Michael Schnell, Hermann Harde
1. Vorbemerkungen
Die Emissionen fossiler Brennstoffe werden für einen Klimanotstand mit katastrophalen Folgen für unseren Planeten verantwortlich gemacht, wenn die weltweiten anthropogenen Emissionen nicht rasch gestoppt werden. Grundlage dieser Vorhersagen ist der atmosphärische Treibhauseffekt (TH-Effekt), der auf Jean-Baptiste Joseph Fourier im Jahr 1824 zurückgeht [1]. Er untersuchte den Energiehaushalt der Erde, um die Oberflächentemperatur zu erklären. Dabei ging er davon aus, dass sich die Atmosphäre ähnlich wie ein Glasfenster verhält, das für die Sonnenstrahlung transparent ist, aber die vom Boden emittierte Infrarotstrahlung (IR) blockiert. Der Wärmeaustausch durch Konvektion oder Wärmeleitung mit der Umgebung wurde in diesem Modell weitgehend vernachlässigt.
Weiter ist festzustellen, dass selbst viele Klimaexperten nicht wirklich zur Kenntnis nehmen, wie sich Treibhausgase (TH-Gase) tatsächlich auf unser Klima auswirken. Dies führt häufig zu dramatischen Fehlinterpretationen in populärwissenschaftlichen Veröffentlichungen, sogar in der Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger (6. Sachstandsbericht AR6 des IPCC [2]). Andererseits führen diese Übertreibungen bei Menschen mit klarem Gespür und Verständnis für reale physikalische Sachverhalte zu starken Zweifeln an einem vom Menschen verursachten Klimawandel und der Existenz des Treibhauseffekts, der fast ausschließlich auf theoretischen Überlegungen beruht.
Der Hauptgrund für diese Zweifel ist ein fehlender, nachvollziehbarer Nachweis des TH-Effektes, obwohl es in den letzten 120 Jahren viele Versuche gab, diesen Effekt durch mehr oder weniger einfache Laborexperimente zu bestätigen oder zu widerlegen. Direkte Messungen an der Atmosphäre werden zu stark durch Konvektions-, Turbulenz- oder Streueffekte beeinflusst, um den relativ geringen Beitrag von Treibhausgasmolekülen zu einer lokalen Erwärmung der Luft oder der Erdoberfläche zu quantifizieren, dies bei lokalen Tag-Nacht-Schwankungen bis zu 60 °C und durch saisonale Zyklen sogar bis zu 100 °C.
1.1 Historische Anmerkungen
Eine der wesentlichen experimentellen Untersuchungen geht auf R. W. Wood (1909) [3] zurück, der zwei Kästen mit normaler Luft verwendete. Eine Box war mit einem Glasfenster abgedeckt, das für Sonnenlicht transparent war, aber IR-Strahlung blockierte, die andere war mit einem NaCl-Fenster abgedeckt, das ebenfalls für IR-Licht transparent war. Seine Messungen zeigten eine deutliche Erwärmung des Innenraums, jedoch keinen oder nur einen vernachlässigbaren Temperaturunterschied zwischen den Boxen.
Daraus schlossen Wood und andere Autoren bei der Wiederholung dieses Experiments (z. B. Allmendinger 2006 [4], Nahle 2011 [5]), dass Infrarotstrahlung, die durch das NaCl-Fenster entweichen kann, nicht oder nur vernachlässigbar zur Erwärmung beiträgt, während der beobachtete Temperaturanstieg in beiden Boxen – anders als Fouriers Interpretation – ausschließlich durch einen unterdrückten konvektiven Wärmeaustausch mit der Umgebung erklärt wird und nicht mit irgendeiner Form von eingeschlossener Strahlung zusammenhängt.
Aber Experimente, die nicht nur eine einzige Temperatur für jede Box messen, sondern die Temperatur am Boden und der Oberseite des Innenraums aufzeichnen, finden bei der Box mit NaCl-Fenster einen um 5°C größeren Temperaturabfall vom Boden bis zur Decke als bei der Glasbox. Die Temperatur am Boden ist dagegen bei beiden Boxen nahezu identisch (V. R. Pratt 2020 [6]). Diese Ergebnisse werden grundsätzlich mit einem etwas anderen Aufbau bestätigt, der eine interne elektrische Heizung anstelle externer Lichtquellen verwendet (E. Loock 2008 [7]). Eine solche Erwärmung vermeidet Unterschiede in der einfallenden Strahlung, die sonst Fenster aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Verlusten passieren muss. Für den Glaskasten konnte eine höhere Temperatur von 2,5 – 3°C gefunden werden, und beim Austausch des Glases durch eine polierte Aluminiumfolie steigt die Temperatur sogar um weitere ≈ 3°C.
Während die Wood’schen Experimente die Frage beantworten können, ob und inwieweit eine verringerte IR-Transmission zur Erwärmung eines Behälters, oder entsprechend der Troposphäre, beitragen kann, geben sie keine Auskunft über die Wechselwirkung von Treibhausgasen mit IR-Strahlung. Es blieb also weiterhin die Frage, inwieweit solche Gase die IR-Strahlung zumindest teilweise zurückhalten können und inwieweit die einfache Absorption durch TH-Gase oder die umstrittene Rückstrahlung zu einer zusätzlichen Erwärmung des Bodens beitragen könnten. Für solche Untersuchungen ist es erforderlich, einen Behälter mit dem zu untersuchenden Gas zu füllen und dieses mit einer Referenzmessung mit Luft oder einem Edelgas zu vergleichen.
Mittlerweile wurden unterschiedliche Ansätze verfolgt, teils mit äußerer Bestrahlung oder mit innerer Erwärmung (siehe z. B. Loock [7]), teils mit Messung der Gastemperatur oder der IR-Strahlung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Seim & Olsen 2020 [8]). Aber entweder konnte keine Erwärmung festgestellt werden oder der beobachtete Temperaturanstieg konnte bei näherer Betrachtung nicht auf einen IR-Strahlungseffekt zurückgeführt werden.
Leider wurden im Internet einige fehlerhafte Demonstrationen mit angeblichen Temperaturunterschieden von mehr als 10°C präsentiert, die die starke Wirkung der Treibhausgase beweisen sollten (siehe z. B. Ditfurth 1978 [9]). Bei näherer Betrachtung zeigt sich jedoch, dass die höhere Temperatur hauptsächlich durch einen Schichtungseffekt, verbunden mit einer erhöhten Isolation, verursacht wird, wenn schwereres CO2 von unten in ein Gefäß eingefüllt wird (Schnell 2020 [10]). Bei diesen angeblichen Demonstrationen des Treibhauseffektes wird übersehen, dass reines CO2 trotz Erwärmung eine höhere Dichte als die darüber befindliche Luft hat und dadurch keinen thermischen Auftrieb verursacht. Ohne anschließende Homogenisierung führt dies zu einem erhöhten Temperaturanstieg in der CO2-Schicht. Solche Experimente zeigen lediglich, dass CO2 IR-Strahlung absorbieren kann, was eigentlich nicht überraschen sollte.
Und wirklich problematisch ist es, wenn einer der Preisträger des Friedensnobelpreises 2007 eine Web-basierte Kampagne mit mehreren Werbespots im Fernsehen initiiert, die darauf abzielt, das Bewusstsein für eine Klimakrise zu schärfen. Als „Beweis“ wird ein völlig unrealistisches und nicht reproduzierbares Video-Experiment des TH-Effekts präsentiert (Al Gore’s Climate 101 Video Experiment 2001 [11]), das mittlerweile durch mehrere Überprüfungen als fehlerhaft entlarvt wurde (Watts 2011 [12], Solheim 2016 [13]).
Solche Experimente werden leider weiter genutzt, um weltweit Angst zu verbreiten und unsere Gesellschaft mit der Botschaft zu indoktrinieren, dass wir unsere Erde nur retten können, indem wir künftig alle Treibhausgasemissionen stoppen. Solche Experimente untergraben alle ernsthaften Versuche, den erwarteten Einfluss von Treibhausgasen auf unser Klima zu diskutieren und zu analysieren. Politische Vorstellungen, Spekulationen oder religiöser Glaube sind keine ernsthaften Berater, um eine erfolgreiche Zukunft zu sichern. Unser Wissen und unser technischer Fortschritt basieren auf seriösen wissenschaftlichen Grundlagen.
1.2 Ziel der Untersuchungen
Es ist höchste Zeit, die endlosen Spekulationen über die katastrophalen Auswirkungen oder die Nichtexistenz eines atmosphärischen TH-Effektes zu beenden und sich auf verlässliche Untersuchungen zu konzentrieren, die es ermöglichen, die Größe und den begrenzenden Einfluss von Treibhausgasen durch anthropogene Emissionen fossiler Brennstoffe auf die globale Erwärmung zu quantifizieren. In einer aktuellen Arbeit (Harde & Schnell 2022 [14]) wird der theoretische Hintergrund des TH-Effektes zusammengefasst, und es werden erstmals quantitative Messungen für die Treibhausgase CO2, CH4 und N2O unter ähnlichen Bedingungen wie in der unteren Troposphäre vorgestellt. Eine gekürzte, weniger technische Version steht als PDF zur Verfügung [15] und wird in komprimierter Form im zweiten Teil dieses Artikels wiedergegeben.
Um den Strahlungsaustausch zwischen Körpern unterschiedlicher Temperatur aufzuzeigen und die Besonderheiten des TH-Effektes hervorzuheben, wurden detaillierte Modell-Untersuchungen durchgeführt, bei denen die TH-Gase durch eine geschwärzte Metallplatte in einem Strahlungskanal ersetzt werden (Schnell & Harde 2023 [16]). Als Einführung in das grundlegende Prinzip des atmosphärischen TH-Effektes werden im ersten Teil dieses Artikels zunächst diese Untersuchungen vorgestellt, bevor im zweiten Teil auf die TH-Gase eingegangen wird.
2. Demo-Experiment mit Metallplatte
2.1 Der Strahlungskanal
Der Versuchsaufbau zur Demonstration des Strahlungsaustausches und des TH-Effekts besteht aus einem vertikalen Hohlzylinder aus Styropor. Er ist als modularer Aufbau konzipiert und kann daher leicht für verschiedene Experimente umgebaut werden (Abb. 1, Details siehe: Schnell & Harde 2023 [16]).
Abb. 1: Schematischer Versuchsaufbau. Die Indizes stehen für: W = warm, C = cold, CP = cold polished und I = Intermediate.
Im Styropor-Behälter befinden sich zwei parallele Metallplatten PW und PC im Abstand von 60 cm und zur Simulation des TH-Effektes eine Zwischenplatte PI. Die obere Platte PW ist geschwärzt und kann durch eine elektrische Heizung der Leistung HW beheizt werden. Die untere Platte PC ist ebenfalls geschwärzt und wird durch einen Luftkühler in ihrer Temperatur stabilisiert. Sie ist CPC kälter als die Raumtemperatur TRaum. Für ein Kontrollexperiment kann diese untere Platte durch eine polierte PCP-Scheibe mit sehr geringem Absorptionsvermögen und damit geringem Emissionsvermögen ersetzt werden, um die Intensität der Gegenstrahlung durch Reflektion zu erhöhen.
Die Innenseite des Styroporbehälters (als Strahlungskanal bezeichnet) kann mit einem Aluminiumrohr oder einer dünnen Al-Folie ausgekleidet werden, wodurch IR-Strahlung durch Mehrfachreflexion und Streuung effizient von einer Platte zur anderen geleitet wird. Dies ermöglicht einen intensiven Strahlungsaustausch zwischen den Platten, und trotz teilweise leichter Absorptionsverluste an der Innenwand werden ohne Zwischenplatte im Kanal mehr als 70 % der zugeführten Heizleistung HW durch IR-Strahlung abgeführt.
Ein kleinerer Teil der über die Platte PW zugeführten Heizleistung HW fließt durch einen mechanischen Wärmefluss über die Styroporisolierung nach außen ab (siehe hierzu Tabelle 2).
Temperatur-Sensoren rund um den Strahlungskanal detektieren diese Wärmeströme.
Durch die senkrechte Anordnung des Strahlungskanals stellt sich eine stabile Luft-Schichtung (oben warm, unten kalt) ein, die Konvektion als Wärmetransport ausschließt.
Die wichtigsten Informationen für die Untersuchungen liefern aber die Temperatur TW und die Heizleistung HW der warmen Platte PW. Diese Platte fungiert gleichzeitig als Wärmequelle und Sensor.
2.2 Gegenstrahlung
Ziemlich kontrovers diskutiert wird die These, dass ein erhitzter Körper durch die Strahlung eines kälteren Körpers oder Gases weiter erwärmt werden kann. Dies wird als Verletzung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik angesehen, obwohl Clausius als einer der Väter dieses Gesetzes einen gegenseitigen Wärmeaustausch durch Strahlung nie in Frage gestellt hat.
