchen die Treibhausjünger frei erfunden haben – glaubhaft zu machen dass die Sonne allein (d.h. ohne Gegenstrahlung) eine mittlere Globaltemperatur von +15 statt -18 Grad schafft.
Wie ich am Äquator (dem wärmsten Breitenkreis) nachwies, bringt es die Sonne mit Albedo und Speicherung über Tag/Nacht dort allein im Mittel allenfalls auf -2.6 Grad – also können die globalen +15 Grad des Hemisphärenmodells nur grottenfalsch sein. Vermutlich hat Prof. Vahrenholt seinen Blog nicht ohne Grund „Kalte Sonne“ genannt. Wir dürfen gespannt sein, welche neue Idee Uli Weber uns im 36. Beitrag präsentieren wird.
Wie wollen sie das nachgewiesen haben?
Halten sie einen Gegenstand am Aequator in die Sonne und sagen sie uns er hat nur -2,6 Grad C gehabt.
Was haben sie wirklich gemacht? Sie haben Mittelwerte gerechnet.
Da hat also auch in der Nacht die Sonne am Aquator geschienen?
Herr Weber hat sich den Tagbogen nicht ausgedacht, es gibt ihn wirklich. Sollte ihnen aufgefallen sein, dort am Aequator.
@Werner
Ausgedacht hat Herr Weber sich aber, dass die Atmosphäre beim Wärmehaushalt der Erde keinen Einfluss hat. Das dies nicht der Fall ist, kann jeder Mensch in einer bedeckten Nacht feststellen. Im Gegensatz zu einer klaren Nacht kühlt es weniger am Erdboden ab. Wolken, Wasserdampf … halten nur mal Wärme zurück und haben Einfluss auf die Temperatur am Erdboden.
Es ist noch viel schlimmer: Herr Weber hat sich nicht nur ausgedacht dass die Atmosphäre beim Wärmehaushalt der Erde keinen Einfluss hat (d.h. IR nicht absorbiert und dem Boden keine Gegenstrahlung liefert), sondern angenommen dass die Erde nicht rotiert (!) und somit die Hemisphäre Tag und Nacht von der Sonne beschienen wird – und auch keine Wärme zur -273 Grad kalten Nachtseite abgibt. Denn nur dann ergibt sich auf der Sonnenseite der von Prof. Gerlich korrekt berechnete Mittelwert von +15 Grad, den er dann auch einfach für die Nachtseite angenommen hat. Unglaublich!!
Herr Webers Planet hat mit der Erde nichts zu tun. Eine Tagerde, ohne Atmosphäre ist nun mal nicht die reale Erde.
Nur, dass die Sonne nur tagsüber scheint. Immer!
„Es ist noch viel schlimmer: Herr Weber hat sich nicht nur ausgedacht dass die Atmosphäre beim Wärmehaushalt der Erde keinen Einfluss hat (d.h. IR nicht absorbiert und dem Boden keine Gegenstrahlung liefert), sondern angenommen dass die Erde nicht rotiert (!) und somit die Hemisphäre Tag und Nacht von der Sonne beschienen wird – und auch keine Wärme zur -273 Grad kalten Nachtseite abgibt. Denn nur dann ergibt sich auf der Sonnenseite der von Prof. Gerlich korrekt berechnete Mittelwert von +15 Grad, den er dann auch einfach für die Nachtseite angenommen hat. Unglaublich!!“
Dietze, was spielst du hier?
xxxxx und xxxxxxxx?
Geh mit deinen Perpetuum Mobiles spielen
WErner Schulz am 20. Juli 2022 um 10:54
Haben Sie nicht gerade noch gefragt, welchen Sinn meine Rechnung haben soll? Die zeigt genau das, was Herr Dietze hier nochmal hervorgehoben hat. Egal ob man mit Mittelwerten oder mit der tatsächlichen Einstrahlung (also mit Erwärmung über den Großteil des Tages und Abkühlung über Nacht) rechnet – man kommt nicht über 0°C. Für mehr reicht die von der Sonne zufliessende Energie nicht aus – es braucht etwas mehr, z.B. etwas, was die abfliessende Energie reduziert …
Herr Müller,
Gibt es einen Unterschied ob sie permanent Wärme zugeben oder nicht? Gemittelt können sie nicht darstellen welche maximal Temperatur erreicht wird. Oder können sie das? Gemittelt kommen sie im Falle der Erde nicht mal drauf, das die Sonne der Erde Wärme zufügt.
Kein Wunder das Klimawissenschaft und Herr Dietze denken, das nur diese tiefen Temperaturen möglich sein sollen.
Sie geben selber zu, das das höchstens ohne Atmosphäre so ist.
Wenn sie an der Grenzfläche Erde Atmosphäre x Joule zu fügen und genausoviel Abführen ist die Temperatur unbestimmt.
1. Ist Strahlung nicht gleich Wärmeverlust
2. sie müssen alle Wärmetransportformen berücksichtigen.
3. Die Atmosphäre ist eine Isolierung und die Temperatur hängt von den Isoliereigenschaften ab. Hauptsächlich der Wanddicke und den Temperaturgradienten innerhalb der Isolierung. Am Außenrand wird der Wärmestrom abgegeben der der Energiezufuhr entspricht, bei Annahme vom Gleichgewicht.
Falls sie ein Beispiel brauchen wo die Solareinstrahlungstheory samt Klimaunwissenschaft falsch liegt, einfach Richtung Venus schauen.
Sie wollen mit aufklären. Arbeiten sie mit dem korrekten Model und noch gegen einzelne Personen.
Werner Schulz am 20. Juli 2022 um 20:59
Es geht in der Diskussion um die mittlere Temperatur. Wenn Sie den tatsächlichen Energiefluss zur Oberfläche betrachten, gibt es höhere Maximalwerte, die mittlere Temperatur wird dagegen niedriger.
Das ist gerade der Kontext des Weberschen Artikels, der sogar auf die Erwähnung seines „Stefan-Boltzmann-Umgebungsgesetzes“ verzichtet. Aber vielleicht können Sie dann ja in Zukunft darauf verzichten, Aussagen in Frage zu stellen, die sich auf eine Erde ohne Atmosphäre beziehen.
Ich nehme mal den positiven Aspekt mit: Es benötigt einen durch die Atmosphäre bewirkten Effekt, um die beobachteten Temperaturen zu erklären. Bei Ihnen ist es eine „Isolierung“, bei Herrn Weber ist es die „Stefan-Boltzmann-Umgebungsgleichung“. Bei Herrn Weber ist es ein auf Strahlung basierender Effekt, die sich in einer Gleichung ausdrücken lässt, Sie ringen irgendwie noch um die Funktionsweise.
Als ob Sie das gewußt hätten.
Oberhalb der Tropopause ist die Gegenstrahlung fast null, in der Troposphäre fällt sie von ca. 350 steil nach oben (gegen null) ab, was eh klar ist. Der nach oben fällt wegen der Absorption von 390 auf 240 ab.
Wohl kaum. Ihr „falsch“ ist Wunschdenken. Orientieren sie sich an der Physik. Was haben Sie also bei modtran falsch gemacht?
Dass die Gegenstrahlung von oben nach unten zunimmt, ist völlig klar. Sie wissen, warum?
Sie haben die Gleichung und deren Physik also nicht verstanden. Sagen Sie es gleich, statt sich von falschen Vorstellungen leiten zu lassen. Sie sind weit davon entfernt, auf eigenen Beinen die hier nötige Physik umzusetzen.
Das geht ja in die gleiche Richtung von Abnahme nach oben=Zunahme nach unten, also „entgegen“ ist da nicht. Aber hinzu kommt ursächlich natürlich noch der Anteil dadurch, dass die Luftdichte und damit die Treibhausgaskonzentration nach oben abnimmt.
Aha, ich denke aber, dass Sie den Zusammenhang hier falsch anwenden. Die Leistungsdichte F (mein F, nicht Happers netto) ändert sich ja gemäß dF/dz = (sigma×T^4-F)×rho×k.
Wenn nun ab einer Grenze (egal wo, kann in jedem Volumen sein, nicht unbedingt in einer Atmosphäre) bei z.B. z= 60 km keine strahlende Substanz mehr da ist, also rho =0 (und k=0) ist, wie ist dann der Zusammenhang zwischen der Strahlstaerke F und der Temperatur (von was eigentlich) bei z.B. z= 100 km, hm?
Im rein radiativen Transport (Stratosphäre) wird die Tempertur selbstverständlich alleine von der Strahlung determiniert. Es bleibt ja keine andere Ursache.
Ihr Problem existiert nicht, weil Sie die Physik (noch?) nicht verstehen.
Wieso diese Frage? Sie wissen doch die Atmosphäre strahlt selbst ab, wenn THGs drin sind, ansonsten wird sie (nur) durchstrahlt.
Bei einer isothermen Atmosphäre ist das nicht anders als bei einer Atmosphäre mit einem irgendwie anders verlaufenden Temperaturverlauf. Grundsätzlich ist es immer so.
Wenn Sie eine isotherme Atmosphäre auf einem (schwarzen) Boden aufliegen haben und beides hätte eine Temperatur von sagen wir den bösen 15°C. Dann strahlt der Boden also 390 w/m2 ab: F(z=0) = 390 W/m2.
Und es strahlt oberhalb der TOA (also irgendeiner Höhe, ab der die Strahlungsleistung sich vertikal kaum noch ändert) ins All:
F(TOA) = 390 W/m2 für den Fall a) einer Atmosphäre OHNE THGs, denn das atmosphärische Fenster umfasst ja den ganzen Spektralbereich, wenn keine Absorber da sind. Die Strahlung kommt komplett direkt vom Boden.
Und b) F(TOA) = 390 W/m2 für den Fall einer ISOTHERMEN Atmosphäre MIT THGs, denn dF/dz = 0, da F(z)=sigma×T^4, T= konst. Die Strahlung setzt sich spektral zusammen aus direkter vom Boden durchs Fenster und in der Atmosphäre vom Boden bis zu TOA transportierter umd dann ins All abgestrahlter in den Absorptionsbändern der THGs. Sieht also ähnlich wie die Emissionspektren der Erde vom Satelliten aus gemessen aus („Trichter“), aber eben mit dem Integral 390 statt 240 W/m2, denn die Absorptionsbänder liefern ja jetzt aufgrund der höheren (15°C) THG-Temperaturen mehr ins All ab, sodass der „Trichter“ „glattgebügelt“ wird.
Und c) F(TOA) = 390 W/m2 für den Fall einer ISOTHERMEN und grauen Atmosphäre nach gleichem Argument wie bei b). Da gibt es zwar keine „Struktur“ (wie den Trichter) im Emissionsspektrum, für alle Wellenlägen setzt sich die Strahlung
aus einem % Anteil vom Boden und dem komplementären %-Anteil (100% = Plancksche spektrale Leistungsdichte bei 15°C) auf der Atmosphäre zusammen. Der %-Anteil aus der Atmosphäre nimmt zu /vom Boden ab je größer k wird.
In allen drei Fällen einer isothermen Atmosphäre strahlt die Erde gleichviel ins All. Die THE-Wirkung benötigt ja einen Temperaturabfall nach oben, egal ob konvektiv oder radiativ.
War etwas viel für Sie, aber das sieht man ja an der Schwarzschildschen Gl. und ist eh anschaulich klar: wenn alles im thermischen Gleichgewicht bei konstanter Temperatur ist, muß die Systemoberfläche (TOA) nach außen gemäß Kirchhoff dieselbe Leistungsdichte abgeben, egal, wie sich das System „THG-mäßig“ zusammensetzt.
Warum ist aber die isotherme Atmoshäre in natura nicht realisiert? Weil die Wärmeleitung durchs Gas zu klein, und der „Widerstand“ durch Strahlung und Konvektion zu groß ist, um einen hydrostatischen Gleichgewichtszustand hinzubekommen.
Deswegen haben „dicke“ Atmosphären (bei gleichen THG- Konzentration) einen stärkeren THE.
Sie gehen wohl von dem Spezialfall einer auf die Tropopausentemperatur abgekühlten isothermen Atmosphäre aus. Auch da gelten a) bis c).
Der Fall a) dann wäre der Gleichgewichtsfall einer Atmosphäre ohne THGs.
Sicher. Aus der (Quasi)Konstanz der Abstrahltemperatur folgt ja das global warming, wenn Sie mit Abstrahltemperatur die effektive meinen.
Haben sie eigenlich keinen Respekt?
Nicht mal vor sich selber?
Ich glaube nicht.
Wenn sie aufhoeren zu Wafeln kanns weiter gehen.
Hier haben sie noch selbst gesagt:
Und hier behaupten sie das
Die Treibhausgaskonzentration nimmt uebrigens nicht ab. Auch da liegen sie falsch.
Mehr hab ich nicht gelesen. Sie sollten sich mehr besinnen und sich selbst und ihrem Wissen Respekt zollen.
Das workt sich dann positiv aus, auf was sie schreiben.
Ok ich habe noch mehr gelesen.
Immerhin haben sie ja weitergedacht:
Punkt 1 dF/dz = (sigma×T^4-F)×rho×k. Da kommt die Dichte vor! Ueberraschung! Also Dichte spielt eine Rolle fuer Abstrahlung und das Absorbieren? Na sicherlich haben die Treibhausgase keinen direkten Einfluss auf die Dichte. Was hat denn Einfluss auf die Dichte?
Frage hat eine isotherme Atmosphaere einen Dichtegradienten?
Punkt 2
Sie sind ein Schmuckstueck! Durch schlechte Waermeleitung gibt es keinen Gradienten? Sie haben ja ausfuehrlich erklaert wie sich die Situation darstellen koennte wenn die Waermeleitung super waere!
Warum sagen sie dann in Punkt 3 nicht was los ist:
Der Waermeleitungswiderstand in der Atmosphaere ist so gross! Sie sagen doch selber Waerme wird durch Konvektion und Strahlung transportiert. Waermeleitung lassen sie weg, weil es angeblich keinen Rolle spielt, nur es scheint das es der groesste Widerstand ist!
Denken sie noch mit?
Was bezeichnene sie als a)?
Falls ich sie richtig verstehe sagen sie der Boden strahlt mit 390 W/m2 und an der Obergrenze auch.
Aber wie soll das gehen? Jetzt kuehlen sie die Erde aus! Es kommen denke ich doch nur 240 W/m2 an. Dann strahlt der Boden auch nur mit 240W/m2 weil die theoretisch gemittelten Strahlstroeme muessen sich doch ausgleichen.
Sehen sie wie wichtig die geringe Waermeleitfaehigkeit ist, um unserer Atmosphaere zu einer guten Isolation zu machen?
Bonus, sie habe auch an die Verdopplung gedacht!
Werner Schulz schrieb am 20. Juli 2022 um 17:06
Wow, nach 16 Tagen haben Sie gemerkt, dass da die Dichte vorkommt? Und sind überrascht? Warum überrascht mich das nicht …
Oh ich dachte die Ueberraschung war fuer Herrn Heinemann, der immer noch damit Probleme hat, festzustellen was die Ursache fuer den Temperaturgradienten ist.
Ihre Ueberraschung ist aber gespielt, sehe ich an ihrem Post. keine Substanz!
Werner Schulz am 20. Juli 2022 um 21:34
Wenn Sie ausgespielt wurden, werden Die bissig. Ich erklären Ihnen die ganze Zeit, dass die Ursache für konvektive Umwälzung (die dann wegen des isentropen Vorgangs derselben mit einem konstanten Temperaturgradienten erfolgt) der Strahlungstransport ist. Also, veräppeln Sie sich nicht selbst.
Noch etwas: einen Temperaturgradienten hat auch die gekrümmte Temperaturkurve bei rein radiativem Transport, nur eben keinen konstanten. Nur, damit Sie Ihre Wortwahl präzisieren. Sie ist so streng genommen sinnlos. Aber mittlerweile weis ich, wie Sie es meinen.
Herr Heinemann,
die Frage ist nicht was die Konvektion ausloest, sondern ob die Hauptmasse der Gase in der Atmosphaere sprich Stickstoff und Sauerstoff daran beteiligt sind!
Falls sie wissen wollen warum das wichtig ist, weil sie nachweisen wollen das die Temperaturen an der Oberflaeche ohne Stickstoff genau so sind, wie mit Stickstoff.
Sie duerfen die gleiche Masse an CO2 in der Erdatosphaere lassen.
Welcher Dichtewert wird denn bei Schwarzschild verwedendet?
WErner Schulz am 20. Juli 2022 um 16:40
Herr Schulz,
Sie übernehmen sich, wenn Sie mit jedem Fachkundigen haarkleinig jede Erklärung anzweifeln und darüberhinaus noch absurde eigene „Theorien“ entwickeln. Sie haben den Faden verloren. Und vielleicht geht es alleine schon besser, wenn nicht jede Ungenauigkeit oder Fehler von Ihnen als Trick oder Unlogik interpretiert wird, sondern als menschliche Normalität. So würde jeder Mensch, der den Inhalt bislang verfolgt hat, bei meinem Satz
„dass die Luftdichte und damit die Treibhausgaskonzentration nach oben abnimmt.“
schließen können, dass ich hätte schreiben müssen „bei konstanter Treibhausgaskonzentration die Treibhausgasdichte nach oben abnimmt“. Sie nicht! Sie nehmen dies lieber als Vorlage, um mir kognitive Schwächen zu unterstellen. Und dies machen Sie mit jedem, der Ihnen etwas erklären, was Sie nicht verstehen wollen. Haben wir’s jetzt?
Beispiel 2 – Temperaturabhängigkeit in der Schwarzschildgl. Dass ist dazu überhalb noch eine Erklärung abgab, ist reine Freundlichkeit. Die Frage ist schließlich mit der Gl. selbst beantwortet: dF/dz = (sigma×T^4-F)×rho×k, T ist die Temperatur, gell?
