von Uli Weber
Als Modell gilt in der Wissenschaft eine mehr oder minder umfangreiche Abbildung der Wirklichkeit (Zitat Wikipedia). Wenn wir diese Definition einmal umkehren, dann kann ein Etwas, das nicht irgendwie in der Wirklichkeit verankert ist, kein Modell der selbigen sein, sondern beispielsweise Science Fiction. Nun hatte sich in der Kommentarfunktion zu dem EIKE-Artikel „Neue Studie: Ein ‚Denkmodell‘, das von einem ‚natürlichen Treibhauseffekt‘ von 33 K ausgeht, ist eine ‚wertlose‘ Behauptung“ der Lead-Autor selbiger Studie bitterlich über meinen Modellvergleich „Verbesserungswürdig: Über fehlerhafte Ansätze für eine breitenabhängige Globaltemperatur“ auf EIKE (nachfolgend = Weber 2020) beklagt, Zitat Kramm am 5. Januar 2023 um 21:13 Uhr:
„Wenn Sie glauben, nach dem Motto „Calumniare audacter, semper aliquid haeret“ eine Vielzahl von frei erfundenen Behauptungen und Falschaussagen zu den Arbeiten verbreiten zu koennen, die ich zusammen mit Fachkollegen angefertigt habe, um Zweifel an meiner Kompetenz zu schueren, dann nehme ich das nicht hin.“
(Alle Kramm-Zitate in diesem Artikel aus der Kommentarfunktion von „Neue Studie: …“)
Um zunächst einmal der Freiheit von Meinung und Information Genüge zu tun, finden Sie meinen knapp 8-seitigen EIKE-Artikel „Weber (2020)“ unter dem obigen Link und Kramms 35-seitige Entgegnung hier.
Dem Angebot des EIKE-Admins vom 5. Januar 2023 um 22:08 Uhr, eine Widerlegung meiner Ergebnisse auf diesem Blog zu veröffentlichen, ist Kramm bisher nicht nachgekommen. Vielmehr hatte Kramm diesen Vorschlag bereits am 6. Januar 2023 um 12:45 Uhr mit einem Kommentar @Admin zurückgewiesen. Daher stelle ich mich jetzt umgekehrt Kramms Kritik und werde nachfolgend die Richtigkeit meines Modells und meiner Analysen gegenüber dessen Zitaten nachweisen. Zur Diskussion stehen damit folgende Modelle:
- Das herkömmliche globale Faktor4-Tag=Nacht-THE-Modell mit seinem globalen [-18°C]-Ansatz aus einer physikalischen Fehlanwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes.
- Das breitenabhängige Temperaturmodell von Kramm et al. (2017), in dem sich Kramm mit einem Faktor4-Tag=Nacht-Ansatz für eine „Erde ohne Atmosphäre“ auf die Arbeiten von hochrangigen Physik-Koryphäen aus dem 19. und 20. Jahrhundert stützt.
- Mein hemisphärisches Stefan-Boltzmann-Modell für die Temperaturgenese auf unserer realen Erde, bei dem ich mich auf die zwingende Gleichzeitigkeit von Temperatur und Strahlung im Stefan-Boltzmann-Gesetz sowie die jahrtausendealten Kenntnisse der Landbevölkerung über die Existenz von Tag und Nacht berufe.
Modell (A): Am 5. Januar 2023 um 21:13 Uhr behauptet Gerhard Kramm unter Punkt 1, Zitat mit Hervorhebungen:
„Es ist also in der Fachliteratur ueblich, entweder die ortsabhanegige taegliche solare Einstrahlung oder die ortsabhaengige mittlere taegliche solare Einstrahlung zu veranschaulichen. In den beiden obigen Diagramm sind jeweis die geographische und jahreszeitliche Verteilung der mittleren taeglichen solaren Einstrahlung dargestellt. Die zugehoerige taegliche solare Einstrahlung liefert das gleiche Muster der Verteilung, denn alle Werte der mittleren taeglichen solaren Einstrahlung muessen nur mit 86400 s. multipliziert werden. Sie streiten diese Verteilung der taeglichen solaren Einstrahlung ab.
Die globale Mittelung ueber diese geographische und jahreszeitliche Verteilung der solaren Einstrahlung liefert das seit Meech (1857) und Wiener (1877, 1879) bekannte Ergebnis, dass das globale Mittel der solaren Einstrahlung dem vierten Teil der Solarkonstanten entspricht. Die numerischen Simulationen von Kramm et al. (2017) lieferten fuer das Jahr 2010 ein globales Mittel von 340,2 W/m². Die verwendete Solarkonstante betrug 1361 W/m². Der Quotient 340,2/1361 betraegt 0.24996.“
Ich kann mich zwar nicht auf Meech (1857) und Wiener (1877, 1879) -(sowie Milanković (1920, 1941) bei Kramm et al. (2022))- berufen, habe aber den herkömmlichen Faktor4-Ansatz mit einer globalen Durchschnittstemperatur von [-18°C] zuletzt in meinem EIKE-Beitrag „Schwarzschild und die Lösung der Strahlungstransfergleichung – ein physikalischer Hütchentrick?“ ausführlich widerlegt.
Die Situation beim herkömmlichen Faktor4-Ansatz stellt sich folgendermaßen dar:
Der Faktor4-Ansatz benötigt einen sogenannten „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“, um die sogenannte „gemessene globale Durchschnittstemperatur“ zu erklären. Dazu ist wiederum eine sogenannte „atmosphärische Gegenstrahlung“ erforderlich, zu deren Entstehung sie selber beitragen muss. Dieser Mechanismus ist vergleichbar mit dem Chuck-Norris-Paradoxon, der in einem Blockhaus geboren worden sein soll, das er selber erbaut hatte. Denn selbst die THE-Anhänger wissen es besser, was die nachstehende Abbildung beweist:
Abbildung 3.34 von Seite 51 aus „Physik der Atmosphäre“ von Niklaus Kämpfer
Zwischen der „einfallenden Sonnenstrahlung“ und der „ausgehenden Infrarot-Strahlung“ liegt nämlich die terrestrische Temperaturgenese. Denn ein Vektor ändert nicht freiwillig seine Richtung. Es wird hier ganz deutlich, dass sich das Strahlenbündel der einfallenden Solarstrahlung auf eine Kreisfläche (PiR²) mit dem Erdradius R beschränkt. Die Abstrahlung erfolgt dann über die gesamte Erdoberfläche (4PiR²). Aber die Temperaturgenese, bei der sich die Richtung des Poynting-Vektors vom solaren Einfall zur terrestrischen Abstrahlung umkehrt, findet ausschließlich auf der Taghemisphäre (2PiR²) unserer Erde statt. Die Abbildung 3.34 entspricht also prinzipiell meinem hemisphärischen Stefan-Boltzmann-Modell.
Ergebnis für Modell (A): Selbstverständlich bestreite ich, dass die Sonne hier auf der Erde Tag und Nacht mit gemittelter halber Strahlstärke scheint. Denn für das, was am Ende nach Anwendung der Strahlungstransfergleichung ‘rauskommt (Abstrahlung) ist entscheidend, was da vorher auf der Tagseite als Eingangsgröße überhaupt an Sonnenstrahlung ‘reingegangen (Einstrahlung) ist. Und da ist der globale Faktor4-Ansatz halt ungenügend, denn wenn nur die Hälfte ‘reingeht (Faktor4 anstatt Faktor2), kann dabei auch nur die Hälfte ‘rauskommen (235W/m² anstatt 470W/m²).
Anmerkung: Auch hier wird wieder mit den in der Klimawissenschaft offenbar üblichen Durchschnittswerten argumentiert, was bei einer T-hoch-4-Funktion physikalisch nicht korrekt ist. Für detaillierte Angaben sei auf meinen Artikel „Anmerkungen zur hemisphärischen Mittelwertbildung mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz“ verwiesen.
Modell (B): Weiter geht es nun mit Kramm et al. (2017), die einem verfeinerten Faktor4-Ansatz folgen (Quotient = 0,24996 anstelle von 0,25), aus dem sich eine breitenabhängige Temperaturverteilung mit den Maxima am Pol der jeweiligen Sommerhemisphäre herleitet. In seiner E-Mail vom 29.01.2021 um 09:58 Uhr* an mich und den üblichen Skeptiker-Email-Verteiler hatte Dr. Gerhard Kramm ein PDF-Dokument „kramm_bemerkungen_weber_v3.pdf“ (in der Folge „Kramm (2021)“) mit einem direkten Temperaturvergleich zwischen meinem hemisphärischen S-B-Modell und seiner „Erde ohne Atmosphaere“ verschickt. Wie erwartet spiegeln die Beleuchtungsklimazonen (Definition) unserer Erde den Verlauf der maximalen örtlichen solaren Strahlungsleistung und zeigen keinerlei Hotspot am Pol der Sommerhemisphäre. Diese Beleuchtungsklimazonen sind in der nachfolgenden Abbildung (hier finden Sie die Originaldarstellung) als Overlay über die beiden genannten Modelle projiziert worden:
Abbildungen a* und b* aus Kramm (2021): 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
Vorläufiges Ergebnis: Bekanntermaßen ist die temperaturbestimmende spezifische solare Strahlungsleistung in den Tropen nun einmal am höchsten (Abbildung a*) und fällt dann zu den Polarregionen kontinuierlich ab, wie es auch die Overlays der Beleuchtungsklimazonen in den Abbildungen a* und b* prinzipiell zeigen. Es ist demnach unschwer zu erkennen, welche Grafik ein physikalisches Modell unserer Erde darstellt (mein hemisphärisches S-B-Modell) und welche Grafik mit einem Wärmepol auf der Sommerhemisphäre (Kramm et al. 2017) reine Science-Fiction ist.