Während die IR-Emission der beheizten Platte PW eindeutig durch ihre Temperatur TW und den Emissionsgrad εW ≈ 1 der Platte definiert wird, ist die Strahlung aus der Umgebung, die sogenannte Rückstrahlung, naturgemäß deutlich komplexer. Diese Strahlung resultiert aus einer Überlagerung von Emissionen, Reflexionen und Strahlungsverlusten, die von der gekühlten Platte und der Kanalwand des Hohlzylinders verursacht werden. Die Auswirkung der Rückstrahlung kann durch Variation der Oberfläche und der Temperatur der Grundplatte demonstriert werden. Für diese Messungen wird die Zwischenplatte PI entfernt und das Aluminiumrohr im Strahlungskanal verwendet
Die folgenden Untersuchungen verdeutlichen, wie die Temperatur der konstant beheizten Platte PW durch die Rückstrahlung beeinflusst wird.
a) Grundplatte PC auf beiden Seiten schwarz beschichtet:
Die ersten 100 Minuten zeigen ein thermisches Gleichgewicht, wobei Platte PW eine Temperatur TW = 24,0 °C erreicht. Die schwarz beschichtete PC-Grundplatte wird dann langsam von den vorherigen 17 °C auf 11 °C abgekühlt (Abb. 2a, blaue Linie), wodurch ihre IR-Emission SC nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz abnimmt. Für die PW-Platte vergrößert sich dadurch der Strahlungsaustausch als Differenz aus abgegebener (SW) und empfangener Leistung (SC):
Dabei ist σ die Stefan-Boltzmann-Konstante mit σ = 5.67⋅10-8 W/m2/K4 und AW,C die Fläche der warmen bzw. kalten Platte. Wegen der stärkeren Wärmeabfuhr muss die Temperatur TW entsprechend sinken, wodurch abgeführte und zugeführte Leistung wieder gleich groß werden (Abb. 2a).
Der Strahlungsaustausch, die Strahlungsbilanz zweier unabhängiger Strahler nach Gl. (1), wurde erstmals von Josef Stefan (1879) [17] formuliert und kann mit diesem Experiment auf einfache Weise gezeigt werden.
Abb. 2: Auswirkung der Gegenstrahlung auf die Temperatur TW der beheizten Platte PW, a) durch eine geschwärzte Grundplatte PC, b) durch eine polierte Platte PCP.
b) Grundplatte PCP außen geschwärzt und innen auf Hochglanz poliert:
Im thermisches Gleichgewicht wird unter ansonsten gleichen Bedingungen eine 4,9 °C höhere Temperatur TW = 28,9 °C erreicht. Ursache ist der deutlich verringerte Absorptionsgrad αCP der polierten Platte, der eine Zunahme des Reflexionsgrades entsprechend rCP = 1 – αCP bedingt. Anstelle der IR-Emission der Platte PCP wird die Rückstrahlung SC jetzt weitgehend durch die reflektierte, intensivere Strahlung der warmen Platte erzeugt, was nach Gleichung (1) eine geringere Wärmeabfuhr und damit eine höhere TW-Temperatur bedeutet (Abb. 2b).
Im Gegensatz zur geschwärzten Platte zeigt sich beim Abkühlen der PCP-Platte kaum eine Rückwirkung auf die Temperatur TW der oberen Platte. Dies lässt sich durch den geringeren Emissionsgrad εCP ≈ αCP der polierten Platte und die Temperaturunabhängigkeit der Reflexion an der Platte PCP erklären.
Für den Fall von reflektierenden Oberflächen und einer geringen Strahlungsbilanz hat Stefan den Strahlungsaustauschgrad E < εW, εC << 1 eingeführt, der mit dem Experiment b) demonstriert werden kann.
Um es noch einmal zu betonen: Die Grundplatten sind 60 cm von der geheizten Platte PW entfernt und eine Variation ihrer Oberflächengestaltung reicht aus, um starke Temperaturunterschiede der Platte PW zu bewirken, die nur durch Veränderungen der IR-Rückstrahlung erklärbar sind. Eine Veränderung der Wärmeleitung als mögliche Ursache für diese Effekte kann bei diesen Experimenten ausgeschlossen werden, da der grundlegende Versuchsaufbau bei diesen Experimenten nicht verändert wurde und die Temperaturen des Strahlungskanals T1 bis T4 annähernd konstant blieben.
2.3 Quantifizierung der Wärmeströme
Die der PW-Platte zugeführte Heizleistung HW wird sowohl durch IR-Strahlung als auch durch einen mechanischen Wärmestrom JQ abgeführt. Da im thermischen Gleichgewicht nur so viel Wärme abfließen kann, wie durch die Heizung zugeführt wird, addieren sich Strahlungstransport ΔSWC und Wärmeleitung JQ zur Heizleistung HW
Das Verhältnis der beiden Wärmeströme lässt sich bestimmen, wenn eine der beiden Größen ermittelt werden kann, da die andere Größe dann die Differenz zu HW ist.
Der mechanische Wärmestrom JQ ergibt sich nach Fourier in guter Näherung aus der Wärmeleitfähigkeit λS der Styroporisolierung, ihrer Dicke d und Oberfläche AS sowie der Temperaturdifferenz ΔT zur Umgebung:
Dieser Ansatz ist jedoch nicht hilfreich, da unterschiedliche Temperaturen, Dicken und Oberflächen der Styroporisolierung der Versuchsapparatur berücksichtigt werden müssten.
Der Wärmestrom JQ kann jedoch direkt gemessen werden, indem der Strahlungskanal vollständig mit zwölf 5 cm dicken Styroporscheiben gefüllt wird. Es entsteht ein Styroporblock (ohne Strahlungskanal) mit den gleichen Außenabmessungen und den zwei Platten. In diesem Fall kann die zugeführte Wärme HW nur durch den mechanischen Wärmestrom JQ abgeführt werden, wodurch Gl. (2) übergeht in:
Die Berechnungsgrundlage für die Bewertung der Wärmeströme ist der Temperaturanstieg ΔTW, die Temperaturdifferenz vor und nach dem Einschalten der Heizung HW. Mit der Kenntnis von HW und ΔTW kann der Wärmewiderstand ϑ (auch als thermischer Widerstand bezeichnet) der Versuchsapparatur, als Verhältnis von ΔTW zu HW, bestimmt werden als (Einheit °C/W):
Da sich die Beschichtung des Strahlungskanals auf den mechanischen Wärmestrom JQ auswirkt, ergeben sich auch verschiedene Wärmewiderstände, die zur besseren Unterscheidung zur Strahlung hier als Leitungswiderstände ϑJ bezeichnet werden. Dabei zeigt sich, dass eine Beschichtung mit einer Aluminium-Folie eine optimale Lösung darstellt, die die Reflektion im Strahlungskanal verbessert, aber den Leitungswiderstand im Vergleich zum reinen Styropor (ohne Beschichtung) nur unwesentlich verringert (Tabelle 1).
Tabelle 1: Ermittlung der Leitungswiderstände ϑJ in einem Styroporblock
| Beschichtung des Strahlungskanals |
HW W |
TW °C |
ΔTW °C |
J °C/W |
| ohne | 1,16 | 41,6 | 24,2 | 21,0 |
| Aluminium-Folie | 1,15 | 40,5 | 22,9 | 20,0 |
| Aluminium -Rohr | 1,16 | 38,0 | 20,5 | 17,7 |
Durch schrittweises Entfernen der inneren Styroporscheiben zeigt sich, dass der mechanische Wärmestrom hauptsächlich über den oberen Styropordeckel und die obere Wandisolierung nach außen abfließen, während die Füllung des Strahlungskanals mit Styropor eine vernachlässigbare Veränderung bewirkt. Dadurch lässt sich der Leitungswiderstand des Styroporblocks auch auf den Strahlungskanal übertragen (siehe: Schnell & Harde 2023 [16]). Außerdem hat ruhende Luft eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Styropor, und schon aus diesem Grund kann die Wärmeleitfähigkeit des Strahlungskanals nicht größer sein als die des Styroporblocks.
So ergibt sich für den Strahlungskanal mit Aluminium-Folie mit ϑJ = 20,0 °C/W, HW = 1,2 W und ΔTW = 6,5 °C entsprechend Gl. (4) und (5) ein mechanischer Wärmeverluststrom von
Damit wird die durch IR-Strahlung abgeführte Leistung entsprechend Gl. (2) ΔSWC = 0,87 W und stellt mit 73 % den klar dominanten Anteil an der Wärmeabfuhr dar. Das Aluminium-Rohr hat aufgrund seiner glatten, polierten Oberfläche den höchsten Reflexionsgrad, verliert aber zu viel Wärme durch Wärmeleitung und steht daher nur an zweiter Stelle (Tabelle 2).
Tabelle 2: Anteil der Wärme HW, die durch IR-Strahlung abgeführt wird.
| Beschichtung des Strahlungskanals |
HW W |
ΔTW °C |
J °C/W |
JQ W |
ΔSWC W |
ΔSWC % |
| ohne | 1,20 | 8,2 | 21,0 | 0,39 | 0,81 | 67,4 |
| Alu-Rohr | 1,20 | 6,5 | 17,7 | 0,37 | 0,83 | 69,3 |
| Alu-Folie | 1,20 | 6,5 | 20,0 | 0,33 | 0,87 | 72,9 |
2.4 Einfluss paralleler Wärmeströme auf den Treibhauseffekt
Wird die Wärme durch zwei parallele Wärmeströme abgeführt, addieren sich die Wärmewiderstände wie die parallelgeschalteten Widerstände in einer elektrischen Schaltung (Abb. 3):
Abb. 3: a) Wärmeflüsse durch Strahlung und Wärmeleitung, b) elektrisches Ersatzschaltbild.
Der Gesamt-Wärmewiderstand ϑG ist damit immer kleiner als jeder Teilwiderstand, was durch einen Vergleich der Wärmebilanzen eines Styroporblocks und eines Strahlungskanals (in beiden Fällen ohne Beschichtung) gezeigt werden kann (Abb. 4).
Im Falle des Styroporblocks (Fall a) ist die Wärmeleitung JQ der einzige Wärmefluss. Die Temperatur der warmen Platte PW erhöht sich um ΔTW = 24,2 °C, was einem Leitungswiderstand ϑJ = 21 °C/W entspricht und gleichzeitig den Gesamt-Wärmewiderstand ϑG darstellt.
Im Falle des Strahlungskanals (Fall b ohne Styroporscheiben) wird die Wärme der Platte PW parallel durch Wärmeleitung und Strahlungsaustausch abgeführt, wodurch sich die Temperatur nur um ΔTW = 8,8 °C erhöht, was den Gesamt-Wärmewiderstand auf ϑG = 7,3 °C/W verringert. Da, wie oben dargelegt, die inneren Styroporscheiben praktisch keinen Einfluss auf den Leitungswiderstand haben, errechnet sich mit ϑJ = 21 °C/W und ϑG = 7,3 °C/W ein Strahlungswiderstand ϑSt = 11,1 °C/W nach Gl. (7).
Abb. 4: a) Temperatur TW ohne Strahlungskanal, b) zum Vergleich Temperatur TW mit Strahlungskanal.
Dieser Vergleich zeigt das große Potenzial der IR-Strahlung zur Energieübertragung, wodurch wesentlich mehr Wärme abgeführt wird als durch reine Wärmeleitung.
Die Erdoberfläche, die zu mehr als 70 % aus Wasser besteht, wird i. W. durch drei parallele Wärmeströme, Konvektion, Evapotranspiration und Strahlungsaustausch, gekühlt. Durch den Anstieg der CO2-Konzentration steigt der Strahlungswiderstand ϑSt, wodurch sich die Erdoberfläche leicht erwärmt. Eine Erderwärmung verursacht aber auch eine Zunahme der Wasserverdampfung mit dem Wärmewiderstand ϑEva, wodurch die Erdoberfläche eine zusätzliche Kühlung erfährt und nach Gl. (7) der Wärmewiderstand ϑG wieder sinkt.
Ein solcher Mechanismus ist eine negative Temperatur-Rückkopplung (siehe Harde 2017 [18]), die leider vom IPCC und den dort referierten Klimamodellen nicht berücksichtigt wird und dadurch zu deutlich höheren Prognosen für eine durch CO2 verursachte Erwärmung führt.
Die durch Verdunstung abgeführte Wärme und die daraus resultierende Wolkenbildung erklären, warum Ozeane auch in den Tropen nur eine maximale Oberflächen-Temperatur von rund 32 °C erreichen. Im Gegensatz dazu werden in den Wüsten der Subtropen, die sich nicht durch Wasserverdampfung kühlen können, Rekordtemperaturen erreicht, wie z.B. im Death Valley mit 56,7 °C in zwei Meter Höhe [19] oder sogar Boden-Temperaturen von 94 °C im Furnace Creek bzw. 78,2 °C in der Dascht-e Lut-Wüste. [20].
2.5 Simulation des Treibhauseffekts
Wird eine geschwärzte, dünne Al-Platte als Zwischenscheibe PI in den Strahlungskanal eingebracht, unterbricht diese den Strahlungsaustausch durch einen Absorptions-Emissions-Zyklus, wobei die der Platte zugeführte Energie beidseitig durch Infrarotstrahlung wieder abgegeben wird. Dieser Vorgang entspricht im Prinzip der Wirkung von Treibhausgasen in der Atmosphäre, mit dem Unterschied, dass in der schwarzen Scheibe alle verfügbaren Wellenlängen eines Planck-Strahlers von der Absorptions-Emissions-Unterbrechung betroffen sind. In diesem Modellversuch ist die gekühlte Platte PC die Energiesenke, der Ort, an dem die durch IR-Strahlung übertragene Nettoenergie abgeführt wird.