A. und B. sind korrekt. Sie wissen, wie Sie B mit modtran verifizieren können, oder fragen Sie Happer.
p= Dichte×R×T, daraus folgt die Antwort auf Ihre Frage (bitte Anspruchvolleres)
Oje, Sie glauben also, einen Temperaturgradienten mit nach oben abfallender Temperatur gäbe es immer? Die reale Atmosphäre wie auch die Standardatmosphäre widerlegen Sie.
Wenn Sie meinen, ich solle in „Ersatzschaltbildern“ denken, soll muß ich Sie enttäuschen. Brauche ich nicht, und sie können leichter falsch als hilfreich sein.
Demonstration: Sie haben wohl die Vorstellung im Kopf, dass „Strahlungswiderstand“, „Konvektionswiderstand“ und „Wärmeleitungswiderstand“ den Wärmefluß zwischen Erdboden und All regeln und die Temperatur in diesem „Ersatzschaltbild“ die Rolle der Spannung hat.
Die Wärmeleitung ist gering, also der Wärmewiderstand „so gross“, sagen wir praktischerweise unendlich. Ja, wie sind diese Widerstände denn nun zwischen Erdboden und All „verdrahtet“? Seriell, parallel…?
Und was ist vorgeben? „Strom“ oder „Spannung“, oder gibt in Wirklichkeit die Natur in unserer Atmosphäre nichts von beidem vor aber dafür was anderes? Tja, die „Ersatzschaltbilder“ schränken den Denkrahmen zuweilen zu weit ein…
Nicht ganz. Den Fall dürfen Sie durchrechnen.
Ich habe – wie deutlich zu sehen ist – drei andere Fälle durchgespielt, nämlich wenn in allen drei Fällen die Atmosphäre überall (isotherm) dieselbe Temperatur wie der Boden hat. Eine isotherme Atmosphäre ist jedoch wie gesagt ein Gedankenexperiment. Isotherm würde sie werden, wenn z.B. wie bei Ihrer Hinführung der „Wärmeleitungswiderstand“ null würde (Kurzschluß).
Aber „Wärmeleitungswiderstand“ gleich null reicht ja nicht aus, um das Gedankenexperiment physikalisch auch komplett zu definieren, denn damit alleine wird ja nicht bestimmt, wieviel Energie direkt vom Erdboden und wieviel aus der Atmosphäre ins All geht. Sie müssen zusätzlich noch definieren, ob dann THGs in der Atmosphäre sind oder nicht.
Im übrigen kann man den THE auch sehr gut anhand einer grauen Atmosphäre erklären, die spektrale Signatur (Trichter oder nur gleichmässig grau) spielt grundsätzlich ja keine Rolle, Sie wissen das?
Häh, das ist natürlich die Dichte des Absorbers (hier der THGs)!! Was denn sonst? Formeln sind für Sie böhmische Dörfer?
Mit dem Absorptionskoeffizienten k, weil k als „Materialkonstante“(der THGs) üblicherweise in m2/kg angegeben wird, wird mithin rho×k die Einheit 1/m hat, also die reziproke Absorptionslänge ist. Mit sinkender Dichte rho (der THGs, nicht deren Konzentration, ich bitte um Nachsicht ob meines schlimmen Fehlers vorher, bitte bitte) nimmt also die Absorptionslänge zu, was zur Berechnung der optischen Tiefe benutzt wird.
Ums gleich vorwegzunehmen, die THG dichte ist bei gegebeber THG Konzentration durch die Luftdichte und die wiederum bei gegebnem Druck ist von der Lufttemperatur abhängig. Somit muß bei der Berechnung des Strahlungstranports in der radiativ-konvektiven Schicht, der Strahlungstransport selbstkonsistent an das dann lineare Temperaturprofil angepasst werden, sodass immer noch die Randbedingungen erfüllt werden. Die Selbstkonsistenz hatte ich schon öfter erwähnt. Ich hoffe, Sie kapieren endlich, was damit gemeint ist.
Das, was ich dazu geschrieben habe, man lese.
Wenn Sie diesen Realwert von 240 W/m2 als Randbedingung für unser Gedankenexperiment der isothermen Atmosphäre ansetzen wollen, ja, dann kühlt die Erde ab.
Schön, dass Sie also dieses Grundprinzip beim THE nach Jahren dann auch verstanden haben – weniger rein als raus bedeutet Abkühlung.
Na, wie soll das denn dann gehen, der Boden ist doch 15°C warm? Nein, er kühlt erstmal ab, damit die Erde überhaupt ins Strahlungsgleichgewicht bei dann tieferen Temperaturen kommt, so läuft’s.
Sie wissen schon, Strahlungsgleichgewicht der Erde mit ihrer Umgebung und bei gleichzeitger Abkühlung oder Erwärmung der Erde beim Fehlen weitere externer Energiequellen verletzt den Energieerhaltungssatz.
Wie Sie jetzt selber beipflichten, macht diese Isolation der THE.
PS arbeiten Sie die Fälle a) bis c) gündlich durch, daran können Sie noch kräftig dazulernen. Sie sind ja eben doch noch schwammig. Die Physik sitzt noch nicht bei Ihnen, das merke ich. Sie sind mit dem Überfliegen schon überfordert und haben die Testfragen nicht beantworten.
Herr Heinmann,
ihre Arroganz ist eine Zumutung. Ihre ‚wissenschafltiche‘ Arbeit scheint hormonell gesteuert zu sein.
Daher nur soweit zu ihrer Erkenntnis:
Ob ich das weiss? Aber klar ich war derjenige, der es ihnen beigebracht hat!
Im Uebrigen haben sie das Wort „Widerstand“ eingebracht. Daher ueberlasse ich Ihnen das weitere Denken.
Warum sie allerdings fragen ob die Widerstaende Parallel sind oder in Reihe und was gegeben ist, Spannung oder Stromstaerke, weiss ich nicht. Wenn das nicht klar ist, haben sie sicherlich nicht mehr weit zu denken, aber ein bisschen noch.
Lezte Erklaerung, ja klar sind in der fast Isothermen Atmosphaere, ich wuerde den Kurzschluss vermeiden wollen, strahlungsaktive Gase drin.
Wenn eine Satellitenaufnahme mit: „EUMETSAT Global Surface Upwelling Longwave Radiation, Jan 1982.“ beschriftet ist, nehme ich an, daß dieser Eumetsat-Satellit diese Upwelling Longwave Radiation registriert hat, was denn sonst? Dazu benötigt ein Satellit auf Polbahn in grober Darstellung normalerweise 12 Umläufe.
Aber eine Messung einer TOA-Strahlung? Wie soll das gehen und woraus sollte die bestehen, als aus dem, was von unterhalb kommt? Lokal TOA ist nichts von sich aus strahlendes vorhanden, weil es sich eben bereits ums Weltall handelt. Jeder Satellit mißt nach unten, über eine Infrarotoptik, wie eine Infrarotkamera. Die kann nicht zwischen TOA und Surface unterscheiden, die schaut einfach nach unten, hat eine bestimmte Brennweite, die den Bildkreis bestimmt und mißt, was kommt.
Die einzige Messung, die Höhen unterscheiden kann, ist die der UAH-Satelliten, weil die die Strahlung des Sauerstoffs zwischen 50 und 60 GHz-Band höhenabhängig messen, also Atmsophärentemperaturen und nicht die eigentliche Infrarotabstrahlung oberhalb von ca. 4 µm der Oberfläche.
Was also wirft man mir hier vor? Das EUMETSAT-Bild ist doch ein Falschfarbenfoto der Erde im Infrarotbereich. Und es zeigt, daß jedes Gebiet mit dem Spektrum strahlt, das tatsächlich ab Oberfläche abgestrahlt wird. Es stimmt also mit dem Faktum überein, daß das sog. atmosphärische Fenster Wellenlängen zwischen ca. 8 und 13 µm passieren läßt, was den wesentlichen Bereich der Oberflächentemperaturen voll abdeckt. Auch mit viel Phantasie läßt sich daraus keine Interpretation ableiten, daß die Erde eigentlich per „Kugelintegral“ von 240 W/m² abstrahlt!
Ich habe nichts behauptet, was nicht belegbar ist, beim Satellit der EUMETSAT-Link, beim Perpetuum Mobile Vergleich die allgemein bekannte Darstellung nach TK97!
Wer mich also widerlegen will, müßte beweisen, daß das Satellitenbild nicht vom Satellit aufgenommen wurde, sondern woher auch immer sonst stammt. Und er müßte eine Erklärung abgeben können, wie bei TK97 aus 239/240 W/m² Zustrahlung ohne Zusatzenergie 390 W/m² Abstrahlung werden können.
Ich finde es jedenfalls lustig, daß man hier von einigen (immer den selben) besonders dann nach allen Regeln der Kunst angegriffen wird, wenn man die Wirklichkeit beschreibt!
Schönen Tag noch …
stefan strasser am 19. Juli 2022 um 10:06
EUMETSAT ist erst mal nur ein Acronym für „European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites“. Der Datensatz, aus dem das Bild stammt, schreibt zu den Surface-Daten: „The surface outgoing longwave radiation is basically based on respective ERA-Interim data corrected for differences in terrain elevation and spatial resolution.“ Und ERA-Interim sind Analyse-Daten, die aus allen möglichen Beobachtungen gewonnen werden.
Es wird ein Papier referenziert, dass genauer beschreibt, wie der Datensatz erstellt wird. Dort wird unter anderem beschrieben, welche Sensoren die für den Datensatz verwendeten Satelliten haben (10.50µm–11.50µm und 11.5µm–12.5µm – in beiden Bereichen kommt die Strahlung des Erdboden relativ ungehindert ins All (siehe atmosphärisches Fenster)). Es kann also sein, dass die genau das gemacht haben, was Sie sonst immer machen – aus den Intensitäten, die in dem Bereich zu sehen sind, auf die Bodentemperaturen schlussfolgern. Vielleicht haben Sie da mit ERA-Interim Daten kombiniert, um z.B. Wolken auszuschliessen … Daher mein Hinweis, erst mal genauer nachzulesen, was hinter diesem Datensatz steht …
Genau das ist die Strahlung an TOA – das, was man dort oben sieht, wenn man nach unten schaut. Und da sieht man eine Mischung aus Strahlung von der Oberfläche und aus verschiedenen Höhen der Atmosphäre …
Es ist ein Bild der Erdoberfläche im Infrarotbereich. Es ist nicht das, was ein Satellit direkt sehen kann. Der kann nur Bereiche direkt sehen, die durchs atmosphärische Fenster dort oben sichtbar sind.
Die Erdoberfläche strahlt im Bereich von 3µm bis 70µm …
Vielleicht sollten Sie das weniger als Angriff und damit als Bedrohung auffassen. Wir diskutieren über die Sache, da kann man ganz entspannt und offen auf die Argumente eingehen. Und zum Beispiel gemeinsam genauer herausbekommen, wie denn die Daten der EUMETSAT ermittelt wurden und ob bzw. wie das mit der sonst postulierten Absorption durch Gase in der Atmosphäre zusammenpasst…
Ich schrieb:
Ich bin noch über ein aktuelleres Dokument gestolpert, dass genauer beschreibt, was getan wird: „EUMETSAT Satellite Application Facility on Climate Monitoring – Algorithm Theoretical Basis Document – CM SAF Cloud, Albedo, Radiation data record, AVHRR-based, Edition 2 (CLARA-A2)“, 3.2.2 SOL Algorithm. Bestätigt im wesentlichen, dass die Abstrahlung der Erdoberfläche von ERA-Interim abgeleitet wird …
Ich glaube ja Herr Strasser hat längst verstanden, dass man durch die IR-Strahlungsfenster die Erdbodentemperatur von Satelliten aus bestimmen kann und in den Bereichen, wo die Atmosphäre am stärksten Wärme-undurchlässig ist die Wärmeabstrahlung aus der oberen Atmosphäre ins All. Da dies möglich ist, kann Herrn Webers Theorie schon nicht stimmen. Wenn die Atmosphäre Wärme zurückhalten kann, sind Herrn Webers 15°C ohne Treibhauseffekt obsolet.
Das ist auch schon wieder so ein Konstrukt.
Physikalisch ist es so, das die Atmosphaere Materie ist und eine Waermemenge enthaelt. Was soll dieses „Zurueckhalten“ denn sein?
Die Erdatmosphaere mag ja Strahlung durchlassen oder nicht, aber ist das was besonderes? Feste Materie macht das meistens auch nicht. Und wenn sie dann Waerme zurueckhaelt, wonach gucken wir dann?
Immerhin transportiert die Atmosphaere Waerme recht gut durch Konvektion und auf der Erde offensichtlich in der Troposphaere durch Latente Waerme. Wo haelt sie also Waerme zurueck?
Und warum kommt keiner auf die Idee die geringe Waermeleitfaehigkeit als „Zurueckhalten“ von Waerme zu postulieren?
Herr Krueger,
haben sie dazu ein paar Antworten?
@Werner
Also ist die Atmosphäre für Sie doch im IR und für Wärmestrahlung transparent?
Und Wolken lassen am Abend und in der Nacht auch Wärmestrahlung ungehindert ins All durch?
Krueger,
sie trollen!
Herr Krüger, die meterologische Temperatur auf der willkürlich festgelegte Höhe von 2 Meter ist von vielen Wärmetauschprozesse zwischen Boden, Wasser, Luft und Wolken abhängig, wobei die Strahlung den geringsten Teil ausmacht. Daher ist es albern, alles auf eine simple Strahlungsformel zu reduzieren und den Rest weglassen, weil man es nicht versteht.
Man kann davon ausgehen, dass der Mond die gleiche Strahlungsintensität abbekommt, da müssten ja die gleichen Temperaturverläufe herrschen! Ist aber nicht! Dass die Strahlungsintensität in W/m2 für die Erwärmung nicht maßgeblich verantwortlich ist, können Sie feststellen, wenn Sie barfuß über die Terrasse zum Rasen laufen. Ohne Thermometer!
@Georgiev
Kommt bei Herrn Weber leider alles nicht vor. Die Sonne alleine kann seiner Meinung nach den Erdboden auf 15°C erwärmen im globalen Durchschnitt. Ohne verstärkende Effekte auf der Erde und in der Atmosphäre.
Da haben Sie Recht, ich stimme Herrn Weber diesbezüglich auch nicht zu.
Ich finde die ganze Strahlendiskussion überflüssig, da fast alle die wichtigsten Prozesse ignorieren.
Müller
Natürlich nehme ich an, daß ein Satellit eine Darstellung, die von ihm abgeleitet wird, auch so messen kann, daß man eine Aussage darauf aufbauen kann. Wenn man nur von 10.50 µm–12.5 µm kontinuierlich mißt, kann man die Kurve gem. Planck extrapolieren, um Rückschlüsse zu ziehen, aber okay.
Wie messen aber jene Satelliten, die die 240 W/m² Aussage stützen? Welche Wellenlängen messen sie? Jedenfalls hat ein Spektrum, welches überwiegend (also im Mittel) 240 W/m² repräsentiert, zwischen 10.50 µm–12.5 µm einen anderen Verlauf als bei den tatsächlichen Oberflächentemperaturen, die sich ortsabhängig ununterbrochen dynamisch ändern. Auch wenn diese höhenkorrigiert, sphärisch korrigiert und teilweise ggfs. extrapoliert sind.
Und wenn ein 240 W/m² Spektrum garnicht kontinuierlich wäre, sondern irgendwie zusammengesetzt, dann müßte erst recht eine Meßabdeckung über das gesamte Spektrum erfolgen, um Aussagen treffen zu können.
Ganz handelsübliche Wärmebildkameras arbeiten durchgängig zwischen ca. 3,5 bis 15 µm, wieso sollte man sowas nicht auch im Satellit realisieren können?
Aber ich gebe natürlich gerne zu, für eine endgültige Meinungsbildung benötigt man die genauen Arbeitsweisen der beteiligten Satelliten.
stefan strasser am 19. Juli 2022 um 14:11
Der Text zur Abbildung, die Sie verlinkt haben, und das Dokument, das ich dazu verlinkt hatte sagen aber aus, dass die Daten für die Abbildung von ERA-Interim stammen. Wir brauchen also erst mal nicht weiter darüber philosophieren, ob diese Daten von einem Satelliten gemessen werden konnten.
Das könnten Sie doch recherchieren. Z.B. wird für die ERBE-Satelliten ein Messgerät ausgewiesen, das langwellige Infrarotstrahlung im Bereich von 5µm bis 200µm misst. Das deckt wohl das ganze Band der thermischen Emissionen ab …
Zur Frage der Satellitenmessung eine Darstellung aus Happers Studie, wo links berechnete Spektren dargestellt sind und rechts gem. Bildunterschrift von Satelliten gemessene.
Genau solche Spektren hatte ich im Sinn, als ich annahm, die Eumetsat-Darstellung basiere auf Satellitenmessungen. Sollte das nicht der Fall sein, weil „ERA-interim“ zu 100% landgestützt ermittelt wird, basierte meine Eumetsat-Diskussion auf einem Irrtum, mea culpa …
Das ändert aber nichts an meiner Annahme, was auch die Happer-Spektren zeigen, daß man per Satellit offenbar sehr wohl Oberflächentemperaturen in einem weiten Temperaturbereich exakt spektral messen kann. Bei Happer sind das Sahara (+47°C), Mittelmeer (+15,5°C) und Antarktis (-83°C) mit ganz vollständigen Spektren.
Und genau darum ging es mir: woher kommt die Behauptung, im Mittel wären es TOA 240 W/m², was einer Abstrahltemperatur ins All von -18°C entspräche? Weil auch die Happer-Satelliten befinden sich TOA bzw. schauen auf TOA hinunter.
stefan strasser schrieb am 20. Juli 2022 um 10:50:
Welchen Energiefluss sehen Sie denn in den einzelnen Graphen?
