von Prof. Dr. Richard Lindzen
Vorbemerkung von EIKE:
- der Beitrag von R. Linzen erschien vor Kurzem als Presseerklärung der Global Warming Policy foundation (GWPF), einem EIKE nahe stehenden klimakritischen think tank in Großbritannien. Er ist in Englisch verfasst. Von uns wurde nur die Zusammenfassung frei ins Deutsche übersetzt, weil Interessierte an den physikalischen und meteorologischen Einzelheiten in aller Regel genug Englisch beherrschen, um den Text von R. Lindzen problemlos im Original zu lesen.
- Lindzen ist einer der renommiertesten und bekanntesten Klimawissenschaftler weltweit (hier). Er ist Professor am MIT und seit 2013 im Altersruhestand. Sein Beitrag ist kein begutachteter Fachaufsatz, sondern eine weitgehend verständlich gehaltene Zusammenstellung zum „Treibhauseffekt“, der seit 1850 gemessenen globalen Erwärmung und der tatsächlichen Wirkung des anthropogenen CO2.
- Der Bericht sei insbesondere auch den zahlreichen Amateuren empfohlen, die der Versuchung nicht widerstehen können, ihre eigenen bahnbrechenden Geistes-Ergüsse zum Thema „Treibhauseffekt“ der Öffentlichkeit anzudienen – bei fehlenden physikalischen Grundlagen, Unkenntnis der Fachliteratur und Weigerung einer eigenen Publikationseinreichung in einem begutachteten Fachjournal .
Zusammenfassung des Berichts von R. Lindzen in Deutsch
Das eindimensionale Bild des Treibhauseffekts und der Rolle des Kohlendioxids in diesem Mechanismus dominiert die aktuellen Darstellungen über das Klima und die globale Erwärmung. Wir überprüfen kurz dieses Bild. Anschließend erörtern wir die Unzulänglichkeiten dieses Ansatzes, weil wir es tatsächlich mit einem dreidimensionalen Klimasystem zu tun haben. Ein Problem dabei ist die Bestimmung welche Temperatur auf der realen Erde der Temperatur in einem eindimensionalen Modell entspricht. Dies wiederum führt zu der traditionellen Erkenntnis, dass es auf der Erde in der Tat viele Klimazonen gibt. Darüber hinaus gab es profunde Veränderungen in der Temperaturdifferenz zwischen den Tropen und den Polarregionen über Jahrtausende hinweg, wobei sich die Temperatur der Tropen nur wenig veränderte.
Das populäre Narrativ nimmt an, dass kleine Änderungen in den Tropen in höheren Breiten verstärkt werden. Es gibt keine Grundlage für diese Annahme. Vielmehr wird der Unterschied durch dynamische Wärmeflüsse in der Atmosphäre und den Ozeanen bestimmt und dieser Fluss von der baroklinen*) Instabilität der Atmosphäre kontrolliert. Änderungen der mittleren Erdtemperatur sind in erster Linie auf Veränderungen der Tropen-Pol-Temperaturdifferenz zurückzuführen und nicht auf Veränderungen des Treibhauseffekts. Die Stabilität der tropischen Temperaturen angesichts stark schwankender Wärmeströme aus den diesen Breitengraden deutet auf die Existenz starker negativer Rückkopplungen in der radiativ-konvektiven Reaktion der Tropen hin. Zum Schluss, werden wir auf die so genannten Auswirkungen des Klimawandels eingehen.
*) Anm. EIKE: Unter Baroklinität versteht man, dass Flächen jeweils gleichen Druckes und jeweils gleicher Temperatur nicht parallel zueinander liegen, sondern dass sie sich schneiden. Auf einer Temperaturfläche existiert daher ein Druckgradient und umgekehrt (Wikipedia). An dieser Stelle sei auch auf das von Lindzen empfohlene Video (hier) über den Wärmetransfer durch Baroklinität am Beispiel eines rotierenden Tanks hingewiesen.
Lindzen-global-warming-narrative
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Wenn diese 7 Punkte richtig sind, existiert der Treibhauseffekt und erwärmt die Erde. Offen ist nur, wie stark er das tut und ob nicht möglicherweise andere Effekte, die das CO2 ebenso bewirkt oder bewirken könnte, diesen Effekt wieder aufheben oder gar überkompensieren.
Solange diese 7 Punkte nicht entkräftet sind, macht m. E. jede prinzipielle Kritik am Treibhauseffekt die Kritiker unglaubwürdig.
Zum anthropogenen Klimaproblem:
Dieses ist an zwei Voraussetzung gebunden:
Lindzen bestreitet das Eine – und ich glaube, er hat Recht. Ich bestreite das Andere und habe bisher keine tragfähigen Gegenargumente erkennen können. Weil die Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre zumindest angenähert proportional zur Konzentration sein muss, kann die um ca. 50 % erhöhte Konzentration nur zustande gekommen sein, wenn die Freisetzung wesentlich stärker angestiegen ist als es die anthropogenen Freisetzungen sind.
Die Entkräftung des Klima-Alarmismus wird m. E. nicht dadurch gelingen, dass sich die Klimarealisten auf diesen oder jenen Konsens einigen. Wissenschaft ist keine demokratische Abstimmung, auch nicht innerhalb einer Minderheit. Nur Argumente zählen.
Sehr geehrter Herr Roth,
ich schätze Ihre Arbeit zum CO2- Kreislauf sehr. Das Gleiche gilt für die Arbeiten von Prof. Lindzen und Dr. Spencer.
Ihre sieben Punkte sind ja gar nicht zu bestreiten. Es ist evident, dass ein Teil der langwelligen Ausstrahlung (der nicht durch das Atmosphärische Fenster ins All geht) von IR-aktiven Gasen und Wolken absorbiert wird. Dieser absorbierte Anteil wird zum Teil im Wege der Thermalisierung auf andere Luftmoleküle übertragen und von dem was übrig bleibt wird die Hälfte wieder nach unter abgestrahlt und trifft auf die Oberfläche. Die Anhänger der THE- Theorie auf Grundlage der Gegenstrahlung behaupten ja, dass diese allein dafür verantwortlich ist, dass die Oberfläche sich um 33 Grad Celsius erwärmt. Wenn Dr. Spencers Statement (siehe den von mir zitierten Blogbeitrag iVm 1. Frage und Antwort Spencer) richtig ist, ist der Effekt der Gegenstrahlung (und wahrscheinlich der Atmosphäre insgesamt darauf beschränkt, dass sich die initial durch die Solarstrahlung erwärmte Oberfläche langsamer abkühlt.