Der Modellversuch kann auch als Simulation des Einflusses von Wolken auf den Strahlungsaustausch angesehen werden. In diesem Sinne simuliert die Scheibe PI eine vollständige Wolkenbedeckung und PW die Erdoberfläche. Ein weiterer Sensor auf der Scheibe PI liefert Informationen über die an diesem Ort auftretende Temperatur TI, die der Temperatur der Gase bzw. Wolken entsprechen würde.
Definitionsgemäß ist das Maß für den Treibhauseffekt die Temperaturerhöhung ΔTG der warmen Platte im Vergleich zu einer Messung ohne die Platte PI bei sonst gleicher Heizleistung HW. In drei Versuchen, die sich lediglich im Abstand zwischen der Scheibe PI und der warmen Platte unterscheiden, führt die Existenz dieser Platte im Strahlungskanal zu gut beobachtbaren Temperaturunterschieden von bis zu 2,0 °C (Abb. 5, Tab. 3).
Abb. 5: Temperaturverlauf von TW (Rot) und TI (Gestrichelt) mit Zwischenscheibe PI (5 cm Abstand zu Platte PW). Zum Vergleich die Temperatur TW ohne Scheibe PI (Blau).
Für die Platte PW ist jetzt die Quelle der Rückstrahlung nicht mehr die Platte PC, sondern die wärmere Platte PI mit der Temperatur TI (Rot gestrichelt). Dies führt zu einem Anstieg der Temperatur TW (Rot). Zum Vergleich ist die Temperatur TW ohne die Scheibe PI dargestellt (Blau).
Tabelle 3: Treibhauseffekt einer Aluminiumscheibe
| Aluminiumscheibe PI Abstand zu PW (cm) |
HW W |
TC °C |
TW °C |
TI °C |
ΔTW °C |
ΔTG °C |
G °C/W |
| 5 | 1,20 | 17,1 | 26,1 | 19,8 | 9,2 | 2,00 | 7,7 |
| 30 | 1,20 | 16,9 | 25,7 | 19,0 | 8,8 | 1,60 | 7,3 |
| 55 | 1,20 | 16,9 | 25,3 | 18,5 | 8,4 | 1,20 | 7,0 |
| ohne Scheibe | 1,20 | 16,8 | 24,0 | – | 7,2 | 0,00 | 6,0 |
Damit wird erneut bestätigt: Die Temperatur eines beheizten Körpers hängt eindeutig von der Intensität der Gegenstrahlung seiner Umgebung ab, auch wenn diese kälter ist.
Übertragen auf die Atmosphäre lässt sich hieraus ableiten, dass der Treibhauseffekt durch TH-Gase vor allem bei klarem Himmel in Erscheinung tritt. Niedrige Wolken mit ihren vergleichsweise hohen Temperaturen erzeugen dagegen eine so starke Gegenstrahlung, dass die Beiträge durch die Treibhausgase überdeckt und deutlich abgeschwächt erscheinen.
Referenzen
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- V. R. Pratt, 2020: Wood’s 1909 greenhouse experiment, performed more carefully,
http://clim.stanford.edu/WoodExpt/ - E. Loock, 2008: Der Treibhauseffekt – Messungen an einem Wood’schen Treibhaus, https://docplayer.org/30841290-Der-treibhauseffekt-messungen-an-einem-wood-schen-treibhaus-von-ehrenfried-loock-version.html
- T. O. Seim, B. T. Olsen, 2020: The Influence of IR Absorption and Backscatter Radiation from CO2 on Air Temperature during Heating in a Simulated Earth/Atmosphere Experiment, Atmospheric and Climate Sciences, 10, pp. 168-185, https://doi.org/10.4236/acs.2020.102009.
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- J. Stefan, 1879: Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Classe der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, 79, S. 391 – 428
- H. Harde, 2017: Radiation Transfer Calculations and Assessment of Global Warming by CO2, International Journal of Atmospheric Sciences, Volume 2017, Article ID 9251034, pp. 1-30, https://doi.org/10.1155/2017/9251034.
- Wikipedia, Temperaturextrema, https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturextrema
- Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Dasht-e_Lut
Wegen der nicht genauen Darstellung von Indizes und Sonderzeichen, hier nochmal der Teil 1 als pdfGibt es einen Atmosphärischen Treibhauseffekt Teil 1 Vollständig
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„Ja, das kann passieren, wenn du dich zu lange vor dem Spiegel aufhältst. Wenn sich die Temperatur deines Körpers erhöht, gibt dein Körper Wärme als Infrarotstrahlung ab. Wenn du also zu lange vor einem Spiegel stehst, der Infrarotstrahlung reflektiert, kann es sein, dass du dich aufgrund der Reflektion der Wärme aus deinem eigenen Körper erhitzt und zum Glühen bringst. Es ist also wichtig, sich nicht zu lange vor einem Spiegel aufzuhalten, um Überhitzung oder andere gesundheitliche Probleme zu vermeiden.“
Also die KI dürfte wissenschaftlich wirklich auf dem letzten Stand sein.
…..die richtige Antwort wäre gewesen, kommt immer darauf, an WER davor steht.
Bei Scholz mußt Du den Spiegel abhängen und auf den Boden stellen, bei Merkel wird er blind und bei Claudia Roth und Ricarda Lang müssen mehrere Spiegel in der Horizontalen aufgestellt werden……..Beim Rest erkennt sogar ein Spiegel, daß zwischen stylistischen Ambitionen in den Öffis und der Realität, zwischen Stöckelabsätzen in Modellkleidchen im Kriegsgebiet und Dorftrotteln mit Kühemelken und Völkerrecht, nur ein guter Fotograf und Retuscheur für Unmengen Steuergelder diese Diskrepanz überwinden kann. Hier erschaffen gute „Handwerker“ VISIONEN ..…je mieser das Produkt, umso besser muß das Marketing sein. ……und der Spiegel freut sich, daß er k e i n e Ohren hat. 😁👍
Wenn ich die Kommentare hier lese, so bieten gerade alle Alternativphysiker der Physik und Wissenschaft der letzten 120 Jahre die Stirn. Viele Alt68er darunter. Wundert mich nicht. Die Klimaschützer werden sich zumindest freuen.
Ein sorgfältig überlegter und beschriebener Versuchsaufbau! Doch scheint es unverändert schwierig, die komplizierte Atmosphäre im Labor nachzubilden. Wasserdampf, Kühlung durch Verdunstung, Niederschläge und Transport von latenter Wärme, Wind, Meeressströmungen, Gegensätze Tropen/Pole und Asymmetrien kommen hinzu. Eine tolle Gemengelage, um die Menschheit verrückt zu machen und es dem anthropogenen CO2 „monokausal“ in die Schuhe zu schieben.
Umso verdienstvoller der Versuch, einige der Ungereimtheiten im Labor zu klären. Eine zweite Erde zu Versuchszwecken gibt es nicht, wäre auch extrem unhandlich. Auch wäre es schon hilfreich, den spektroskopischen CO2-Antrieb – ohne die vielen anderen Einflüsse – solide quantitativ zu bestätigen oder zu widerlegen. Auf die Ergebnisse in Teil 2 darf man gespannt sein.
Ich würde mich generell Herrn Schaffer anschliessen.
Darüber hinaus ein paar Anmerkungen, warum diese Experimente, nicht den Atmosphärischen Verhältnissen entsprechen:
1. geschlossene Behälter, Experimente müssen mit der Bedingung Volumen nicht konstant durchgeführt werden.
2. jedwede einseitige Betrachtung von Strahlung und strahlungsaktiven Gasen kann keine Aussage machen welche Bedeutung die nicht strahlungsaktiven Gase haben
3. feste Körper, Felsen, Sand, Gestein leiten Wärme durch Wärmeleitung und das eher schlecht. Die Erde ist aber zu über 70 % von Wasser bedeckt. Dadurch gibt es erhebliche Wärmeverschoebungen in höhere Breitengrade. Golfstrom. Dazu kommen Luftmassenverschiebungen die Wärme über die Erdoberfläche weiterverteilen. Die alleinige Betrachtung von Strahlung für solche Waerrmbewegungen ist unzulänglich, wenn man Temperaturen betrachten will. Und Behälterr Experimente stellen diese wichtigen Zusammenhänge nicht dar.
Was stellen sie dar? Das CO2 IR strahlungsaktiv ist? Das ist jede Papierwand auch. Die Temperatur wird von der Strahlung jedoch nicht bestmmt.
Eher ist es immer noch so, das die Temperatur die Strahlungsintensität bestimmt.
Herr Schulz, wenn die Strahlung nicht die Temperatur bestimmt, warum ist es dann in den Tropen wärmer als bei uns?? Und da die Sonnenstrahlung über Tag und Nacht (allein, mit Aledo und idealer Speicherung) am Äquator nur -2,6 Grad schafft, aber der Temperaturmittelwert real eher bei etwa +30 Grad liegt, beweist das doch den erheblichen Effekt der Gegenstrahlung – oder haben Sie da eine andere Erklärung?
Herr Dietze,
Haben sie das zuende gedacht? Sie fragen warum es in den Tropen waemer ist als in Deutschland.
Nun die einfache Antwort ist, weil die Tropen in einem niedirgeren Breitengrad anzutreffen sind.
Desweiteren ist es dort nicht -2.6 Grad C warm, was eher dafuer spricht das ihre Rechnung falsch ist, als das die Natur einen Fehler macht.
Welche Gegenstrahlung gibt es denn in den Tropen? Woraus setzt sie sich zusammen?
Wenn sie die Strahlung einer Zimmerwand messen, wissen sie dann warum es so warm ist wie es ist, oder muessen sie noch die Eigenschaften und Dicke der Wand kennen, um die Temperatur vorrauszusagen?
Herr Schulz, wenn Sie meine Berechnung der rein solar bedingten -2,6 Grad am Äquator mit 1364•0,7/Pi=303,9 W/m² mit Speicherung über Tag und Nacht für falsch halten, präsentieren Sie hier bitte mal Ihre korrekte Berechnung.
@ Dietze
War das etwa ein Aprilscherz? -So viel Humor hatte ich Ihnen gar nicht zugetraut!
Zitat Dietze am 1. April 2024 um 20:28 mit Hervorhebungen:
Klimadiagramm von Libreville/Gabun @ 0° 24′ N, 9°27′ O:
Quelle: https://www.iten-online.ch/klima/afrika/gabun/libreville.htm
Und jetzt erklären Sie die Temperaturdifferenz zwischen Ihrer Vermutung und der gemessenen Realität mal mit dem Dietzing-Krüger-Effekt.
Ich halte eine Berechnung einer Temperatur nur aufgrund einer Strahlstaerke, darueber hinaus noch gemittelt als falsch.
Daher wuerde ich eine solche Rechnung nicht anstellen. Aus dem gleiche Grund wuerde ich nicht die Temperatur fuer ein Zimmer verraussagen, wenn ich nur als Angabe habe, das die Heizung durchschnittlich 400 W verbraucht.
Herr Weber, dass Sie sich mit S-B nicht auskennen, ist bekannt – aber dass Sie S-B nun gar für einen Aprilscherz halten, ist toll. Sie begreifen nichtmal dass die Temperaturen von Libreville MIT GEGENSTRAHLUNG entstehen, welche Sie ja fälschlich ausschliessen. Meine solaren -2,6 Grad am Äquator sind OHNE Gegenstrahlung und mit Speicherung über Tag/Nacht berechnet.
Herr Dietze,
koennen sie denn eine Rechnung vorschlagen, die die Temperaturen richtig berechnet und nicht Temperaturen, die gar nicht existieren?
Dass es einen atmosphärischen Treibhauseffekt gibt ist leicht daran zu erkennen, dass die Erde nachts umso stärker auskühlt, je trockener die Luft ist. (vgl. Wüste). Denn Wasser ist das dominierende Treibhausgas.
Den tatsächlichen Treibhauseffekt zu berechnen oder zu simulieren (insbesondere wie sich zusätzlich Treibhausgase auswirken) ist dagegen höchst komplex. Wenn man nur eine Wellenlänge betrachtet und ein Gas das diese absorbiert, dann ist es noch relativ einfach (und mit der Nebenbedingung, dass die Temperatur mit der Höhe abnimmt). Da nimmt die freie Weglänge der Strahlung mit zunehmender Gasdichte ab. Dementsprechend reduziert sich mit zunehmender Gasdichte der Energietransport (–> zunehmender Treibhauseffekt). Wenn das Gas oben wärmer ist als die Oberfläche, erhöht sich bei der Wellenlänge durch das Gas sogar die Abstrahlung (höherer Energieverlust. Tritt an den Polen teilweise im Polarwinter auf). Da hätte man sogar faktisch einen negativen Treibhauseffekt (bzgl. Energieabstrahlung). Während in der Hochatmosphäre angeregte Moleküle ihre Energie abstrahlen, nimmt mit zunehmenden Luftdruck der Energieaustausch mit anderen Gasmolekülen durch Stöße zu (es kommt zunehmende zu nichtstrahlenden Übergängen). Das gilt auch für die Laborexperimente die typischerweise bei „hohen“ Luftdruck und kurzen Weglängen auftreten. Insofern geben sie die Realität meist sehr schlecht wieder. Dann kommt noch die Konvektion in der Atmosphäre hinzu mit adiabatischen Temperaturänderungen. Und erst der Wasserdampf. Das stärkste Treibhausgas. Beeinflusst stark die Konvektion und ändert leicht seinen Aggregatszustand (Wolken, Regen …) und beeinflusst damit auch massiv die solare Einstrahlung. Dazu transportiert Wasserdampf noch massiv latente Energie (Verdampfungswärme). Um es kurz zu fassen. Klar existiert ein Treibhauseffekt. Insbesondere durch den Wasserdampf in der Atmosphäre. Den richtig zu berechnen bzw. zu simulieren ist aber ziemlich komplex (auf viele Aspekte bin ich noch nicht eingegangen. Wie Sättigung der Absorption bei gewissen Wellenlängen, Linienbreite, ….). Wobei der Dreh- und Angelpunkt die richtige Beschreibung des Wasserhaushalts in der Lufthülle ist. (Wolkenbildung (incl. Wolkenhöhe!), Wärmetransport, Niederschläge, Konvektion … Im Vergleich dazu dürfte der Rest kleine Störfaktoren sein.