Die Einheit der Größe an der y-Achse dürfte
für spectral intensities sein. Um auf den Energiefluss zu kommen, müßten Sie also über alle Frequenzen integrieren (die Fläche unter der schwarzen Kurve bestimmen) und dann auch noch über den Halbraum integrieren (um die 
loszuwerden). Dann haben Sie den tatsächlichen Energiefluss, der da oben vom Satelliten beobachtet wird und der ist offensichtlich kleiner als der Energiefluss, der vom Boden weggeht (die Fläche unter der roten Kurve).
Und wenn Sie diese Messungen über die gesamte Erde machen und mitteln – dann kommen Sie auf 240W/m² im Mittel (über einen längeren Zeitraum, länger als ein Jahr …). Das wäre es einfacher, in Bild 7 zu schauen, dort stehen die Energieflüsse direkt drin – 394W/m² am Boden und 277W/m² in der Höhe (warum 277 statt 240 sehe ich auf die Schnelle nicht …)
https://www.spectralcalc.com/blackbody_calculator/blackbody.php
Da können Sie zu jedem Spektrum alle Details ermitteln und auch die verschiedenen Darstellungsformen untereinander konvertieren (Wellenzahl, Wellenlänge, Frequenz).
Das ermittelt Ihnen auch das Integral insgesamt und in den Raumwinkel sr und auch Teilintegrale, wenn Sie die entsprechenden Grenzwerte eingeben, usw.
stefan strasser schrieb am 20. Juli 2022 um 18:10
Haben Sie die Seite wirklich schonmal benutzt? Dort können Sie sich zu einem Schwarzkörper mit bestimmten Eigenschaften ein Spektrum ausgeben lassen … Sie können aber nicht zu einem gegebenen Spektrum den Energiefluss ermitteln. Man kann die Seite also benutzen, um sich Informationen zu den rot gestrichelten Kurve zu verschaffen. Aber wir sind ja gerade an den schwarzen Kurven interessiert, die von den Satelliten gesehen werden …
Zur Studie von Herrn Happer können Sie hier:
https://arxiv.org/pdf/2006.03098.pdf
nocheinmal nachlesen.
Figure 15 zeigt die Gegenüberstellung Berechnung und Messung. Welcher jedoch die Fehlertoleranz der Berechneten Werte fehlt.
Auch macht Herr Happer darauf aufmerksam, dass seiner Berechnung der Einfluss von Wasserteilchen „moisture“ fehlt und diese nur für wolkenlosen Himmel gültig ist. Also der Aspekt der Wolkenbildung
https://publikationsserver.tu-braunschweig.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dbbs_derivate_00001273/Document.pdf
als exothermer Vorgang ausgeschlossen ist.
inwiefern die adiabaten zustandsänderungen der Luft den Vorgang also abbilden bleibt unerschlossen, auch, weil als Oberflächen Temperatur wohl diejenige welche in 2m Höhe altitude verwendet wird anstatt der wahren abstrahltemperatur.
Siehe Hamburger Wettermast
https://wettermast.uni-hamburg.de/frame.php?doc=Zeitreihen48h.htm
schwarzer Graph gegenüber dunkelgrünem Graph!
Es wird also Temperatur aus Strahlung vernachlässigt, was sich am Ende zu Gunsten eines Einfluss von CO2 IN DER Berechnung niederschlägt. Denn die Surfacetemperatur ist real eine Höhere als die in den Berechnungen verwendete.
@strasser & Werner
Mal eine Grundsatzfrage an Sie beide. Ist die Atmosphäre Ihrer Meinung nach für Wärmestrahlung transparent und Wolken, Wasserdampf … haben keinen Einfluss auf die Wärmeastrahlung der Erde ins All?
Krüger
Wie kommen Sie auf so eine Unterstellung?
Jedes Spektrum aus Satellitensicht zeigt entsprechende Eindellungen. Nur kann eine Absortption ein Molekül nur dann wärmer machen, als es ist, wenn die entsprechende Energie je Molekül ausreicht, dies auch zu tun.
Ein CO2 Molekül, das sich in einer Lufttemperatur von z. B. 20°C befindet, könnte nur dann strahlungsbedingt wärmer werden als 20°C, wenn jener Bereich des Bodenspektrums um 15 µm, das absorbiert wird (z. B. 14 – 16 µm), leistungsmäßig so groß wäre, daß dies energetisch möglich wäre. Weil aber der Boden auch eine ähnliche Temperatur wie die Luft hat und der Bereich um 15 µm nur ein winziger Teil der gesamten Strahlungsenergie bei dieser Temperatur ist, empfängt das Molekül zwar Strahlung, es erwärmt sich aber nicht zusätzlich, auch hier gilt der 2.HS.
Bei 20°C Bodentemperatur ist die Abstrahlung gesamt gem. Planck 418 W/m², in den Raumwinkel sr werden davon 133 W/m²/sr gestrahlt und der spektrale Bereich zwischen z. B. 14 und 16 µm strahlt in den Raumwinkel nur mit ca. 12 W/m²/sr. Das ist weniger als 1/10 jener Leistung, die bei idealer Strahlungsübertragung 20°C beim Empfänger ermöglichen würde.
Sprich, ein Molekül erwärmt sich nur dann, wenn die zugeführte Wärme=Energie ausreicht, es wärmer zu machen als es ist, weil andernfalls Wärme von Kalt nach Warm flösse!
Wie gesagt, Wärmequelle ist die Sonne und nicht die Atmosphäre. Die Sonne ist nun mal heißer als die Atmosphäre und erwärmt den Erdboden. Nun kommt ein Großteil der Sonnenwärme aber nicht mehr raus, aufgrund von Wolken, Wasserdampf … Frage, was passiert dann am Erdboden, wenn diese Faktoren zunehmen?
A: Die Temperatur am Erdboden bleibt gleich?
B: Die Temperatur am Erdboden sinkt?
C: Die Temperatur am Erdboden steigt?
Herr Krueger,
koennen sie beziffern was sie meinen “ Ein Grossteil der Waerem“ kommt nicht wieder raus?
Ich dachte es sind fuer sie 240 W/m2 umgerechnet mit Zeit und Flaeche rein und auch wieder raus.
Was wird denn ihrer Meinung nach von dieser von der Sonne stammenden Waerme zurueckgehalten?
100%
Herr Krueger,
mal ne Grundsatzantwort. Wie kommen sie darauf das Wolken und Wasserdampf keinen Einfluss haben sollen?
Fragen zurueck:
1. Wenn sie Atmosphaere sagen, was meinen sie?
2. Was halten sie von Streustrahlung oder Refraktion?
3. Meinen sie mit Waermestrahlung nur Infrarot?
4. Zaehlt Stickstoff mit zur Atmosphaere?
5. Wie wirken sich ihrer Meinung nach hohe oder tiefe Wolken aus?
6. Bei welcher Hoehe aendert sich die Wirkung und warum und ob ueberhaupt?
7. Ist Wasserdampf das wichtigste „Treibhausgas“? Wenn ja warum?
8. Denken sie CO2 interagiert nicht mit Waermestrahlung?
Vielleicht helfen ihnen diese Frage ihren eigenen Kopf aufzuraeumen, von dem was sie denken, das ich das denke!
Werner, wie gesagt, wenn Wolken, Wasserdampf … Wärmeabstrahlung, des von der Sonne erwärmten Erdbodens zurückhalten können, was passiert dann, wenn diese Faktoren zunehmen? Und was sagt das dann über Herrn Webers Modell aus? Bei Herrn Weber im Modell spielt die Atmosphäre ja keine Rolle.
Herr Krueger,
Was passiert denn dann?
Ohne Atmosphaere gibt es diese „Faktoren“ doch gar nicht?
Sie bauemen sich an den falschen Sachen auf.
Ohne Sonne kann auch Wasserdampf nischts. Da kann auch die Atmsophaere nicht so viel.
Wollen wir darueber noch diskutieren? Wirklich?
Es geht um den Atmosphaerischen Effekt. Und da muss man fesstellen, das die Sonne nur Tags einstrahlt, sonst stimmt das ganze Model nicht. Wenn ihr Model sagt, die Sonne kann die Erde nicht erwaermen oder scheint immer auf die gesamte Erdoberflaeche, dann ist es falsch. Ende
Wo sind eigentlich die Grenzen zum Troll?
vs
Die Begriffe Mittel und permanent sind offensichtlich nicht äquivalent. Aus dem zeitlichen und räumlichen Mittelwert bzw. der Summe einer Größe läßt sich ohne Zusatzinfos überhalb nichts über die zeitliche und räumliche Verteilung der Größe ablesen. Somit auch nicht, ob die Größe permanent den Mittelwert hat. Dieser Schluß ist falsch.
Ich glaube nicht, dass Herr strasser dies nicht weiß. Schließlich lernt man die ersten Schritte zur Datenverarbeitung schon in der Grundschule. Also, was soll das? Ist das Trollen?
Und was ist das? Herr strasser wundert sich, dass die Satellitenmessung der Strahlungsabgabe am Boden (surface) nicht die Strahlungsabgabe an der TOA zeigt. Ernsthaft?
https://www.cen.uni-hamburg.de/en/icdc/data/land/eumetsat-clara2-surfaceradiance.html
Man muss sich fragen, wo der Sinn dieses Blogs mit solchen Teilnehmern ist (ist rhetorisch, denn die Antwort ist ja – zumindest für mich – ganz offensichtlich)
Die „Treibhausjünger“ vertreten wie es scheint die Meinung, der Erde werden TOA über sphärische 360° netto permanent 240 W/m² zugeführt und genau diese 240 W/m² werden permanent TOA auch wieder über 360° abgestrahlt.
Zusätzlich meinen sie aber, so eine Abstrahlung von 240 W/m² könne nur dann stattfinden, wenn ab eigentlicher Erdoberfläche permanent eine wesentlich höhere Leistung abgestrahlt wird, nämlich 390 W/m², weil die Differenz zu 240 W/m², also ca. 150 W/m², permanent in der Atmosphäre am Weg nach TOA durch Gasabsorption verloren gehen.
Es müssen also zunächst nach dem Prinzip Perpetuum Mobile zusätzliche 150 W/m² aus den TOA angeblich wirkenden 240 W/m² „herausgeholt“ werden, was dann die 390 W/m² ergibt, damit diese 150 W/m² danach wieder reziprok in den Treibhausgasen spurlos verschwinden können.
Sowas wird offensichtlich von 97% – 99% der „Konsensklimatologie“ innerhalb der bekannten Physik für möglich gehalten. Es erhebt sich also die Frage, was ist da wo großflächig schiefgegangen?
„99% liegen falsch nur ich bin richtig!“ …sagte der Geisterfahrer kuz vorm Crash….
So lange sie einfache physikalische Experimente nicht nachvollziehen können (wie in SEHR VIELEN anderen Kommentaren belegt) – und die Strasser’sche Strahlenkanone nicht patentiert wurde, nimmt sie offensichtlich nicht einmal bei EIKE jemand ernst. Sie wiederholen tageintagaus denselben nonsense – merken sie das nicht?
strasser
Sie sind also der Ansicht die Erde mit 15 Grad strahlt gemäß S-B dann auch durch die Atmosphäre mit 390 W/m2 ins All ab? Wolken und Wasserdampf … haben da überhaupt keinen Einfluss auf die Wärmeabstrahlung? Wirklich?
Schauen Sie mal hier
https://www.icloud.com/iclouddrive/09beYcvvLqPTQAy6jCXh6pitA#Radiation_SouthPole_July_22
Herr Strasser.
Dort sieht man im Diagramm, daß bei Null Sonneneinstrahlung, also am Südpol zur Winterzeit dennoch eine Von Null verschiedene Strahlung(downwelling Infrared)aus der Atmosphäre kommt, also dem Planeten Wärme zuführt, die erheblich von der Hintergrundstrahlung positiv ist.
Es sind wohl die etwa 150 W/qm, die Sie suchen. Die Sonne braucht also die Erde nicht von 0K aufzuheizen, sondern von eben diesem Level, der in der Antarktis zur dortigen Winterzeit herrscht. Weiter kühlt die Erde nicht ab, weil sie von einer Hülle aus Stickstoff umgeben ist, der nunmal offensichtlich keine tieferen Temperaturen zulässt!
Dieses downwelling infrared wird dann vom Eis und Schnee in der Antarktis reflektiert, was als up-welling infrared gemessen wird.
Sie können die Messungen und Das Diagramm hier
https://gml.noaa.gov/dv/iadv/graph.php?code=SPO&program=g-rad&type=dr
bei der NOAA einsehen und bedienen.
So weit richtig, aber bei dieser Aussage:
muss man hinzufuegen, das das Eis selber auch Strahlung abgibt. Und der reflektierte Teil hat keinen Anteil an der Temperaturbildung.
Der absorbierte Anteil wiederum verringert den Waermeverlust. Eventuell, bei entsprechender Ausbildung der Temperaturen und Strahlstaerke, fuegt die Strahlung der Atmosphaere vielleicht sogar dem Eis Waerme zu.
Die Klimeunwissenschaft bezeichnet das einen negativen Treibhauseffekt. Ein Schelm wer darin eine Absurditaet sieht!
Werner Schulz am 18. Juli 2022 um 15:39
Sie haben Happer nicht verstanden. Statt mir frech etwas zu unterstellen, müssen Sie bei scheinbaren Widersprüchen fragen. Dumm für mich, dass ich den Buchstaben F für den Flux nach oben verwendet habe, während Happer in seiner Graphik mit F den Nettoflux nach oben minus nach unten (minus die Gegenstrahlung) benennt.
Oberhalb der Tropopause ist die Gegenstrahlung fast null, in der Troposphäre fällt sie von ca. 350 steil nach oben (gegen null) ab, was eh klar ist. Der nach oben fällt wegen der Absorption von 390 auf 240 ab. Daher ergibt sich für die Differenz eine kurve, die bei 40 am boden startet und in 240 ab der tropopause konstamt bleibt, also zunimmt. Happer bekommt andere Zahlen aber qualitativ dasselbe, weil er es an einem Ort der Erde und nicht global berechnet.
Probieren Sie es mit modtran aus, da bekommen Sie in etwa Happers Kurve hin, wenn Sie die downward und upward fluxes in verschiedenen Höhen berechnen und fürs netto voreinander abziehen.
Ich verstehe die Frage nicht. Gucken Sie einfach in die Schwarzschildgleichung. Das einzig temperaturabhängige Größe ist die Plancksche Strahlungsleistungsdichte B. Die ändert sich längs des Weges, wenn sich T ändert. Der Temperaturverlauf in einer Atmosphäre ist offensichtlich durch verschiedene Prozesse beeinflußt, siehe Verlauf in der Erdatmosphäre. Wenn jedoch nur Strahlungstransport vorliegt, so kann man ihn implizit aus der Strahlungstransporttgl. berechnen, siehe GoodyWalker.
Führt der Temperaturverlauf dazu, dass die Atmosphäre instabil wird und Konvektion ausgelöst wird, so stellt sich der lineare Temperaturgradient dort ein. Dadurch ändert sich wiederum der Strahlungstransport. Das System stellt sich dann so ein, dass die Randbedingungen erfüllt werden. Kurzum, in der Troposphäre löst man die Strahlungstranportgl. indem man das adiabatische Temperaturprofil nimmt, in der Stratosphäre setzt man vereinfach T=konst. an .
Herr Heinemann,
sie sagen:
Ich hatte ihnen gesagt, das sie genauer argumentieren muessen. Entschuldigung akzeptiert!
Da liegen sie falsch.
Das merke ich. Zu ihrer ersten Aussage stelle ich entgegen, das die „Gegenstrahlung“ abfaellt, weil die Temperatur abfaellt. Sie wissen Strahlstaerke und Temperatur sind ueber das SB Gesetz verbunden. Sie wollen doch sicher lich nicht behaupten die Temperatur nimmt ab weil die Strahlstaerke abnimmt?
Insofern die Frage also, wie siehts mit dem Strahlungstransfer aus wenn der Temperaturgradient fast nicht existiert?
Ich geben ihnen ein Beispiel wann das der Fall waere. Wenn die Waermeleitung so schnell waere, der der gesamte Waermestrom durch Waermeleitung passiert, dann haben sie eine fast isotherme Atmosphaere.
Strahlt die Atmosphaere dann noch ab, wo die Bedingungen aehnlich der Tropopause sind?
Mit der Lapserate und der Tropopausenhoehe, koennne sie eine theoretische Oberflaechentemperatur ermitteln, wenn sie die Abstrahltemperatur kennen?
Happer unterstellt seinem Modell ja auch nicht die Strahlungstemperatur, er rechnet vereinfachend mit der Meteorologischen Temperatur, wohl in 2m altitude gemessen, welche also nicht der Temperatur der Oberfläche entspricht!
siehe Seite 9 hier
https://arxiv.org/pdf/2006.03098.pdf
Dies gilt sowohl zu den Bedingungen Sonnenschein und Wolkenloser Himmel, wie auch des Nachts. Jeweils ist die Strahlungstemperatur verschieden und zwar des Tages über bei Sonnenschein erheblich — von bis zu 10 Kelvin mehr als in der Nacht.
siehe Hamburger Wettermast:
https://wettermast.uni-hamburg.de/frame.php?doc=Zeitreihen8d.htm
… es wird also tagsüber mit weniger Energie gerechnet als tatsächlich von der Oberfläche unseres Planeten Erde „verbraten“ wird. Wo sind also diejenigen Watts pro Quadratmeter zu finden, um die CO2 eine Erhöhung der Temperatur bewirken soll!
In welcher Höhe altitude ist die Strahlung beispielsweise in der Sahara, Death-Valley abgeklungen, so, dass sie die Messung der Meteorologischen Temperatur der Luft nicht mehr beeinflusst? Soll also heißen reichen die 2m altitude dort um den Strahlungseinfluß auszuschließen? Denn sonst rechnet man mit zu hohen Temperaturen der Luft für Lapse Rate und altitude der Tropopause.