Komplikation: Kramm hält der Analyse in meinem Artikel „Verbesserungswürdig: Über fehlerhafte Ansätze für eine breitenabhängige Globaltemperatur“ (Weber 2020) nun entgegen, Zitat aus seinem Kommentar vom 6. Januar 2023 um 17:53 Uhr mit Hervorhebungen:
„Zur Bewertung der geographischen und jahreszeitlichen Verteilung der „slab“-Temperatur im Falle einer Erde ohne Atmosphaere nach Abbildung 22 (a) vonKramm et al. (2017) war nicht die Verteilung der solaren Einstrahlung nach Abbildung 22 (b) erforderlich, auf die Sie sich berufen haben, sondern die entsprechende Verteilung der absorbierten solaren Strahlung in Abbildung 22 (c), die Sie durch Vertuemmeln der Abbildung 22 weggelassen haben. Da Sie auch die Bildunterschrift verstuemmelt haben, darf man wohl vorsaetzliches Faelschen unterstellen. Und nun wollen Sie sich damit rausreden, dass Sie ja gar nicht die Abbildungen 22 (c) – (e) erwaehnt haetten. Fuer wie dumm halten Sie eigentlich die Foristen?“
Naja, zumindest die MEISTEN halte ich für schlau genug, um nicht JEDEM ALLES zu glauben: Sehr erstaunlich ist nämlich, dass die Abbildung 22 (a) bis (e) von Kramm et al. (2017) jetzt von Kramm et al. (2022) als Abb. 2 (a) und (b) „verstuemmelt“ wiederverwendet wurde, und zwar ohne die konkreten Aussagen des verantwortlichen Lead-Autors in der oben zitierten Kommentierung bezüglich der Verbindung zwischen den Abb. 22 (a) und 22 (c) berücksichtigt zu haben. Im Gegenteil wird dort ohne eine dahingehend erforderliche Erklärung die Abb. 22 (a) direkt und eindeutig der Abb. 22 (b) gegenübergestellt:
“Copyright ⓒ 2022 by author(s) and Scientific Research Publishing Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).”
Anmerkung: Diese Abbildung 2 aus Kramm et al. (2022) zeigt, bis auf eine etwas ausführlichere Bildunterschrift, exakt die von Kramm kritisierte Abbildung 22 (a) und 22 (b) aus Weber (2020), die ebenfalls aus Kramm et al. (2017) stammt.
In meinem Artikel „Verbesserungswürdig: Über fehlerhafte Ansätze für eine breitenabhängige Globaltemperatur“ (Weber 2020) hatte ich mich folgendermaßen über die Abbildungen [22 (a) und (b) von Kramm et al. (2017) = 2 (a) und (b) von Kramm et al. (2022)] geäußert, Zitat:
„In der Abbildung 22a von Kramm et al. (2017) weist die rote Farbgebung nun eine Maximaltemperatur zwischen 280K und 300K für den jeweiligen Pol der Sommerhemisphäre aus. Diese Temperaturspanne entspricht jedoch nicht der entsprechenden spezifischen Strahlungsleistung aus Abbildung 22b mit mehr als 500W/m² (Nordpol) respektive mehr als 550W/m² (Südpol). Denn damit müssten die Ortstemperaturen an den Polen der Sommerhemisphäre in Abbildung 22a deutlich mehr als 300K betragen. Daher können die Temperaturen in Abbildung 22a eindeutig nicht aus den Strahlungswerten von Abbildung 22b hergeleitet worden sein. Sicherlich wird der verantwortliche Lead-Autor diesen Widerspruch mit dem ihm eigenen Charme durch eine plausible physikalische Erklärung auflösen können, die seinen hohen wissenschaftlichen Ansprüchen gerecht wird. Bis dahin bleibt nur der hinreichende Verdacht, dass beim Datensatz für die Strahlungsleistung in Abbildung 22b eine Verwechslung mit den Grunddaten @TOA vorliegen muss.“
Die Temperatur in Abb. 22 (a) hat ihr Maximum um den jeweiligen Sommerpol, genauso wie die solare Einstrahlung in Abbildung 22 (b), während die Grafik 22 (c) ihre Maxima auf der Nordhemisphäre zwischen ca. 30°N und 50°N hat. Im Sommer der Südhemisphäre reicht das Maxima der Grafik 22 (c) sogar vom Südpol bis in die Tropen. Die nachfolgende Abbildung 22 (a) bis (c) mit einem Overlay der Temperatur-Grafik 22 (a) verdeutlicht diese Situation:
Kramm et al. (2017): “Figure 22. Daily mean values of (a) slab temperature; (b) solar radiation reaching the Earth’s surface; (c) absorbed solar radiation, where the local solar albedo has been predicted by Equation (6.3); as predicted for one year starting with TDB = 2,455,197.5 (January 1, 2010, 00:00 UT1)”
Grafiken (b), und (c) mit einem Overlay von Grafik 22(a) mit dem Faktor4-Temperaturmodell
“This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).”
Das Maximum der Absorption (c) verschiebt sich also vom polaren Maximum der mittleren täglichen solaren Einstrahlung (b) weg in Richtung auf die Tropen. Bei der Berechnung der Temperatur (a) wäre nach Kramms Kommentar also ein zu (c) kongruentes Temperaturmuster zu erwarten. Stattdessen soll dann bei der Temperaturberechnung ausgerechnet eine gegensinnige Rückverschiebung der entsprechenden Temperaturmaxima aus (c) kongruent zu (b) in Richtung auf die Pole erfolgt sein? – Ja, wer glaubt denn sowas! Der vom verantwortlichen Lead-Autor vorgegebene Zusammenhang zwischen der spezifischen Strahlungsleistung der absorbierten Strahlung und der Temperatur [(c) => (a)] in der Abbildung 22 von Kramm et al. (2017) kann also nicht sinnhaft nachvollzogen werden.
Der Schluss, dass die Grafik 2 (a) aus der tagesdurchschnittlichen solaren Strahlungsleistung 2 (b) abgeleitet worden sein muss, ist jetzt also durch das Fehlen der 2017er-Grafik 22 (c) bei Kramm et al. (2022) zwingend geworden.
Jedenfalls lassen die Autoren diesen klaren Eindruck für den Betrachter so stehen, obwohl die Temperaturen in Abb. 2 (a) und die zugehörigen Strahlungsleistungen in Abb. 2 (b) vom Betrag her einfach nicht zueinander passen. Trotzdem bestätigen Kramm et al. (2022) eine Ableitung der Temperaturen 2 (a) aus der tagesdurchschnittlichen Einstrahlung 2 (b) ausdrücklich, indem sie zu ihren Abbildungen 1 bis 3 angeben, Zitat von Seite 388 (unten) mit Hervorhebungen:
“As illustrated in Figures 1-3, the distribution of the surface temperature on a planet or a natural satellite (like Earth’s Moon or Jupiter’s Galilean moon Io) in the absence of an atmosphere is non-uniform. As outlined by von Hann, this distribution of the surface temperature is mainly governed by the solar insolation defined as the flux of solar radiation per unit of horizontal area for a given location [8].”
Dieser klaren Aussage aus Kramm et al. (2022) widerspricht nun Kramm selbst in seinem aktuellen Kommentar diametral. Zur Erinnerung noch einmal Kramms Zitat aus seinem Kommentar vom 6. Januar 2023 um 17:53 Uhr mit Hervorhebungen:
„Zur Bewertung der geographischen und jahreszeitlichen Verteilung der „slab“-Temperatur im Falle einer Erde ohne Atmosphaere nach Abbildung 22 (a) vonKramm et al. (2017) war nicht die Verteilung der solaren Einstrahlung nach Abbildung 22 (b) erforderlich, auf die Sie sich berufen haben, sondern die entsprechende Verteilung der absorbierten solaren Strahlung in Abbildung 22 (c), die Sie durch Vertuemmeln der Abbildung 22 weggelassen haben.“
Es liegen von Kramm et al. (2022) und Kramm selbst also diametral gegenteilige Erklärungen darüber vor, wie und aus welchen Strahlungswerten die in Abbildung 22 (a) / 2 (a) dargestellten Temperaturen tatsächlich berechnet worden sind. Offenbar sind aber beide Aussagen falsch, weil die Temperaturwerte in Abb. 22 (a) / 2 (a) nach der hier dargelegten Indizienlage aus dem Datensatz der Abb. 22 (b) / 2 (b) durch Reduzierung um eine konstante Albedo entstanden sein müssen.
Wenn also bisher noch kein Korrigendum für die Abbildung 22 aus Kramm et al. (2017) erfolgt sein sollte, dann ist es jetzt mit der Abbildung 2 aus Kramm et al. (2022) aber wirklich allerhöchste Zeit. Die Indizienlage gegen das Temperaturmodell von Kramm et al. (2017) ist erdrückend, aber trotzdem gilt selbstverständlich weiterhin die Unschuldsvermutung dahingehend, dass die Aussagen des verantwortlichen Lead-Autors bezüglich der Temperaturberechnung [22 (c) => 22 (a)] aus Kramm et al. (2017) trotz des Widerspruchs [2 (b) => 2 (a)] aus Kramm et al. (2022) beweisbar sein könnten. Dieser möge daher die vorliegenden Indizien einfach durch einen qualifizierten Kommentar zu dem Widerspruch
[22(c)=>22(a)@Kramm] # [2(b)=>2(a)@Kramm et al. (2022)] = beides falsch (Weber)
ausräumen – aber bitte höflich, sachlich, allgemeinverständlich und nicht überschäumend länglich.
Ergebnis für Modell (B): Die Klimarealisten sollten aufpassen, mit welchen Temperaturmodellen sie in der Diskussion um unsere industrielle Zukunft auftreten. Das Kramm’sche Modell ist dafür gänzlich ungeeignet, weil es eine inverse Welt darstellt. Abgesehen davon ist mir bisher keine bestätigende breitenabhängige Temperaturverteilung mit einem Hotspot auf dem jeweiligen Sommerpol bekannt geworden. Und dieses Modell von Kramm et al. (2017) wird dadurch auch nicht besser, dass man es immer wieder neu veröffentlicht.