„Dass es einen atmosphärischen Treibhauseffekt gibt ist leicht daran zu erkennen, dass die Erde nachts umso stärker auskühlt, je trockener die Luft ist. (vgl. Wüste). Denn Wasser ist das dominierende Treibhausgas.“
Noch leichter ist deine Ahnungslosigkeit zu erkennen.
Die großen Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht beruhen auf dem Fehlen von Wasser im Boden. Sand ist ein schlechter Wärmeleiter, die Oberfläche wird dadurch tagsüber sehr heiß und gibt dabei die von der Sonne eingestrahlte Energie sehr schnell über Strahlung und Konvektion wieder ab. Damit entfällt der Boden als Wärmespeicher und die Luft kühlt sehr schnell ab.
Mit Gegenstrahlung hat das nichts zu tun.
„Noch leichter ist deine Ahnungslosigkeit zu erkennen.“
….😂🤣.
„Mit Gegenstrahlung hat das nichts zu tun.“ Ihre Argumentation ist e i n f a c h zu „bodenständig“ ! Man schwebt so gerne in höheren Atmosphären…😇
„Da nimmt die freie Weglänge der Strahlung mit zunehmender Gasdichte ab. Dementsprechend reduziert sich mit zunehmender Gasdichte der Energietransport (–> zunehmender Treibhauseffekt).“
???
Erklär das mal
zu Dr. Peter Adel am 30. März 2024 um 23:28 Uhr
„Dass es einen atmosphärischen Treibhauseffekt gibt ist leicht daran zu erkennen, dass die Erde nachts umso stärker auskühlt, je trockener die Luft ist. (vgl. Wüste). …“
Die Betrachtung beginnt nicht in „trocken“ Wüsten, sondern bei vergleichsweise „nassen“ Regenwäldern. Sie kennzeichnen sich u.a. aus durch eine jährliche Niederschlagsmenge von 2000mm bis über 10.000mm. Die Tagestemperaturen liegen hierbei konstant bei über 25 C°. Die großen Regenwaldgebiete der Erde liegen in Südamerika, Australien und Afrika und hierbei in einem Bereich zwischen dem 23.5° Breitengrad südlicher und 23° nördlicher Breite. Die Sahara liegt zwischen den 15 °und 35 ° Breitengrad nördlicher Breite. Das Zentrum der Sahara liegt damit auf dem 25 ° Breitengrad nördlicher Breite. Es gibt für die Bodenoberfläche folgende Wege Temperatur an die Atmosphäre abzuführen. Durch a. Wärmeleitung an die Luft, b. durch Verdunstung von Wasser in aufsteigende Luftmassen und c. durch Abstrahlung. Im Urwald auf 23.5 Grad nördlicher Breite sind die Wege a, b. und c. vorhanden. C. wird nicht voll, nur in geringem Umfang ausgeschöpft. Auf dem 23 ° Breitengrad nördlicher Breite im Regenwald führen Wolken, Kühlung durch Wasserdampf, Abschattung durch Urwald zu einer relativ ausgeglichenen Speicherung der Tageswärme in die Nacht, damit zu geringen Unterschieden zwischen Tag- und Nachttemperaturen, bei gleichem solarem Einstrahlungswinkel wie in der breitengradgleichen Sahara. In der Wüste ist entsprechende Wassermenge nicht vorhanden. Die viel größere Tagestemperatur in der trockenen Wüste wird durch eine viel größere Abstrahlung am Tage realisiert und die viel größere Abstrahlung wirkt dort als nächtliche Kühlung ebenso fort. Mit Treibhausgasen oder einem Treibhauseffekt hat deshalb dies in keiner Weise etwas zu tun.
Frage an die Herren Dr. Schnell und Professor Harde: Inwieweit ist sichergestellt, dass es sich bei dem Temperaturverlauf von Tw in Tabelle 3 nicht um einen invers proportionalen Abstands-/Volumeneffekt handelt?
Hallo Herr Weber!
Danke für Ihre Anfrage, die, wenn ich Sie richtig verstehe, auf Gl. 1 abzielt, die Sie Umgebungsgleichung nennen. Zur Antwort muss ich etwas ausholen. Das experimentelle Vorbild der Stefan-Gleichung, (so wie ich die Umgebungsgleichung nenne) sind die Versuche von Dulong und Petit, die die Abkühlungsgeschwindigkeit eines Thermometers in einer Vakuumkugel untersucht haben. Die konzentrische Konstruktion im Vakuum ist eine perfekte Anordnung für den Strahlungsaustausch unterschiedlich warmer Flächen, so ist es kein Wunder, dass Dulong und Petit bereits 1817 festgestellt haben, dass Ausstrahlung , Gegenstrahlung und Emissionsgrad die entscheidenden Parameter für den Transport von Energie per IR-Strahlung sind, was später zur Stefan- und der bekannteren Stefan-Boltzmann-Gleichung führte.
Die Vakuumkugel hat den Nachteil, dass bei Füllung mit Gasen der Wärmetransport durch Überlagerung mit Wärmeleitung und Konvektion nicht mehr eindeutig der Strahlung zugeordnet werden kann. Mit einem Strahlungskanal lässt sich die Konvektion verhindern, indem man ihn senkrecht aufstellt, mit der warmen Platte oben und der kalten Platte unten, wodurch stabile Schichtungen entstehen. Allerdings schafft man sich mit der Kanalwand ein neues Problem. Sie soll die IR-Strahlung verlustfrei von einer zur anderen Platte leiten, was nur bei sehr geringen Reflexionswinkeln (Stichwort Glasfaser) möglich ist. Bei einem relativ großen Kanal wird also die Kanalwand in den Strahlungsaustausch eingreifen. Die Wärmeverluste, die bei einem Strahlungskanal unvermeidlich sind galt es nun zu untersuchen.
Im ersten Teil ging es hauptsächlich um die Wärmeleitung und wie sich Wärme in einer sehr dicken Styropor-Isolierung ausbreitet. Die wichtigste Erkenntnis war, dass die Heiz-Wärme-Verluste hauptsächlich über den oberen 20 cm dicken Styropordeckel abfließen. Im zweiten Teil wurde dieser Wärmeverlust durch einen heizbaren „Deckel“ dem sogenannten Dom, der exakt die gleiche Temperatur hat wie die warme Platte weitgehend ausgeschaltet. Mit dieser Konstruktion konnten wir nun die Strahlungs-Verluste untersuchen, die Sie in Ihrer Frage ansprechen, indem wir die Temperatur bzw. die Gegenstrahlung der kalten Platte schrittweise erhöhten. Es zeigte sich, dass die Gegenstrahlung nicht nur von der kalten Platte, sondern auch von der Kanalwand gebildet wird, woraus sich ein Transmissionsgrad fC von 0,74 ermitteln ließ.
Wenn also die Platte PI schrittweise von unten nach oben in Richtung Platte PW geschoben wird, wird die Gegenstrahlung immer gemeinsam von Platte PI und der Wand gebildet werden. Umso dichter der Abstand PW <–> PI, desto geringer ist dann der Anteil der Wand. Da beide Strahlungsanteile Gegenstrahlung sind, ist es im Rahmen eines Demonstrationsversuches unerheblich von wem die Gegenstrahlung generiert wurde. Einen Volumeneinfluss, also die Auswirkung der Luftsäule, sehe ich nicht. Die dünne Alu-Scheibe sichert eine hohe Wärmeleitung, sodass die Wärmeleitung längs der Luftsäule weitgehend unabhängig von der Position der PI-Platte sein sollte.
Ich bedanke mich für Ihre ausführliche Antwort. In Zusammenhang mit der Umgebungsgleichung des S-B-Gesetzes halte ich den Ausdruck „Gegenstrahlung“ für sehr unglücklich, weil dieser fest mit dem THE-Paradigma verknüpft ist. Bei der S-B-Umgebungsgleichung geht es vielmehr um gegenseitige Zustrahlungen, die in Summe zu einem Wärmefluss von warm nach kalt führen. Je nach dem Verhältnis der beiden Temperaturen T1 (Körper) und T0 (Umgebung >>Körper) sind bei der S-B-Umgebungsgleichung also drei Fälle zu unterscheiden:
Üblicherweise sind warme Luftmoleküle ja sehr viel unternehmungslustiger als kalte. Von daher müssten sie eigentlich ihre kälteren Kollegen sukzessive mit Wärme „anstecken“ und damit für eine langsame Durchmischung sorgen. Sie hatten ausgeführt, dass Ihr Strahlungskanal die Konvektion verhindert. Daher noch eine Frage zu Ihrer „Deckenheizung“:
Haben Sie in Ihrem Strahlungskanal einen messbaren Temperatur- und/oder Dichtesprung nachgewiesen?
Herr Weber, das S-B-Gesetz für die Nettoabstrahlung eines schwarzen Körpers (T) in einer erwärmten (aber kälteren) Umgebung (To) lautet Sn = σ(T^4–To^4). Sie haben immer noch nicht verstanden dass diese Umgebungsstrahlung die Gegenstrahlung sowie deren Bodenerwärmung ist, die Sie ja gemäß falsch interpretiertem 2.HS im Hemisphärenmodell *ausschliessen*. Diese entsteht doch aus der Absorption der IR-Abstrahlung des Bodens und der thermischen Re-Emission Richtung Boden, welche ja gemäß S-B bei Absorption einen THE von deltaS/S/4•T ergibt also +0,6 Grad für 3,3 W/m² bei CO2-Verdoppelung.
Wie ist das eigentlich, erwaermt die Oberflaeche die Atmosphaere oder die Atmosphaere die Oberflaeche?
Hallo Herr Weber,
Bei der S-B-Umgebungsgleichung geht es vielmehr um gegenseitige Zustrahlungen, die in Summe zu einem Wärmefluss von warm nach kalt führen.
Ja, in diesem Punkt sind wir uns einig. Einen Netto-Wärmefluss gibt es, auch beim Treibhauseffekt immer nur von warm nach kalt. Der Treibhauseffekt verändert nicht die Flussrichtung sondern nur den Betrag. Bei der Begriffsbezeichnung richte ich mich nach Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Ausstrahlung
Danach ist die ausgehende Strahlung eine spezifische Ausstrahlung in W/m^2, also eine Leistung pro Fläche. Das ist eine Eigenschaft aller festen und flüssigen Körper und einiger Gase (IR-aktive Gase) mit einer Temperatur > Null Kelvin und ist von der Art der Oberfläche abhängig, was von der Stefan-Boltzmann-Gleichung beschrieben wird.
Hat ein Körper im Innern eine andere Temperatur als auf der Oberfläche gilt nur die Oberflächen-Temperatur als Kriterium der Ausstrahlung, was z.B. bei der Sonne der Fall ist.
Diese Einschränkung muss beachtet werden, wenn man die Stefan-Boltzmann-Gleichung nach T auflöst. Das Rechenergebnis ist NICHT zwingend die Temperatur des Körpers, sondern gilt zunächst nur für eine hauchdünne Oberflächenschicht und auch nur für ein sehr kurzes Zeit-Intervall. D.h. eine solche Rechnung ist nur bei einem thermischen Gleichgewicht und Strahlungsaustausch als einziger Energietransport zulässig, kurz diese Rechnung gilt nur für einen langsam rotierenden Himmelskörper ohne Wasser und Atmosphäre.
Die eingehende Strahlung ist eine Bestrahlstärke in W/m^2, also ebenfalls eine Leistung pro Fläche. Wie viel Energie ein Körper in einer bestimmten Zeit bei einer Bestrahlung aufnimmt hängt von seinem Absorptionsgrad α ab. Nur für ideal absorbierende Körper und unter bestimmten Voraussetzungen kann α nach dem kirchhoffschen Strahlungsgesetz mit dem Emissionsgrad ε gleichgesetzt werden, was ebenfalls zu berücksichtigen ist.
Ob man die eingehende Strahlung als Gegenstrahlung, Rückstrahlung oder Zustrahlung bezeichnet ist m.E. nicht der Knackpunkt zwischen Realisten und Alarmisten, sondern wie hoch man ECS (Equilibrium climate sensitivity) für CO2 ansetzt und ob es neben positiven auch negative Rückkopplungsmechanismen gibt und ob die sogenannte Wasserdampf-Rückkopplung überhaupt real ist.