Und wie Tropopause aussieht, können Sie hier
https://iacweb.ethz.ch/staff//sprenger/dynmet_HS10/Kapitel_09.pdf
gut nachvollziehen Herr Heinemann, es ist bei weitem eben nicht eine Luftschichten in ca. 10 km Höhe altitude!
Was ja auch das Wetter der vergangenen Tage hier in Deutschland gezeigt hat.
Geringe Feuchte der Luft zieht den Taupunkt zu tieferen Temperaturen. Es steht damit weniger Widerstand aus Kondensation von Wasserdampf und entstehender Kohlensäure gegen „Eindringen“ der kalten Temperaturen der Stratosphäre zur Verfügung.
Und zu Satellitenbilder kann man hier
https://myocean.marine.copernicus.eu/data?view=viewer&crs=epsg%3A4326&t=1641394800000&z=0¢er=227.49091%2C0&zoom=9.38&layers=W3siaWQiOiJjMCIsImxheWVySWQiOiJHTE9CQUxfQU5BTFlTSVNfRk9SRUNBU1RfQklPXzAwMV8wMjgvZ2xvYmFsLWFuYWx5c2lzLWZvcmVjYXN0LWJpby0wMDEtMDI4LWRhaWx5L2NobCIsInpJbmRleCI6MCwiaXNIaWRkZW4iOnRydWUsImxvZ1NjYWxlIjp0cnVlfSx7ImlkIjoiYzEiLCJsYXllcklkIjoiR0xPQkFMX0FOQUxZU0lTX0ZPUkVDQVNUX1BIWV8wMDFfMDI0L2dsb2JhbC1hbmFseXNpcy1mb3JlY2FzdC1waHktMDAxLTAyNC90aGV0YW8iLCJ6SW5kZXgiOjEwLCJsb2dTY2FsZSI6ZmFsc2V9XQ%3D%3D&initial=1
schön beobachten, welche Temperatur das Wasser der Ozeane hat, bis in 0,5 m Tiefe. Da zeigen sich am Äquator schon die 30°C, welche ich dann auch als OberflächenTemperatur des Wassers zuordnen würde.
Nur Wärmetransport durch Strahlung ist dort wohl wenig anzutreffen. Das meiste ist wohl durch Konvektion, dass dort die etwa 18 km Höhe altitude der Tropopause erreicht werden.
Neulen
Warum glauben Sie wohl, kühlt die Antarktis im Südwinter nicht tiefer ab, als sie es tut? Die Ursache ist nicht „Strahlung aus der Winternacht“, sondern die Anwesenheit von Atmosphäre, innerhalb der ganz normale thermodynamische Vorgänge herrschen.
Und weil die Atmosphäre der Antarktis von einer riesigen Menge wärmerer Luftmassen umgeben ist, strebt dieses Luftpaket thermodynamisch danach, ein Gleichgewicht anzunehmen. Das ist der selbe Vorgang, der zwischen normalen Hoch- und Tiefdruckgebieten stattfindet.
Sehe das ähnlich, Herr Strasser. Die Atmosphäre ist Isolierkörper in wärmetechnischer Sicht, aber auch als Isolierung hinsichtlich Strahlung. Beides. Man kann über den Anteil des atmospärische Fensters reden, bei dem der „Strahlungswiderstand“ fehlt oder so klein ist, dass er als fehlend angesehen werden kann.
Nehmen Sie ein 80° C warmes Rohr, darum eine Isolierung. An der Außenkante der Isolierung 25°C, die Umgebung 15°C. Übertragen auf die Erde sitzen wir fast ganz am Rohr mit fast ganz der Rohrtemperatur von 80°C. Wer käme auf die Idee, den Wärmeverlust des Rohres an genau dieser Temperatur von 80° festzumachen? Unsere Strahlungsphysikusse machen das….
Im Gegensatz zu Gammastrahlen, die reichlich untersucht sind, scheinen die Wellenlängen des sichtbaren Lichtes und des IR den Strahlenphysikussen nicht interessant genug. Besagte Gammastrahlen sind auch nichts anderes, nur sehr kleine Wellenlängen < 10^-2nm. Der Strahlungswiderstand heißt da Halbwertsdicke und wird bei WIKI angegeben für Luft zwischen 35m und 265 m je nach Energie der Strahlung. Hoppla, wenn das sinngemäß auch für IR gilt, dann hätte wohl gleiches Lampda von der Sonne eine grössere Energie als die gleiche Lampda der Abstrahlung ab Erde. Ist das der 2. HS übertragen auf Strahlung?? und geringere Halbwertsdiche (größerer Widerstand) bei der Abstrahlung?
Die Analogie hört da auf, wo die Physik dem einen Strich durch die Rechnung macht. Da einige hier nur in simplen Analogien aus ihrer Alltagsphysik denken können statt in der Physik, die in der Atmosphäre vorherrscht, wird einiges bis zur Absurdität überspannt. Ich „rieche“ schon, wie der nächste Spinner postulieren wird, dass das atmosphärische Fenster quasi einen „Kurzschluß“ („Strahlungswiderstand“ null) im Strahlungstransport bewirkt und die ganze Hitze am Boden durch diesen Kurzschluß ins All entweichen müsse, es somit keinen THE geben kann, …blabla.
Dabei wird völlig klar, was dieser Analogie die Grenze zieht. Wer weiß, warum diese überspannte Analogie vom „Kurzschluß“ physikalischer Schwachsinn ist?
Aber aber, machen sie da nicht einen Interpretationsfehler wenn sie von der „ganzen Hitze“ sprechen?
Und geht denn ihrer Meinung nach keine Waerme durch Strahlung direkt in den Weltraum verloren? Spinnen sie ihr Gard da nicht zu weit.
Obwohl, bleiben wir mal bei den Fakten. Wenn das atmosphaerische Fenster 60% der Strahlung der Oberflaeche direkt durchlaesst, dann gibt die Erde 234 W/m2 ab 390 W/m * 60 %. Wieviel kommt dann aus der Atmosphaere?
Und welche Maximaltemperatur kann die Erde haben, bevor das Gleichgewicht kippt? Unter der Annahme, das die Atmosphaere oben fast nichts abstrahlt, ist das nicht mal 17 Grad C. Da geht das 2 Grad ziel auf der Kippe spazieren! Mehr ist gar nicht drin. Und das ist grob gerechnet. wenn 61.5% direkt durch Atmosphaerische Fenster strahlt, habe sie schon heute die Maximaltemperatur erreicht. Und nichts strahlt aus der Atmosphaere. Wenn nichts aus der Atmosphaere strahlt, was macht das CO2 dann eigentlich? Und wenn es strahlt, wie erklaeren sie den Waermeverlust durch das atmosphaerische Fenster?
Gibt es diesen vielleicht wirklich nicht? Lassen sie ihn mal weg. Graue Atmossphaere! Wenn sie Komplikationen nicht wollen, da ist eine Loesung fuer sie!
Na spielen sie noch oder wissen sie schon alles?
WErner Schulz am 19. Juli 2022 um 22:53
Geht kaum, denn es gibt Spinner, die die kühnsten Vorstellungen noch toppen.
Nur soviel: Sie wissen, wieviel prozentual von der vom Boden abgestrahlten Strahlungsleistung durch das atmosphärische Fenster unserer heutigen Erde ins All geht?
Ihr Fantasiewert von 60% ist offensichtlich falsch.
Aber verdauen Sie erstmal Thomas Heinemann am 19. Juli 2022 um 18:40. bevor Sie wieder thematisch „fremdgehen“. Denn der Beitrag schließt eine Reihe Ihrer alten Fragen ab und ist grundlagenrelevant.
Wie wahr wie wahr!
H. Strasser,
es tut mir in der Seele weh, wenn ich sehe, wie Sie sich quälen.
Vielleicht ordnen Sie Ihre Gedanken und sehen folgende Punkte als gesichert an:
– Es gibt kein Perpetuum Mobile
– Es gibt keine Verletzung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik
– Die Energie, die die Erde von der Sonne erhält, wird wieder in den Weltraum abgestrahlt.
– Die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde ist etwa 15°C.
– Ohne Treibhauseffekt ist die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde nicht erklärbar.
Und wenn Sie das akzeptiert haben, dann kommt die Entspannung.
Silke Kosch
„– Ohne Treibhauseffekt ist die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde nicht erklärbar.“
Hirnloses Geplappere wird durch ständiges Wiederholen nicht wahrer
Woher kommt eigentlich die oft wiederholte Behauptung, die Erde würde TOA im Mittel 240 W/m² abstrahlen? Das ist weder mit dem Faktum des atmosphärischen Fensters vereinbar, noch mit den Satellitenmessungen von z. B. Eumetsat:
https://www.cen.uni-hamburg.de/en/icdc/data/land/eumetsat-clara2-surfaceradiance.html
Die Grafik zeigt klar, daß Werte um 240 W/m² nur in polaren Gegenden abgestrahlt werden und am Äquator Werte bis 550 W/m² erreicht werden. Woher sollte der Eumetsat-Satellit diese Information denn haben, wenn der tatsächlich meßbare TOA-Wert über die gesamte Oberfläche einheitliche 240 W/m² wäre?
Auch die von Happer oder Lüdecke verwendeten Satellitenspektren zeigen alles andere als einheitliche 240 W/m²! Ein 240 W/m² Spektrum müßte in der Wellenzahldarstellung das Maximum bei ca. 500/cm haben. Bei Lüdecke wird auf S 3 ein Satellitenspektrum für +47°C Oberflächentemperatur gezeigt, welches das Maximum daher bei ca. 630/cm hat und somit einer Abstrahlung von 595 W/m² entspricht!
https://www.eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2016/12/Treibhauseffekt_Lue_Li.pdf
Oder meinen die THE-Verfechter etwa, es gäbe „Hellseher-Satelliten“?
stefan strasser schrieb am 18. Juli 2022 um 4:37:
Im Diagramm wird die Abstrahlung der Oberfläche dargestellt, nicht die an TOA. Wie die zu den Werten kommen, sollten Sie vielleicht einfach mal nachlesen. Die eigentlichen TOA-Werte können die Satelliten jedenfalls direkt messen – sie brauchen dazu nur ein Messgerät für elektromagnetische Wellen (in der Regel getrennt nach kurz und langwelliger Strahlung um reflektierte Sonnenstrahlung und thermische Abstrahlung auseinanderhalten zu können).
Bei den Diagrammen müssen Sie darauf achten, was dargestellt wird. Bei Herrn Lüdecke z.B.
. Um auf W/m² zu kommen, müssen Sie die Intensitäten über alle Wellenlängen (bzw Wellenzahlen) und alle Winkel aufaddieren (integrieren). Und Sie sehen deutlich, dass es Frequenzen gibt, auf denen die Itensität deutlich geringer ist, als bei einem schwarzen Körper, der bei dieser Temperatur abstrahlen würde. Sie werden da also nicht auf 595W/m² kommen …
PS: Ich habe die von Ihnen vorgeschlagene Rechnung mit Wärmekapazitäten mal gemacht und das Ergebnis drüben im Forum vorgestellt. Sie könnten das Ergebnis also mit Ihrem eigenen Herangehen bzw. Ihren eigenen Rechnung vergleichen und evtl. Fehler bei mir korrigieren …
@ Herr Strasser
Zitat: Das ist weder mit dem Faktum des atmosphärischen Fensters vereinbar, noch mit den Satellitenmessungen von z. B. Eumetsat:
Bitte genauer lesen – EUMETSAT Global Surface Upwelling Longwave Radiation, Jan 1982. Es wird die terrestrische Strahlung der Erdoberfläche in dieser Abbildung dargesetllt und nicht die Strahlung am TOA.
Ich findet solche Abbildungen sowie suggestiv, weil diese Abbildung von EUMETSAT oder anderen immer die winkeltreue (konforme) Abbildung gewählt wird, welches suggeriert, dass die wirksamen Flächen identisch sind, was aber in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Eine physikalisch korrekte Abbildung wäre die flächentreue Abbildung zum Beispiel die Peters-Projektion.
Siehe: Using real Earth Albedo and Earth IR Flux for Spacecraft Thermal Analysis
https://ttu-ir.tdl.org/bitstream/handle/2346/72957/ICES_2017_142.pdf
Hier wird die zonale Strahlung am TOA dargestellt.
Mfg
Werner Holtz
Werner Schulz schrieb am 17. Juli 2022 um 11:29
In Ihrer Version hat es 30°C, da Sie von gleichverteilter Einstrahlung von 480W/m^2 ausgehen. Bei Herrn Weber sind es nur 15°C. Und man darf nicht vergessen, dass es bei Herrn Weber noch des Effekts der „Stefan-Boltzmann-Umgebungsgleichung“ bedarf, um das energetische Gleichgewicht zu erhalten …
Eigentlich ist aus dem Kontext erkennbar, dass „Wärme“ am Tag hinzugefügt (100%) und am Tag (60%) und in der Nacht (40%) abgegeben wird. Wenn man das in etwa so wie Spencer oder Kramm rechnet, könnte das so aussehen, wie nebenan im Forum für den Äquator dargestellt wird.
Ist es nicht eher so das die Temperatur 15 Grad C ist?
Sie behaupten ja selber das man aus der Einstrahlung keine Temperatur ablesen kann.
Und die gemittelte Einstrahlung von 480w/m2 stimmt schon so, da ja nachweislich die Sonne nur eine Hemisphere bescheint.
Werner Schulz schrieb am 17. Juli 2022 um 20:06
Irgendwo ist sicherlich eine Temperatur 15°C. Vielleicht könnten Sie einfach dazuschreiben, von welcher Temperatur Sie gerade sprechen?
Was wollen Sie mit diesen beiden Sätzen sagen? Die scheinen keinen Bezug zu dem zu haben, was ich geschrieben habe.
In dem Fall die gemittelte Temperatur, abgesehen von den Stellen wo diese Temperatur wirklich auftritt.
Der Rest ist selbsterklaerend in der Sache.
Dort im Forum was sie andeuten
Kann ja nicht stimmen. Sie beruecksichtigen Konvektion, latente Waerme und Waermeleitung?
Welche Abstrahlhoehe haben sie gewaehlt und warum?
Werner Schulz schrieb am 18. Juli 2022 um 13:12
Es ist für eine Erdoberfläche ohne den Einfluss eines Treibhauseffektes. Die Einstrahlung wirkt direkt auf den Erdboden, die Abstrahlung geht direkt vom Erdboden ins All. Da der einzige Wärmetransportmechanismus zur Erde und von der Erde weg Strahlung ist, wird hier auch nur Wärmestrahlung betrachtet.
Da es im Modell keinen Treibhauseffekt gibt, gibt es auch keine Verlagerung der Abstrahlung in größere, kühlere Höhen, aus der eine geringere Abstrahlung abgeht. Ohne Abstrahlung aus der Atmosphäre kühlt die sich oben nicht ab, wird nicht instabil und es gibt auch keine Konvektion, die man berücksichtigen müßte …
Na welchen Sinn hat das ganze? Sie kriegen eine Temperatur zwischen -122 Grad C und -18 Grad C raus? Sollte jedenfalls.
Dann sind sie immer noch nicht schlauer wie sich eine Atmosphaere auswirkt und warum.
WErner Schulz schrieb am 19. Juli 2022 um 22:15
Es ermöglicht die Prüfung verschiedener Aussagen, wie z.B.
Man kann diese Aussagen jetzt prüfen. Oder man kann einen Fehler finden – ich wäre für Korrekturen offen. Mein Hofnung wäre, dass diese Aussagen nicht mehr gebracht werden würden und damit eine konstruktivere Diskussion möglich wäre.
Es wäre schön, wenn Sie das nicht vergessen.
Werner Schulz am 16. Juli 2022 um 23:01
Schon wieder rätselraten. Meinen Sie die Grafik in GoodyWalker mit Vergleich radiativen zu konvektiven Temperaturgradienten? Es ist doch gerade der Witz, dass die Konvektion und damit der adiabatische Temperaturgradient dadurch ausgelöst wird, dass er den rein radistiven Transport um den konvektiven erweitert. Natürlich ist in der Troposphäre im radiativ-konvektiven Prozess der Gradient dann adiabatisch und nicht mehr radiativ. Das ist doch die logische Folge.
Gut und nun zum zweiten Teil.
Falls sie es nicht mitkriegen, sie haben hier ein Model der Atmosphäre das strahlt und Adiabatisch den Gradienten ausbildet.
Wie bestimmen sie die.Temperatur an der Oberfläche. Haben sie damit Probleme?
Ja, ich bin verwirrt. Beziehen Sie sich jetzt auf das Modell bei GoodyWalker oder andere einfache Modelle mit radiativ-konvektiver (adiabatischer) Schichtung in der Troposphäre und radiativer (quasi isothermer) in der Stratosphäre? Die Schichten darüber spielen ja wrgen Luftdünne für den Energietransport keine substanzielle Rolle, Sie wissen das.
Nein, ich hatte das im Zuge der GoodyWalker Darstellung doch schon dargestellt: die Temperatur am Boden ist über den adiabatischen Temperaturgradienten determiniert, wenn die Temperatur an der Tropopause ( da, wo der adiabatische Gradient endet) und die Troposphärendicke bekannt sind.
Na sehen sie, es geht doch. Sie haben gerade die Bedingungen definiert, die es ihnen erlaubt die Isolationsdicke der Atmosphaere zu bestimmen. Jetzt muessen sie nur noch feststellen ob denn Stickstoff an der Ausbildung der Troposphaere irgendwie beteiligt ist. Immerhin ist auch Stickstoff an den adiabatischen Prozessen beteiligt oder?
Nein. Wie oft denn noch? Das wissen Sie doch schon. Der Stickstoff wirkt in der Erdatmosphäre nicht als THG und bewirkt alleine keine Konvektion und damit keine Troposhäre.
Ja logisch, es ginge kaum anderes.
Herr Heinemann,
lesen sie noch mal bitte ihre Antworten und sagen sie mir, ob sie den Widerspruch sehen!