Modell (C): Von den konkurrierenden theoretischen Temperaturmodellen für unsere reale Erde wird der natürliche Verlauf der Beleuchtungsklimazonen also lediglich von meinem hemisphärischen S-B-Modell (Abb. a*) sinnstiftend abgebildet:
Abbildung: Vergleich des hemisphärischen S-B-Modells mit den Beleuchtungsklimazonen der Erde
Links: Das hemisphärische S-B-Modell aus dem Modellvergleich von Kramm (2021)*
Text: Maxima nach Weber, beginnend mit dem 1. Januar 2000, 12:00 Uhr (JD = 2451545)
Rechts: Beleuchtungsklimazonen der Erde (N-S gestreckt)
Quelle: Wikipedia, Autor: Fährtenleser, Lizenz: GNU Free Documentation License)
Ergebnis für Modell (C): Allein mein hemisphärisches Stefan-Boltzmann-Modell ist in der Lage, die terrestrische Temperaturgenese räumlich und zeitlich korrekt abzubilden, und zwar ohne auf einen sogenannten „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ zurückgreifen zu müssen. Dieses Modell kann sowohl die „gemessene“ globale Temperatur auf der Tagseite unserer Erde über eine korrekte S-B-Berechnung erklären, als auch die Nachttemperatur über die S-B-Umgebungsgleichung und den Wärmeinhalt der globalen Zirkulationen.
Fazit dieses Faktenchecks: Der Faktor4-Ansatz für die Sonneneinstrahlung auf unserer Erde ist falsch, denn darauf beruht die Sage vom „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“. Mein hemisphärisches S-B-Modell ersetzt als realistisches Modell unserer Erde ohne THE sowohl den konventionellen Faktor4-Tag=Nacht -Ansatz der real existierenden Klimawissenschaft mit einem fehlerhaft konstruierten globalen „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ von konstant 33°C, als auch das Modell einer jahreszeitlich variablen breitenabhängigen Durchschnittstemperatur von Kramm et al. (2017) / Kramm et al. (2022) mit seinem polar beheizten inversen Temperaturmodell für unsere Erde, wie die nachfolgende Tabelle beweist:
Tabelle: Vergleich zwischen meinem hemisphärischen S-B-Modell und dem herkömmlichen Faktor4-Tag=Nacht-THE-Ansatz, womit sich Letzterer erledigt hat. Eine Diskussion dieser und weiterer Ansätze ist in „Eine Analyse der Thesen/Antithesen für einen ‚natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt‘“ – Teil-1 – Teil-2 – Teil-3 – nachzulesen.
*) Erklärung: 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 a und b aus Kramm (2021)) 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, 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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Ich bedanke mich bei der EIKE-Redaktion für die Veröffentlichung dieses Beitrags. Weiterhin bedanke ich mich bei den jeweiligen Kommentatoren für konstruktive und/oder klärende Kommentare.
Auf abwertende Kommentare, die inhaltlichem/physikalischem Unverständnis und/oder absichtlicher Fehlinterpretation geschuldet sind, gehe ich nicht weiter ein. Mein hemisphärisches S-B-Modell hatte sich über diverse Erkenntnisschritte kontinuierlich weiterentwickelt. Ein Zwischenstand ohne die späteren Erkenntnisse ist hier zu finden:
https://eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2018/02/Gesamtdarstellung-hem-S-B-Ansatz-uw-2018-02-17.pdf
U. Weber schrieb am 22/03/2023, 22:10:48 in 319070
Für die ersten Veröffentlichungen des Modells trifft das durchaus zu. Da wurde die Kritk am Modell zwar auch immer als unzutreffend abgebügelt und die Kritiker als ahnungslos abgestempelt, aber letzten Endes wurde ein Teil der Kritik doch addressiert. Da verstand ich die Veröffentlichung der Artikel noch irgendwie.
Aber seit mehreren Jahren passiert in der Hinsicht nichts mehr. Die Kritikpunkte sind seit mehreren Jahren die gleichen, die Kritik kommt vom Fachbeirat, von den Kommentatoren und es kommt keine Reaktion von Herrn Weber. Wozu also das ganze dann noch? Vor allem, wenn man sich den Kontrast zu dem ansieht, was die von Eike eingeladenen Experten auf den Eike-Konferenzen vortragen …
#x, #319097
@ Herrn Marvin Müller et al.:
(„DoNotFeedTroll” von Sam Fentress, Lizenz CC BY-SA 3.0)
Die Dimesion der Temperatur ist Theta mit unterschiedlichsten Maßeinheiten. Selbstverständlich kann man Temperaturen mitteln. Das ist sogar zwingend, wenn man die habeckschen Wunderwärmepumpen dimensionieren muss. Das Ergebnis der Mittelung ist aber kein realexistierender Wert. Das meint sicher Prof. Puschner. Dieser Mittelwert wird jedoch von PIK und Co als real den Mint-Abwählern eingebläut. Leider steigen die IR-Strategen auch auf den Unsinn ein. Offensichtlich haben sie das Plancksche-Strahlungsspektrum gar nicht verstanden. Wärme ist doch nicht nur IR-Strahlung. Man kann mit einem IR-Thermometer die Umgebungstemperatur z.B. praktisch nicht messen. Das bedeutet auch, dass nicht nur die Spurengase der Athmosphäre Wärmträger sind. Wahrscheinlich haben diese Klimaexperten noch nicht mal beim Kochen zugeschaut; es kann für keinen Bestandteil der Speise irgendein konkreter Energiezustand ermittelt werden. Das gilt natürlich erst recht für Gase. Die Spurengase haben nichts mit dem Klimawandel zu tun, wobei klar ist, dass Wasserdampf kein Spurengas ist, sondern das Energieniveau massgeblich bestimmt.
Es hat zeitgeschichtlich keine Phase ohne Klimawandel gegeben. Und ein Weltklima gab und gibt es eh nicht. Treibhauseffekt ist Unsinn. Die darüber schwafeln, sollten mal in einen guten botanischen Garten gehen. Bin mir allerdings nicht sicher ob Frau/Herr Kosch und weitere die Speziallisierung der einzelnen Gewächshäuser überhaupt verstehen.
Der Einfluss des Menschen auf das Mikroklima ist aber unstrittig.
Genau so ist das!
Langsam nervt es. Wann hören die Klimakatastrophenfanatiker endlich auf, alles mit Temperaturmessungen erklären zu wollen, ohne die verfälschende Wirkung durch Luftfeuchtigkeit zu erwähnen? 50°C in der Wüste oder 30°C in den Tropen dürften vom Energiegehalt etwa identisch sein.
Ob das Modell realistisch ist, könnte man durch einen Vergleich der berechneten Temperaturverläufe mit der Realität prüfen. Wenn mir nichts entgangen ist, hat Herr Weber im Laufe der Entwicklung seines Modells nur zwei konkrete Berechnungen präsentiert:
Bis dahin ist das Modell also nicht realistisch. Und Herr Weber sagt das auch „SB-Äquivalent wird nur in Ausnahmefällen erreicht, es fliesst Wärme in die globale Zirkulation“ (sinngemäßes Zitat, da der Text in einem Bild steckt). Wie die Energie dort hinfliesst, wieviel Energie dort hinfliesst und wie sich das auf die Temperaturen auf der Tagseite auswirkt – dazu gibt es keine Aussagen. Es sollte aber klar sein, dass die über „die globale Zirkulation“ auf die Nachtseite transferiert Energie für die Erwärmung der Tagseite fehlt, also keine 15°C mehr erreicht werden können.
Nach lang anhaltender Kritik führt Herr Weber dann die Stefan-Boltzmann-Umgebungsgleichung ein, die die von der Oberfläche abfliessende Energie reduzieren soll und damit das immer noch offensichtliche Defizit zwischen Ein- und Abstrahlung auflösen soll:
stammt aus der Abstrahlung der Erdoberfläche 
. Über den Term 
schweigt sich Herr Weber aus. Er sieht aber sehr nach einem Term aus, der die Abstrahlung aus der Atmosphäre beschreibt (beschreiben soll, da die Atmosphäre kein schwarzer Strahler ist). Der frühere Verweis auf das Buch Physik für Ingenieure, der diesen Term für zwei sich gegenüber stehende schwarze Strahler herleitet, spricht auch dafür. Allerdings gibt es laut Herrn Weber ja gar keine Strahlung aus der Atmosphäre (Gegenstrahlung).
Der Term
Wenn man eine korrektere Beschreibung des Verhalten einer Erde ohne Strahlung aus der Atmosphäre sucht, sollte man sich eher das hier viel kritisierte Papier von Herrn Kramm ansehen. Herr Kramm beschreibt genau, wie der zeitliche und örtliche Verlauf der Einstrahlung und Abstrahlung aussieht, wie die Erdoberfläche diese Energie aufnimmt, sich dadurch erwärmt, gespeicherte Energie auf die Nachseite transportiert und dort wieder abgibt und sich dabei abkühlt. Man findet dort auch keine SB-Inversion, die immer so gern kritisiert wird …
#318418
„eine für die Oberfläche des Mondes – ein direkter Vergleich mit den tatsächlichen Werten für den Mond zeigte, dass die Berechnung für die Nachtseite mit Null Grad Kelvin offensichtlich nicht stimmte“ .
Frage: stimmt das mit der Annahme 0Kelvin? Darüber müsste man mal reden.
Der Weltraum selbst ist frei von Materie und kann keine Temperatur haben, auch nicht Null. Stellt sich die Frage anders nach der niedrigsten Temperatur, die ein Körper haben kann ohne Sonne. Auf der Rückseite von Merkur, auf weitentfernten Monden, aus der Nachtseite unseres Mondes am Ende der Mondnacht, an Satelliten in der Nacht und erdabgewandt. Immer werden Temperaturen ganz ohne Sonne so um die 110K+-10° gemessen. Es entspricht dieses T0 der Weltraumstrahlung und nur weil davon sehr wenig die Erdoberfläche erreicht, ist es doch offenbar nicht wenig und vernachlässigbar. Es erreicht die Erde wo auch immer, hat Energieanteile wie auch immer und muss auch wieder raus von wo aus auch immer. Es gehört zur Bilanz des Gesamtsystems Erde.
Die Triebkraft der Abstrahlung wäre dann nicht 288°, sondern ca. 178° und würde all die feinen Berechnungen zu Kompost machen.
Der Streit um des Kaisers Bart!
so verhält es sich um den Streit um die richtige Durchschnittstemperatur der Erde!
vielleicht helfen Fakten weiter!
was wissen wir wirklich?
a) die Erde ist kein idealer schwarzer Körper, im Sinne von Stefan u. Boltzmann!