Üblicherweise sind warme Luftmoleküle ja sehr viel unternehmungslustiger als kalte. Von daher müssten sie eigentlich ihre kälteren Kollegen sukzessive mit Wärme „anstecken“ und damit für eine langsame Durchmischung sorgen.
Diese Aussage betrifft die nach unten gerichtete Wärmeleitung durch die Luft des Strahlungskanals. Die Wärmeleitfähigkeit von Luft = 0,017 bis 0,021 W/(m·K) ist geringer als die des Styropors = 0.035 bis 0.040 W/(m·K). Bei der kleineren Apparatur wurde für den ersten Teil, in einem gesonderten Versuch, die Styroporscheiben des Styroporblocks sukzessive von unten entfernt und überprüft ab welchen Abstand zur Platte PW eine Erwärmung der dann untersten Scheibe festzustellen war. Das war bei rund 40 cm (von insgesamt 60 cm) der Fall. Die Luft-Leitung ist dann noch etwas geringer und kann bei dem 111 cm langen Strahlungskanal für die Gase vernachlässigt werden. Das wurde auch durch Kontroll-Versuche mit Argon und Helium bestätigt, die obwohl gegensätzliche spezifische Wärmeleitung, keinen Effekt zeigten.
Haben Sie in Ihrem Strahlungskanal einen messbaren Temperatur- und/oder Dichtesprung nachgewiesen?
Sie meinen wohl Gradienten? Nein im Falle des Druckes. Für einen Druck-Gradienten sind die Apparaturen zu klein. Hier gibt es noch Freiräume für Nachahmer, Messungen in großen Höhen oder auf einer Zentrifuge, alles außerhalb meiner Möglichkeiten. Beide Strahlungskanäle enthielten in regelmäßigen Abständen vier Temperatur-Sensoren, die auch einen Temperatur-Gradienten anzeigten.
Ein Kommentar in eigener Sache:
Bei den hier vorgestellten Experimenten geht es nur um feste Körper und noch nicht um Gase. Es geht um einfache Schüler-Experimente, die zeigen wie mit der unsichtbaren IR-Strahlung Energie von A nach B transportiert werden kann und wovon dieser Transport abhängt, physikalische Gesetze wie das Stefan-Boltzmann-Gesetz, die es schon seit über hundert Jahren gibt und die in keiner Weise umstritten sind.
Alle Versuche ranken sich um Gleichung 1, die Josef Stefan bereits 1879 aufgestellt hat, die ganz einfache, sogar im Alltagsleben bekannte Aussagen macht:
„Ein Mensch friert in einem sehr kalten Raum schneller (gibt mehr Wärme ab) als in einem kalten Raum und mit einer hauchdünnen aber stark reflektierenden Rettungsdecke kann man den Wärmeverlust von Verletzten verringern, wovon man sich in Abb. 2 anhand der TW-Kurven überzeugen kann.“
All das war schon 1879 nicht neu, denn bereits 50 Jahre zuvor haben Dulong und Petit experimentell festgestellt, dass die Abkühlung eines Körpers von seinem Reflexionsgrad und der Gegenstrahlung seiner Umgebung abhängt.
Nichts was wir hier im Teil 1 vorstellen ist also wirklich neu, sondern zeigt nur, wie man mit etwas Einfallsreichtum, die Existenz und Bedeutung der Gegenstrahlung demonstrieren kann, was der eigentliche Zweck dieser Arbeit war.
Wie bitter nötig diese einführenden Demonstrationen sind, sehe ich an den bisherigen Kommentaren.
Herr Schnell, warum denken sie muss man eine reflektive Decke nehmen?
Ist die Atmosphäre reflektiv?
Wenn nicht wo liegt der Unterschied?
Sehr geehrter Herr Schnell, ich finde Ihr Experiment sehr erfreulich, weil Sie hiermit eine Debatte ermöglichen. Die Kommentare auf Eike sind leider zu oft von Emotionen bestimmt. Bitte verstehen Sie meine Gedanken nicht als persönlichen Angriff oder Geringschätzung, das Gegenteil ist der Fall!
Die Interpretation des Versuchsergebnisses, insbesondere Abbildung 2 ist meines Erachtens nicht korrekt. Der Temperaturabfall der Heizplatte lässt sich auch ohne Gegenstrahlung erklären, nämlich durch Wärmeleitung, weil sich in der Kammer noch Luft befindet. Kühlt die unter Platte ab, bedingt dies eine verstärkte Wärmeleitung von der Luft auf die unter Platte. Dadurch kühlt die Luft aus. Damit erhöht sich auch der Wärmefluss von der oberen Heizplatte auf die nun kältere Luft durch Wärmeleitung, es stellt sich eine neue Temperatur der Heizplatte ein. Um dies auszuschließen, könnten Sie den Versuch einfach nochmals mit einer evakuuierten Kammer durchführen. Ich bin überzeugt, dass das Ergebnis dann anders aussehen wird.
Lesen Sie „Die Mechanische Wärmetheorie“, von Rudolf Clausius, Abschnitt XII, Die Concentration von Wärme- und Lichtstrahlen und die Grenzen ihrer Wirkung.
————————————————-
§19 Zusammenfassung der Resultate
… 1) Um die Wirkungen der gewöhnlichen, ohne Concentration stattfindenenden Wärmestrahlung mit dem Grundsatze, dass die Wärme nicht von selbst aus einem kälteren in einen wärmeren Körper übergehen kann, in einklang zu bringen, ist es nothwendig anzunehmen, dass die Stärke der Emission eines Körpers nicht nur von seiner eigenen Beschaffenheit und seiner Temperatur abhängt, sondern auch von der Natur des umgebenden Mittels abhängt, …
2) Wenn diese Annahme über den Einfluss des umgebenden Mittels auf die Emission richtig ist, so ist jener Grundsatz nicht nur bei der ohne Concentration stattfindenden Wärmestrahlung erfüllt, sondern muss auch gültig bleiben, wenn die Strahlen durch Brechnungen oder Reflexionen in beliebiger Weise concentriert werden, denn die Concentration kann zwar die absolute Grösse der Wärmemengen, welche zwei Körper einander durch Strahlung mittheilen, nicht aber das Verhältnis dieser Wärmemengen ändern.
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Erhöhung der Gegenstrahlung ist auch eine Form der Strahlenkonzentration. Doppelte Absorption von Gegenstrahlung bewirkt eine entsprechend höhere, nämlich doppelt so große, Emission, das Verhältnis der Wärmemengen ändert sich nicht. Die Gegenstrahlung, vom kälteren Körper kommend, wird vom wärmeren lediglich gestreut (remitiert) und bleibt damit ohne termperaturerhöhende Wirkung. Deshalb gilt der zweite Hauptsatz auch für den Wärmetransport durch Strahlung. Schalten Sie die Wärmeleitung ab, um dies zu überprüfen.
Hallo Herr Dr. Schnell,
bezüglich Abb. 2. Wenn die geschwärzte Platte Pc bei identischem Versuchsaufbau genauso durch den Air cooler gekühlt wird, wie polierte Platte Pcp und nach 100 min die Kühlung stoppt, nimmt die schwarze Platte selbst pro Zeiteinheit mehr „Wärmeenergie“ mit ihrer spezifischen Masse auf. Bereits zwischen 0 und min 100 führt die geschwärzte Platte konstant um 4° (28 °C – 24 °C) mehr an die Kühlung ab als Pcp. Bereits im Gleichgewichtszustand wird der geschwärzten Platte mehr Energie zugeführt, aber durch die Kühlung auf konstanter Temperatur wird dies nicht sichtbar. Etwas sichtbar wird dieser Energieverlust am Unterrand der Aluröhre am Abfall der Kurve T4. Beide blauen Kurven verharren bei ca. 17°C. Nach min 100 bis 150, ist die „Halte“ – Temperatur von 17 °C abgestellt, aber jetzt wird die Wärme der beiden Gegenplatten an die noch kältere Umgebung abgegeben bis auf 10 °C. Damit ist aber weiterhin eine Kühlung von unten vorhanden.
Die Schwärzung bewirkt einen Temperaturverlust von rund 4 °C und um dieses Maß klappt die Kurve Tw bei der Schwärzung auch nach unten. Wird auf Schwärzung, d.h. Absorption und damit einhergehender Eigenerwärmung der unteren Abschlussplatte möglichst verzichtet, stellt sich eine Isolierwirkung für die gesamte Aluröhre ein. Die Temperaturkurve TW bei Pcp verharrt. Im Prinzip ist dies, wie bei einer verspiegelten Thermoskanne (früher Glas, heute Stahl), die über viele Stunden Tee, Kaffee warmhalten kann in einer 10 °C Umgebung. Die Thermoskanne wird bewusst nicht geschwärzt, damit das selbst Glas möglichst wenig Wärme in den Hohlraum abführt. Weder mit bei der Thermoskanne noch im vorgestellten Versuchsaufbau, der mit der Platte, die Eigenschaften einer gut isolierten Thermoskanne aufweist, – Verzeihung, Sie haben sich wirklich sehr viel Mühe gemacht-, hat dies meiner Meinung nach überhaupt irgendetwas mit Gegenstrahlung zu tun.
Hallo Herr Frank,
danke für Ihre Frage, denn ich wollte in dieser Diskussion etwas Grundsätzliches loswerden. Sieht man einmal von menschlichen Schwächen und unvermeidbaren Fehlern ab, sind wissenschaftliche Experiment keine Hypothesen oder Theorien, sondern Tatsachen-Feststellungen. Da es in der Wissenschaft aber keine absolute Wahrheit und schon gar nicht ein Recht auf Wahrheit gibt, sind kritische Auseinandersetzungen mit experimentellen Ergebnissen nicht nur zulässig, sondern ein notwendiger Teil der Wissenschaftsentwicklung. Eine Ablehnung eines Experimentes nach dem Motto „Es kann nicht sein, was nicht sein darf“ ist nicht Wissenschaft sondern Glaube, was nicht diskutierbar ist. Zulässig und wünschenswert sind jedoch alternative Interpretationen der Ergebnisse. Zweifelt man am Ergebnis selber, sollte das Experiment wiederholt werden, weshalb wir alle Experimente so genau wie möglich beschreiben.
Bei den Experimenten zur Abb. 2 ging es um die Frage warum reagiert die geheizte Platte PW auf die Abkühlung einer 60 cm entfernten Platte, wenn diese geschwärzt ist aber nicht wenn sie poliert wurde?
Unsere Versuche beginnen immer mit der Feststellung und Demonstration der thermischen Gleichgewichtes der TW-Platte für einen längeren Zeitraum. Das ist eine ganz besondere Temperatur, denn sie zeigt, dass bei dieser Temperatur Wärmezufuhr und Abfuhr gleich groß sind (Input = Output). Es ist aber auch ein Qualitätsnachweis. Sie werden solche exakt geraden Linien nicht sehen, wenn Sie Netzschwankungen oder keine konstanten Labor-Temperaturen haben, z.B. bei Messungen im Freiland.
„Bereits zwischen 0 und min 100 führt die geschwärzte Platte konstant um 4° (28 °C – 24 °C) mehr an die Kühlung ab als Pcp.“
Nein, wie eben erläutert, Wärmezufuhr und Abfuhr sind in beiden Fällen 2a und 2b gleichgroß, unterschiedlich sind nur die TW-Temperaturen. Die Wärmezufuhr wird über ein digitales Laborgerät geregelt und bleibt die ganze Zeit unverändert. Ein Kardinalfehler, den ich auch bei den Alarmisten sehe. Der Treibhauseffekt kann die Temperatur eines Himmelskörper erhöhen aber abgesehen von Übergangszeiten nicht den Wärmestrom. Im thermischen Gleichgewicht kann immer nur so viel Wärme abfließen wie zugeführt wurde.
Die Temperaturkurve TW bei Pcp verharrt. Im Prinzip ist dies, wie bei einer verspiegelten Thermoskanne (früher Glas, heute Stahl), die über viele Stunden Tee, Kaffee warmhalten kann in einer 10 °C Umgebung.
Ein schöner Vergleich, allerdings ist jetzt der geringe Emissionsgrad ε auf der Seite des warmen Körpers, also anders als bei unserem Versuch. Jetzt gilt nach Gl. 1, dass der Strahlungsaustausch (Wärmeverlust) durch den geringen Emissionsgrad der Kanne verringert ist, also pro Zeit weniger Wärme abgegeben wird. Und doch hat es auch hier etwas mit Gegenstrahlung zu tun oder besser seiner Unterdrückung. Wegen der Verspiegelung kann die natürliche IR-Strahlung (die sogenannte Gegenstrahlung) die Sie in jedem Raum > Null Kelvin haben (Stefan-Boltzmann), von der Kanne nicht absorbiert werden, denn es gilt α + r = 1. α = Absorptionsgrad, r = Reflexionsgrad.
Schön, nur leider ist das auch falsch. Hier nochmal die denkbar einfache, schematische Darstellung des THEs:
Was man dabei verstehen muss, ist die entscheidende Rolle des atmosphärischen Wärmegradienten (in der Troposphäre). Dieser wird wiederum primär durch die Eigenschaft von Gasen, sich gemäß des vorherrschenden Drucks adiabatisch zu erwärmen bzw. abzukühlen, verursacht. Erst dadurch kommt es zu dem entscheidenden Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und effektiv (großteils) emittierender Schicht.