Zur Konzentration des CO2 in der Atmosphäre: wenn Ihre Erklärung richtig ist, fällt die Theorie der menschenverursachten Klimaerwärmung schon in ihrem Ansatzpunkt zusammen. Haben Sie schon mal darüber nachgedacht, ob man Ihre Erklärung nicht vielleicht durch eine Versuchsanordnung überprüfen kann? Ich denke da an eine entsprechend grosse luftdichte Halle, in der man die Atmosphäre im Hinblick auf die Konzentrationsfrage simulieren könnte.
Die Sicht von Prof.Lindzen zur ECS wird ja von vielen geteilt und würde, wenn zutreffend, selbst dann, wenn das Bern-Modell richtig wäre, dass „Klimaproblem“ doch sehr reduzieren. Meines Wissens nach ist Prof. Lindzens Basisaussage (Verdoppelung CO2 = max. 3.7 Watt/m2 und theoretisch max. + 1 Grad Celsius) ja gar nicht umstritten. Die Diskussion dreht sich primär um die Rückkoppelungen. Interessant sind in diesem Kontext Beiträge u.a. von Dr. Spencer, die hervorheben, dass die Messtoleranzen der Satelliten größer sind als der zur Zeit angenommene Strahlungsüberschuss von weniger als 1 W/m2.
Wegen des Konsenses in der Wissenschaft haben Sie natürlich Recht. Aber dem, was sich in der Welt der Meinungsbildung und Meinungsmanipulation in Sachen Klima abspielt, wird man nicht durch einen bunten Strauss unterschiedlicher Kritikeransätze und heftiger Kämpfe innerhalb der Kritikerszene entgegentreten können. Die Protagonisten des menschenverschuldeten Klimawandels nutzen ein einfaches, eingängiges Narrativ garniert mit der Macht der Bilder. Die Adressaten dieses Narrativ erreicht man nicht mit wissenschaftlichen Abhandlungen. Es geht hier ja nicht mehr nur um einen akademischen bzw. wissenschaftlichen Streit, sondern um massive Gesellschaft-, Energie- und Wirtschaftspolitik mit ggfs. katastrophalen Folgen. Viele Menschen folgen dem Narrativ, weil es aus allen Ecken auf sie einströmt und sie stellen die Massnahmen der Energiepolitik deshalb gar nicht in Frage. An dieser Grundfrage muss man ansetzen und da wird man nur etwas erreichen, wenn man ein einfaches und eingängiges Gegennarrativ entwickelt unpopulär macht.
Korrektur: In der Ziffer 2 zum anthropogenen Klimaproblem muss es natürlich heißen:
„Das viele CO2 in der Atmosphäre muss anthropogen sein.“
Herr Roth,
Zitat: Wenn diese 7 Punkte richtig sind, existiert der Treibhauseffekt und erwärmt die Erde. Solange diese 7 Punkte nicht entkräftet sind, macht m. E. jede prinzipielle Kritik am Treibhauseffekt die Kritiker unglaubwürdig.
Erstens sind die 7 Punkte fehlerhaft, weil nur eine energetische Prozess-Richtung betrachtet wird.
i. CO2 absorbiert und emittiert Infrarot.
ii. Dadurch dämpft (Absorptions-Emissions-Dämpfung) die CO2-haltige Luft den Energieausgleichsvorgang mit der Umgebung
iii.Durch die Dämpfung strahlt CO2 in alle Richtungen, also auch zur Erdoberfläche und zur Umgebung.
iv. Also gibt es Gegenstrahlung (die es ohne CO2 nicht – oder zumindest weniger – gäbe), es gibt aber auch die „Hinstrahlung Richtung Weltall“, die ein energetisches Defizit auslöst.
v. Diese wird zumindest teilweise von der Erde absorbiert und gleichzeitig emittiert die Erdoberfläche Energie, womit das entstandene Defizit wieder ausgeglichen wird.
vi. Strahlenabsorption bedeutet immer Energiezufuhr und Strahlenemission bedeutet immer Energieabgabe
vii.Also kann mit CO2 die Erdoberfläche nicht durch Gegenstrahlung wärmer werden als ohne.
viii.Aufgrund der zeitlichen Irreversibilität von Hin- und Umkehrprozess (Absorptions-Emissions-Dämpfung) ergibt sich ein thermischer Dämpfungsbeitrag vom CO2 in der Atmosphäre.
Und in zweiter Instanz müsste man physikalisch darlegen (Energiebilanz der rotierenden Erde), dass die mittlere Temperatur der Erdoberfläche ohne Atmosphäre gering ausfällt, als mit Atmosphäre.
Mfg
Werner Holtz
Kuehlt es dadurch die Oberflaeche? Thermalisiert oder in Waerme wird nur der Anteil der Energie umgewandelt der eingestrahlte minus abgestrahlter Energie entspricht.
So wie alle Gegenstaende sich gegenseitig Anstrahlen und keiner erwaermt sich gleichzeitig mit dem anderen durch diese Strahlung? Der Fall das die Atmosphaere nicht strahlen kann, fuehrt zu einem runaway Treibhauseffekt, da eine Atmosphaere die nicht Strahlen kann keine Waerme in den Weltraum abgeben kann.
Wenn sie nicht reflektieret wird, wird sie absorbiert, so wie sie laufend Strahlung aus der Umgebung absorbieren. Teilweise ist ansonsten falsch.
Nein, wenn sie mit Energiezufuhr eine Erwaermung erwarten. Im Strahlenaustausch gibt es nur eine Erwaermung oder „Energiezufuhr“ wenn die Abstrahlung geringer ist, als die Einstrahlung. Man kann das im einfachen Fall an der Temperatur ausmachen und sagt, ein Koerper mit hoeherer Temperatur uebertraegt Waerme auf einen Koerper mit geringerer Temperatur.