Somit sind alle Berechnungen mit der Formel Makulatur!
b) Die Atmosphäre verhindert eine Überhitzung der Erde, also genau das Gegenteil, vomTHE!
Nenne nur das Stichwort „Ozon“
jeder kann sich informieren, was mit der starken UV Strahlung der Sonne passiert!
c) aus physikalischer Sicht kann es den THE nicht geben!
mein Glasscheiben Experiment liefert den Beweis!
d) nicht zu vergessen, wo wird denn die sogenannte Erdtemperatur gemessen?
in ca 2 Meter Höhe über dem Erdboden! Warum wohl?
es wird also die Lufttemperatur gemessen und nicht die Temperatur der Erdoberfläche!
e) und zum Schluss liefert eine Wärmebildkamera die eindeutigen Beweise!
Und wie heißt es zum Schluss beim Streit um des Kaisers Bart?
Zankt, wenn ihr sitzt beim Weine
nicht um des Kaisers Bart!
unsere Gegner sitzen im PIK und in der links–grünen Sekte!
sollten wir niemals vergessen!
Zitat: Allein mein hemisphärisches Stefan-Boltzmann-Modell ist in der Lage, die terrestrische Temperaturgenese räumlich und zeitlich korrekt abzubilden, und zwar ohne auf einen sogenannten „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ zurückgreifen zu müssen.
Nein, das ist so nicht korrekt. Ein Modell, welches zeitlich invariant ist, kann niemals realistische Werte für eine zeitlich variante Realität liefern. Ich kann mich nur der Aussage anschließen, dass es einen so genannten „atmosphärischen Treibhauseffekt“ nicht braucht bzw. physikalisch nicht nachweisbar ist.
Im Grunde gibt es 5 Ansätze der energetischen Beschreibung bzw. Betrachtung nach dem Erhaltungssatz der Energie für ein diffus reflektierenden rotierenden sphärischen energetisch passiven Himmelskörper:
1.Statischer Ansatz – Dieser Ansatz betrachtet den Körper als zeitlich invariant, was einem sehr schnell rotierenden sphärischen Himmelskörper entsprechen würde.
2.Rotations-Ansatz – Dieser Ansatz beruht auf der Gauß-Theorie der periodischen Dämpfung, wobei die beiden Grenzfälle der sehr langsamen und sehr schnellen Rotation eines sphärischen Himmelskörpers betrachtet werden.
3.Zentral-Solarpunkt Ansatz – Dieser Ansatz von Erich Schoenberg (1922) kann man für den zeitlich invarianten und varianten Fall benutzt werden. Der Zentral-Solarpunkt Ansatz in Verbindung mit dem Dämpfungs-Ansatz wurde beim Diviner Lunar Radiometer Experiment verwendet.
4.Dämpfungs-Ansatz – Dieser Ansatz beruht auf der Energie-Aufnahmefähigkeit der Oberfläche bzw. einer Oberflächenschicht und der zeitlich gedämpften Energieabgabe innerhalb der Rotationsperiode vom sphärischen Himmelskörper.
5.Geometrischer Ansatz – Dieser Ansatz der Erhaltung vom Phasenraumvolumen der Strahlung (Étendue-Erhaltung) aus der geometrischen Optik (geometrischer Fluss) geht auf G.C. Jaffé zurück, wobei das Verhältnis von Energie und Raumwinkel E1/E2 = Ω1/Ω2 gleich sein muss. Hieraus lassen sich die Werte von L.C. Wiener (1877) mit (S/4) und R. Spitaler (1938) ableiten.
Der Ansatz 1 und 5 aus der Liste ist der physikalisch unrealistische Ansatz, den man wählen kann, weil eine zeitlich invariante Betrachtung. Der Ansatz 2 und 4 sind vergleichbar, wobei der Ansatz 2 eine vereinfachte allgemeine Betrachtung von Ansatz 4 darstellt.
Auf relative korrekte und auch realistische Werte der Energiestromdichte und der Effektivtemperatur für einen diffus reflektierenden rotierenden sphärischen energetisch passiven Himmelskörper bekommt man mit den Ansätzen 2, 3 und 4.
Anmerkung: Der Ansatz bzw. die Betrachtung von Gerlich/Tscheuschner (vergleichbar mit Zentral-Solarpunkt Ansatz) ist nicht korrekt, weil man den Lambertschen Satz für einen bestrahlten und diffus reflektierenden Körper verwenden muss. Deshalb sind die Werte nach Gerlich/Tscheuschner für die Energiestromdichte und die Effektivtemperatur zu gering, und passen absolut nicht zu den realen Werten. Diesen Ansatz von Gerlich/Tscheuschner kann man mittels einer numerischen Integration über die Wertepaare falsifizieren.
Mfg
Werner Holtz
Herr Holtz,
Der Punkt ist doch eher, dass keines der Modelle 1-5 in der Lage ist, die wahre Temperaturverteilung der Erde zu erklären, denn alle sind zu einfach.
Warum nennen Sie vereinfachende mathematische Modelle, die schon 100 Jahre alt sind? Die heutigen numerischen Klimamodelle sind doch viel genauer.
Uli Weber, der den Mittelwert von +15 Grad der Tagseite einer nicht rotierenden (!) Erde (nach Prof. Gerlich, mit Albedo, ohne Gegenstrahlung) gespeichert auf die Nachtseite rotiert (!) und dort trotz S-B die Abstrahlung Null (!!) annimmt – oder ersatzweise eine 2. Sonne, soweit die Erde kein Energie erzeugendes Perpetuum Mobile sein soll – oder ersatzweise eine entsprechend warme (und ja mit THG und Wolken real existierende) gegenstrahlende (!!) umgebende Atmosphäre „für die Temperaturgenese der realen Erde“ – erscheint zum 38. Mal bei EIKE. Es ist nicht zu fassen!!
Herr Dietze,
wie bewerten Sie die Aussage von Herrn Weber, dass nur auf der Tagseite der Erde eine Temperaturgenese mittels solarer Einstrahlung stattfindet und demgegenüber eine 24stündige langwellige Abstrahlung?
Er sagt hier doch gar nicht, dass in der Nacht keine Abstrahlung stattfindet!
Mit freundlichen Grüßen
Herr Oelschläger, beim Hemisphärenmodell stammen doch die gespeicherten rein solaren max. +15 Grad von der NICHT rotierenden Tagseite OHNE Gegenstrahlung. Herr Weber rotiert diese Temperatur dann auf die Nachtseite (!) wo ja die Sonne NICHT scheint. Er zeigt zwar eine Abstrahlung, geht aber von KEINER Abkühlung aus, denn wenn die abgekühlte Nachtseite auf die Tagseite rotiert, kann sein +15 Grad-Mittelwert ja niemals erreicht werden. Auf der Nachtseite seiner Erde dürfte es trotz +15 Gad also gar keine Abstrahlung geben.
Sein Modell, das eigentlich auf jeder Seite der Erde eine Sonne (!) benötigt, ist ein Energie erzeugendes Perpetuum Mobile. Er behauptet dass ausser bei ihm die Modelle auf einer Fehlanwendung des SB-Gesetzes (!!) beruhen, obwohl doch nur er der Fehlanwender ist. Dass die Temperaturgenese nur auf der bestrahlten Erdfläche stattfindet, hat er frei erfunden. Wegen Rotation und Speicherung strahlt auch die nicht bestrahlte Fläche und kühlt sich ab.
Deshalb verringert sich mit dem Geometriefaktor 4 der globale Mittelwert ja von +15 auf (isotherm berechnete) -18 Grad. Dass die Erde damit künstlich „kaltgerechnet“ wird um einen angeblich nicht existenten Treibhauseffekt zu erklären, ist ein grotesker Irrtum. Der genauer über alle Breitenkreise mit Speicherung über Tag/Nacht ermittelte solare globale Mittelwert ist sogar -21 Grad.
Herr Dietze,
vielen dank für die umfassende Antwort, die aber nicht überzeugend ist. Sie liefern kein stichhaltiges Argument gegen die Werber’sche Grundaussage, dass nur auf der Tagseite der Erde eine Temperaturgenese aufgrund solarer Einstrahlung stattfindet, das Sonnenstrahlbündel ( mit einer Fläche, die dem Erdquerschnitt entspricht) dabei auf einen Anteil der Erdoberfläche fällt, der der doppelten Querschnittsfläche entspricht( Taghemisphäre) und damit in der realen Welt die Solarkonstante abzüglich Albedo von 960 W/m2 sich auf diese doppelte Querschnittsfläche verteilt (Durchschnitt 480 W/m2). Am Äquator zur Mittagszeit bei klarer Sicht stehen damit 960W/m2 zur Verfügung, nach Norden und Süden hin werden die Wattwerte entsprechend der sich aus der Erdkrümmung ergebenden grösseren beschienen Fläche dann kleiner. Ist diese Beschreibung der realen Vorgänge bis hierhin irgendwie unzutreffend?
Die solare Einstrahlung bewirkt die Erwärmung der Oberflächen (Land/ See). Die warmen Oberflächen unterliegen einem ständigen Abkühlungsprozess durch Leitung/Konvektion, Verdunstung und Abstrahlung. Die Abkühlungsprozesse der Oberflächen führen zu einer Erwärmung der Atmosphäre.
Herr Weber vertritt doch im Kern nur die Ansicht, dass die über die Tagseite eingestrahlt Solarenergie ausreicht, um die Erde auf ihrem Temperaturniveau zu halten. Landmasse, Ozeane und die Luft werden im Laufe des Tages so erwärmt, dass die Nächte aufgrund deren Erwärmung je nach vorheriger Erwärmung durch die Sonne noch erträglich warm bleiben. Er verneint die einer Gegenstrahlung durch die Treibhaushypothese zugewiesene Rolle und ist damit in seriöser Gesellschaft z. B. von Peter Heller, der in einer Erwiderung auf Herrn Weber ausgeführt hat, dass die Sonne unsere einzige Energiequelle ist und dass es zur Erklärung der realen bodennahen Temperaturen keiner Gegenstrahlung bedürfe. Diese sei vielmehr ein energetisches Nullsummenspiel!