Einmal sagen sie Stickstoff hat keine Wirkung, weil es angeblich kein Treibhausgas ist,
dann sagen sie das es an der Konvektion und an der Lapserate beteiligt ist.
Und alles nur weil sie vergessen zu beweisen, das ein Treibhausgas strahlen muss.
Die Atmosphaere nur mit Stickstoff ohne Strahlung und 120 Grad C haben sie wohl schon vergessen?
Soso Herr Heinemann
Stickstoff bewirkt keine Konvektionen!
Was ist denn dann trocken heiße Luft die Aufsteigt und bis in Höhen von 18 km altitude vordringt?
… und dabei sicherlich Wärme transportiert!
… und, daß wir einen natürlichen „Treibhauseffekt“ haben, zeigen ja die Messungen am SüdPol, also in der Antarktis.
https://gml.noaa.gov/dv/iadv/graph.php?code=SPO&program=g-rad&type=dr
jedenfalls ist dort bei Nacht, also in der Winterzeit dort, also jetzt zu unserem July ganz klar zu erkennen, daß keine Sonnenstrahlung auf den Boden trifft. Im Gegenteil, die Watts ja Quadratmeter sind sogar negativ! Was auch immer das auf Seiten des Instruments für die Messung der Sonnenstrahlung bedeutet?
, … so ist die Messung der downwelling wie auch die upwelling Infrarot Strahlung positiv. Was ja eigentlich kein Wunder darstellt, ist es doch die Strahlung aus der Atmosphäre, nämlich eben aus dem uns umgebenden Stickstoff, der unseren Planeten zumindest in den Polargebieten über die Winterzeit vor einem Auskühlen auf Null Kelvin bewahrt!
Wenn das mal nicht in Summe dem angeblichen natürlichen „Treibhauseffekt“ entspricht, weil wir ja nunmal, — wie die Messungen am Südpol zeigen in , oder auch unterhalb einer großen Isolierschicht leben. So, daß die gesamte Sonnenstrahlung für Temperatur auf der Erde sorgen kann. Und diese nur gegen die Temperatur der Isolierschicht abfallen kann, die man im Laufe eines Tages als unendlich konstant ansehen kann!
Mit ein bisschen mehr „Treibhausgas“ unterhalb dieser Isolierschicht, also in unserem Planeten zugewandten Teil der Atmosphäre wird der Transport von Wärme lediglich erhöht. Sodass dieser Transport von Wärme einem Mehr an Kühlung von der Oberfläche des Planeten entspricht.
Da ist wohl also dann ein schlechter Wärmeleiter also eine „Isolierschicht(Stickstoff)“, und die hat mit CO2 nicht viel zu tun. Ganz im Gegenteil! Infolge isothermer Destillation geht das Lösungsmittel Wasser aus seiner Dampfphase direkt in Lösung über. Es wird also aller Wahrscheinlichkeit nach aus kondensierendem Wasser sofort Regenwasser mit einem hohen pH—Wert, was ja der Wolkenbildung und damit der Abkühlung der Atmosphäre innerhalb der Tropopause zuträglich ist.
Um Frau Dr. Erika Fuchs zu zitieren: „Die dunkelste Stunde ist just die vor dem Morgengrauen.“
So ist es in jedem klassischen Horrorfilm, vor allem die alten s/w Schinken, erst kommt die Dunkelheit, dann kommt das Grauen! 😉
Herr Webers Theorie besagt, dass es durch die Sonne 15 Grad warm wird auf der Erdoberfläche. Das bestreitet auch keiner. Herr Weber braucht dazu aber keinen Treibhauseffekt. Das dieser aber existiert, bestätigen die Messungen der Satelliten anhand der ausgehenden Wärmestrahlung. Die Erde strahlt keine 15 Grad ins All ab, sondern durch die Atmosphäre nur 240 W/m2, was gemäß S-B -18 Grad sind. Das blendet Herr Weber völlig aus und will das auch nicht diskutieren.
die Erde ist ein wenig wie ein Thermostat durch die gespeicherte Wärme in den Ozeanen. Ich habe im vorherigen Post gezeigt, dass die Lithosspäre nix über den Tag hinaus speichern kann, genau deshalb ist es kurz vor Sonnensufgang am Kältesten. Auch die von Sonne, Mond und Sternen weitgehend geregelte Wolkenbedeckung ist wesentlich entscheidender als der ganze Berechnungsvorgang zur Atmossphäre. Diese hat so gut wie keinen Einfluss über den Tag hinaus wie ich aufgezeigt hatte. Keiner hier nimmt das auf, sondern zelebriert weiter Berechnungsunsinn, der sich nicht in dr Realität widerspiegelt. Schade um die Diskusdion hier, ist Selbstbeschäftigung ohne Ziel und Verständnis um die wirklichen Parameter, die fss Klima beeinflussen. Es gab doch bereits hier Artikel, die bewiesen, dass der Gasdruck eines Planeten die Temperatur grob vorgibt, nicht die Zussmmensetzung der Gase. Warum wird nix an Erkenntnissen aufgegriffen? Wolken und Ozeane sind die wesentlichen Parameter für das Feintuning und diese werden durch Sonne Mond u. Sterne gelenkt.
Herr Webers Ansatz bestaetigt, das die Sonne die Erde auf 15 Grad C erwaermen kann. Es badarf dazu nicht der Strahlung der Atmosphaere.
Diese Faktor 4 Geschichte macht thermodynamisch keinen Sinn, da sie die Sonne als – 18 Grad C heisse Strahlenquelle modelieren. Dann addieren sie noch die Strahlung der Atmosphaere dazu, die auch unter 15 Grad C liegt und erklaeren, das die 15 Grad C sich auch beidem Strahlungsbetraegen ergibt.
Da erinner ich an der Atmosphaerischen Haehnchengrill.
Und wer behauptet Faktor 4 muss man nehmen um die Energie auszurechnen, die von der Sonne auf der Erde ankommt, dem kann man nur sagen. Der Faktor 2 mit dem hemisphaerischen Ansatz macht es auch.
Ist doch mal ganz gut, solche „Selbstverständlichkeiten“ zu hinterfragen. Und da sind eben Tag und Nacht nicht gleich bei Vorhandensein einer Atmosphäre. Jedermann weiss, dass es Dämmerung gibt, also Licht(energie) über Reflexion an Luftmolekülen und Energieabsorption an Luftbestandteilen. Es mag sehr wenig sein, der größere Teil geht durch, aber es ist eben nicht Null, was die Erde trifft. Oder anders- der Tag ist länger als die Nacht, stimme zu Herr Weber.
Eine andere „Selbstverständlichkeit“ ist, dass nachts die tags aufgenommene Energie wieder abgestrahlt wird. Über die Dynamik der Abkühlung wird sich ausgeschwiegen, keine Artikel, keine Diskussionen. Dabei: Die Zeit nachts reicht nicht aus, um die tags eingestrahlte Energie wieder abzugeben. Selbst wenn man TAG/NACHT GLEICHE annehmen würde.
Eine Eisenplatte 1000K (Rotglut) kühlt ab in einer Umgebung von y Null 300K nach einer Funktion in der Art 1/e^x. Damit kann der Ausgangswert yNull in endlicher Zeit nicht erreicht werden. Konvektion + Abstrahlung wirken dabei gemeinsam. Gleiche Eisenplatte diesmal in Vakuum, wieder erfolgt Abkühlung, diesmal nur über Strahlung und sehr viel langsamer, wieder strebt die Abkühlungskurve der 300K zu und kann sie auch nicht erreichen in endlicher Zeit. Es bleibt eine Restwärme. Heizt man jetzt die Eisenplatte wieder mit derselben Energiemenge wieder auf, dann wird die Temperatur > 1000K und mit jedem Zyklus mehr- bis zum Gleichgewicht.
So wie der Eisenstab auch die Erde oder Mond. Im Falle der Eisenplatte käme kein Mensch auf die Idee den Energieabfluss über die mittlere Temperatur 650K nach SB und willkürlicher Zeit zu erfassen. Unter willkürlich würde ich verstehen, wenn man nur dieselbe Zeit zur Abkühlung ansetzt wie für die Erwärmung der Eisenplatte notwendig war. So viel ich weiss, machen das alle Modelle und Vorstellungen im Fall Erde. Mit welchem Recht?
Alle, die sich auf „Messwerte“ von Satelliten u.a. beziehen, sollten mal hinschauen, ob es nicht doch nur Temperaturen sind, so wie die 650K im Beispiel.
Heisst: SB gilt bei Einstellung eine Gleichgewichtes, keine Frage. Aus der Temperatur auf den Wärmestrom zu schließen, auch keine Frage. Eine mittlere Temperatur anzusetzen, ist so unzulässig wie die 650K im Beispiel.
Und da wäre noch die dritte „Selbsverständlichkeit“ oder Frage , welches y Null gilt für die Erde und deren Abkühlung. Es gibt die Hintergrundstrahlung des Weltalls vom Sternenlicht bis zu Röntgenstrahlung und so ist es nicht Null K, vielleicht 50, vielleicht 100. Sollen Leute ausrechnen, die das besser können als ich.
Alles in allem: Die Zeit reicht (nachts) nicht für die restlose Abkühlung, selbst beim Mond nicht in 14 Tagen. Mit jedem Erwärmungszyklus (tags) wird die Erde solange immer meh erhitzt, bis sie eine so hohe Temperatur hat, dass der Energieabfluss wieder dem Zufluss entspricht. Eine Erklärung ganz ohne CO2. Die Zeit isses.
Eine Frage an Herrn Weber. Wie erklärt denn der heimsphärische Ansatz die Abstrahlung von 240 W/m2.
Das wird Herr Weber vermutlich nicht erklären. Er erklärt nur immer wieder, dass die Sonne den Erdboden auf 15°C erwärmt, ganz ohne Treibhauseffekt. Warum dann nicht auch mit 15°C, oder 390 W/m^2 gemäß S-B ins All abgestrahlt wird, sondern nur mit 240 W/m^2 (-18°C) erklärt er nicht. Da sind nämlich die 33 Grad, die er vermisst.
@Weber
Sie behaupten immer wieder:
Die Behauptung ist falsch. Die -18°C sind keine berechnete, theoretische, globale Durchschnittstemperatur, sondern die Abstrahlungstemperatur hindurch durch die Erdatmosphäre ins All. Genannt, die effektive Abstrahlungstemperatur der Erde ins All. Diese beträgt sowohl berechnet, per bekannten Ansatz, als auch gemessen durch die Satelliten -18°C. Am Erdboden hingegen werden +15°C gemessen. Die 33°C Differenz sind der Treibhauseffekt. So wird der THE in jedem Lehrbuch seit den 1970ern erklärt.
Einige Klimaschützer und Klimaskeptiker haben daraus die Erklärung gemacht, am Erdboden hätten wir -18°C ohne THE. Diese Falsche Erklärung des THE haben Sie Herr Weber aufgegriffen und arbeiten sich immer wieder neu daran ab. Wie gesagt, es bezweifelt niemand, dass die Sonne den Erdboden auf 15°C erwärmt. Durch die Atmosphäre wird die Wärme aber nur mit -18°C ins All abgestrahlt. Ganz einfach da die Atmosphäre durch Wolken und Treibhausgase einen Großteil der Wärme zurückhält. Deshalb haben wir am Erdboden auch +15°C. Wegen der Sonne und den Eigenschaften der Atmosphäre. Bei Ihnen gibt es aber nur die Sonne.
Ne. Es werden 240 W/m2 abgestrahlt.
Immerhin kommt ein Grossteil der Strahlung ja trotzdem von der Oberfläche.
Das sie daraus wieder eine Temperatur machen, ist doch genauso falsch wie sie es im ersten Teil ihres Beitrages bemängeln.
@Werner
240 W/m2 sind gemäß S-B nun mal -18°C Strahlungs-Temperatur.
Na dann ist das wieder ein falscher Umkehrschluss.
Vielleicht strahlt ein schwarzer Strahler mit 240W/m2 bei der Temperatur, aber heißt nicht ein Körper der 240W/m2 abgibt, hat diese Temperatur.
Wie schon gesagt, offensichtlich ignorieren sie jedwede Abstrahlung im Atmosphärischen Fenster, die von einer höheren Temperatur stammt. Scheint auch sie ignorieren die Strahlungsdiagramme, die sie selber immer wieder aufzeigen.
Werner Schulz am 25. Juli 2022 um 17:53
Es ist ja ganz lustig, wenn Sie Herrn Krüger seine eigenen unscharfen Formulierungen unter die Nase halten – vor allem nachdem er schreibt, -18°C Bodentemperatur ohne Treibhauseffekt sei falsch. Andererseits wissen Sie genau, was Herr Krüger meint. Die referenzierten -18°C sind die effektive Strahlungstemperatur – die Temperatur, die ein schwarzer Körper hätte, wenn er 240W/m² abstrahlt. Insofern ist Ihr Kommentar wieer unangebracht …
Herr Mueller,
ihr Beitrag was ueberfluessig.
Herr Krueger lag falsch.
Und falls er effektive Strahlungstemperatur meinte, haette er es sagen muessen.
Hat er aber nicht.
Sehr gut, diese Frage! Wenn THG keine Wirkung haben (keine IR-Absorption, keine Gegenstrahlung – obwohl beides gemessen ist), dann wäre doch die Atmosphäre transparent und die ausgehende Abstrahlung der Erde bei +15 Grad wäre im Mittel 390 W/m². Da dies nicht der Fall ist, hat das Hemisphärenmodell nichts mit der Realität zu tun. Wir können also abschließend festhalten dass dieses auf Falschanwendung von S-B basierte Modell zu verwerfen ist und für EIKE endgültig Geschichte sein sollte.
Glaube ich eher nicht. Hier werden sicherlich weiter neue Beiträge von Herrn Weber zu seiner Theorie erscheinen, warum die Sonne alleine die Erde auf 15°C erwärmt. Im Zweifel wird er dann noch herleiten, warum die Erde auch mit 15°C die Wärme ins All abstrahlt und alle anderen Messungen da falsch sind?
Witzig oder ungewollt komisch?
Die Erde strahlt doch schon mit 15 Grad C ins all. Und zwar ueberall da, wo die Erde wirklich 15 Grad C hat und keine Bewoelkung die Abstrahlung blockiert!
Im Durchschnitt soll die Erde auch 15 Grad C haben. Geht keine Strahlung durch das atmosphaerische Fenster?
Ach so, sie belieben zu scherzen.
„keine IR-Absorption, keine Gegenstrahlung – obwohl beides gemessen ist“
Quatsch, geh perpetuum Mobiles entwickeln, Dietze
Und wann bestimmen sie wie sich die nichtstrahlenden Gase in der Atmosphaere auswirken.
Beweisen sie doch einfach das sich nichts, aber auch gar nichts an den Temperaturen der Erde aendert wenn sie allen Stickstoff wegnehmen.
Diesen Beweis muessen sie fuehren bevor sie jdeweden Einfluss von Stickstoff ignonireren wollen.
Bitte gestern schon!
Ist es schon heute? Oder war morgen gestern?
Wie immer keine Antwort auf die wichtigste Frage!
Muss er das?
Wie erklaeren sie es denn?
Wie kommt man denn auf 240W/m2 wenn doch von der Oberflaeche fast 60% der Strahlung durch das atmosphaerische Fenster gehen kann?
Sie sagen es sind 390 W/m2 an der Oberflaeche? 360 /100*60 = 216 W/m2.
Bleibt fuer die Abstrahlung aus der Atmosphaere 24 W/m2. Das ist sogar vertretbar. Wenn sie die Strahlungsleistung aus der Atmosphaere erhoehen a) durch Anheben der Temperatur oder b) durch verbesserung der Strahlungseigenschaften durch mehr CO2 z.B. oder C) beides, was denken sie muss an der Oberflaeche passieren um das Gleichgewicht wieder herzustellen?
Ich dachte man kann die 240 W/m2 messen. Jetzt tun sie so als wenn man sie erklaeren muss!
Uli Weber begreift offenbar nicht dass der Wärmetransport von der Tagseite zur Nachtseite (durch Rotation) zu einer erheblich geringeren Temperatur der Tagseite führt – nämlich auf die -18 Grad. Sowas will er uns unverfroren als realistisches Modell verkaufen – und dazu bietet ihm EIKE 35mal Gelegenheit. Viele Kommentatoren merken es nichtmal, wie wir betrogen werden und wie wir uns durch die Befassung mit dem Hemisphärenmodell in der Fachwelt blamieren.
Herr Dietze,
was machen sie blos?
Wussten sie, das Herr Weber genau das Gegenteil von dem sagt, was sie hier theoretisieren?
Eben weil am Tage eine hoehere Leistung ankommt, kann sich die Tagseite auf einen hoehere Temperatur als -18 Grad C erwaermen.
Die einfache Rechnung dazu ist ihnen hoffentlich bekannt.
Nach Abzug der Albedo und Mittelung ueber die Flaeche auf die die Sonne einwirkt, kann man sagen das die Sonne eine flaechenbezogenen Einstrahlleistung von 480 W/m2 hat. Die theoretische Temperatur ist 30 Grad C.
Da aber die Erde auf der gleichen Flaeche 240 W/m2 verliert, ist der Waermegewinn 240 W/m2.
Diese stehen werden auf der Nachtseite fuer einen saubere Bilanz wieder abgegeben. Dort kommt keine weitere Waerme an und der Verlust ist so nachgewiesen.
Wie bestimmen sie denn nun bei einem isolierten Koerper die Temperatur des isolierten Koerpers? Reicht ihnen da die Waermebilanz?
Bitte um Rechnung!
Rechnen wir einfach mal was passiert wenn etwa 40% der solaren Tageseinstrahlung – welche ja hemisphärisch 15 Grad erzeugt – zum Aufwärmen der Nachtseite „verloren“ geht:
288 K/4.√1/(1-0,4) ergibt 253,5 K (-19,5 Grad)
Herr Dietze,
da sie sowieso nicht lesen was ich schreibe, warum erlaeutern sie nicht wenigstens ihre Rechnung?