Bedingt nein. Gegenueber einer Erde ohne Atmosphaere vielleicht, aber es gibt keine ordentliche Arbeit, die einen Einfluss von 80% Stickstoff in der Atmosphaere ausschliesst. Abgesehen davon haben wir Wasserdampf, der in seinen Absorptioneigenschafte CO2 fast ueberdeckt. Dann kommen noch Staub, Aerosolen, Eis, Wassertropfen und Wolken hinzu.
Wie kann das SB Gesetz für einen extrem selektiven Bandenstrahler wie CO2 gelten?
Wie Werner hier auf SB kommt ist mir auch nicht klar. CO2 ist ein Gasstrahler und kein Schwarzer Körper/ Strahler. Wolken sind aber annähernd Schwarze Strahler. CO2 strahlt nur in geringen Bereichen wie ein Schwarzer Strahler. Z.B bei 15 Mikrometer.
So ist es!
Schon klar, mir ging’s um den Halbraum.
Hi Admin, ist das die Antwort oder eine Frage?
CO2 ist ein Bandenstrahler, oder? Für den gilt das SB Gesetz nicht. Auch dann nicht, wenn man den Kunstfaktor Emissivität einführt. SB gilt für schwarze Körper im Gleichgewicht.
Danke, das ist eher eine Antwort. Das CO2 ein Bandstrahler ist, ist bekannt.
Ein Spektralrechner gibt ihnen die Strahlstärke in W/m2.
Wo will man aber bei einem Raumstrahler die Fläche ansetzen? Perpendicular zum Beobachter?
Würde ein Messgerät aus der Atmosphäre nach oben und unten die gleiche Strahlstärke registrieren, wenn es Bodenstrahlung ignorieren könnte?
Gehen also x W/m2 nach unten und x/m2 nach oben?
Und vom Boden kommen x W/m2?
Wie Herr Holtz gesagt hat, man darf die aufwärts gerichtet Strahlung nicht vergessen.
Werner Schulz am 8. Oktober 2022 um 10:33
Eigentlich kennen Sie die Antwort auf diese Frage – bzw. sollten Sie kennen:
Wer vergisst die denn?
Herr Mueller,
wollen sie also andeuten, das ein Messgeraet die Bodenstrahlung ausblenden kann und nur die Strahlung aus der Atmosphaere aufwaerts registrieren kann?
Das waere neu. Bitte beschreiben sie das Geraet das diese Moeglichkeit bietet.
WErner Schulz schrieb am 10/10/2022, 07:30:05 in 302392
Netter Versuch vom Kern der Aussage abzulenken. Sie fragten mit der Nebenbedingung „wenn es Bodenstrahlung ignorieren könnte“. Punkt 1 und drei meiner Antwort gehören dazu.
Wenn Sie direkt über dem Boden messen, wird ein Messgerät natürlich nur Strahlung vom Boden messen. Mit zunehmender Höhe wird der Anteil der Bodenstrahlung aber immer geringer, da sie vom der Atmosphäre absorbiert und durch lokale Abstrahlung ersetzt wird. Sie messen dann ein Gemisch aus Bodenstrahlung und atmosphärischer Strahlung. Ab einer gewissen Höhe geht die Wahrscheinlichkeit, dass die Bodenstrahlung nicht absorbiert wurde, gegen einen so kleinen Wert, dass Sie fast nur noch Strahlung aus der Atmosphäre messen[1] und finden dann auch eine messtechnische Antwort auf Ihre Frage.
Dann bleibt nur noch die Frage: Geht es Ihnen hier um irgend eine Form der Erkenntnis oder um was ganz anderes …
[1] Bezogen auf den spektralen Bereich, in dem die Atmosphäre in ihrer gerade vorhandenen Zusammensetzung im infratoten Bereich absorbiert, im atmosphärischen Fenster wird man in beliebiger Strahlung messen, die vom Boden stammt …
Also kommt es noch auf die Höhe an? Ich nehme Mal das positive, die Strahlstärke ist von der Temperatur abhängig und die Temperatur nimmt mit der Höhe ab.
Soweit stimmen wir überein. Laut Atmosphärenphysik kann man den Gradienten ohne Strahlungsabhängigkeit bestimmen.
Werner Schulz schrieb am 10/10/2022, 10:52:34 in 302408
Warum tun Sie jetzt so überrascht? Das ist seit mehr als 6 Jahren(?) Teil der Diskussion zwischen uns …
Ich bin gespannt, wie lange es dauert, bis Sie das wieder vergessen haben …
Die Physik dafür können Sie ja gerne mal vorstellen. Die, die ich kenne, beschreibt einen durch Strahlungstransfer entstehenden Gradienten, der dann durch die entstehende Konvektion auf im Mittel 6,5K/km reduziert wird …
PS: Ich finde es lustig, dass diese Diskussion ausgerechnet unter dem Lindzen Artikel stattfindet. Haben Sie den wenigstens mal gelesen?
Roth
„Dadurch erwärmt sich CO2-haltige Luft.“
Behaupten Sie. Das wäre aber nur dann der Fall, wenn die Temperatur dieser CO2-Moleküle niedriger wäre, als durch die Bestrahlung erzielbar.
Weil aber zumindest bodennah die Temperaturen der Luft und jene der strahlenden Oberfläche sehr ähnlich sind und die spektrale Empfindlichkeit von CO2 nur einen winzigen Teil der Abstrahlleistung theoretisch aufnahmen kann, ist üblichereise das CO2-Molekül thermodynamisch bedingt bereits wesentlich wärmer, als es durch die Erdabstrahlung werden könnte. In größerer Entferung ist die Leistung der Bodenabstrahlung dann ohnehin quadratisch geringer.
Daher ist Ihre Behauptung falsch! Und damit auch alle folgenden Punkte.
CO2 strahlt immer aufgrund jener Temperatur, die es hat. Und die wird nicht durch Erdabstrahlung betsimmt, sondern durch die umgebende Luft.