Auch Sie werden nicht im Ernst behaupten, dass die Erde eine andere zusätzliche Energiequelle als die Sonne hat und die Basis des Wärmehaushalts der Atmosphäre die vorangehende solare Erwärmung der Oberflächen ist. Die von der Sonne gelieferte Energiemenge ist aber immer konstant und vermehrt sich an keiner Stelle der Erdatmosphäre und der Landmasse sowie der Ozeane. Es ist doch immer von der gleichen Energiemenge als Grundlage der real existenten Temperaturen auszugehen.Wenn sie das anders sehen, sagen Sie mir bitte, wo diese Vermehrung stattfindet.
Herrn Weber und Ihnen steht immer das gleiche Energiereservoir als Basis zur Verfügung, wobei Herr Weber davon ausgeht, dass die tagsüber erfolgte Erwärmung von Landmasse, Ozean und Luft unmittelbar intensiv genug ist, um die Temperaturen auch nachts auf gutem Niveau zu halten und Sie die Ansicht vertreten, dass zusätzlich zu den von Weber benannten wärmenden Komponenten noch eine atmosphärische Gegenstrahlung die Oberflächen zusätzlich erwärmen muss.
In dieser Annahme steckt aber vor dem Hintergrund der sich nicht verändernden Menge an zur Verfügung stehender Energie das das Plausibiltätsproblem der Gegenstrahlungsidee. Durch diese Idee wird von dem Grundsatz abgewichen, dass nur die Sonneneinstrahlung der Erde Energie liefert. Es wird faktisch eine zusätzliche Energiequelle kreiert, die losgelöst vom Prinzip Einstrahlung – Abstrahlung in einem Parallelkreislauf zwischen Oberfläche und Atmosphäre sich diese beiden Elemente dauerhaft gegenseitig erwärmen lässt.
Das was die von der Sonne erwärmte Landmasse und Ozeane durch Abkühlung an die Atmosphäre abgeben, führt zur Erwärmung der Atmosphäre, die dann nach oben immer kühler wird. Im Prinzip ist die Wärme der Atmosphäre nichts anderes als die Abwärme der Erdoberfläche.
Mal abgesehen davon, dass die Luft kühler ist als die Oberfläche, ist auch deren Eignung als Strahler sehr unterschiedlich: die infrarote Abstrahlung der Erde als nahezu schwarzer Strahler ist sehr intensiv und erstreckt sich auf alle Wellenlängen. Die Gegenstrahlung der IR-aktiven Gase als selektive Bandenstrahler jenseits der Grenzen des regelmäßig kleingeredeten atmosphärischen Fensters resultiert demgegenüber aus einer gegenüber den Eigenschaften des schwarzen Strahlers geringen Anzahl an Strahlungsbanden. Wie soll diese kühlere Atmosphäre (die Strahlungsintensität eines Gases steht ja in direkter Abhängigkeit zu seiner Temperatur), die nur in geringeres Strahlungsspektrum als ein schwarzer Strahler hat, den schwarzen Strahler Erdoberfläche über die Temperatur hinaus aufwärmen, die durch ihre Abkühlung die Atmosphäre erst erwärmt hat?
Bei allem Respekt erscheint mir Ihre Ansicht durch einen Zirkelschluss fehlerhaft begründet zu sein. Die Gegenstrahlung setzt eine Oberflächenstrahlung voraus, die erst durch die Gegenstrahlung erzeugt wird.
Sie werfen Herrn Weber vor ein Perpetum Mobile zu kreieren, wobei mir Ihre Begründung nicht nachvollziehbar ist. Aber das Modell der zusätzlichen Erwärmung der Oberflächen durch die Strahlung der Atmosphäre erscheint mit eher als energetisches Wunder.
PS1: Die nach unten gerichtete Strahlung ist zu vernachlässigen, sie wird wegen der Dichte der Atmosphäre in niedrigen Höhen aufgrund der Thermalisierungseffekte den Boden/das Wasser weitgehend nicht erreichen. Die doch auf den Boden treffende Strahlung ( Ursprung kühlere Strahlungsquelle als die Oberfläche, schmales Strahlungsspektrum) trifft auf einen wärmeren schwarzen Strahler. Diese Strahlung hat wohl lediglich den Effekt, die Abkühlung der Oberflächen zu verlangsamen.
PS2: Ich bestreite nicht die Existenz eines Treibhaus- oder zutreffender formuliert eines Atmosphäreneffekts. Robert Lindzen (neben einigen anderen) erklärt den Effekt der Erhöhung der CO2- Konzentration mit der Erhöhung der effektiven Abstrahlungshöhe i.V.m. mit dem Temperaturgedienten sehr überzeugend. Er braucht dazu auch keine Gegenstrahlung
PS3: Auch wenn der Erde nur auf ihrer jeweiligen Tagseite Energie zugeführt wird ist es doch selbstverständlich, dass die langwellige Abstrahlung den ganzen Tag anhält (am Nachmittag sehr stark, vor Sonnenaufgang recht wenig).
Herr Oelschläger,
Das vertritt er, aber diese Vorstellung stimmt quantitativ ja nicht, wie mehrfach bereits bewiesen wurde. Es reicht nicht für eine Theorie, dass sie nur vom Ablauf her plausibel ist, sie muss auch quantitativ stimmen.
Herr Oelschläger,
Ihren Text hätten Sie sich sparen können, denn die einfache Rechnung zeigt, dass Webers Vorstellumg falsch ist. Nehmen wir die solare Einstrahlung am Äquator von 960 W/m2 zu Mittag und Frühlings/Herbstpunkt, wenn die Sonne also genau senkrecht steht. Dies ist nur zu einem Zeitpunkt, im Laufe des Tages geht sie morgens im Osten auf und 12 Stunden später im Westen unter, dazwischen ist die Einstrahlung 960 W/m2 × cos Winkel Sonnenhöhe. Die in 24 Stunden eingestrahlte Sonnenenergie beträgt also E= 960×24÷3.14 Wh/m2. Die gesuchte Temperatur ist dadurch festgelegt, dass diese Sonneneinstrahlung die einzige extern zugeführte Energie ist und mit der nach außen abgestrahlten Wärmeenergie übereinstimmt, denn wir betrachten ja gerade den Gleichgewichtszustand, in dem die Temperatur langfristig keinen Trend zeigt. Die nach außen abgestrahlte ist also = E. Damit bestimmt sich die Temperatur des Gleichgewichts, um die tagesperiodische Temperatur schwanken kann. Aus E folgt T=-2,3 °C. Also etwa, was auch der Dietze korrekt berechnet hat. Mit direkter Abstrahlung vom Boden ins All, also ohne THE, wäre es also am Äquator kälter als es ist. Damit ist die Theorie ohne THE widerlegt. Merke: der THE fordert keine weitere Energiequelle! Die Abstrahlung ins All wird mit THE einfach vom Boden in die Atmosphäre verschoben und die berechnete Temperatur ist die oben in der Atmosphäre.
Herr Heinemann,
es ist schon komisch wie sie argumentieren und anderen Leuten sagen sie haetten sich den Text sparen sollen.
Falls sie es nicht wissen, es ist aeusserst arrogant!
Sie sagen:
Dann bringen sie das Herrn Dietze bei, der offensichtlich denkt, das die Atmosphaere der Oberflaeche Waermezufuegt!
Sie beschreiben eine Isolation und wenn die -2.3 Grad C sich auf die oberen Atmosphaerenschichten beziehen, dann ist das zwar richtig, aber nicht das was Herr Dietze sagt.
Eine Frage habe ich noch:
Wie definieren sie „Oben“ in der Atmosphaere?
Herr Schulz,
Das ist ein schwaches Argument. Oder schmeckt Ihnen etwa ein Gericht weniger gut, wenn es von einem arroganten Koch gekocht wurde? Die einzig relevanten Attribute im Bildungsbereich sind wahr oder falsch.
Sie sagen:
Richtig. Das bedeutet, dass Sie alle Argumente, die behaupten, der THE bräuchte zusätzlich zur Sonne eine externe Energiequelle, gleich eliminieren können. Grundlegende Klarheit durch Merksätze beschleunigt den Bildungsfortschritt und fokussiert aufs wesentliche. Sollten Sie sich zu Herzen nehmen.
Herr Dietze hat im Gegensatz zu Ihnen dennoch verstanden, dass die Gegenstrahlung keine externe Energiequelle ist. Sie glauben ja immer noch, dass auch eine Isolation eine externe Energiequelle ist, weil Sie Energie und Wärme verwechseln.
die -2.3 °C ergeben sich rechnerisch am Äquator nach dem einfachen Strahlungsmodell von Herrn Weber, welches aber ja unrealistisch ist. So, wie Herr Weber es anwendet ist es zudem noch falsch wie die Nachrechnung offenbart. Denn der behauptet ja, das solare Klima würde die Bodentemperatur erklären, die Nachrechnung widerlegt es. Wenn man aber das Strahlungsmodell in die Atmosphäre obenhalb der Konvektionszone legt, passt es besser, wenn auch immer noch schlecht. Was natürlich auch daran liegt, dass die Atmosphäre nicht schwarz strahlt.
Herr Heinemann,
Der ganze Beitrag von ihnen ist eine einzige Bestaetigung, vom dem was ich vorher ueber ihre Arroganz gesagt habe. Ich soll nicht wissen was der Unterschied zwischen Energie und Waerme ist, ist ein Witz. Da ich in jedem dritten Beitrag wo die Gegenstrahlung aufkommt darauf hinweise. Schoen wenn sie es scheinbar verstanden haben. Wie gesag, bitte Herr Dietze edukieren.
Die -2.3 Grad C haben sie in die oberen Bereiche der Atmosphaere verschoben. Und auf die Frage
Behaupten sie der Autor waere falsch. Es fehlt aber ihre Definition von oben. Das das Strahlungsmodel keine sinvolle Temperatur an der Oberflaeche ergibt, liegt daran, das es das falsche Model ist, um eine Aussage ueber die Oberflaechentemperatur zu machen.