An welcher Stelle fuegen sie Waerme den Materialien der Erdoberflaeche zu und an welcher Stelle berechnen sie die Abgehnende Waermemenge?
Aber abgesehen davon, hat das hemisphaerische Model am Tage theoretisch 30 Grad C.
Das habe ich auch so beschrieben. Sie schreiben 15 Grad C. Wir sprechen also nicht ueber das gleiche.
Herr Schulz, Sie haben offenbar die korrekte solare Mittelwertberechnung der Taghemisphäre (bei Dauerbestrahlung, mit Albedo, ohne Gegenstrahlung) von Prof. Gerlich nicht verstanden, auf die sich ja Uli Weber bezieht. Die Temperatur liegt zwischen +87,5 °C im Zentrum and -273 °C am Rand und ist (trotz mittlerer 480 W/m²) im Mittel NICHT +30 sondern +15 Grad.
Wenn man mal davon ausgeht dass etwa 40% der Einstrahlung für die tägliche Wiederaufheizung der nur wenig kälteren Nachtseite benötigt wird, so reduziert sich der Temperaturmittelwert der Tagseite wegen T^4~S auf die 4.Wurzel von 0,6. Statt Weber’s +15 Grad werden es dann für beide Hemisphären (!) z.B. -19,5 Grad. Es gilt also der Geometriefaktor 4, und die Bodenabstrahlung liegt etwa bei 240 W/m². Das Weber-Erdmodell ist mit 390 W/m² Abstrahlung grob falsch und ein Energie erzeugendes PM.
Herr Dietze,
Sie sagen:
Ist das der gleiche Grund, weshalb die theoretische Temperatur nur -122 Grad C für die gesamt Erde ist, anstatt -18 Grad C?
Mit welchem der falschen Modelle wollen wir denn jetzt die Wirklichkeit vergleichen?
Ist es nicht wichtig festzustellen, das die Sonne die Erde auf über 15 Grad C erwärmen kann?
Hier kriegt man echt das Gefühl, die Sonne ist so kalt und kann niemals Sommer in Deutschland gewährleisten, und bei ihnen ist sogar der Äquator eiskalt.
Sie behaupten ständig, das das viermalige Befüllen einer Thermoskanne mit Eiswasser genau die gleiche Temperatur in der Thermoskanne ergibt, als wenn man zweimal lauwarmes Wasser einfüllt nur weil die Strahlstärke summiert den gleichen Wert ergibt.
Die Diskussion alleinig um Strahlung ist Unsinnig, weil sie damit nicht die Temperatur innerhalb einer Isolierung bestimmen können.
Ja, Herr Schulz, der nur solar (d.h. ohne Gegenstrahlung) geheizte Äquator kommt bei sehr guter Speicherung über Tag/Nacht bei mittlerer Einstrahlung von 1364*0,7/Pi=303,9 W/m² im Mittel nur auf -2,6 Grad, so weit S-B noch gültig ist. Sie betrachten fälschlich die um gut 33 Grad höhere Temperatur welche durch die Gegenstrahlung verursacht wird – und glauben (ebenso für die Sommertemperatur bei uns) dass diese i.w. von der Sonne verursacht wird.
Falsch Herr Dietze,
Es gibt nur eine Heizung, das ist die Sonne, das andere ist Isolation, waere die Strahlung der Atmosphaere eine Heizung, wuerde es nachts waermer werden. Tut es aber nicht.
Was soll man denn sonst betrachten? Wir wollen doch erklaeren warum es an der Oberflaeche wie warm ist.
Wie wollen sie das darstellen? Ohne Sonne kann die Strahlung aus der Atmosphaere die Erde erwaermen? Beweisen sie es!
Ich weiss es! Fragen sie mal ein paar Vorschulkinder. Die sind vielleicht noch nicht verbildet und wissen, das die Sonne die Erde erwaermt.
Aber vergessen sie nicht die „kleine“ interne Heizung der Erde! sie werden sich wundern was man mit 0.5 W pro Quadratmeter so alles erreichen kann!
Dazu gebe ich folgendes zu bedenken.
Wenn es nur die Zeit waere, dann nimmt man an das alle anderen Komponenten keinen Einfluss haben?
Aber wenn es zeitmaessig immer zur gleichen Gleichgewichtstemperatur kommt, hat die Zeit keine Wirkung.
Die Zeit ist es dann nicht. Es muss eine andere Groesse sein, die die Gleichgewichtstemperatur beeinflusst.
Was man besprechen kann, ist das folgende:
Ich heize ein Haus mit einer bestimmten Waermemenge und erreiche die Gleichgewichtstemperatur fuer eine bestimmte Aussentemperatur in einer bestimmten Zeit. Ist es schnell oder langsam haengt von der Heizleistung ab.
Bei der Erde ist diese Heizleitung oertlich nicht konstant, wie Herr Weber es darstellt.
Schalten sie die Heizung Nachts aus und messen sie die Zeit, in der das Haus auskuehlt
Hier sieht man zwar bei beiden Prozessen einen Zeiteffekt, aber laesst man sie lange genug laufen, kommen bei beiden die gleichen Temperatur raus. Abkuehlung = Aussentemperatur Gleichgewichtstemperatur =?
Wenn ich jetzt die Wand zusaetzlich isoliere, dann haben sie zwei Effekte. Das Haus wird bei gleicher Heizleistung waermer und kuehlt nachts langsamer aus.
Wenn man diesen Effekt bei der Erde beruecksichtigen will, worauf muss man gucken?
Die Dicke der Isolierung ist wichtig. Herr Heinemann hat richtig ausgefuehrt, das die Verdopplung der atmosphaerischen Masse die Abstrahlhoehe veraendert. Das ist synonym mit der zusaetzlichen Isolierung der Wand.
Offensichtlich spielt die Dicke der Wand eine Rolle und mit diesem Model wohl auch die „Dicke“ der Atmosphaere.
Nun kann man die Heizleistung mitteln und das noch mal rechnen. Es aendert sich nichts an der Tatsache, das die Wanddicke eine entscheidende Groesse ist. Die Zeit spielt mit dieser Mittelung keine Rolle mehr.
„Wenn es nur die Zeit waere, dann nimmt man an das alle anderen Komponenten keinen Einfluss haben?“
Herr Schulz, so will ich nicht verstanden sein, keinesfalls nur. Es sind viele Faktoren, so auch die Rolle der „Wanddicke“ der Atmosphäre. Sieht man bei der Hälfte auf Kiliomandjaro bei 5000 über Null sehr deutlich. Wir sind da deckungsgleich. Was man dem CO2 aber zuschreibt, das kann man auch mit der Abkühlungsdynamik erklären, da braucht es keine „Rückstrahlung“ und Energieerzeugung aus dem Nichts.
Ok, dann kann man sicher feststellen das die Zeit sicherlich auch eine Einflussgroesse ist.
Um das zu verdeutlichen versetzen wir die Erde in eine Rotation einmal in der Sekunde.
Dann wird bei Geradestellung der Polachse wirklich die gesamte Erdoberflaeche angeschienen.
Die Frage ist, wie man sich die Temperatur dann vorstellen muss.
Reiner Müller schrieb am 15. Juli 2022 um 8:48:
Herr Kramm hat genau das in einem Artikel diskutiert, für Mond und Erde: Using Earth’s Moon as a Testbed for Quantifying the Effect of the Terrestrial Atmosphere. Sie können also nachlesen, welche Temperaturen sich da einstellen und wie die sich zu der einfachen Abschätzung über die effektive Strahlungstemperatur verhalten. Die Kurzform: Beim Mond gibt es eine relative gute Übereinstimmung zwischen Modell und Beobachtung und die mittleren Temperaturen sind kleiner als die effektive Strahlungstemperatur. Bei der Erde ist das anders, da gilt für die mittleren Temperaturen: Modell < effektive Strahlungstemperatur < beobachtete Temperatur …
#293904
Ja Herr Schulz und auch Herr Müller, es ist die Isolierung aus Stickstoff, die unseren Planeten vor dem Abkühlen bewahrt. Im eingeschwungen Zustand kommt die Kälte aus dem Weltraum nicht ganz klar nicht bis zum Boden herunter, auch an den Polen nicht zu dortiger Winterzeit. Eben, weil der Stickstoff gegen diese Kälte isoliert. Ergo bleibt die Temperatur auf unserem Planeten eine höhere als ohne diese Isolierung. So und nur aufgrund dieser, einem Abkühlen entgegenstehende Materie kann man das von -18°C auf 15°C gemittelte Delta an Temperatur bereinigen.
“Treibhauseffekt“ aus einem Wirken von CO2 oder auch aus Wasserdampf — ade!
Ich bin immer dafür, die Wirklichkeit zu analysieren.
Und die Wirklichkeit widerlegt die -18°C-Behauptung! Das heißt, die zugrundeliegende Modellvorstellung ist falsch!
Noch offensichtlicher geht es eigentlich nicht!
Tom Oelschläger bringt‘s auf den Punkt, besten Dank für die Ausführung. Wie Sie sagen ist die Erdoberfläche nicht die Systemgrenze. Wenn ich das richtig verstehe ist mit der „ St. Bolzmannrechnung“ jeder Rückschluss auf die 2m Temperatur obsolet.
Sie haben es richtig verstanden. Hier wird auf Teufel komm´raus darüber gestritten wieviele Engel auf eine Nadelspitze passen.
An alle Kommentatoren zu diesem Beitrag:
Hier wird sachlich und fast wohlwollend mit vielen Argumenten diskutiert – von ALLEN Diskutanten! Das macht wirklich Spaß zu lesen, auch wenn ich mangels Fachkenntnis nicht genau weiß, welche Argumente stichhaltig sind und welche nicht. Strahlung war nicht mein Fachgebiet.
MfG
@Weber
Die Sonne und der Tagbogen sind übrigens völlig unerheblich beim THE. Die Sonne ist nur die Energiequelle. Entscheidend ist das, was der erwärmte Erdboden abstrahlt und was durch die Atmosphäre raus geht ins All. Im globalen Mittel strahlt der Erdboden 390 W/m^2 Wärme ab (15°C gemäß S-B) und nur 240 W/m^2 (-18°C gemäß S-B) gehen davon durch die Atmosphäre raus ins All. Wenn Sie globale Mittelungen nicht mögen können Sie auch gerne den örtlichen THE betrachten. Als Beispiel nehme ich mal Rom. Dort beträgt die Jahresmitteltemperatur in etwa auch 15°C (also 390 W/m^2 gemäß S-B) und nur ca. 240 W/m^2 (-18°C gemäß S-B) werden über Rom vom Satelliten gemessen. Die 33°C Differenz sind der THE. Sowohl global, als auch über Rom. Ihre Theorie der Tagerde ist somit schon durch die Messungen widerlegt.
Der Örtliche „THE“ existiert, weil über jedem Ort eine Luftsäule steht.
Mich stört ja, dass die hier präsentierten Abbildungen bei genauer Betrachtung nur Ansammlungen von Pixeln sind. Kann man einen solchen Haufen von Pixeln denn wirklich als Bild ansehen?
Mehr noch! Wenn ich ein Video ganz genau betrachte, stelle ich fest, das sind gar keine bewegten Bilder! Es sind vielmehr einzelne Standbilder die einfach nur nach einander abgespielt werden. Und selbst für diese vermeintlichen Standbilder gilt das oben gesagte; es handelt sich abermals nur um Ansammlungen von Pixeln! Sämtliche Filme, so scheint mir, sind ein einziger Betrug. Was für ein Skandal..
Und wer ganz tief in den Kaninchenbau einzudringen bereit ist, könnte gar erfahren, dass wir in Wahrheit keine Menschen, sondern nur Ansammlungen von Atomen sind. Unglaublich, aber wahr..
Es sei denn natürlich wir wären in der Lage zu verstehen, dass es am Ende keinen Unterschied macht. Die vermeintlichen Widersprüche bestehen gar nicht. Und was wird das wohl für die „Erkenntnis“ des Herrn Weber bedeuten, dass die Erde ja gar nicht stetig, sondern in Zyklen bestrahlt wird. Hm..?
Kindergarten..
Muss nicht, geht auch anders.
Es wird hier die Energie berechnet, die in 24h in das Erdsystem eingespeist wird. Mehr nicht. Was mit dieser Energie im Erdsystem passiert, kann freilich damit nicht beantwortet werden.
Sicher. Aber die einig relevante Interaktion, die das konventionelle Modell benötigt, ist, dass die solare Energie absorbiert wird und damit dem Erdsystem eingespiest ist. Dies passiert natürlich am Tage. Aber wenn die Energie mal drin ist, machen andere Przesse ihre Umwandlung, und dies schließt „Nachaktivität“ nicht aus, wie zum Beispiel nächtliche Abstrahlung.
Eine Wärmflasche wirkt ja auch noch nach dem Abfüllen heißen Wassers.
Herr Weber wiederholt die schon oft korrigierte Aussage:
Alle mir bekannten Abschätzungen benutzen die im Stefan-Boltzmann-Gesetz beschriebene Abhängigkeit zwischen Temperatur und Abstrahlung.
Keiner macht eine einfache Ableitung einer Temperatur aus der Einstrahlung.
Ausser Herr Weber mit all den Komplikationen, die er dadurch erfährt.
Mit dem konventionellen Modell des Treibhauseffekts hat Webers Problem gar nichts zu tun.
Das ist so wie sich bei anderen beschweren, wenn man sich selber ausgesperrt hat
Herr Weber schreibt:
Sieht man sich beide Bilder an, dann erkennt man, dass in beiden Bildern für den Pol im Sommer ähnliche Temperaturen ausgewiesen werden – beide zeigen um die 300K. Bei Herrn Weber ist das einfach die maximale mögliche Temperatur bei der dann einfallenden Sonnenstrahlung, bei Herrn Kramm ist es die tatsächliche Erwärmung der dortigen Oberfläche berechnet aus einfallender Strahlung, abgegebener Strahlung und Bodenfluss (siehe Kramm 2017). Das erklärt dann auch die Unterschiede am Äquator. Während bei Herrn Weber wieder die maximal möglichen Temperturen ausgewiesen werden, zeigt Herr Kramm die Temperaturen, die sich einstellen, wenn man zufliessende, abfliessende und in den Boden fliessende Energie berücksichtigt. Dann erwärmt sich der Boden am Tag (erhöht seine innere Energie) und kühlt sich nachts wieder ab (verringert seine innere Energie). Die dadurch enstehenden mittleren Temperaturen sind naheliegenderweise niedriger, als die maximal erreichbaren Temperaturen …
(Wobei die 150K-170K etwas niedrig sind, in der Veröffentlichung von Herrn Kramm werden höhere Werte ausgewiesen. Steht in dem erwähnten pdf vielleicht etwas drin, wass diese Abweichung erläutert?
Herr Weber,
schauen Sie mal hier. Daten von Satelliten der NASA und NOAA gemessen.
Im Mittel werden vom Erdboden 390 W/m^2 Wärme abgestrahlt, durch die Erdatmosphäre ins All gelangen aber nur ca. 240 W/m^2. Gemäß S-B entsprechen 390 W/m^2 15°C und 240 W/m^2 -18°C. Die Differenz von 33°C sind der natürliche THE.
Ihnen ist aber schon klar, dass die Strahlung die Satelliten messen im Durchschnitt 240W/m2 beträgt, nicht 390W/m2. Umstände halber können Satelliten nur den einen Wert messen, nicht den anderen. Warum? Na weil die Emissionen der Oberfläche halt großteils von THGen absorbiert werden und somit gar nicht erst in den Weltraum gelangen, wo sie dann gemessen werden könnten. Nur weil es da so eine schöne Grafik gibt, bedeutet das nicht, dass hier eine super präzise „Satellitenmessung“ stattgefunden hätte.
Man hat etwas anderes getan. Man hat die Oberflächentemperatur bestmöglich bestimmt und dann unter Annahme eines Emissiongrades = 1 errechnet, wie viel Emissionen da stattfinden müssten. Der Emissionsgrad ist aber nunmal nicht 1, was wir übrigens u.a. auch anhand von Satellitenmessungen wissen. Siehe hier..
https://greenhousedefect.com/what-is-the-surface-emissivity-of-earth
Im Mittel gemessen!
Wenn sie nicht sehen wo der Fehler liegt. Er liegt daran eine physikalische Wirkung mit Mittelwerten zu begruenden.
Das mit dem See und der Kuh kennen sie noch oder?
Die Bulldogge war damals schon schlauer als sie!
Zu dieser Diskussion ist m. E. die wichtigste Ausage, es gibt auf der ganzen Erde keinen einzigen Punkt der Oberfläche, der im 24 Stundenverlauf der auf ihn angewendeten „inversen“ SB-Temperaturrechnung entspricht, also Momentantemperatur als SB-berechnete Folge von Momentanstrahlungsleistung!
Die Wirklichkeit belegt, daß vor allem Ozeane (je Breitengrad) kaum Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht kennen. Das ist Folge der sog. Wärmekapazität und nicht eines angeblichen THE! Und diese Wärmekapazität kommt in keiner der mir bekannten THE-Rechenmethoden vor! Bei Wasser ist c = 4,18 kJ/Liter für 1°C Erwärmung oder Abkühlung. Und dieses c kommt in SB nicht vor, daher ist die übliche Anwendung der „inversen“ SB-Rechnung durch die „Konsensklimatologie“ ein Beweis, daß diese Leute keine Ahnung von Physik haben.
=> diese Wärmekapazität kommt in keiner der mir bekannten THE-Rechenmethoden vor – ein Beweis, daß diese Leute keine Ahnung von Physik haben.