Womit der THE unter anderen NICHTS zu tun hat, ist die Vorstellung von einer „semitransparenten“ Atmosphäre, die LW- Strahlung blockiert, KW- jedoch durch lässt. Ich weiß, das mag vielen „logisch“ erscheinen, weil das Prinzip ja bekannt ist. Ein Widerhaken, Osmose, Klettverschluss, was auch immer. Etwas geht rein, aber nicht mehr (so leicht) raus. Schon klar, nur ist es eben die falsche Analogie.
Wir haben neben der Atmosphäre auf der Erde noch ein Medium mit ähnlich „semitransparenter“ Eigenschaft, nämlich Wasser. Auch dieses ist für KW- weit transparenter als für LW- Strahlung. Das inspiriert manchen dazu zu glauben Wasser würde selbst einen THE verursachen. Tut es aber nicht. Tatsächlich werden die Ozeane mit zunehmender Tiefe und zunehmenden Druck kälter, nicht wärmer. Es ist das genaue Gegenteil der Troposphäre. Warum? Na weil Wasser eben kein Gas ist und damit nicht jene adiabatische Eigenschaft besitzt. Und bezüglich des Meeresgrundes besitzt die Wasserschicht darüber nicht den Hauch eines THEs.
Und es geht noch extremer, wie das Beispiel Venus zeigt. Natürlich könnte man argumentieren deren Atmosphäre sei so dicht, dass sie eine besonders stark isolierende Wirkung hätte. Nur übersieht man darüber leicht, dass sie selbst KW Strahlung kaum durchlässt. Die Sonne trägt kaum noch (<1%) zum „Strahlungsbudget“ der Oberfläche bei. Wäre ihre Atmosphäre noch stärker und dichter, würde zwar gar kein Sonnenlicht mehr durchdringen, aber die Oberflächentemperatur um so höher ausfallen. Das obwohl es an der Oberfläche dann auch keine „Energiequelle“ im Sinne von absorbiertem Sonnenlicht gäbe.
Anders als die im Artikel gemeinte Isolation, skaliert die adiabatische Erwärmung endlos. Deshalb gibt es in den tieferen Schichten der Gasriesen „Treibhauseffekte“ von hunderten, tausenden Grad Celsius. Ein Protostern, vor Einsetzen der Kernfusion, ist so in der Lage sogar Millionen von Grad Celsius mit dem nicht-THG Wasserstoff zu erzeugen.
Ohne Wärmeabstrahlung der THG und Wolken wird das nichts mit dem adiabatischen Temperaturgradienten. Nur durch deren Wärmeabstrahlung kann die Atmosphäre oben abkühlen. Ansonsten heizt der sonnenwarme Erdboden die Atmosphäre permanent auf und führt ihr mehr Energie zu, als sie abführen kann. Die Atmosphäre wird isotherm mit nahezu selber Temperatur in der Luftsäule von unten nach oben. Die Vertikalkonvektion kommt zum Erliegen.
Kann man selbst die KI befragen, die nennt auch diesen Stand der Wissenschaft und Physik.
„Ohne Wärmeabstrahlung der THG und Wolken wird das nichts mit dem adiabatischen Temperaturgradienten.“
Fahr nach Nürnberg, da gibt es einen Trichter…
Man stelle sich einen Riesenplaneten aus Wasserstoff vor, noch ohne Fusionsheizung. Er wäre kalt bis nahe dem Nullpunkt, bis auch Wasserstoff zum Festkörper einfriert. Absteigendes und sich verdichtendes Gas führt zur kurzzeitigen adiabatischen Erwärmung, die in den Weltraum entschwindet oder durch aufsteigendes, sich ausdehnendes Gas adiabatisch gekühlt wird. Eine dauerhafte adiabatische Erwärmung in einem geschlossenen Gassystem gibt es nicht – ein planetares perpetuum mobile. Mit Dauerabstrahlung in den Weltraum – gespeist mit Energie aus Nichts. Irdisch zeigen das sowohl Gasdruckflaschen als auch Autoreifen. Erst wenn der Schwerkraftdruck so groß wird, dass in dem Wasserstoffplaneten die Fusion einsetzt, gibt es von innen her Erwärmung. Was sonst die Sonne an der Planetenoberfläche macht.
Stellen Sie sich vor, solche „Riesenplaneten“ aus Wasserstoff gibt es, man nennt sie Sterne. Bevor die Kernfusion einsetzt müssen diese erst mal entsprechend heiß werden, und das heißt extrem heiß, ohne Energiequelle. Manche glauben wahrscheinlich die Kernfusion im inneren eines Sterns sei eine Art Kettenreaktion. Ist sie nicht, im Gegenteil. Wäre dem so, würden Sterne zum explodieren neigen, ständig, und das tun sie nicht.
Stattdessen handelt es sich um einen sehr, sehr langsamen Brutprozess bei dem die Fusionsenergie sogar als Moderator dient. Diese bläht den Stern auf, reduziert somit Druck und letztlich Temperatur, wodurch sich die Fusion verlangsamt. Umgekehrt sind es Druck und adiabatische Hitze die den Fusionsprozess antreiben. Um so massereicher der Stern, desto schneller brennt er.
Genau falsch, Sie denken nämlich nicht weit genug. Warum sollte eine völlig transparente Atmosphäre „oben“ denn überhaupt warm sein? Wenn sie von unten her erwärmt wird, kann sie nur unter Wärmeverlust aufsteigen. Es sei denn wir erdenken eine Situation in der Atmosphäre zwar kurzwellige Strahlung absorbieren kann, aber nicht langwellig emittieren. Egal.
Der offensichtlichste Fehler besteht aber wohl darin anzunehmen, die Troposphäre hätte „rein zufällig“ einen adiabatischen Wärmegradienten. Gerade so als würde das nichts über die adiabatische Ursache aussagen, sondern würde sich zufällig aufgrund der „kühlenden“ Treibhausgase so einstellen. Daran knüpft sich dann auch die Frage, wieso der Wärmegradient selbst bei höchst unterschiedlichen THG Konzentrationen immer noch adiabatisch bleibt.
Ja, auch solche „Logik“ hat was von Realsatire.
Schade, dass man die wichtige Arbeit unserer verstorbenen Freunde, Prof. Gerlich und Dr. Tscheuschner, Kenner der theoretischen Physik und deren Arbeit über die Falsifizierung des Treibhaus-Effekts nicht erwähnt hat.
Man kann sich nochsoviel durch die THEORIE WÜHLEN, die Praxis zeigt sich sehr viel differenzierter als die Modellrechnungen es hergeben.
Nichts kann die Quantifizierung wirklich beweisen was die Qualifizierung der atmosphärischen Abläufe nicht widerlegen würde. Und als Praktiker gibt mir das obige Experiment nichts, insbesondere da es auch noch mit äquivalenten Strukturen arbeitet welche die natürlichen Abläufen berechenbar machen soll. Beispielhaft sei dies hier „Aber Experimente, die nicht nur eine einzige Temperatur für jede Box messen, sondern die Temperatur am Boden und der Oberseite des Innenraums aufzeichnen, finden bei der Box mit NaCl-Fenster einen um 5°C größeren Temperaturabfall vom Boden bis zur Decke als bei der Glasbox.“
genannt. Was beweist diese Aussage anderes als das es einen Strahlungseffekt gibt, welcher durch das Norminalglas hindurch keine Wirkung zeigt. Nicht mehr und nicht weniger. Damit wird weder eine Aussage belegt, das CO2 in Rückstrahlung wirkt, noch der Anteil welchen CO2 daran hat, ebensowenig wie eine Differenzierung zwischen CO2, Wasserdampfmolekülen oder anderen „Klimagasen“ welche in der nach außen offenen Testatmosphäre(so verstehe ich den Versuchsaufbau) aktiv und vorhanden sind und somit jeweilig anteilig angenommene „Rückstrahlanteile“ bewirken, vorgenommen. Wieder ein Versuch der an den Realitäten vorbeiläuft, schöne Rechenaufgaben generiert, aber den tatsächlichen Beweis für irgendetwas schuldig bleibt. Man sollte sich langsam eingestehen das wir einfach nicht wissen, noch nichtmal ansatzweise, wie die atmosphärischen Abläufe funktionieren und dies auch mit modellhaften Versuchsaufbauten nicht begreifen werden. Ich gehe gedanklich dabei mehr an den belegbaren Daten eines Praktikers ran und wünschte mir dies würden die welche sich den Formalismus verschrieben scheinen auch öfter mal wahrnehmen und in ihre Modelle einbauen. Und als Praktiker sehe ich nur, das zu Hauf real belegbares komplett außen vor gelassen wird im Streit um die Meinungshoheit.
„Damit wird erneut bestätigt: Die Temperatur eines beheizten Körpers hängt eindeutig von der Intensität der Gegenstrahlung seiner Umgebung ab, auch wenn diese kälter ist.“
Was soll diese triviale Erkenntnis belegen? Siehe übrigens auch Versuch von Roy Spencer.
Ich schlage dazu einen einfachen Versuch vor.
Man nehme eine Eisenkugel mit z. B. 10 cm Durchmesser, die im Inneren ein Heizelement enthält. An der Oberfläche befindet sich ein pt100 Element zur Temperaturmessung. Und damit mache man dann folgende Versuche: zuerst wird die Kugel in dickem Styropor de facto zu 100% isoliert. Dann wird der Strom so eingestellt, daß die Kugeloberfläche z. B. +60°C erreicht. Dieser Strom wird fixiert. Dann entfernt man die Isolation, die Kugel hängt dann in der Morgenluft und der Strom bleibt gleich. Nun ist Luftkühlung + Konvektion + auch Gegenstrahlung „von irgendwo“ möglich und die Kugel wird bei identischer Stromzufuhr wie zuvor die Temperatur verringern. Und schließlich taucht man die Kugel in 10°C Wasser. Dadurch wird die Kühlung inkl. Gegenstrahlung nochmals verändert und die Temperatur wird erneut sinken.
Es wird sich also bei identisch bleibender Heizleistung die Oberflächentemperatur abhängig von der Kühlleistung einstellen, in welche auch die Gegenstrahlung eingeht. Und damit auch jene Leistung, die aufgrund der Oberflächentemperatur gem. SB-Formel abgestrahlt wird.
Was aber soll sowas mit einem erwärmenden THE zu tun haben?
Unabhängig davon unterschlagen die meisten Versuche den in der Wirklichkeit stattfindenden Tag/Nacht Wechsel. Daß in der Wirklichkeit das Spektrum der Strahlung vom Satellit gemessen „eingedellter“ aussieht (CO2-Trichter) als ein direkt an der Oberfläche gemessenes, legt nahe, daß die „Differenz“ an Energie temporär im Erdsystem verbleibt.
In der Nacht hat aber das gesamte System 12 Stunden Zeit, ggfs. am Tag entstandene Unsymmetrien im thermischen Gleichgewicht auszugleichen bzw. sogar überzukompensieren, also mehr zu kühlen. Daher ist es üblicherweise in der Früh kühler als am Abend zuvor. Erst mit der neuen Sonne setzt wieder Energiezufuhr ein und das System erwärmt sich wieder.
Wobei eines klar ist, Gegenstrahlung kann nie eine absolut temperaturerhöhende Wirkung haben, immer nur eine, die Auskühlgeschwindigkeit reduzierende. Eine Reduktion der Auskühlgeschwindigkeit ist schön in Nächten feststellbar, wenn Wolken durch ihre Tröpfchen breitbandige Gegenstrahlung verursachen. Die erwärmt natürlich nicht, verlangsamt aber die Abkühlung.
Bei klarem Himmel findet hingegen eine Abstrahlungskühlung statt, die stärkere Kühlraten verursacht. Deshalb sind dann z. B. Wiesen in der Früh feucht oder im Winter bereift.
Herr Strasser, Sie behaupten, Gegenstrahlung von Wolken erwärmt natürlich nicht, verlangsamt aber die Abkühlung. Wenn die Nachtseite langsamer und damit weniger abkühlt, wird sie am Tag durch die Sonne mehr aufgeheizt. Beides erhöht doch den Temperaturmittelwert. Ebenso falsch ist auch das Argument von Herrn Schaffer mit der konvektiv-adiabatischen Erwärmung. Diese müsste ebenso bei einer IR-transparenten N2-Atmosphäre auftreten. Dann würde der Boden bei 288 K 390 W/m² in den Weltraum strahlen, aber im Mittel nur 240 W/m² von der Sonne erhalten. Allein dass aber 390 W/m² abgestrahlt werden, beweist doch dass es additiv zur Sonnenstrahlung eine temperaturerhöhende Gegenstrahlung (von etwa 150 W/m²) gibt – welche ja auch gemessen wird.
Es ist interessant, wie einfache, seit vielen Jahrzehnten bekannte physikalischen Gegebenheiten hier noch einmal bewiesen werden.
Selbstverständlich ist die Oberflächentemperatur der Erde von der Masse der Treibhausgase in der Atmosphäre und damit von der Gegenstrahlung abhängig.
Das ist genauso klar wie die Tatsache, dass die Temperatur der Haut eines lebenden Menschen abhängig ist von der Kleidung, die man trägt.