Herr Oelschläger, selbst am Äquator schafft die Sonne über Tag und Nacht mit Speicherung im Mittel bei 1364•0,7/Pi W/m² nur etwa -3 (!) Grad. Und wenn man genau über alle Breitenkreise mit Speicherung über Tag und Nacht rechnet, wird der rein solare globale Mittelwert ohne Gegenstrahlung sogar nur -21 Grad. Der Weber-Wert von +15 Grad ist also grottenfalsch. Sie behaupten dass nur die Sonneneinstrahlung der Erde Energie liefert (richtig) und durch Gegenstrahlung würde faktisch eine nicht existente zusätzliche Energiequelle kreiert (falsch, vielleicht können Sie das aber Ihrem Schornsteinfeger weismachen wenn er Sie unter Androhung von bis zu 50.000 € Strafe – ersatzweise Beugehaft – zum Einbau einer CO2-armen Heizung nötigen will, welche im Winter weitgehend mit Kohlestrom betrieben werden muss).
Sie haben die globale Temperaturgenese von Tag- UND Nachtseite nicht verstanden und leider nicht nachgerechnet. Die Gegenstrahlung macht den Boden im Mittel um 36 Grad wärmer, ist aber KEINE (zur Sonne) zusätzliche Energiequelle – selbst wenn sie sich am Boden (wie gemessen!) zur solaren Einstrahlung addiert. Bekanntlich machen auch Styroporplatten unsere beheizten Häuser im Winter wärmer. Die Dämmplatten erzeugen doch auch keine Energie, aber sie verringern den Energieverlust – was denselben Effekt ergibt. Man nennt das Wärmedämmung. Analog haben wir bei der Erde eine „Strahlungsdämmung“. Und wenn Herr Weber die Gegenstrahlung wegen fehlinterpretiertem 2.HS sowie seinem speziellen S-B weglässt, aber trotzdem globale +15 Grad postuliert, dann ist sein Modell grob falsch, da er ein Energie erzeugendes PM erfunden hat.
Rechnen Sie doch mit S-B einfach mal (nicht ganz korrekt mit der mittleren Bodentemperatur) nach: seine Abstrahlung ist global bei 288 K 390 W/m², aber die Einstrahlung (mit Albedo) ist global nur 1364•0,7/4=238,7 W/m². Die Abstrahlfläche ist ja 4mal so groß wie die Einstrahlfläche (siehe Erdschatten). Herr Weber behauptet de facto dass die Abstrahlung der Nachtseite KEINE kühlende Wirkung hat und dass die solaren +15 Grad (welche maximal auf der NICHT rotierenden Tagseite entstehen) zur Nachtseite übertragen werden.
Peter Dietze schrieb am 17/03/2023, 07:09:46 in 318517
Ich kann mich dieser Empfehlung nur anschliessen. Vielleicht merkt man den Fehler in Herrn Webers Argumentation wirklich erst, wenn man selbst rechnet.
Und wenn die Mittelwerte über den ganzen Tag stören, kann man auch die Einstrahlung auf der Tagseite mit der Abstrahlung der ganzen Kugel gegenüberstellen: 12h * 480W/m² < 24h * 390W/m². Herr Weber hat schliesslich nicht umsonst seine „Stfean-Boltzmann-Umgebungsgleichung“ eingeführt …
Oder wirklich mit den realen Ein- und Abstrahlungen rechnen und den Temperaturverlauf z.B. für eine Fläche am Äquator berechnen. Da kommen Temperturverläufe raus, deren Mittelwert kleiner/gleich den von Herrn Dietze genannten -3°C sind.
Und dann zum Schluss wirklich genau auf die „Stefan-Boltzmann-Umgebungsgleichung“, die nichs anderes ist, als der leicht umgeformte Nettostrahlungsfluss zweier sich gegenüberstehender schwarzer Körper. Spätestens dann sollte eigentlich klar sein, dass Herr Weber hier (vielleicht unwissentlich) den Leser täuscht, wenn er sagt, sein Modell käme ohne Gegenstrahlung aus.
#318538
Herr Dietze,
ihre Rechnung beweist eigentlich nur , das sie nichts taugt die Temperaturen am Aequator auch nur ansatzweise richtig darzustellen. Insofern machen sie genau den Fehler, den sie Herrn Weber vorwerfen.
Falls sie es schaffen die Temperaturen am Aequator richtig auszurechnen, sagen sie Bescheid.
Herr Schulz, Sie haben das Weber-Problem garnicht verstanden. Herr Weber behauptet, ohne Gegenstrahlung (also nur mit Sonnenstrahlung) könne sein Modell die realen Temperaturen reproduzieren. Ich weise korrekt nach dass die Sonne am Äquator im Mittel nur -3 Grad und global nur -21 Grad schafft. Damit ist erwiesen dass das Weber-Modell grob falsch ist – und nicht wie Sie glauben, dass meine Berechnungen falsch sind. Die Sonne produziert leider nur dann die real nötige Wärme wenn auch global die Gegenstrahlung berücksichtigt wird.
Und genau mit der Aussage bestaetigen sie, das sie sehr weit von der Thermodynamik argumentieren.
Die Sonne ist nur halbermaessig die Waermequelle der Atmsophaere.
Allerdings ist sie fast die einzigste fuer die Oberflaeche, die die Atmosphaere aufheizt. Waerme wird durch Konvektion abgefuhert, kommt aber bei ihnen nicht vor.
Dann haben sie noch das Erdinenre mit seiner hohen Temperatur und geringem Waermestrom.
Am Ende ist die Gegenstrahlung keine Waermequelle. Wo kommt den die Waerme in der Atmosphaere her? Ach so von der Oberflaeche. Und schon haben sie ein Perpetuum Mobile.
Allerdings denke ich es ist zwecklos, weil sie das nicht verstehen wollen.
Der Treibhauseffekt ist eine isolatorischer Effekt.
Beanworten sie eine Frage, was passiert wenn sie die Atmosphaerische Masse verdoppeln?
Oben kommt genauso viel raus, aber mehr Masse kuehlt langsamer.
Viel Spass beim durchdenken.
„Herr Oelschläger, selbst am Äquator schafft die Sonne über Tag und Nacht mit Speicherung im Mittel bei 1364•0,7/Pi W/m² nur etwa -3 (!) Grad.“ Nach meiner Rechnung beträgt die mittlere Jahres-Temperatur am Äquator einer Erde ohne Atmosphäre (Effektive Wärmekapazität des Bodens 1 MJ/(m²K)) 9°C. Eine goldene Erde (Emissivität 2%, Albedo 35%), die sich viele Klimakleber wünschen, hätte eine Temperatur von 425°C.
Herr Berberich,
Wie kommen sie auf 425 Grad C?
Physik ist Beobachtung und nicht ein Spielchen mit Modellen.
Wer sich auf eine Diskussion des Unsinns einläßt, hat bereits verloren. All diese Modellchen disqualifizieren sich u. a. a gemeinsam mit dem, was der Autor dieses Artikels präsentiert, weil Modelle grundsätzlich nicht auf Mittelwerte verzichten können. Herr Prof Puschner hat das hier einmal mehr erklärt. – Korrelation ist Zufall da die Kausalität fehlt.
In einem Schriftwechsel um das Zeitverhalten der Wirkung eines „radiative forcing“ von 2-3 W/m^2 , das bekanntlich zusätzlich zu dem realen Wert von knapp 500 W/m^2 eine mittlere Temperatur dramatisch erhöhen soll, behauptete ein derartiger „Modelllist“:
„…am Äquator… bei schönem Wetter, nimmt ein Volumenelement Ozeanwasser wohl immer mehr Energie pro Zeiteinheit durch Absorption auf, als es jemals durch Emission wieder pro Zeiteinheit abgibt….“
Meine Antwort: „Tatsächlich ändert sich jedoch die Wassertemperatur, die dort mit der Tiefe sinkt, kaum messbar. Die Energiebilanz muß wohl ausgeglichen sein! Denn:
Als „Emission“ fließt zweifellos „warmes“ „Wasser kontinuierlich horizontal ab, das durch „kaltes“ Wasser aus der Tiefe ersetzt wird. Zweifellos erfolgen die Absorption von Solarstrahlung und Wärmestrahlung in unterschiedlichen Volumenelementen, wie auch die Emission von Wärmestrahlung, die Verdampfung und der Wärmeverlust durch Wärmeleitung und Konvektion der Luft“
Fazit: Auch die Unterschiede in der in der Durchfluss Zeit absorbierter Solarenergie verbieten Mittelwerte: Aus Stunden in einer Wüste werden Jahrzehnte und sogar mehr im Wasser der Ozeane.
Nö, leider kann er das nicht. Bei allen Detailproblemen des „Treibhauseffekts“, respektive Atmosphäreneffekts, ist er im Kern doch real. Das Unterfangen scheitert nicht nur, es war von Beginn an sinnlos.
Nur ganz kurz, weil es offensichtlich bislang nicht zu einer ernsthaften gedanklichen Auseinandersetzung geführt hat:
Man kann weder Temperaturen (K), noch Strahlungen (W/m²) mitteln. Wer mittelt, muss zunächst summieren, um dann durch die Anzahl der Einzelgrößen dividieren.
Die Summe schon nur zweier Temperaturen 300 K und 400 K ist fehlerhaft, weil das Ergebnis 700 K definitiv falsch ist und nicht existiert. Die summierten 700 K gibt es nicht, im Gegensatz zur Summation von zwei Massen 300 kg und 400 kg. Letztere ergeben summiert tatsächlich existierende 700 kg.
Bei Temperaturen und Strahlungen können Physik ferne Statistiker zweifelsfrei die Skalare, befreit von den Dimensionen, summieren und anschließend den Mittelwert aus den Skalaren bilden. Wenn den so gebildeten Mittelwert Skalaren dann jedoch wieder eine Dimension angehangen wird, die zwischenzeitlich sich ins Nichts, da nicht existent, aufgelöst hat, dann ist das reine Willkür, man kann dann statt K oder W/m² genauso falsch Geschwindigkeit in m/s als Dimension anhängen. Dem jeweils gebildeten Mittelwert Skalar ist das egal, der weiß nicht, was willkürlich mit ihm geschieht.