Damit ist auch klar, daß CO2-Strahlung den Boden nicht wärmer machen kann, als er ist. Sonst wäre das nämlich eine Erwärmung aus sich selbst.
Der Boden könnte auch nur von einer Strahlung erwärmt werden, die eine höhere Temperatur verursachen kann als jene, die der Boden bereits hat. Das ist physikalisch aber vollkommen unmöglich!
Erwärmen kann sich eine Oberfläche bei sonst gleichen Bedingungen nur, wenn sich die Albedo verändert. Und das nennt man Wärmeinseleffekt. Der einzige Effekt übrigens, den man daher auch meßtechnisch nachweisen kann.
PS:
Was vermuten Sie denn, welche Temperatur ein CO2-Molekül mit z. B. 25°C bekommen kann, wenn der Boden darunter z. B. 20°C hat? Oder wenn er 30°C hat? Bei 30°C strahlt eine Oberfläche grob 478 W/m² ab. Auf den Bereich zwischen 14 und 16 µm (CO2-Bande) entfallen davon ca. 13 W/m², was etwa 3% der Leistung entspricht. Dieses Verhältnis gilt auch für das Molekül, wärmer könnte es nur werden, wenn das Verhältnis >100% wäre.
Nur wissenschaftliche Argumente zählen. Die muss man wahrnehmen und verstehen. Nicht wahrnehmen ist Vorsatz, wer das nicht will, der darf sich nicht beklagen, im wissenschaftlichen Diskurs ignoriert zu werden. Nicht verstehen ist Pech, diejenigen haben im wissenschaftlichen Diskurs nichts verloren.
Der wissenschaftliche Diskurs findet übrigens auch nicht in Parlamenten statt. Ich verstehe nicht, warum sich mancher allein dahinsetzt und sich wundert, dass seine Argumente ignoriert werden – ein Uniseminar in einem meteorologischen oder energietechnischen Fachbereich wäre richtig gewesen.
Den Ausführungen von Prof. Lindzen iVm dem Kommentar von Nic Lewis und der Erwiderung von Richard Lindzen ist eigentlich nichts hinzuzufügen.
Im Hinblick auf die theoretischen Überlegungen zum Treibhauseffekt sollten sich aber alle, die den wesentlichen Beitrag zu diesem Effekt in einer Gegenstrahlung aus der Atmosphäre sehen, Gedanken darüber machen, dass Prof. Lindzen das Thema Gegenstrahlung bei seiner Erklärung nicht mit einer Silbe anspricht. Die Nichterwähnung der Gegenstrahlung ist auch nicht etwa eine Unterlassung in dieser Ausarbeitung. Prof. Lindzen erwähnt in keiner seiner Darstellungen des Treibhauseffekts eine Gegenstrahlung. Das lässt ja nur den Schluss zu, dass er einer Gegenstrahlung keine Bedeutung beimisst.
Es wäre für die Entkräftung der Ideen des Klima-Alarmismus vielleicht ganz sinnvoll, sich als Klimarealisten darauf zu einigen, dass die sehr plausible Beschreibung von Prof. Lindzen (die ja von vielen geteilt wird) als Konsens zu akzeptieren und auf dieser Basis gegen die doch höchst fragwürdige Gegenstrahlungstheorie zu arbeiten bzw. zu argumentieren.
Das ermöglicht dann doch viel besser und ohne sich plumper Diffamierungen als tumber Leugner auzusetzen, die entscheidenden Argumentationen der Klima-Alarmisten wie unrealistische positive Rückkoppelungen, Negierung natürlicher Einflüsse oder übertriebener Klimasensivität anzugreifen.
Wenn man den gefährlichen Auswirkungen des Klima- Alarmismus begegnen will, darf man sich nicht wie die Kesselflicker über die eigene Argumentationslinie streiten, sondern muss ein Narrativ entwickeln, das seriös, plausibel und eingängig ist. Nur ein solches hat überhaupt eine Chance, im Bewußtsein der Bevölkerung anzukommen.
Es gibt auch youtube auch eine Vorträge von R. Lindzen. Zumindest in einem davon sagt er explizit, dass der THE nicht über „Gegenstrahlung“ funktioniert. Wobei das eigentlich auch keine Rolle spielt, denn zu erkennen dass „Gegenstrahlung“ irrelevant ist, ist eigentlich nur ein kleiner Intelligenztest. Dazu braucht man nicht Klimatologe zu sein. Umgekehrt allerdings würde ich jedem der das nicht versteht, möglichst aus eigener Kraft, eine Klimaexpertise absprechen. Und ich weiß da gibt es viele große Namen..
Tom Oelschläger schrieb am 28. September 2022 um 15:17
Herr Lüdecke hat vor 8 Jahren den Artikel von Pierrehumbert empfohlen, der auch ohne Argumentation mit einer Gegenstrahlung auskommt: „Infrared radiationand planetary temperature“. Ich weise regelmäßig auf die Ansichten von Pierrhumbert, Lindzen, Singer, Happer hin. Das hat hier – wie man sieht – bisher niemanden überzeugt. Insofern habe ich wenig Hoffnung, dass Ihr Apell da irgendwas bewirkt.
Das ironische an der Sache ist aber, dass Leute, die der downwelling infrared radiation eine Rolle in der Energieflussbilanz der Oberfläche beimessen, kein Problem mit der Erklärung Lindzens haben — die anderen aber in der Regel weder die eine noch die andere Erklärung akzeptieren. Es freut mich, dass Sie nunmehr anscheinend mindestens eine Erklärung plausibel finden. Und wenn die Oberflächentemperaturen für Sie plausibel erklärt sind, ist es eigentlich auch nur noch ein kleiner Schritt zum Verständniss der downwelling infrared radiation, die kleiner ist, als die Abstrahlung der Oberfläche …
@ Marvin Müller:
Ich halte die Erklärung von Prof Lindzen nicht erst jetzt für richtig, sondern seit ich diese vor einigen Jahren zum ersten Mal gelesen habe.