Entweder sind nicht in der Lage irgendwas zu lesen, auch das hier nicht. Da steht eindeutig, dass der THE bisher noch nirgends per Experiment bewiesen wurde. Prof. John Mitchell, IPCC Leitautor & früher Chef Metoffice“Es ist nur möglich, die Erwärmung im 20. Jhh auf menschliche Eingriffe zurückzuführen, wenn man numerische Modelle des Klimasystems verwendet.
Übrigens:
»Egal, wie bedeutend der Mensch ist, der eine Theorie vorstellt, egal, wie elegant sie ist, egal wie plausibel sie klingt, egal wer sie unterstützt, wenn sie nicht durch Beobachtungen bewiesen wird, dann ist sie falsch.« Physik-Nobelpreisträger Richard Feynman
Es mag sein, dass zu Ihrer Zeit noch keine Experimente zum Treibhauseffekt in der Schule gezeigt wurden. Das hat sich geändert.
Experimente, die die Wirkung von Treibhausgasen zeigen, gehören heute zum Standard im Physikunterricht.
Ach wirklich? Sie meine das, wo CO2 eingeflößt wird und die Temperatur steigt. Das gleiche würden Sie auch mit bsw. Argon erhalten.
Es bleibt: Sie lesen wirklich nichts, was Ihrer Weltanschauung widerspricht.
Was wollen Sie mit Argon? Argon ist nicht infrarotaktiv. Wir ändern gerade den CO2-Anteil der Atmosphäre und nicht den Anteil von Argon.
Ebend, wie der Berliner sagt. Sie haben es wirklich begriffen.
Fasch, kennen wir aus der DDR…..Jugendindoktrination. Familienstrukturen auflösen und Kinder unter staatlicher Agitation von der Kita über die Schule in den hier vergrünten Faschismus führen.
Voll mit Pubertätsblockern in den „Füsigunterricht“, um mit Treibhausgasen zu experimentieren. 😂👍 Flasche Sprudel in einen Kochtopf schütten und erhitzen…..seht Ihr liebe Kinderlein, je wärmer der Topf wird, um so mehr CO2 steigt auf….und das Dach der Schule, das ist das Treibhaus.
Tante Ismuse sammelt das pöse Gas ein und sperrt es dann in den Feuerlöscher…..😂👍..nochˋn Treibhaus…
Und was haben diese behaupteten Schulexperimente denn gebracht? Ihre Einlassungen bezeugen einzig nur, sie haben die Realität nichtmal annähernd nachbilden können und deshalb können Sie auch nichts von dem wiedergeben was dabei angeblich „bewiesen“ wurde.
Frau Kosch, es gibt überhaupt keine schulischen Experimente, die den CO2-Treibhauseffekt beweisen. Das ist eine Falschbehauptung. Ich habe mich 5 Jahre lang damit beschäftigt und selbst Versuche entwickelt, zu einer Zeit als ich selbst noch an eine starke Treibhaus-Erwärmung glaubte.
Zum Edelgas Argon, nicht Infrarotaktiv,schreiben Sie selbst. d.h. Wenn man einen wenigstens qualitativen CO2-Erwärmungsbeweis glaubte versuchstechnisch ermittelt zu haben, dann war das ein Trugschluss. Gibt man in dieselbe Versuchsanordnung anstatt CO2 nun Argon, dann zeigen sich genau diesselben Erwärmungseffekte. Auf die Molekülgröße und die Molekülmasse kommt es an, wie schnell die Konvektion stattfindet. Außerdem müssen Sie bei allen Schulversuchen stets mit Konzentrationen von nahezu 100% arbeiten.
Wichtig: Bei Konzenstrationenänderungen zwischen 0,04% und 0,08% CO2 ergibt sich nie etwas. Diesen Unterschied merken die Thermometer in der Versuchsanordnung überhaupt nicht.
Herr Kowatsch,
lesen Sie meinen Beitrag, bzw. den Satz, auf den Sie sich beziehen, noch einmal durch. Sie verfälschen ihn und antworten dann darauf.
Was wollen Sie mit Argon? Argon ist nicht infrarotaktiv, ist in Bezug auf den Treibhauseffekt also uninteressant. Wenn Argon in einem Experiment ein ähnliches Ergebnis zeigt, wie CO2, liegt es offensichtlich nicht an der nicht vorhandenenTreibhauswirkung von Argon. Das heißt aber selbstverständlich nicht, dass CO2 nicht infrarotaktiv ist, denn das ist seit ca. 150 Jahren bewiesen.
http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC2/Kap_II/GeschichteTreibhauseffekt.htm
Wenn das Ergebnis zwischen CO2 und Argon dasselbe ist, in Bezug auf die Temeperatur dann kann die Infrarotstrahlung nicht die Ursache sein. Kriegen Sie raus, was die Ursache ist.
@Admin,
wenn in einem Versuch bei einem infrarotaktiven Gas und bei einem Edelgas die gleiche Temperaturveränderung herauskommt, dann ist der Versuchsaufbau so, dass die Eigenschaften des Edelgases zum gleichen Ergebnis führen. Finden Sie heraus, warum das bei Ihrem Versuch so ist.
Dass CO2 ein infrarotaktives Gas ist, wissen wir sei 1 1/2 Jahrhunderten.
Die Autoren haben Ihr Problem offenbar nicht.
http://hharde.de/index_htm_files/Gibt%20es%20einen%20Treibhauseffekt.pdf
Niemand bestreitet, dass CO2 ein infrarot empfindliches Gas ist, nur Sie haben immer noch nicht begriffen, dass das Verhalten von Argon und CO2 von deren Wärmekapazität abhängt und nicht von dessen infrarot Anteil. Es wird wohl auch nichts mehr werden, so wie Sie sich hier aufführen.
Admin am 1. April 2024 um 13:08
Für genau diese Frage hat Herr Schnell doch Kontrollexperimente gemacht, mit Argon und Helium. Und dort zeigte sich keine Änderung der Temperatur, im Gegensatz zu den Versuchen mit infrarotaktiven Gasen CO2, Butan(?) und Freon. Er hat diese Kontrollexperimente im zweiten Teil nicht aufgeführt, aber man findet sie in seinem damaligen Artikel.
Sie reden von den Versuchen von Harde und Schnell. Ich rede von den „Versuchen“ CO2 in Massen einzuführen und aus dem Temperaturanstieg den „Treibhauseffekt“ zu beweisen. Das muss misslingen. Und das wissen Sie auch. Also Vorsicht.
Herr Limburg, den THE durch experimentelle Änderung der CO2-Konzentration unserer Atmosphäre nachzuweisen, geht bekanntlich nicht. Und Messungen von Laien mit einem Strahlungsweg im Bereich bis zu einem Meter scheitern weil ein nennenswerter Absorptionseffekt in den für den THE relevanten CO2-Flanken mehr als tausend Meter benötigt. Strahlungsphysikalische Berechnungen genügen doch. Sie würden doch auch nicht an v=√(2gh) zweifeln bevor Ihnen nicht ein Dachziegel auf den Kopf gefallen ist.
Ein Photon ist kein Dachziegel, Didtze.
Haben Sie die Aufprallgeschwindigkeit des Dachziegels an Ihrem eigenen Kopf „getestet“ ?
……oder warum nennen Sie sich jetzt in Anlehnung an einst Frau Fröhlich, jetzt Flölich, 👉 Didtze statt Dietze ?
Neue Bewußtseinsebene ? Normalerweise genügt ein leichter Schlag auf den Hinterkopf….
Wobei das mit Masse nichts zu tun hat. Sonst wären wir wieder bei Masse und Druck und Venus. Ich hoffe Sie haben auch mitgenommen, dass die THG unter Wolken kaum wirken?
Das sollten sie mit Herrn Heinemann besprechen, da er gesagt hat, das die absolute Menge eine Rolle spielt.
Allerdings hat er es nicht mit dem Druck begründet.
Was an seiner Theorie allerdings fehlt, ist ein Aufarbeiten wieso der Mars nicht wärmer ist als die Erde.
Richtig, Frau Kosch.
Einfach auf den Punkt erklärt.
Lassen Sie sich nicht unterkriegen!
…meine Rede, Gouda 👍 ! …..🤣…und Sie auch nicht. Zwei Klima- Indianer auf ihrem Weg in den Wigwam…..
eine KUGEL, die mit ca. 33.000 km/h durch eiskalten (-273°C!!!) Weltraum rast, sich dabei noch mit ca. 1.300 km/h um die eigene Achse dreht, kann gar keinen Treibhauseffekt bilden!!!…
DAS könnte nur eine Flacherde mit Wänden und Decke, halt mit Treibhaus drauf. 😉
Daher auch immer mein erster Einwand bei AGW-co2-Klimasektenjüngern: „ah, ok, du bist also eine Flacherdler??!!“
THEMA ERLEDIGT!!!
Komplett falsche Zahlen, Herr Ulrich Walther!
Peinlich! 😂
Sie scheiterten schon an einfachsten Rechnungen!
Gouder, nicht nur gackern, sondern auch l e g e n !
Sonst sind Sie nichts als ein APRILSCHERZ. 🫵🤓
Schönfelder, Sie scheinen das auch nicht ausrechnen zu können.
Die Erde bewegt sich mit etwa 107.000 km/h um die Sonne, und die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator beträgt 1670 km/h.
Sonderbar, dass die Wissenschaftler von EIKE den Fehler nicht bemerkt haben. 😂
Ich finde das schön, wenn Jugend forscht. 👍
„Damit wird erneut bestätigt: Die Temperatur eines beheizten Körpers hängt eindeutig von der Intensität der Gegenstrahlung seiner Umgebung ab, auch wenn diese kälter ist.“
Solange Gegenstrahlung verstanden wird als Strahlungskraft/Strahlungsdruck oder einfach nur als Temperatur in T hoch4, dann ist nichts einzuwenden. Leider verstehen Viele das als Strahlungsfluss und das ist falsch. Diese falsche, leider weit verbreitete Ansicht verstösst gegen den 2. HS. Wirkliche Grössen wie Stefan oder Clausius hätten die Grösse und würden mit sich reden lassen, wenn sie noch leben würden. Ihre verblendeten Schüler aber lassen diese Grösse vermissen und haben nicht den Mut, Evangelien der Physik aus alter Zeit in Frage zu stellen. Ohne solche Zweifel wären wir noch bei Aristoteles.
Es ist immer wieder hahnebüchen, wie wenig verstanden wird, was in einem realen Treibhaus geschieht. Ihr Theoretiker, geht hin und lasst Euch sagen, dass bei Sonneneinstrahlung ZUERST die Luft erwärmt wird, mehr als der feuchtkühle Boden oder der Bewuchs. Das oft mehr als gewünscht, man muss dann dringend lüften. Zwischen Dichte und spezifischer Wärme von Luft und fest/flüssig liegen 3 Zehnerpotenzen. Die 0,1 % sind zwar fast nichts aber im Strahlungsspektrum mehr als ausreichend enthalten. Muss ja nicht IR sein. Glas, das IR der Sonne durchlässt, aber IR des Bodens nicht, ist sowas von Misterklärung. Dann wären alle unsere Glasfenster aktive Heizungsanlagen. Hurra, der Wärmehalbleiter wäre erfunden, fast so schön wie das Perpetuum M. Die meisten Treibhäuser haben ohnehin Plastikfolie. Die warme Luft isoliert Boden/Bewuchs und bewirkt, dass eben keine Abstrahlung erfolgt, solanger Luft wärmer ist. Ansonsten würden sich die Gärtner in den Bankrott hinein heizen. Dasselbe geschieht auch über Land/Wasser im Freien. Und solange die Luft noch wärmer oder gleich ist, strahlt die Oberfläche NICHTS. Erst nach Luftabkühlung/Aufstieg beginnt die Abstrahlung und NICHT NACH T HOCH 4, SONDERN NACH T2 hoch4 MINUS T1 HOCH 4. Da bleibt entsprechend wenig als Wärmestrom ab Oberfläche und keine Notwendigkeit eine Denklücke mit Gegenstrahlung auszufüllen.
Es gibt keine Gegenstrahlung, sie ist nichts weiter als ein Denk – und Rechenfehler!!!
Gottseidank sind Ingeniere weiter als die Grundlagenforschung. So gibt es seit 120 Jahren die Thermoskanne und damit die Isolierung von Strahlung. Die Eigenschaft schwarz und spiegel sind die jeweiligen Endpunkte. Dabei ist spiegel und weiss nur für das sichtbare Licht nahezu deckungsgleich. Findet ein Strahlungsfluss statt, dann erwärmt sich schwarz, dagegen spiegel nicht. Das ist der Spiegeltest, so trivial wie einfach.
Richtig ist, dass ein schwarzer Körper die Strahlung absorbiert, die Mär aber ist, dass er zur Abstrahlung auch schwarz sein soll. Um Himmelswillen, wir hätte schwarze Heizkörper und die Sonne wäre nicht weiss, sondern müsste schwarz sein.
Da hab ich jetzt eine ganz schlechte Nachricht: die Sonne ist ein Schwarzer Körper im Sinn der Thermodynamik. Das sieht man schon am Spektrum, wenn man von den Fraunhoferschen Linien absieht.
Dass ein Heizkörper nicht schwarz angemalt sein muss liegt daran, dass er v.a. durch Wärmeleitung Energie direkt an die Luft angeben soll, statt sie abzustrahlen.