Falls jemand glaubt, man könne Geschwindigkeiten summieren, der könnte dann durch die Summenbildung auch Einstein widerlegen und die 1000-fache Lichtgeschwindigkeit erreichen. Er braucht nur die Skalare entsprechend vieler Einzelgeschwindigkeiten summieren, und hinter das Ergebnis der Summation sozusagen aus dem Hut gezaubert m/s als Dimension setzen!
(- Das könnte einen Shitstorm auslösen. -)
Da kann ich nicht umhin zu widersprechen:
Wenn man zwei Eimer Wasser (gleiches Volumen) zusammenkippt, der eine 60 Grad, der andere 80 Grad, dann hat die Mischung – ? Richtig: 70 Grad.
Das errechnet man durch Mittelung der Ausgangstemperaturen. Für die Mittelung muss man zunächst addieren. Dabei erhält man 140 Grad (wohlgemerkt: Celsius!). Diese Temperatur hat kein Wasser unter Druckbedingungen, wie sie auf der Erde herrscchen. Trotzdem ist die Prozedur sinnvoll! Ein mathematisches Zwischenergebnis muss keine physikalische Realität haben.
Überhaupt ist nicht alles physikalisch sinnvoll, was die Mathematik liefert. Beispiel: wenn man das Stefan-Boltzmann-Gesetz nach der Temperatur T auflöst, dann ergibt sich T als vierte Wurzel einer reellen Größe. Dafür gibt es genau 4 Lösungen: 2 reelle und 2 imaginäre. Physikalisch sinnvoll ist nur die positive reelle Lösung.
Trotz solcher „Mätzchen“ ist die Mathematik die Grundlage der Physik. Und selbstverständlich kann man Temperaturen genauso wie Geschwindigkeiten u.v.a. mitteln.
Wie bitte? Das müssen Sie aber bitte mal näher erläutern.
Mein Physikprofessor pflegte uns einzubläuen: “ Die Mathematik ist die erste Kammerzofe der Physik“ Und recht hatte er.
Michael Mechtel – Nobelpreis leider verfehlt! Wenn man einen Eimer Eis von 0 Grad C und einen Einen Eimer Wasser von 85 Grad C zusammen kippt, erhält man 2 Eimer Wasser von 5 Grad C.
Herr Wolff,
es war mir nicht entgangen, dass eine so simple Mittelung zwischen Wasser und Eis zu nichts Sinnvollem führt. Nicht umsonst habe ich zwei Temperaturen gewählt, die zu flüssigem Wasser gehören.
Puh, gerade nochmal gut gegangen. Vielleicht wird es doch noch was mit dem Nobelpreis 😉
Offensichtlich haben Sie meine Aussage nicht richtig verstanden. Rechnungen sind grundsätzlich dann bereits falsch, wenn auch nur ein Zwischenergebnis falsch ist. Zauberkünstler schaffen es schon mal, einen zweiten Fehler so zu machen, dass der erste Fehler genau kompensiert wird. Die Rechnung bleibt dennoch falsch, sie hat dann sogar zwei Fehler. Da müssen Sie mit Ihren gleichen Eimern Wasser schon ganz spezielle Einschränkungen machen, dass Sie trotz der summierten 140 mit falscher Dimension °C zum richtigen Ergebnis kommen.
Eigentlich wollte ich nur ausdrücken, dass Sie natürlich Skalare mitteln können. Wenn Sie hierzu zwei Temperaturen zu 140 addieren und die Dimension °C einfach anhängen, ist das nicht durch die Physik gedeckt. Sie machen es einfach, eben wie ein Digitalrechner, der interessiert sich auch nicht dafür, welche Dimensionen den verarbeiteten Skalaren einmal angehangen waren. – Sie können das auch mit Telefonnummern machen, nur mit ganz viel Glück bekommen sie eine wählbare Telefonnummer ohne Nachkomastellen heraus, in der Regel existiert sie aber nicht.
Sie können sicher erkennen, dass ich keine Freund von gemittelten Temperaturen bin, auch aus der Sicht, weil sie nicht die zugehörigen Massen kennen und zu wirklich mittelbaren und hierzu notwendig summierbaren Energien kommen. Mitteln Sie doch einmal die Temperatur 500°C eines 1cm³ Eisenwürfels mit den 20°C eines 1m³ Eisenwürfels. Mit Ihrer Rechnung geht das, es ergibt 260°C. Schön, und was machen Sie jetzt damit?
Herr Prof. Puschner,
mit der mittleren Temperatur Ihrer Eisenwürfel mache ich natürlich nichts, weil ich in dieser Mittelung keinen Sinn sehe. Wie ich schon sagte: nicht alles, was man rechnen kann, ist physikalisch sinnvoll. Insofern sind wir uns auch sicher einig, dass man nicht einfach irgend etwas rechnen und dem Ergebnis einen realen Wert zuschreiben kann.
Bei der Mittelwertbildung ist das Zwischenergbnis der Addition übrigens (hoffentlich) nicht falsch, sondern einfach nicht physikalisch interpretierbar. Sonst dürfte man ja überhaupt keine Mittelwerte bilden. Auch nicht in anderen Bereichen, z.B. ein mittleres Einkommen, weil das Ergebnis der Addition ja auch kein reales Einkommen ist.
Zur Dimension möchte ich gern noch anfügen: in der Physik wird auch mit benannten Größen gerechnet. Dabei ist z.B. 100 K (Kelvin) einfach das Produkt aus dem Zahlenwert 100 und der Maßeinheit 1 K, also 100 K = 100 • 1 K. Die Addition 100 K + 200 K liest sich dann als
100 • 1 K + 200 • 1 K = (100 + 200) • 1 K = 300 • 1 K = 300 K. Dahinter steckt nichts als das Assoziativgesetz der Multiplikation, also keine Mauschelei. Dass ein einfacher Rechner das nicht beherrscht, ist klar. Aber es gibt Mathematik-Software, die sehr wohl mit Einheiten rechnen kann.
#Michael Mechtel am 14. März 2023 um 20:53
…. und jetzt machen wir das bei gleichen angenommen Temperaturen von 60°C und 80°C, kippen aber aus einem Eimer einen unbekannten Anteil weg. Kommt wieder derselbe „Temperatur-Mittelwert“ 70°C heraus. Prima, die veränderte Physik wird gar nicht wahr genommen. Und wenn wir die Eimer wieder zusammenschütten in einen größeren Eimer, dann ist es auch mit der gemittelten Temperatur endgültig vorbei. Warum, weil schon in der Summation auf dem Weg zur Mittelung zwar der Skalar gebildet werden kann, die physikalische Dimension °C ist aber nicht mehr zulässig, sie würde etwas beschreiben, was es in Wirklichkeit nicht gibt. Scheint ähnlich wie bei der Global-Temperaturbestimmung ja auch nicht wichtig zu sein! Hauptsache, man kann sie als bedrohlich verkaufen.
Vielleicht freunden Sie sich ja doch noch damit an, dass schon die Summation von Temperaturen auf dem Weg zu einem Mittelwert Unsinn ist. Ergo, was Tausende machen, kann doch einfach nicht falsch sein, und große Rechner in Potsdam sind doch ungeheuer genau!
@Prof. Puschner vom 15. März 2023 um 17:44
Wie ich in meiner Antwort vom 15.3. um 18:15 versucht habe zu vermitteln, ist das Mitführen der physikalischen Dimension in jeglicher Rechnung nicht nur zulässig, sondern zwingend notwendig! Denn es steht im Einklang mit den formal-mathematischen Regeln.
Der Fehler in Ihrem Beispiel mit dem weggekippten Wasser liegt nicht nicht darin, sondern der wahre Grund ist, wie Sie ja selbst schreiben: „die veränderte Physik wird gar nicht wahr genommen“. Eine physikalische Berechnung ohne Warnehmung der Physik ist ungefähr so sinnvoll wie das Malen eines Bildes ohne Wahrnehmung der Farbe.
Sorry, aber ihre Argumentation wird dadurch nicht verständlicher. Eine Behauptung und ein Argument glaube ich ausmachen zu können. Vielleicht können Sie ihre Behauptung über die fehlenden Einheiten an den Skalaren mit einer Literaturstelle unterfüttern?! Das eigentliche Argument (das haben Sie 2 mal geäußert) besteht in der Undefiniertheit der Massen beim Zusammenschütten des Wassers. Okay, stimmt. Aber wie passt das genau zur Atmosphäre?
Peter Puschner, Prof. Dr.-ing. am 15. März 2023 um 17:44
Ihr Problem hatten wir bereits mehrmals gelöst. Das Mitteln von Temperaturen an verschiedenen Orten, um Klimamittelwerte zu erhalten, ohne Berücksichtigung der Wärmekapazitäten der Träger dieser Temperaturen, ist kein Problem der Klimaforschung. Klimamodelle basieren auf der Physik, und die Energierhaltung als Bedingung ist bei den Modellen implementiert. Das ist trivial, weil es sonst ja Unsinn wäre.
Der Anstieg der klimatischen Mitteltemperatur folgt aus dem Anstieg des Wärmeinhalts des Klimasystems aufgrund des Klimawandels. Es ist eine phänomenologische Beobachtung aus der Meteorologie und ebenso in den Klimamodellen, dass trotzdem dem Klimasystem zugeführte Energie vielfältig „verwendet“ wird und nicht ausschließlich für Erwärmung, es auf größerer Raumskala und längerfristig zum Anstieg der Temperatur führt.
Das sind bei den ungefaehren 15 Grad, die aber nur fuer die Oberflaeche gelten, bei einem Kelvin ein 3 Hunderstel an mehr Waerme im System.
Bei den taeglichen Schwingungen, die um ein mehrfaches hoeher sind, ist das laecherlich, zumahl die natuerliche Klimavariabiltaet auch weitaus groesser ist, siehe Eiszeiten.
„…ist die Mathematik die Grundlage der Physik“
Muahhh!
Grundlage der Physik ist die Natur/Realität.