Der Astrophysiker Peter Heller hat diesen Ansatz in der Zeitschrift Tichys Einblick übrigens vor einiger Zeit in einer Antwort auf Herrn Uli Heller in überzeugender und auch für sich wenig mit der Materie befassende Menschen sehr gut verständliche Weise dargestellt. Bemerkenswert in der Ausarbeitung von Peter Heller sind folgende Aussagen:
1. die Sonne ist die einzige Energiequelle und die Atmosphäre ist keine eigenständige Energiequelle;
2. zur Erklärung der Temperaturen braucht es die Gegenstrahlung nicht; soweit und sofern sie auf die Oberfläche trifft und diese erwärmt, reagiert die Oberfläche mit entsprechend verstärkter Abstrahlung = Abkühlung; die beobachtete Gegenstrahlung ist deshalb energetisch eine Nullsummenspiel.
Ein energetisches Nullsummenspiel kann keine erwärmende Wirkung auslösen.
PS: Die Resonanz auf den Aufsatz von Prof. Lindzen finde ich enttäuschend.
Tom Oelschläger schrieb am 29/09/2022, 17:33:14 in 301498
Das freut mich, es war aber anhand Ihrer Fragen für mich nicht zu erkennen.
Sie beziehen sich auf diesen Text aus dem Artikel?
Man muss dabei vielleicht berücksichtigen, dass Herr Heller über die Energiebilanz an TOA und nicht an der Erdoberfläche spricht. In seinem Bild sieht man am Boden die klassischen Energieströme und im Text steht auch die klassische Reihenfolge, die Sie so kritisch sehen: Infrarotstrahlung aus der Atmosphäre erwärmt die Erdoberfläche, die strahlt dann (aufgrund der höheren Temperatur) mehr ab. (Herr Heller schreibt nichts von Abkühlung.)
@ Marvin Müller
Ja, man sieht in dem Bild von Herrn Heller, dass ein kleiner Pfeil die Gegenstrahlung andeutet. Er sagt explizit, dass diese keine eigenständige Energiequelle ist.
Er braucht auch nicht Extrawurst erwähnen, dass Abstrahlung neben Leitung und Verdunstung eine der drei immer gleichzeitig laufenden Abkühlungsprozesse der von der Solarstrahlung erwärmten Erde ist. Seit Newton ist es wohl Gemeingut, dass die Erde sich ununterbrochen in dieser Weise abkühlt.
Ich konzediere ja , dass die Atmosphäre ( mit der auf die Oberfläche gerichteten Gegenstrahlung) die Abkühlung der Oberfläche verlangsamt, aber ich teile nicht die Ansicht, dass eine Gegenstrahlung in der Lage ist, die Oberfläche über die initiale Erwärmung durch die Solarstrahlung aufzuheizen. Sehr instruktiv dazu im Roy Spencer Blog der Beitrag „Yes, Virginia, Cooler Objects Can Make Warmer Objects Even Warmer Still“ iVm dem ersten Kommentar und Spencers Antwort.
Tom Oelschläger schrieb am 30.9.2022, 16:46:13 in 301579
Den Kommentar finde ich auch gut:
Oder auf Deutsch: „Also ist im Grunde genommen das Missverständnis, dass man inkorrekterweise denkt, dass gesagt wird, dass die kalte Atmosphäre der Oberfläche Wärme hinzufügt. Ein kalter Körper kann (netto) einem warmen Körper keine Wärme hinzufügen, aber er kann den Wärmeverlust des Körpers behindern. Habe ich das ungefähr richtig verstanden?„
So die Frage ist also immer noch warum ist es auf der Erde so warm wie es ist?
Wenn die atmosphärische Strahlung der Erde keine Wärme zufügt, wo kommt die Wärme den nun her?
Darf man als Antwort sagen, von der Sonne und vom Erdinneren?
Der Effekt der Strahlung der Atmosphäre ist also nur, das er die Abkühlung durch Strahlung verhindert.
Mehr nicht.
Da die Kühlung durch Konvektion und Latente Wärme erfolgt, kann die Temperatur nicht durch „Rückstrahlung“ erklärt werden.
Auch gut ist dieser Beitrag:
Dort steht glatt drin, das Molekuele wie CO2 thermodynamisch die Waermequelle mit der Waermesenke verbinden. (Qualitativ einfach schon dadurch, das sie eine weitere Form der Waermeuebertragung durch Strahlung anbieten – mein Einwand). Und CO2 macht das besser als Stickstoff oder andere, elementaren Gase, die nicht strahlen koennen.
Die Molekuele die strahlen kuehlen die Atmosphaere und erlauben einen schnelleren Waermedurchgang.
Herr Oelschläger, Sie haben natürlich Recht, gegen ein übermächtig und einheitlich vorgetragenes Narrativ anzukämpfen, ist prinzipiell schwierig und wenn man das uneinheitlich mit einander widersprechenden Argumenten tut, wird man kaum Erfolg haben. Ich fürchte nur, wenn man sich auf eine einheitliche Argumentation einigt, die aber sachlich fehlerhaft ist, dann wird man auch keinen Erfolg haben. Also muss die Diskussion der sachlichen Richtigkeit Priorität haben.
Vielleicht reden wir ja auch nur aneinander vorbei, weil wir möglicherweise Worte unterschiedlich interpretieren: Wenn Sie schreiben, dass „der Effekt der Gegenstrahlung sich darauf beschränkt, dass sich die initial durch die Sonnenstrahlung aufgewärmte Oberflächen langsamer abkühlt“, dann klingt das für mich als Widerspruch zur Ansicht, dass der Treibhauseffekt (mithilfe der Gegenstrahlung) die Erde erwärmt. Erstens haben Sie meine 7 Punkte als „nicht zu bestreiten“ bezeichnet und darin heißt es ausdrücklich: „Also wird die Erde mit CO2 wärmer als ohne“. Zweitens, wenn der Treibhauseffekt (mithilfe der Gegenstrahlung) eine sich abkühlende Erde „langsamer abkühlt“, dann muss der Treibhauseffekt auf eine sich nicht abkühlende, sondern konstant beheizte Erde (konstante Sonne) erwärmend wirken (was nichts darüber sagt, wie stark diese Erwärmung ist). Wie gesagt, vielleicht wollen Sie dem auch gar nicht widersprechen und ich verstehe Sie nur falsch, aber dann geht es anderen vielleicht auch so und schon sind die Chancen gesunken, das falsche allgemeine Klimanarrativ durchbrechen zu können. Ich glaube, wir müssen klar aussprechen: Ja, der Treibhauseffekt erwärmt, aber erstens höchstwahrscheinlich nur unbedeutend wenig und der Großteil der Erwärmung kommt aus anderen Gründen und zweitens kommt auch der Großteil des vielen CO2 in der Atmosphäre höchstwahrscheinlich nicht vom Menschen, sondern aus ganz natürlichen Ursachen. Jedes dieser beiden Argumente allein genügt, das falsche allgemeine Klimanarrativ zu Fall zu bringen, es muss nur die Richtigkeit ausdiskutiert und das Argument dann einheitlich vertreten werden. Keinen Sinn macht es m. E., die beiden Argumente gegeneinander auszuspielen.