Herr Strasser, Ihnen ist entgangen dass diese Berechnungen mit S=Sigma•T^4 NICHT auf Momentanwerten beruhen – welche an jedem Ort der rotierenden Erde und zu jeder Zeit wegen der dynamischen Bodenwärmeflüsse sowie Wind- und Wasserströmungen kaum bekannt sind – sondern auf einem Strahlungsgleichgewicht beruhen welches eine hohe Wärmespeicherung sowie gute Wärmeumverteilung voraussetzt.
Man rechnet deshalb vereinfacht und in erster Näherung mit einem isothermen Erdmodell und erhält so bei 30% Albedo, mit dem Geometriefaktor 4 und ohne Gegenstrahlung die -18 Grad. Das ist trotz T^4 zulässig weil die relativen Abweichungen von T zum Mittelwert (auf dem grössten Teil der Erdoberfläche) nur im Prozentbereich liegen und sich so weitgehend ausmitteln. Die genauere Berechnung über alle Breitenkreise mit cos (phi) ergibt -21 Grad als solaren globalen Mittelwert. Der THE ist also eher +36 als +33 Grad und keinesfalls Null.
stefan strasser schrieb am 13. Juli 2022 um 20:02:
Ihnen sind zwei Berechnungen bekannt, die die spezifische Wärmekapazität verwenden: Zum einen die Berechnungen von Herrn Kramm (die er auch veröffentlicht hat) und die Berechnungen von Spencer (die in Form eines Blog-Artikel mit Exceltabelle vorliegen).
…
Und SB liefert Ihnen die Energie, die pro Sekunde von einer Fläche abgegeben wird – es liefert Ihnen also den J – Teil von
Ein paar Anmerkungen von mir in aller Kürze:
Ein Modell ohne Atmosphäre kann in der Tat nicht realistisch sein. Soweit Zustimmung, aber gerade von den Treibhaus-Anhängern wird so etwas ja überhaupt nicht vertreten.
Die Verwendung der theoretischen lokalen Maximaltemperatur auf Grund des Tagesbogens der Sonne ist ebenfalls keine realistische Modellierung, weil diese Temperatur i.d.R. aus mehreren Gründen nicht erreicht wird.
Eine Mitteltemperatur der Tagseite allein hat keine Aussagekraft, denn letztlich geht es um das globale Strahlungsgleichgewicht zwischen Sonne und Erde. Die letztere strahlt aber auch auf der Nachtseite, und zwar bei geringerer Mitteltemperatur!
Eine lokale Temperatur aus der momentanen Bestrahlungsstärke mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz berechnen zu wollen, ist eine Fehlanwendung des Gesetzes. Das behandelt nämlich ausschließlich die abgestrahlte Leistungsdichte, nicht die eingestrahlte! Eine Anwendung auf die eingehende Strahlung macht nur Sinn, wenn diese im Gleichgewicht steht mit der abgestrahlten, was aber lokal so gut wie nie gegeben ist!
=> eine physikalische Interaktion zwischen Sonneneinstrahlung und Materie (Erwärmung dieser Materie durch Bestrahlung) kann nur dann stattfinden, wenn beides physikalisch auch tatsächlich aufeinander trifft. ..Das aus der maximalen spezifischen Strahlungsleistung der Sonne abgeleitete Temperaturmittel für die sonnenbeschienene Tageshemisphäre der Erde beträgt ca. 15°C.
Das gilt nur ohne Erdrotation – und dann werden es auf der Nachtseite aber 0 K. Es ist nicht zu fassen dass Uli Weber nun schon zum 35. Mal bei EIKE seine Fehlanwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes verkündet. Wenn man einen Näherungswert für die Oberflächentemperatur eines strahlungsbeheizten rotierenden, gut speichernden und Wärme gut umverteilenden Körpers berechnen will, welcher (im Hinblick auf T^4) nur geringe relative Temperaturunterschiede aufweist und damit nahezu isotherm ist, braucht man sowohl die zugeführte Strahlung auf der beleuchteten Fläche sowie auch die gesamte (!) abstrahlende Fläche.
Da die abstrahlende Fläche deutlich größer ist als die beleuchtete Fläche, ergibt sich eine geringere Temperatur der Körperoberfläche weil diese ja sonst mehr Energie abstrahlt als der Körper aufnimmt. Die abstrahlende Fläche einer Kugel ist 4mal so groß wie der Einfangquerschnitt, also muss selbstverständlich die Intensität der Solarstrahlung durch 4 dividiert werden wenn man näherungsweise ein isothermes Modell sowie den Strahlungsmittelwert benutzt.
Hofft man etwa dass es gemäss dem fehlinterpretierten 2.HS garkeinen TE geben kann und dass Uli Weber den grössten Wissenschaftsirrtum und -skandal aller Zeiten aufgedeckt hat? Das würde erklären warum immer wieder versucht wird, den „Uneinsichtigen“ die globalen 15 Grad beim Hemisphärenansatz ohne Gegenstrahlung endlich glaubhaft zu machen, womit vermeintlich alle Berechnungen des CO2-Effekts zu grobem Unfug werden.
hallo, co2 Wirkberechnungen sind tatsächlich Unfug, da viel zu gering. Ich hatte bereits mehrmals dargelegt, dass der angebliche THE zu 96-97% auf Wasserdampf und Wolken beruhen müsste. Zweitens ergibt eine überschlägliche Rechnung sehr eindeutig, das der Unterschied zwischen einem Ort in der südlichen Ostssahara mit nahe 0% wasserdampf bei tags 56 und nachts 0 grad und einer insel im Pazifik bei 95% LF und nachts 26 und tags 30 grad also nur eine tägliche Pufferung bewirkt. An beiden Orten ist 28 grad der Durchschnitt auf dem gleichen Breitengrad. Wenn also gar nichts als Differenz übrigbleibt für Co2, allenfalls unter einem Grad, und die 96% „THE“ nur die Tagespufferung bewirken können, wo bitteschön soll dann das Spurenngas CO2 was bewirken können? Das ist u bleibt ein Gut gepflegtes Märchen, mehr auch nicht. LG
ist eine thermodynamisch unisnnige Aussage von Ihnen. Es bezeugt tiefe Luecken im physikalischen Grundwissen was Temperatur ist und wie Koerper mit Strahlung interagieren.
Mehr muss man dazu nicht sagen.
Sehr geehrter Herr Dietze,
es ist nicht ganz nachvollziehbar, mit welcher Verve Sie die auf objektive Beobachtung beruhende Grundfeststellung des Herrn Weber, dass die Temperaturgenese der Erde nur in der jeweiligen Taghemisphäre stattfindet, bekämpfen. Wenn man sich auf welchem Punkt der Erde auch immer den Tagesverlauf der Bodentemperatur anschaut, wird man feststellen, dass sich die Bodentemperatur von Sonnenaufgang bis zum späten Nachmittag aufbaut und dann abnimmt. Der Unterschied zwischen Tag und Nacht ist besonders gross in den Wüstenregionen der Welt.
Herr Weber muss doch vielleicht so verstanden werden, dass
während des Tages die volle Wattleistung der Sonne (natürlich abzüglich Albedo) für die Erwärmung der Taghemisphäre zur Verfügung steht (und nicht nur 240 W/m2),
die Oberfläche dadurch erwärmt wird und diese Wärme speichert (die unterschiedlichen Oberflächenformen und die Wasserflächen natürlich unterschiedlich stark),
die so erwärmte Oberfläche sich durch Leitung/Konvektion, Verdunstung und Abstrahlung abkühlt (das sagt schon Newtons Abkühlungsgesetz und insbesondere die Abstrahlung steht in direkten Bezug zur Temperatur der jeweiligen Oberfläche),
sich die Atmosphäre durch die vorstehenden Abkühlungsprozesse erwärmt (wobei die nicht durch die Atmosphärischen Fenster direkt ins All gehende Strahlung nach bodennaher Absorption primär durch Thematisierung auf andere Luftmoleküle übertragen wird),
der Abkühlungsprozess den ganzen Tag andauert (wobei insbesondere die Abstrahlung im Zeitpunkt der größten Erwärmung am stärksten ist) und regelmäßig die niedrigste Temperatur des Tages am frühen Morgen vor Sonnenaufgang festgestellt wird und
dieser Zyklus am nächsten Tag von neuem beginnt.
Mal unabhängig von der Frage , ob man das SBG auf die Taghemisphäre anwenden kann oder muss, sagt Herr Weber doch im Kern, dass die der Erde während des Tages zugeführte Sonnenenergie deutlich mehr als 240 Watt pro qm beträgt (natürlich breitengradabhängig!) und dass diese der Erde zugeführte und von dieser gespeicherte solare Leistung ausreicht, um die Temperaturen auf der Erde unabhängig von einem auf atmosphärischer Gegenstrahlung beruhendem Treibhauseffekt zu erklären.
Dieser von Herrn Weber verfolgte Ansatz steht wohl auch nicht im Gegensatz zur gleichzeitigen Existenz eines natürlichen Treibhauseffektes auf Grundlage der Abstrahlungshöhe von CO2 in die Atmosphäre iVm dem Temperaturgradienten sowie einer Erwärmungswirkung von zusätzlichem CO2 durch eine Verlagerung dieser Abstrahlungshöhe in noch größere Höhen.
Durch die von Ihnen wiederholt verteidigte Division der Solarstrahlung durch 4 stellen sie die tatsächlichen Verhältnisse auf der Erde auf den Kopf. Sie mitteln die Solarstrahlung auf einen so nicht in der Natur vorkommenden Mittelwert, wenden darauf das SBG an und brauchen zur Erklärung der tatsächlichen Temperaturen das Konstrukt eines Treibhauseffektes aufgrund von Gegenstrahlung. Dabei lassen Sie vollkommen außer acht, dass die Sonne die einzige Energiequelle für unsere Erde ist, jedwede IR- Strahlung der Erde im Ergebnis aus der Solarstrahlung resultiert und die Atmosphäre keine eigenständige Energiequelle ist. Eine wie auch immer geartete Gegenstrahlung wäre in der Energiebilanz auch ein Nullsummenspiel.
Genau wie die Erde nur auf der Tagseite durch die Sonne erwärmt wird, produzieren z.B. Sonnenkollektoren auch nur am Tage Strom (es sei denn, es ist bewölkt).
Die Frage des Strahlungsgleichgewichts der Erde ist doch aber eine etwas andere Frage als die Frage der Temperaturgenese und des Temperaturverlaufs. Es ist natürlich klar, dass die hinein gehende Strahlung auch wieder hinaus gehen muss. Auch Herr Weber bestreitet das nicht. Herr Weber geht nur davon aus, dass die 1368 Watt abzüglich Albedo nur auf derTagseite hinein gehen und dadurch eine Erwärmungswirkung an der Erdoberfläche bewirken, die deutlich > -18 Grad Celsius ist und über die oben beschriebenen Prozesse die real gemessenen Temperaturen erklärt. Für das Strahlungsgleichgewicht der Erde ist mit den Worten von Peter Heller eigentlich egal, wie die Solarstrahlung auf die Erde gelangt. In Hinblick auf die Frage des Strahlungsgleichgewichtes kann man dann auch die Solareinstrahlung durch 4 dividieren. Relevant ist nur , dass die Erde auf dem Level TOA bei -18 Grad Celsius gleichmässig ca. 240 W/m2 abstrahlt. Das ist die Strahlungstemperatur unserer Erde an der Systemgrenze Erde zum Weltall.
Für die Ermittlung der tatsächlichen Temperaturen auf der Erde ist die Wahl des Ausgangspunktes Division der Solarstrahlung durch 4 jedoch ein Irrweg. Die tatsächlichen Temperaturen sind keine abstrakte Rechengröße, sondern können überall auf der Welt als realer Umstand gemessen werden. Es ist eine Verzerrung der Realität, wenn eine Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche abstrakt aufgrund eines errechneten Strahlungsmittelwertes aus dem SBG abgeleitet wird. Der Temperaturgenese am Tag steht eine wesentlich grössere Energie als dieser Strahlungsmittelwert zur Verfügung und damit wird eine wesentlich höhere Erwärmung der Erdoberfläche als Ausgangspunkt der Erwärmung der Atmosphäre als -18 Grad Celsius bewirkt!
Die Anwendung eines die Wirklichkeit nicht abbildenden, mathematisch ermittelten Durchschnittswertes zur Ermittlung der Durchschnittstemperatur ist doch eigentlich ein ziemlicher Missbrauch dieses Gesetzes, dessen Versuchsaufbau auf strenger Gleichzeitigkeit aller relevanten Bedingungen beruht.
Die Beschreibung eines natürlichen Treibhauseffektes auf Grundlage der Abstrahlungshöhe von CO2 in die Atmosphäre iVm dem Temperaturgradienten und das jedem Menschen vertraute Prinzip der Temperaturgenese während des Tages sind physikalisch stringent, widerspruchsfrei und logisch. Es ist demgegenüber bemerkenswert, dass die Gegenstrahlungstheoretiker zwei schwer vermittelbare Kunstgriffe anwenden müssen, um ihre Erklärung der Realität zu formulieren: 1. die herbeigerechnete Verringerung der Energiezufuhr durch die Division der Solarkonstante durch 4 und zum Ausgleich das Herbeizaubern einer Gegenstrahlung, die der Erde eine höhere Wattzahl pro Quadratmeter IR- Strahlung zuführt, als diese ursprünglich Solarstrahlung von der Sonne als der einziger Energiequelle zugeführt bekommen hatte.
Man fragt sich, warum neben den segensreichen Sonnenkollektoren nicht schon lange auch Gegenstrahlungskollektoren zur Sicherstellung unserer Energieversorgung eingesetzt werden. Gibt es da eventuell ein energetisches Problem?
Mit freundlichen Grüßen
Tom Oelschläger am 14. Juli 2022 um 14:26
Herr Weber argumentiert aber ander als Sie das hier gerade tun. Er sieht sich die maximal erreichbaren Temperaturen an und bestimmt daraus einen Mittelwert von +15°C. Daraus resultieren einige Probleme, die zu wiederholten Nachbesserungen durch Herrn Weber führten und in seiner „Stefan-Boltzmann-Umgebungsgleichung“ endeten, mit deren Hilfe er das Problem der Abstrahlung auf der Nachtseite lösen will, das Herr Dietze ansprach. Schaut man sich die Gleichung an, sieht man zwei schwarze Körper, die sich anstrahlen – etwas, was Herr Weber immer verneint. Sie haben das auch in einem Kommentar im Januar kritisiert (24. Januar 2022 um 13:15 )…
Insofern wäre es glaube ich gut, wenn Sie trennen zwischen dem, was Herr Weber schreibt und dem, wie Sie das geschriebene interpretieren. Da gibt es große Unterschiede …
Es geht einfacher.
Wir nehmen das, was Herr Oelschläger schreibt, und nehmen den Faden von da auf.
=> sagt Herr Weber doch im Kern, dass die der Erde während des Tages zugeführte Sonnenenergie deutlich mehr als 240 Watt pro qm beträgt (natürlich breitengradabhängig!) und dass diese der Erde zugeführte und von dieser gespeicherte solare Leistung ausreicht, um die Temperaturen auf der Erde unabhängig von einem auf atmosphärischer Gegenstrahlung beruhendem Treibhauseffekt zu erklären.
Herr Oelschläger – klar dass am Tag die Sonne mehr als 240 W/m² liefert. Dafür liefert sie aber nachts Null W/m² und der Boden kühlt sich ab, woraus wegen der Erdrotation folgt dass fast die Hälfte der Tageseinstrahlung erstmal für die Wiederaufwärmung der Nachtseite verbraucht wird.
Das ist im Effekt so als wenn die Sonne am Tag nur halb so lange (oder halb so intensiv) scheint. Dies hat wegen S=Sigma•T^4 zur Folge dass T global um den Faktor 4.√2 reduziert wird. Und das mittlere S auf einer Hemisphäre ist wegen 2PiR² bereits nur halb so gross wie die Solarstrahlung welche auf PiR² eingefangen wird.
Der Geometriefaktor 4 muss also bei der Berechnung des rein solar bedingten globalen Temperaturmittelwerts ohne Gegenstrahlung beachtet werden. Uli Weber vergisst die Nachtseite und beachtet am Tag wegen der Hemisphären-Oberfläche fälschlich nur den Faktor 2, und schafft damit – hokuspokus und unbelehrbar – den THE aus der Welt.
Ne das ist dann so das sie am Tage 100 Joule zufuehren und nachts 100 Joule verlieren aber immer noch nicht wissen warum es wie warm ist.
Aber zumindestens ist es jetzt nicht mehr 0 K auf der Nachtseite, die Waerme verliert, weil sie noch welche hat!
Falsch.
Erstens muss die Strahlstärke höher sein um Wärme zu übertragen.
Zweitens kann man mit der Energiebilanz nichts beweisen. Das Problem das sie haben ist das sie einem isolierten Körper x Joule Wärme zufügen und wissen das die gleiche Anzahl Joule and Wärme abgegeben wird.
Sie können mit diesen Angaben die Temperatur des Körpers nicht bestimmen.
Versuchen sie eine einfache Isolation durch eine Wand zu rechnen. Welche Größe bestimmt die Temperatur im Inneren?
Die Strahlung ist es nicht.
Danke Herr Oelschläger,
eine perfekte Ausarbeitung der Problematik und der Gegensaetze.
Ich ziehe meinen Hut.
mfg Werner
Danke Herr Oelschläger!
Mein Wissen und meine Ausdrucksweise reicht nicht ganz aus, um es so zu formulieren wie Sie, Grundsätzlich entspricht es meinem Wissen und meiner Logik. Ich werde mir Ihren Beitrag mehrfach durchlesen und paar Zusammenhänge daraus verinnerlichen!