Mathematik kann ein Instrument sein diese zu beschreiben
#Michael Mechtel am 14. März 2023 um 20:53
Ihr Ansatz ist vom Grunde her nicht richtig, auch wenn bei der Annahme gleicher Wassermassen zufällig das richtige Ergebnis bei der Mittelung herauskommt. Und so ist es physikalisch richtig:
1. Sie bestimmen über die Temperatur (homogen verteilt angenommen) und die diese Temperatur führende Masse deren Energie (hängt von der Masse und den Stoffeigenschaften ab).
2. Sie summieren die so berechneten Energien der beiden Massen. Energien darf man zu Gesamtenergie summieren.
3. Sie berechnen aus den so summierten Energien und den Stoffeigenschaften die Temperatur.
4. Jetzt haben Sie die Temperatur des neuen Systems ermittelt, aber eben nicht durch unzulässige Mittelung der Einzeltemperaturen.
Das Schöne daran ist, es spielt weder eine Rolle wie unterschiedlich die Eimer gefüllt sind (unterschiedlich die Massen sind), noch spielt es eine Rolle, welche unterschiedlichen Eigenschaften die Massen selbst haben. Die so ermittelte Temperatur des Gesamtsystems ist physikalisch richtig!
Und jetzt fragen wir mal die Schellnhubers und Rahmstorfs, wie sie die Temperatur des Gesamtsystems (Erd-Global-Temperatur) ermitteln. Bei Rahmstorf weiß ich es, er macht das mit seinem Modell „Hütte auf dem Berg“. Ist ja nicht so schlimm, aber er glaubt daran, weil er es Greta und Luisa verkaufen kann.
Beim arithmetischen Mittel wird der Wertebereich nicht verlassen. Wie kommen Sie jetzt drauf, dies widerlegen zu können, weil eine Teiloperation (die Summation) das nicht erfüllt?
Stellen Sie nicht eigentlich auf den Unterschied zwischen intensiven und extensiven Größen ab? Zumindest scheint das die Trennlinie zwischen all ihren genannten Größen zu sein …
Herrje, welche skurrilen Aussagen und Gedankengänge!!
Es geht doch darum, was man physikalisch betrachten will. Die Mathematik dient dabei nur als eine Art „Sprache“ für die Beschreibung. Die zwei „Eimer“, sind zwei getrennte Systeme, die thermodynamisch nichts miteinander zu tun haben. Beim Mischen erzeugen Sie EIN System, wobei sich aufgrund der Anfangs-, Rand- und Nebenbedingungen der beiden Systeme eine Mischungstemperatur für dieses NEUE eine System einstellt.
Alles in der Physik basiert auf den Erhaltungsgrößen, diese sind für alle physikalischen Betrachtungen die hinreichenden Merkmale.
+ Mischen von zwei phasen-gleichen Systemen
abgegebene Energie = aufgenommene Energie
m1*c1*(T1 – TM) = m2*c2*(TM – T2) -> TM = [m1*c1*T1 + m2*c2*T2]/[m1*c1 + m2*c2]
+ Mischen von zwei phasen-ungleichen Systemen (L – spez. Phasenumwandlungsenergie)
abgegebene Energie = aufgenommene Energie
m1*c1*(T1 – TM) = m2*c2*(TM – T2) + L*m2 -> TM = [m1*c1*T1 + m2*c2*T2 – L*m2]/[m1*c1 + m2*c2]
Es geht aber nicht um das Mischen von zwei getrennten Systemen, sondern um die Temperatur in einem System oder einem „Eimer“.
Nimmt man einen „Eimer“ und misst die Temperatur an verschiedenen Orten gleichzeitig (in Wandnähe, in Bodennähe, im Zentrum, in Oberflächennähe), dann erhält man keinen einheitlichen Temperaturwert.
Wie bestimmen Sie die „korrekte Temperatur“ T1 und T2 für das eine System?
In der Physik macht man das über die so genannte Cluster- oder Ensemble-Betrachtung (Flächen- oder Volumen-Cluster/Ensemble) eines Systems.
Ein Beispiel – Zum „allseits beliebten“ Stefan-Boltzmann-Gesetz
Eine Fläche von 3,5 m² weist zwei physikalisch unterschiedliche verteilte Flächenelemente (ähnlich Karo-Muster) auf.
Erstes Flächenelement: ∑A1(i) = A1 = 1,5 m², T1 = 300 K, ε1 = 0,96
Zweites Flächenelement: ∑A2(i) = A2 = 2 m², T2 = 330 K, ε2 = 0,96
Das ergibt: P1 = A1·ε1·σ·T1^4 = 661,35 W und P2 = A2·ε2·σ·T2^4 = 1291,04 W.
Jetzt hat man einen Sensor in 20 m Entfernung mit einem Öffungswinkel, der nur diese 3,5 m² als Fläche bewerten kann.
1.Frage: Welchen Wert der Leistung oder Energiestromdichte oder ermittelbaren Temperatur würde der Sensor für diese Fläche angeben?
2.Frage: Wie müsste die Cluster-Temperatur für die vermessene Fläche von 3,5 m² ermitteln werden?
Mfg
Werner Holtz
@Werner Holtz vom 16. März 2023 um 17:37
Weil ich an der Diskussion beteiligt war, eine kurze Antwort von mir: Ihre Ausführungen sind völlig nachvollziehbar. Zur Frage nach dem Sensor: der sollte, wenn er rein bolometrisch die Strahlungssumme registriert und mit den richtigen Parametern gefüttert wurde, auf eine gemessene Mitteltemperatur von 318 K kommen. Die weicht etwas von der berechneten flächen-gewichteten Mitteltemperatur (317 K) ab, was eine Folge des nichtlinearen T-hoch-vier-Gesetzes ist. So weit, so bekannt.
Der ursprüngliche Fokus der Diskussion lag aber ganz woanders. Es ging nämlich um die prinzipielle Frage von Prof. Puschner, ob man Temperaturen überhaupt rechnerisch mitteln darf, und ob man das mit einem Argument, das die Dimension betrifft, begründen kann.
@Michael Mechtel am 17. März 2023 um 10:12
Herr Mechtel,
Zitat: Zur Frage nach dem Sensor: der sollte, wenn er rein bolometrisch die Strahlungssumme registriert und mit den richtigen Parametern gefüttert wurde, auf eine gemessene Mitteltemperatur von 318 K kommen. Die weicht etwas von der berechneten flächen-gewichteten Mitteltemperatur (317 K) ab, was eine Folge des nichtlinearen T-hoch-vier-Gesetzes ist.
Die Temperatur von 318,17 K ist richtig für die am Sensor registrierte (bolometrische) Energiestromdichte. Aber aus welchem physikalischen Grund, ermitteln Sie eine „lineare“ Cluster-Temperatur?
Wenn man mit der „linearen“ Cluster-Temperatur von 317,14 K rechnet, erhält man eine zu geringe Energiestromdichte, welches eine Verletzung vom Erhaltungssatz der Energie darstellt. Es macht also physikalisch keinen Sinn, wenn man die „lineare“ Cluster-Temperatur verwendet.
Die Mathematik muss sich der Physik anpassen und nicht umgekehrt.
Man kann es natürlich auch wie M. Planck machen, der aus einem reinen mathematischen Formalismus eine „neue physikalische Theorie“ begründet.
Mfg
Werner Holtz
Herr Holtz,
die Frage, warum man eine lineare Cluster-Temperatur verwendet, hat zweifellos ihre Berechtigung. Bei der Erde vielleicht, weil man einzelne lokale Temperatur-Messwerte hat, aber keine Integralmessung des abgehenden Energiestroms?
Einen tieferen physikalischen Grund gibt es sicherlich nicht. Dass man damit nur eine Näherung an die wirkliche Abstrahlung erhält, wurde ja hier schon öfters diskutiert. Die Frage ist einfach:
Wie gut ist die Näherung, und kann ich mich mit dieser Güte zufrieden geben? Letzteres hängt letztlich von der Fragestellung ab.
MfG,
M. Mechtel.
Herr Mechtel,
es ist schon manchmal eine Krux, aber wie hat René Descartes gesagt: „Dubium sapientiae initium – Zweifel ist der Weisheit Anfang.“
Ach übrigens, wenn Sie die Cluster-Temperatur mit TA = [1/A·∑Ti^4·Ai]^(1/4) ermitteln, dann erhält man die passende Temperatur von 318,17 K.
Zitat: Bei der Erde vielleicht, weil man einzelne lokale Temperatur-Messwerte hat, aber keine Integralmessung des abgehenden Energiestroms?
Die Sonne als Emittent ist der größte Energielieferant mit 99,9% für das Erdsystem (Atmosphäre + Oberflächenbereich). Müsste man hier nicht besser zwei Emittenten betrachten, einmal den Emittent Sonne und zum anderen, den Emittent Erdsystem im Bereich der Erdumlaufbahn um den Emittent Sonne, denn das Stefan-Boltzmann-Gesetz (nicht-linear) beschreibt die Emission eines Körpers.
Wenn man Emittenten betrachtet (wie im Beispiel), müsste man dann aber nicht die Cluster- oder Ensemble-Temperatur nach TA = [1/A·∑Ti^4·Ai]^(1/4) ermitteln, damit der Erhaltungssatz der Energie auch erfüllt wird?
Auf diese Frage gibt es bis heute keine eindeutige physikalische Antwort, obwohl empirische Untersuchungen bereits gezeigt haben, dass eine „lineare“ Cluster- oder Ensemble-Temperatur nur eine Näherung darstellt. Das hat damit zu tun, dass die realen Prozesse meistens ein nicht-lineares Verhalten besitzen und die Helmholtz-Reziprozität nicht anwendbar ist.
+ Zum Abschluss noch ein Schmankerl – Wenn Sie mal einen Verfechter der Relativitätstheorie zur Weißglut bringen wollen.
Die einfachste Falsifizierung der Relativitätstheorie stammt von Paul Langevin:
„Es ist logisch und tatsächlich ausgeschlossen, dass von zwei Uhren jede gegenüber der anderen nachgeht.“
Anfangs war Paul Langevin selbst ein Anhänger der Relativitätstheorie. Aber mit diesem Gedanken hat er der Relativitätstheorie praktisch das Fundament entzogen.
Mfg
Werner Holtz