Zu Ihrem vorgeschlagenen Versuch: In Teilbereichen gibt es so etwas schon: In Gewächshäusern wird zur Produktionserhöhung die CO2-Konzentration gezielt erhöht, etwa auf den doppelten Wert. Eigentlich müsste man aus der Begasungsrate und dem Konzentrationsanstieg auf die Entnahmerate schließen können, aber erstens habe ich keine ausreichenden Zahlen hierfür und zweitens fürchte ich, dass die Leckraten dieser Gewächshäuser so groß sind, dass man ohnehin keine brauchbaren Aussagen erhält. Und dass hier nur die Fotosynthese als Senke zur Verfügung steht und nicht auch der Ozean, sei nur ergänzend angemerkt. Die Proportionalität der Entnahme zur Konzentration kann man m. E. besser aus allgemeinen Gesetzen ableiten. Ich habe jedenfalls noch keinen substantiierten Widerspruch zu meiner Annahme gehört. Und dass IPCC auf ganz anderem Weg im Prinzip die gleichen Werte errechnet, sei nur nochmals angemerkt. Was spricht gegen die Proportionalität?
Sehr geehrter Herr Roth,
vielen Dank für Ihre Antwort.
Ein Gegennarrativ muss inhaltlich natürlich auf starken Füssen stehen. Ich halte Ihre Gedanken zum Kohlenstoffkreislauf schon von dem Ansatz der Gleichheit aller CO2- Moleküle und dem sich daraus ergebenden Umstand, dass auch alle Moleküle sich gleich verhalten, für wesentlich plausibler und damit auch eingängiger als das Bern- Modell, das ja vom IPCC favorisiert wird. Ihr Modell wäre auch viel leichter breiten Kreisen vermittelbar, weil weniger Komplex. Aber es gibt ja auch eine Menge Anhänger des IPCC- Modells, die einfach sagen, der Herr Roth habe es nicht verstanden und sein Modell ist falsch. Ich will damit sagen, dass die Diskussion heute leider auf einem Niveau ist, bei dem die faire sachlich- fundierte Auseinandersetzung nicht mehr zu erkennen ist. In der medialen und politischen Diskussion wird der Klimaalarm ja schon durch Verbreiten definitiver Unwahrheiten angeheizt. Wie will man dem entgegentreten?
Das Gewächshausthema ist mir natürlich bekannt. Ich habe aber eher an einen gasdichten Raum gedacht, der so gross ist, dass man darin die natürlichen Quellen/Senken und entsprechend den menschlichen Anteil nachbauen/simulieren kann (Wasserflächen, Grünflächen, Sand, Gestein). Die Idee ist vielleicht spinnert, aber wenn Prof. Harte, Mr. Berry und Sie Recht haben, ist die gesamte Erzählung vom menschengemachten Klimawandel zu Ende. Und das Ergebnis eines solchen Versuchs dürfte ziemlich öffentlichkeitswirksam sein.
Ein Teil der langwelligen Abstrahlung fällt zurück auf die Oberfläche und führt dieser damit Energie zu. Es ist vermutlich sachlich das selbe gemeint, wenn ich sage, die Abkühlung wird dadurch verlangsamt und Sie sagen, der Treibhauseffekt erwärmt nur unbedeutend.
Mein Problem mit der Gegenstrahlung ist, dass ich noch keine plausible Erklärung dafür gehört habe, wie in der Atmosphäre eine IR- Strahlung entsteht, die mit ca. 350W/m2 mehr als doppelt so hoch ist wie die initiale solare Einstrahlung von ca. 145 W/m2 und die dann den Anstieg der globalen Mitteltemperatur von -18 Grad auf +15 Grad bewerkstelligt. Nach meinem Verständnis ist die Sonne unsere einzige Energiequelle und die Atmosphäre keine eigenständige Energiequelle. Wie funktioniert dieser Verstärkungseffekt, nachdem die von der Solareinstrahlung über Zwischenstufen abgeleitete Gegenstrahlung einen höheren Beitrag zur Erwärmung der Oberfläche leisten soll als die initiale Solarstrahlung? Die ganzen Strahlungsmodelle erscheinen mir unlogisch. In dem Kiehl Trentberth-Bild von 1997 werden zB 390 W/m2 Surface Radiaton abzüglich 40 W/m2 Atmospheric Window = 350 W/m2 dargestellt sowie 324 W/m2 Back Radiation. Dieses Bild ist ja mehr oder minder die Grundlage der Behauptungen der Klimabewegung. Wenn es aber richtig ist, dass von IR-aktiven Molekülen absobierte IR- Strahlung zu einem großen Teil thermalisiert wird und die nicht thermalisierte Strahlung von den absorbierenden Molekülen im Raumwinkel 360 Grad wieder re-emitiert werden, dann bedarf es doch für eine Gegenstrahlung von 324 W/m2 einer mehrfach größeren Abstrahlung der Oberfläche als den von KT angegeben 390 W/m2. Und bei dieser Betrachtung ist die tatsächliche Durchlässigkeit des Atmosphärischen Fensters bei klaren Himmel noch gar nicht berücksichtigt.