Ich schließe mich an, auch mir fehlen die Detailkenntnisse, aber was ich verstanden habe ist, dass die übliche Standard Berechnung der Wärmestrahlungsaufnahme mit dem SB-Gesetz angewendet auf die Erde als gleichförmige Kugel mit einem Mittelwert der Sonneneinstrahlung auf alle Teilflächen eher ein plumpes Modell ist, welches nicht annährend der Realität entspricht und auch nicht entsprechen kann. Der Ansatz von Herrn Weber ist sicher auch nicht alles erklärend und perfekt, aber scheint mir doch detaillierter und präziser darauf einzugehen, wo genau, wie lange und wie stark die Sonne tatsächlich scheint. Das kommt der Realität doch wesentlich näher. Und darum sollte es doch gehen, ein möglichst realistisches Modell und damit realistischere Einschätzungen, wie die Temperaturen tatsächlich in verschiedenen Regionen und gesamt zustande kommen.
Sie haben ja alle Punkte auf den Tisch gebracht, die zwamgsläufig zum THE führen:
Die Strahlungstemperatur ist mit -18°C geringer als die Temperaturen auf der Erdoberfläche.
Dies zeigt sich deutlicher an den abgegebenen Strahlungsleistungen: 240 W/m2 ins All abgegeben stehen 390 W/m2 vom Erdboden abgegeben entgegen.
Dieser Unterschied liegt an der Wirkung des THEs in der Atmosphäre.
Klar wird es, wenn man die Atmosphäre entfernt, denn dann strahlt der Boden mehr ab (390) als er im Strahlungsgleichgewicht von der Sonne bekommt (240) und kühlt folglich ab!
Denn ohne Atmosphäre muss sich der Boden unmittelbar aufs Strahlungsgleichgewicht einstellen. Und das wird zwangsläufig auf niedrigere Temperaturen hinauslaufen. D.h. ohne THE wird es am Boden kälter.
Das ist doch nicht schwer zu verstehen.
Verstehe den Kommentar nicht.
Ohne Atmosphäre gäbe es doch keine Reflektion und Absorption daran und darin.
Da würde der Boden doch 341 W/m^2 direkt bekommen und auch direkt wieder abstrahlen.
Lutz Herrmann am 15. Juli 2022 um 11:29
Die Albedo änsert sich de facto ohne Atmosphäre. Dsnn haben Sie mindestens zwei Effekte: der fehlende THE führt zu niedrigeren Temperaturen, die höhere Albedo mindert die Abkühlung.
Zur grundsätzlichen Erklärung eines Effektes ändert man in Gedanken nur die wesentliche Ursache (hier die Treibhauswirkung zum Klarmachen des THEs). Wenn die tatsächliche Auswirkung eines Übergangs zu einer atmosphärenlosen Erde vollzogen werden soll, muss man dies im Klimamodell machen, denn das ist zu komplex für ein Gedankenexperiment.
Grundsätzlich ist jedoch klar: ohne Treibhauswirkung kühlte die Erde ab. Das folgt einfach aus der Physik
Scheinbar ist es fuer sie schwer zu verstehen, das die blosse Beobachtung, das es einen Temperaturgradienten in der Atmosphaere gibt nicht die Ursache des Treibhauseffektes beschreibt.
Die Ursache muessen sie allerdings auch gar nicht ausarbeiten. Sie liegt ganz klar an der Adiabatik, wie auch in der Standardatmosphaere beschrieben.
Die Atmosphaere ist eine Isolation fuer die Erde, die im Gleichgewicht den Waermestrom weiterleiten muss, der A) von der Sonne auf der Erde empfangen wird b) nicht durch das atmosphaerische Fenster an der Atmosphaere vorbei abgegeben wird und C) aus der Atmosphaere durch die infrarotaktiven Gase abgegeben wird.
Damit kuehlen die infrarotaktiven Gase die Atmosphaere. Der Atmospharische Gradient wird vom Hauptenergietransport bestimmt, der Konvektion. Der durchgeleitete Waermestrom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes! Durch Latente Waerme wird der Widerstand noch weiter verringert.
Falls sie eine Bestaetigung fuer diese Model brauchen, ganz einfach:
Waere die Waermeleitung in der Atmosphaere Maximal, waere der Gradient in der Atmosphaere vielleicht 1K pro 10 km.
Insofern waere die Atmosphaere fast Isotherm.
Wie warm waere die Oberflaeche dann?
Welche Bedeutung rechnen wir der geringen Waermeleitung der Atmospahere am atmosphaerishen Effekt zu? Welche Bedeutung hat Stickstoff?
Werner Schulz am 15. Juli 2022 um 14:26
Die Beobchtung ist klar, ich hatte Ihren aber auch schon erklärt und der GoodyWalker Buchauszug erklärt es ebenfalls, dass die Konvektionsumwälzung und die daraus folgende adiabatische Temperaturschichtung in der Troposphäre Folge des THEs, also des Strahlungstransports sind.
Die Meteorologie/Physik kennt zwei vertikale Energietransportmechanismen in Planetenatmosphären:
a) der radiative ( in der Stratosphäre realisiert)
b) der radiativ-konvektive (in der Troposphäre realisiert)
Ihr rein konvektiver („Adiabatik“) funktioniert nicht. Sie müssen einen global wirksamen Mechanismus, der statt der Wirkung der THGs durch ihren Strahlungstranport dafür sorgt, dass Konvektion ausgelöst wird.
Ihre Punkte liegt zwar abgeschlagen von der Diskussion, denn sie wurden bereits vorher zerlegt. Aber nur um zu demonstrieren, warum es sich nicht lohnt, zuviel Aufwand reinzustecken: wie definieren Sie „Hauptenergietransport“? Da diese Begriff nicht definiert ist, kann man nicht darauf eingehen. Das ist eines ihrer Probleme, das andere ist, wenn Sie man was klares formulieren, so ist es idR. falsch.
Herr Heinemann,
meinen sie die Grafik, bei der der radiative Gradient nicht mit der Wirklichkeit uebereinstimmt?
Verstehen sie was Adiabatisch ist?
Falls sie verstehen wollen was ich meine, einfach mit einer grau strahlenden Atmosphaere alle verwirrenden Elemente rausnehmen.
Bestimmen sie wie sich der Gradient dadurch aendert und ob er es tut. Warum sollte er nicht weiterhin der Adiabatik folgen?
Dann bestimmen sie die Hoehe bei der die Atmosphaere die von der Sonne erhaltenen Waerme wieder abgibt, damit alles im Gleichgewicht ist. Wie warm ist es an der Oberflaeche und warum?
Sehr geehrter Herr Heinemann,
es wird immer so getan, als ob die 390W/m2 die Dauerstrahlung der Erdoberfläche bei 15 Grad Celsius seien. Ich stelle das mit folgenden Überlegungen in Frage:
Es dürfte Einigkeit darüber bestehen, dass in der Taghemisphäre (bei klarem Himmel) die Solarkonstante abzüglich Albedo die Oberfläche breitenabhängig erwärmt: ein Sonnenstrahlbündel mit der Fläche des Querschnitts unserer Erde verteilt sich auf die Fläche der Taghemisphäre, die dem zweifachen des Querschnitts der Erde entspricht.
Der Tageslauf der Bodentemperatur ist eine Kurve, die sich ( bei guter Sonneneinstrahlung) von dem Tiefpunkt bei Sonnenaufgang bis zum späten Nachmittag zu einem Maximum steigert und dann nach Sonnenuntergang kontinuierlich abfällt bis zum nächsten Sonnenaufgang. Die die dabei erreichten Temperaturen sind abhängig von Jahreszeit/ Sonnenscheindauer, Breitengrad und der Wärmespeicherfähigkeit des jeweils beschienenen Teils der Oberfläche. Der Temperaturwert der Oberfläche schwankt damit erheblich und damit auch die Abstrahlung der Oberfläche.
Der Abkühlungsprozess der erwärmten Oberfläche läuft permanent 24/7, wobei jede Teilfläche aufgrund unterschiedlicher Erwärmung anders abkühlt und unterschiedlich abstrahlt. Die Abstrahlung ist am späten Nachmittag am höchsten und am frühen Morgen am geringsten.
Die Abstrahlung einer Teilfläche entspricht aber nie der Maximaltemperatur dieser Fläche, weil diese Fläche immer auch durch Leitung/ Konvektion und/oder Verdunstung abgekühlt wird. Was durch diese Prozesse an Wärmeverlust eingetreten ist steht denknotwendigerweise nicht mehr für die Genese von Abstrahlungsenergie (Abstrahlung-Absorption- Thermalisierung) Verfügung. Damit kann bei 15 Grad Celsius die Abstrahlung nicht 390W/m2 sein!
Ich habe den Eindruck, dass in der Debatte der Strahlungshaushalt der Erde (nachstehender Absatz) und die Temperaturfrage regelmässig in unzulässiger Weise verquickt werden.
Die der Oberfläche am Tage über die zweifache Querschnittsfläche zugeführte Solarstrahlung von 960 W/m2 (unter Berücksichtigung der Albedo) wird ganztägig über die vierfache Querschnittsfläche abgestrahlt, so dass das Gleichgewicht von Ein- und Ausstrahlung gegeben ist (na ja fast: man spricht ja von einem aktuellen Überschuss von 0,6 bis 0,8 W/m2).
Die Temperatur der Lufthülle wird m. E. von zwei Komponenten bestimmt: 1. die Oberfläche, die die Lufthülle von unten wie eine Herdplatte einen Topf erwärmt und 2. der atmosphärische Druck der Lufthülle, der von oben nach unten dazu führt, dass jeweils tiefere Luftmoleküle gegenüber höheren Luftmolekülen einem stärkeren Druck ausgesetzt sind und deshalb eine höhere kinetische Energie aufweisen, die sich in einer höheren Temperatur ausdrückt.
Durch diese beiden Elemente dürfte die bodennahe Lufttemperatur bestimmt werden und nicht durch eine Gegenstrahlung aus der kälteren Atmosphäre auf die Oberfläche.
Durch die Konvektion wandert die warme Luft nach oben, der Luftdruck nimmt ab, die kinetische Energie der Moleküle wird weniger, die Temperatur reduziert sich entsprechend dem Temperaturgradienten und schließlich wird die Energie in entsprechender Höhe wieder durch Stoss auf IR-aktive Moleküle übertragen und in 5-6 km Höhe bei ca.-18 Grad Celsius ins All abgestrahlt (ja das ist jetzt vereinfacht: es erfolgt auch eine Direktabstrahlung durch das Atmosphärische Fenster und eine Abstrahlung aus den oberen Bereichen der Wolken etc).
Was Sie als THE bezeichnen ist aus meiner Sicht nichts anderes als der Energieverlust aufgrund des Abkühlungsprozesses entsprechend dem Temperaturgradienten.
Mit freundlichen Grüßen
Jo Herr Oelschläger, das Wirken der Einstrahlung seitens der Sonne lässt sich hervorragend am Hamburger Wettermast beobachten:
https://wettermast.uni-hamburg.de/frame.php?doc=Zeitreihen48h.htm
Die Temperatur genau auf der Oberfläche also die Temperatur aus der SonnenStrahlung liegt um einiges Höher, als die dort auch gemessene 2m Lufttemperatur.
Interessant, wäre es nun zu wissen, wie es sich an anderen Orten verhält. Wie z.B. in der Sahara, dem Death-Valley, oder in Spanien, wo es derzeit so heiß ist. Ob es wirklich die Temeperatur der Luft ist, die dort gemessen wird, oder ob es die Temperatur der Rückstrahlung ist, welche in Death-Valley oder anderswo gemessen werden.
ich vermute, es ist die Temperatur der Rückstrahlung, die in den Wüsten und auch derzeit in Spanien gemessen werden, eben, weil die Wetterhütten nicht ausreichend genug von „Strahlungsquellen“ entfernt stehen. Nicht umsonst waren ja in den Siebzigerjahre im Zug der Einführung der SI Einheiten Streitigkeiten aufgekommen
Daher kommt man im Schnitt zu höheren Temeraturen für die gemessene Durchschnitts Temperatur. Als es die Lufttemperaturen eigentlich erklären würden.
Und welche Fehler man mit dem Benutzen des Stefan—Boltzmann—Gesetz begehen kann, zeigt der Vergleich der Temperatur von z.B. eines Autos, das in Praller Sonne auf einer Wiese steht mit der Temperatur der Wiese. Das Auto, weil es aus Eisenblech besteht hat eine Wesentlich höhere Temperatur als die Wiese.
Welches ist nun die gültige Abstrahltemperatur für diese Umgebung nach S—B—G! Weder ist es die der Wiese, noch die des Auto und schon garnicht der Mittelwert aus beiden!
Das selbe gilt für unseren Globus, der eine Temperatur über dem Wasser am Äquator, in mittleren Breitengraden (Südhalbkugel) und in den Polargewässern hat.
Dann noch jeweils eine Temperatur in den Polarregionen, dort wo Eis, nicht Wasser vorherrscht und die über Land Temperaturen, in Wüsten und in bewachsenen Gebieten!
Wie das Beispiel mit dem Auto und der Wiese zeigt, dürfen keine Mittelwerte daraus gebildet werden und schon garnicht ein arithmetisches Mittel.
Denn leider stellen sich die Temperaturen auf unserem Planeten an jedem Ort ja nicht nur durch Strahlung ein!
Am besten ist es die „Rückstrahltemperatur“ dort zu messen, wo die Einstrahltemperatur gemessen wird. Dann weiß man wenigstens wieviel Energie auf unserem Erdball dissipiert!
Tom Oelschläger am 15. Juli 2022 um 20:35
Das ist keine Annahme, sondern triviale physikalische Realität: ein Körper der Temperatur T strahlt die Leistungsdichte L = A×sigma×T^4 ab. Bei ist A der Emissionsgrad. Bei der Eroberfläche liegt A zwischen ca. 0,9 und 0,98. D.h. die Abstrahlung eines 15°C = 288 K warmen Stücks Erdboden (Wasser, Erde, Schnee, Gestein…) liegt zwischen 350 und 386 W/m2, der Schwarzkörper hätte 390 W/m2.
Klar, die Abstrahlung erfolgt nach dem obigen Gesetz der Temperaturkurve. Im globalen Mittel wird 390 W/m2 abgestrahlt, was „zufällig“ auch nach an der globalen Mitteltemperatur ist. „Zufall“ deswegen, weil diese ja zwei getrennte Mittelungen sind. Die “ “ deswegen, weil natürlich eine gewisse Abhängigkeit beide globalen Mittel aufgrund des Gesetzes besteht, welches punktweise gilt. Aus einer globalen Temperaturkarte folgt jedoch (sofern für A auch eine Kaete vorliegt) automatisch die Karte für L. Damit hängen die globalen Mittel von T und L zumindest mittelbar zusammen.
Diese Überlegung ist falsch. Leitung/ Konvektion und/oder Verdunstung führen zu einem zusätzlichen (!!) Leistungsverlust dieser Fläche. Die Abstrahlungsleistung ist jedoch stets über obiges Gesetz gegeben.
Durch diesen zusätzlichen Leistungsverlust mag die Fläche schneller z.B. nächtlich (ohne Sonne) Abkühlen. Damit ist der nächtliche Energieanteil, der bis zum Morgen durch Strahlung abgegeben wurde, geringer als ohne die weiteren Verluste durch Leitung/ Konvektion und/oder Verdunstung. Aber insgesamt kühlt sich die Fläche stärker ab. Denken Sie an die Frage, wie der Kaffee schneller abkühlt: erst die kühlende Milch zugeben und wartrn oder erst warten und dann die Milch dazu. Die Lösung ergibt sich, indem man das T^4 Gesetz betrachtet.
Wie man in der Literatur sieht beträgt die Gesamtabgabe des Bodens im globalen Mittel ca. 492 W/m2, davon 390 durch Abstrahlung, 78 durch Verdunstung, 24 durch Konvektion
„Man fragt sich, warum neben den segensreichen Sonnenkollektoren nicht schon lange auch Gegenstrahlungskollektoren zur Sicherstellung unserer Energieversorgung eingesetzt werden. Gibt es da eventuell ein energetisches Problem?“
Es gibt den Gegenstrahlungshähnchengrill (auch in einer Variante mit zusätzlicher Mondlichtkugel)
Leider bleibt das Hähnchen kalt.
Das liegt aber nicht an der fehlenden Gegenstrahlung sondern am zu geringen Bildungsniveau der zur Verfügung stehenden Hähnchen, die an die Gegenstrahlung einfach nicht glauben wollen und sich daher jeglicher Bräunung verweigern.
Die Klimakatastrophe muß daher m.E. so lange warten bis Hähnchen das Bildungsniveau der Treibhausgläubigen erreichen.
Das kann aber sehr schnell gehen…
Zu:
Sollten Sie Herr Weber vielleicht noch überdenken, daß die Atmosphäre oberhalb des Horizont, also außerhalb des Lichtschatten unseres Planeten über einen längeren Zeitraum „beschienen“ wird, also Materie innerhalb der Atmosphäre, von mir aus auch „Treibhausgase“ genannt, einen größeren Eintrag an Energie erhalten, als es aus dem Tagbogen hochgerechnet werden kann. Denn an den Pole erhält die Atmosphäre ab einer bestimmten Höhe oberhalb der Polarregionen bei Nacht ebendiese Strahlung über 24 Stunden, also konstant.
Vielleicht wäre es deshalb mal interessant die „Kimmlänge“ für eine Kimmtiefe von 8km(Höhe der Tropopause an den Pole) zu wissen, denn es findet ja auch dort eine Erhöhung der Temperatur der Atmosphäre statt. Dies in Höhe von etwa 200 hPa:
https://www.researchgate.net/figure/Monthly-vertical-temperature-profiles-at-the-South-Pole-averaged-over-the-500-yr-SC-WACCM_fig2_321086030
: wenn das mal nicht ebendieser Einstrahlung geschuldet ist!
Denn „Sonnenaffine“ Materie, also CO2 wird ja in der Stratosphäre wohl angetroffen.
Also ein Hinweis darauf, daß ein Teil der Atmosphäre dort den ganzen Tag „geheizt“ wird.
Während des südlichen Winter auf etwa 195 K, also etwa der Temperatur bei der festes CO2 vorkommt was ja zu 667/cm Wellenlänge passt!