T. Oelschläger schrieb am 6. Oktober 2022 um 23:22
Warum das Ihr Problem ist, verstehe ich nicht ganz. Die Abstrahlung aus der Atmosphäre hängt von deren Temperatur ab. Die Atmosphäre wird von der Sonne und vom Erdboden (durch Wärmstrahlung, Konvektion und latenter Wärme) erwärmt. Und für die Temperatur des Bodens, die im Mittel höher ist, als die der Atmosphäre, haben Sie eine plausible Erklärung von Prof. Lindzen. Woran klemmt es denn dann noch?
Wenn die Bodentemperaturen für Sie erklärbar sind, dann sollten eigentlich auch die (390+17+80)W/m² erklärbar sein, die im Mittel vom Boden in die Atmosphäre fliessen und damit eigentlich auch die 330W/m2, die zurückfliessen, kein Problem sein. Die sind deutlich kleiner als die 487W/m², die hineinfliessen. Falls dass Problem sein sollte, dass die 330W/m² ja nach oben und nach unten gehen (weil in alle Richtungen gestrahlt wird) … Es kommt auch noch Strahlung aus den höheren Schichten dazu – es gehen 330w/m² nach oben, es kommen aber auch x W/m² (x in der Regel kleiner als 330W/m²) aus den höheren Schichten. Im Bild 1 im Artikel von Pierrehumbert ist das gut dargestellt …
@Marvin Müller
Ihr Kommentar ist nicht überzeugend. Selbst wenn die Abstrahlung vom Boden mit 487 W/m2 angenommen wird passen die Zahlen nicht.
Lassen Sie uns vom klaren Himmel ausgehen, bei dem ein guter Teil der Strahlung direkt durch das atmosphärische Fenster ins All geht. Dessen Randwerte 7 Mikrometer und 13 Mikrometer entsprechen dem Strahlungsmaximum eines Körpers mit einer Temperatur von 141 Grad Celsius bzw. -50 Grad Celsius. In seiner Mitte bei 10 Mikrometern liegt das Strahlungsmaximum von Körpern mit einer Temperatur von 15 Grad Celsius. Aus diesen Zahlen ist leicht ersichtlich, dass ein großer Teil der langwelligen Abstrahlung bei klarem Himmel direkt ins All geht. Ich freue mich auf Ihre Gegenargumente.
Nicht direkt ins all gehende Abstrahlung wird von IR-aktiven Gasen absorbiert. Von den absorbierenden Molekülen wird die Energie entweder re- emittiert oder per Stoss auf andere Luftmolelüle übertragen (Thermalisierung). Natürlich kann Energie von diesen sonstigen Luftmolekülen auch wieder durch Stoss auf re-emmissionsfähige Moleküle übertragen werden. Aber allein aufgrund der Mengenverhältnisse dürfte diese Rückübertragung nicht ins Gewicht fallen.
Für die Re-emmission verbleibt daher nur ein Anteil der ursprünglichen langwelligen Abstrahlung, der in etwa zur Hälfte nach oben und unten abgestrahlt wird. Diese Abstrahlung nach oben und unten trifft die Strahlung wieder auf IR-aktive Moleküle und wird von diesen absorbiert. Eine direkte Strahlung auf den Boden dürfte in den dichten niedrigen Luftschichten nicht vorkommen. Auch die durch Zweitabsorbtion aufgenommene Energie wird zum Teil wieder thermalisiert und im Übrigen re-emmitiert. Und so fort. Die durch Thermalisierung erwärmten Moleküle wie die durch Kontakt mit der Oberfläche durch Leitung erwärmten Moleküle nehmen an der Konvektion teil und steigen auf.
Letztendlich trifft ein Teil der der ursprünglichen langwelligen Abstrahlung wieder auf die Oberfläche und führt dieser damit Energie zu. Diese Energie ist aber für die Erwärmung der Oberfläche nicht entscheidend. Sie verzögert nur die Abkühlung der Oberfläche und heizt diese sicherlich nicht signifikant auf. Wäre das der Fall, dürfte es das Phänomen des Bodenfrostes nicht geben. Ich reite auf diesen Punkten deshalb so rum, weil mir das Narrativ, die Gegenstrahlung heize den Boden auf noch nie plausibel erklärt wurde. Auch die von Ihnen genannten Werte sind nicht schlüssig, weil sie die Themen Atmosphärisches Fenster, Thermalisierung und Abstrahlung im Raumwinkel komplett unberücksichtigt lassen.
Wenn man diese Aspekte unberücksichtigt lässt läuft es darauf hinaus, dass die Atmosphäre wie eine eigenständige Energiequelle betrachtet, was sie aber nicht ist. Es ist doch wohl vollkommen unstreitig, dass die Sonne unsere einzige Energiequelle ist ( die Wärme aus dem Erdinnern ist ja wohl unbedeutend) und diese Energiequelle liefert unter Berücksichtigung von Albedo sowie Refektion und Absorption durch die Atmosphäre im Tagesschnitt 145 W/m2 solare Einstrahlung an die Oberfläche. That’s it! Wenn man die Temperaturen primär mit Durchschnittswerten aus dem Strahlungshaushalt erklären will, muss man auch plausibel erklären, wie aus 145W/m2 ca. 350W/m2 Gegenstrahlung werden. Das Gegenstrahlungsmodell generiert Energie aus dem Nichts. Ich wüßte gerne wie das funktioniert, gerade in der aktuellen Energiekrise.
Im Übrigen wird im Hinblick auf die berühmten 288 K anscheinend regelmässig etwas durcheinandergebracht: wenn wir von globaler Durchschnittstemperatur 15 Grad Celsius reden ist damit regelmässig die Temperatur 2 Meter über dem Erdboden gemeint, nicht die Temperatur der Oberfläche.
Die Temperatur der Oberfläche kann man ganz gut damit erklären, dass, abgesehen von den vorerwähnten Durchschnittswerten, durch die starke Einstrahlung am Tag die Oberfläche weitaus mehr Leistung bekommt als den Durchschnittswert und sich dadurch weit über 15 Grad hinaus erwärmt. Im Laufe des Tages wird der Boden immer wärmer bis zum Maximum am Spätnachmittag und dann setzt die Abkühlung bis zum nächsten Sonnenaufgang ein. Sie selbst haben im Forum ein sehr schönes Diagramm zur Temperaturgenese während Tag und Nacht veröffentlicht.
Die Luftemperatur ( und davon spricht Lindzen!) wird gemeinsam bewirkt durch die Aufwärmung der Luft durch die Oberfläche (Leitung/Konvektion, Abstrahlung/ Thermalisierung und Verdunstung) und durch den konvektiv-adiabatischen Effekt.
T.Oelschläger schrieb am 12/10/2022, 15:35:21 in 302658
Die 487 W/m² sind die Summe aus Abstrahlung, Konvektion und latenter Wärme. Abstrahlung allein die bekannten 390W/m².
Was heisst denn ein großer Teil? Dass bei klarem Himmel und trockener Luft sehr viel Energie weg geht, erleben wir in der Wüste oder bei klaren Nächten (wie kürzlich im August oder klassisch in klaren Winternächten). Ich bin mir also nicht sicher, inwiefern ich da große Gegenargumente bringen sollte. Wenn wir uns das Infrarotfenster ansehen, geht da schon ein großer Teil durch:
Aber wie groß ist der Teil, ein Drittel? Und wie groß ist er, wenn die Luffeuchtigkeit zunimmt oder das Fenster von Wolken verschlossen wird? Denken Sie, dass die aus Satellitenmessungen abgeleiteten mittleren 40W/m² zu klein sind?
Dafür gibt es ja Messungen, einfach als W/m² oder spektral aufgelöst. Da braucht man also eigentlich nicht über die Größe zu rätseln. Zur Zeit zeigt der Hamburger Wettermast eine Einstrahlung zwischen 375W/m² und 275W/m².
Die Sonne ist die einzige Energiequelle, sie fügt der Oberfläche und der Atmosphäre Energie hinzu, die Oberfläche fügt der Atmosphäre auch Energie hinzu. Die Atmosphäre gibt einfach nur Energie entsprechend ihrer Temperatur ab. Da ist keine Energiequelle und keine Energie aus dem Nichts.
In dem Diagramm sieht man aber auch sehr schön, welche mittleren Temperaturen sich bei dieser Sicht einstellen. Ohne den Energiefluss aus der Atmosphäre ergeben sich Temperaturen, die deutlich unter den beobachteten liegen. Wenn ich mal bei Ihrem Sprachgebrauch bleibe: Würde ich die nächtliche Abkühlung durch Berücksichtigung der Strahlung aus der Atmosphäre „verzögern“, würde sich die Oberfläche Nachts weniger stark abkühlen, morgens mit einer höhereren Temperatur starten und damit Nachmittags bei einer höheren Maximaltemperatur enden. Die höheren Temperaturen stellen sich im Zusammenspiel der Energieflüsse ein.
Sie können das auch im Papier von Happer sehen, Abbildung 7 glaube ich. Dort zeigt er die Kühlraten Z=142W/m² (Das passt von der Größenordnung her fasst zu 487W/m² – 330W/m² = 157W/m² bzw. bei Happers Rechnung 394W/m² – 252W/m² = 142W/m²) und man sieht, dass sich die Kühlraten verringern, wenn sich der CO2-Gehalt erhöht. Geringere Kühlung bei gleicher Energiezufuhr -> höhere Temperaturen. Keine Treibhausgase – maximale Kühlung mit 390W/m², da kühlt sich die Erde schnell ab, denke ich.
Aber irgendwie denke ich, das würde sich besser mit einem Physiker vor einem Whiteboard klären. Vielleicht ergibt sich die Chance für Sie ja auf der nächsten Eike-Konferenz?
Sehr interessanter Beitrag! Wobei mich Richard Lindzen mehr überzeugt als Nick Lewis. Wobei letzterer an eine positive Wasserdampf-Verstärkung glaubt – wie der IPCC. Ist es nicht so, dass wir dann einen Run-Away-Effekt hätten, der noch nie beobachtet wurde? Der nur verhindert wird, wenn die Rückkopplung negativ ist? Auch Lindzen geht von einer negativen Wasserdampf-Rückkopplung aus. Wie es vor allem die energetisch dominierenden Tropen mit ihrer ausgeprägten Thermostat-Wirkung überdeutlich zeigen. Ein interessanter Punkt, der schon in einigen EIKE-Artikeln thematisiert wurde.
Interessant auch die Rolle der baroklinen Wirbel, die einen Großteil des meridionalen Wärmetransports übernehmen. Bleibt aber weiterhin die Frage, was neben der Temperaturdifferenz Tropen/Pole den meridionalen Wärmefluss steuert und somit die Klimaveränderungen. Während der Vereisung gab es Temperaturdifferenzen von 40 Grad, heute 20 Grad und während der Warmzeiten mit eisfreien Polen noch weniger. Ist es die Sonneneinstrahlung? Das CO2 wohl eher nicht, der Einfluss ist nach Lindzen zu klein. Schwer auch, Nick Lewis beim CO2 zu folgen: Auch wenn historische Messungen zeigen, dass das CO2 den Temperaturen nachhinkt, könne CO2 trotzdem der Temperaturtreiber sein. Höhere Klima-Logik?
Nur für unsere „schlauen“ Klima-Politiker ist es klar: Das Weltklima muss „gerettet“ werden, obwohl der Flop garantiert ist! Koste es was es wolle – Ruin des Landes und Zunahme des Welthungers inbegriffen. „Weltretter“, wie sie nur die Apokalypse kennt.
Im Artikel wird das pdf nur in dem eigenwilligen Viewer angezeigt. Falls jemand das pdf direkt haben möchte, hier der direkte Link …
Sehr geehrte Damen und Herren,
Vielleicht/bitte. ‚erbarmen Sie sich den interessierten, nicht ‚englisch mächtigen‘ Lesern durch Übersetzungen.
Besten Dank.
Gerne höre ich von Ihnen.
Mit freundlichen Grüßen
Dietrich Oschmann
Eike sollte in D in deutsch Kenntnisse verbreiten. Dann danke. Es sei denn, nämlicher Text ist unwichtig.
Hier nur: Bitte weiter kritisch sein.