Ich wäre auch dafür, den atmosphärischen Treibhauseffekt in Atmosphäreneffekt umzubenennen, wie hier im Kommentarteil vorgeschlagen wurde, damit dieser unselige Vergleich mit den Gärtnertreibhäusern mal aufhört, der nur ein Streit um Worte ist und zu gar nichts führt.
Ganz recht, lieber Herr Mechtel,
selbstverständlich ist die Sonne schwarz, sie sieht nur weiss aus. Grund: Sonne ist in Wirklichkeit schwarz , sonst könnte man sie nicht berechnen, klar.
selbstverständlich ist auch das Gras blau, wie mal unser Bi(e)nchen mit Stachel das hier ins Gespräch gebracht hat. Grund: es sieht nur grün aus, es muss blau/ mehr violett sein, weil es sonst das UV nicht verarbeiten könnte.
selbstverständlich ist der glühende Stahl nicht weiss, das sieht nur so aus. Grund: alle Produkte aus Stahl könnten sonst nur mit Schwarzgeld bezahlt werden.
Ein Bäcker bäckt Brot, selbstverständlich kann Brot nur von Bäckern gegessen werden.
Nach den Scherzen nun zum Ernst: selbstverständlich nehmen Wasser und Gestein (Oberfläche der Erde) Strahlungsenergie auf und wandeln sie in Wärme um. ES IST ABER NICHT SO, DASS DIESELBE ENERGIEMENGE VON DER ERDOBERFLÄCHE ALLEIN ÜBER STRAHLUNG WIEDER ABGEGBEN WIRD.
Was für die Erde als Ganzes richtig ist, gilt nicht für jeden einzelnen Gegenstand. Bevor die schlussendliche Abstrahlung in den Weltraum erfolgt, gibt es in der Praxis oftmalige Umwandlungen in andere Energieformen und Wechsel in andere Medien. Neuere Erkenntnisse liegen zwischen 6 und 10 %, das was die Erdoberfläche selber macht. Dann gibt es auch keine Differenz mehr, die man mit erfundener „Gegenstrahlung“ auffüllen muss, damit das Rechenergebnis wieder stimmig gemacht wird.
Hallo Herr Müller,
ich gönne Ihnen ja Ihre Späßchen, sowas gibt dem Leben manchmal Würze. Sie können mir aber glauben: dass die Sonne ein schwarzer Körper ist, hab ich mir nicht ausgedacht, das ist physikalisches Basiswissen. Das Erscheinungsbild muss deshalb nicht schwarz sein, das wäre es nur, wenn die Sonne kalt wäre. Sie hat aber selbst an der Oberfläche ein paar tausend Grad, und bei Erhitzung geht auch der schwärzeste Körper erst zur Rotglut über, dann zur Weißglut … Man redet in diesen Fällen nicht umsonst auch von „schwarzen Strahlern“.
„ES IST ABER NICHT SO, DASS DIESELBE ENERGIEMENGE VON DER ERDOBERFLÄCHE ALLEIN ÜBER STRAHLUNG WIEDER ABGEGBEN WIRD.“
Volles Einverständnis. Es soll ja Leute geben, die reine Strahlungsmodelle konstruieren 😉 Selbstverständlich beschreibt das nicht die Situation hier auf der Erde.
Und was die atmosphärische Gegenstrahlung betrifft: davon, dass der DWD sie mit Pyrgeometern misst, halten Sie wohl nicht viel?
Ein Schwarzer Körper ist eine i d e a l i s i e r t e thermische Strahlungsquelle.
Wie Sie selbst bemerkt haben, Herr Mechtel, findet man im Spektrum des Sonnenlichtes diskrete Absorptionslinien, (Fraunhofersche Linien). Genau genommen ist die Sonne also 👉 👉👉 kein perfekter Schwarzer Körper. Sie ist weiterhin ein riesiges Kernfusionswerk auf dem Weg vom gelben Zwerg zu einem roten Riesen, auch wenn die Sonne gerne physikalisch als schwarzer Strahler bezeichnet wird. Bsp. 👉
Für die Leuchtkraft einer Kugel mit dem Radius R gilt: L = s A T4 = s 4pR2 T4
Aus der Leuchtkraft und dem Radius kann ebenfalls die Oberflächentemperatur der Sonne bestimmt werden.
Stefan-Boltzmann: T = 5770 K Wien: T = 6370 K
Wegen der Absorptionen in der Sonnenatmosphäre kann das Intensitätsmaximum nicht genau festgestellt werden. Zudem ist die Sonne nicht genau ein idealer Strahler. Physikalische Angaben in diesem Zusammenhang sind also immer mit gewissen Fehlern behaftet.
Genau das ist das Problem des „Modellatörs“ mit Gewißheitsanspruch.
So funktioniert Modellierung. Man sucht Vergleichsebenen mit Wiedererkennungswert.
Komplexe Zusammenhänge werden brutal vereinfacht, und je „übersichtlicher“ und umfangreicher die Skelettierung eines dynamischen und multifaktoriellen Geschehens erfolgt, desto mehr fokussiert sich der Operierende auf sein erwünschtes Ergebnis. Selbst wenn die Objekte der „Simplifizierungen“ nicht einmal ausreichend untersucht und wissenschaftlich völlig erforscht sind.
Auch wenn Vergleiche bei näherer Begutachtung keinen ausreichend Bestand haben.
So addiert sich Ungenauigkeit zu Fehlern, zu Vermutungen, zu Spekulationen, aber immer mühsam mathematisch anspruchsvoll serviert.
Halbwissen im naturwissenschaftlichen Gewand. Der „Modellbauer“ als Überzeugungstäter.
Naheliegend dagegen : Experimente und ihre Reproduzierbarkeit : Reflexion (Eigenschaft Spiegel) ist keine Strahlung, die vom Spiegel ausgeht. NULL. Er ist sogar das Gegenteil von Strahlung, nämlich die Isolation. Der Spiegel verändert seine Temperatur nicht. ‼️
Herr Müller, dass die Gegenstrahlung ein Denkfehler ist, für einen Strahlungsfluss gehalten wird und diese leider weit verbreitete Ansicht gegen den 2.HS verstösst, ist das Allerletzte. Die elektromagnetische IR-Gegenstrahlung (W/m²) ist kein Wärmefluss und transportiert Strahlungsenergie (von selbst) auch von kalt nach warm ohne den 2. HS zu verletzen, der für Wärmeflüsse gilt. Deshalb kann ja auch S-B angewendet werden mit S+deltaS= Sigma•(T+deltaT)^4 sowie linearisiert deltaT=deltaS/S/4•T. Das macht bei 288 K +0,184 Grad pro W/m² am Boden, was real bei 3,3 W/m² für CO2-Verdoppelung +0,6 Grad ergibt.
„Die elektromagnetische IR-Gegenstrahlung (W/m²) ist kein Wärmefluss und transportiert Strahlungsenergie (von selbst) auch von kalt nach warm ohne den 2. HS zu verletzen, der für Wärmeflüsse gilt“.
Herr Dietze,
verstehen Sie eigentlich selber das, was Sie da schreiben? Wenn etwas Strahlungsenergie transportiert ist es kein Fluss? Sie wissen schon, was Watt ist. Energie fliesst, ist aber kein Fluss? Warum greinen Sie wie ein Kind, dem man das Spielzeug wegnimmt? Man muss auch fähig sein, seine Meinung zu ändern, wenn sie als falsch sich herausstellt.
Bitte machen Sie sich mal die Mühe und versuchen, Abstrahlung und Reflexion (Eigenschaft spiegel) zu unterscheiden, Sie schaffen das.
spiegel / Reflexion ist Isolation. Sie können im Fokus eines eiskalten Spiegels in der Antarktis nicht nur Kaffee kochen. Wenn der gross genug ist, sogar ein Feuer anzünden oder Metall schmelzen. Der Spiegel ist nicht die StrahlungsQuelle. Das bleibt die Sonne und Sie können im Fokus die Temperatur dieser Quelle darstellen.
Was von kalt nach warm wirkt, das ist der Strahlungsdruck, unbestritten und ohne den 2. HS zu verletzen. Was nie möglich ist, das ist ein Energiefluss von kalt nach warm. Auch nicht als Differenzrechnung. NICHTS!!
Herr Müller, seltsam nur dass wenn eine IR-Strahlung von kalt nach warm nicht möglich ist, diese aber messbar ist und die etwa 150 W/m² gemäß S-B am Boden bei Absorption sogar zu mehr als zusätzliche 30 Grad in Wärme umgesetzt werden. Vielleicht behaupten Sie noch, dass auch el. Strom nicht von kalt nach warm fliessen kann.
Mit Verlaub, Herr Dietze, Sie haben es immer noch nicht verstanden. Da sind Sie in zahlreicher Gesellschaft. Auch die Autoren dieses Artikels gehören dazu. Gut, dass Sie sich wenigstens Gedanken machen.
Reflexion (Eigenschaft spiegel) ist keine Strahlung, die vom Spiegel ausgeht. NULL. Er ist sogar das Gegenteil von Strahlung, nämlich die Isolation. Der Spiegel verändert seine Temperatur nicht.
Wenn in einer kalten Nacht eine Bewölkung dafür sorgt, dass es nicht Frost gibt, dann ist es Reflexion am Eis oder Wassertropfen der Wolke. Die Strahlung kommt bei spiegel mit dem ausgestrahlten Level zurück. Sonst würde es nicht viel helfen, wenn die Wolke von Minus 40 auf Minus 38 erwärmt würde und dieses kalte Level abstrahlt. Stahlungs- Level von Minus 38 würde nicht den Frost verhindern.
Wenn man eine Versuchsröhre baut und darin Strahlung und Reflexion addiert und das ist dann Gegenstrahlung……
Leute, haltet endlich Reflexion und Strahlung auseinander. Die Strahlung, die vom Spiegel kommt, ist nicht dort geboren!!!!
Ein Schwarzer Körper strahlt mehr ab als ein nichtschwarzer, insbesondere spiegelnde Oberflächen.
Deshalb sind Kühlkörper von ICs meistens schwarz. Wenn die aber von der Sonne bestrahlt werden, ist natürlich die Absorption größer, was den Kühleffekt verringert oder ganz verhindert. Ein Schwarzer Körper absorbiert die gesamte Strahlung und strahlt selber nur nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz. Beides, Absorption und Emission sind maximal, alle anderen Körper strahlen bei gleicher Temperatur weniger (wenn man die Reflexion der ankommenden Strahlung außer Acht läßt).
Man könnte es doch einfacher ausdrücken:
Wolken verursachen ein starke IR-Rückstrahlung (spüren selbst Klimaalarmisten im Winter, nachts, bei wolkenfreiem Himmel)
und CO2, CH4 und ähnlich Gase einen kaum nennenswerte IR-Rückstrahlung bewirken! (welchen Letzteren durch die Sättigung der Absorptions-Banden auch noch absolute Grenzen für künftige Wirkverstärkung gesetzt sind.
Danke für die korrekte Darstellung. Damit sollte sich das Modell von Weber erledigt haben.
Ich bin sehr für Experimente, aber dann richtige!
1) Zeigen Sie, dass ein 15 Grad C warmer Strahler durch seine eigene Rückstrahlung wärmer wird!
2) Ein Festkörper (ALU Platte) simulliert die THG Gase!!!!!!!(Damit ist das Experiment schon erledigt)
Ich verweise gerne auf das SIRTL Experiment, das vom Herrn Lesch vermarktet wird! Auch dort will man etwas beweisen, muß dann aber kleinlaut zugeben, dass es nicht klappt! (Siehe meine Kommentare zu einigen Publikationen)
2) Ich selber habe sehr viele Experimente mit verschieden Strahlern und CO2 gemacht! Keines zeigt auch nur annähernd eine Wirkung, die der eines angeblichen THE entspricht!
3) Ein sehr einfaches Küchenexperiment für jedermann durchführbar liefert den Bewewis, auch ein sehr heisser Strahler (ca 95 Grad C) zeigt bei 60 cm Abstand keine Wirkung!
Experiment:
„Der heiße Kochtopf über dem Kuchenbackblech. Der Versuch wurde im Wohnzimmer durchgeführt. Die Küche ist weniger geeignet, weil sich dort durch das häufige Wassererhitzen steigende Lufttemperaturen ergeben, was die Anzahl der Daten unnütz erhöht. Man nehme zwei Stühle und richte sie mit den Lehnen zu einander aus und positioniere sie in einem Abstand, dass der Kochtopf mit seinen Griffen auf den Lehnen Halt findet. Zwischen den Stühlen errichtet man beispielsweise einen Stapel aus Büchern und platziert oben auf dem Stapel ein rundes Kuchenbackblech, am besten ein dunkel emailliertes. Über die Zahl der Bücher kann man die Distanz vom Topfboden zum Backblech regulieren. Im Übrigen wird ein Laserthermometer benötigt. Wohnzimmertemperatur: 19,6 Grad.
1. Versuch: Der Topf mit dem kochenden Wasser wird vom Herd genommen und auf 5 cm über dem Backblech abgesenkt. 15 Minuten Wartezeit. Die Temperatur des Backblechs steigt von 19,6 auf 24,6 Grad, also um 5 Grad.
2. Versuch: Das Backblech wird unter fließendem Wasser wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Topf mit dem kochenden Wasser wird auf 30 cm über dem Backblech abgesenkt. 15 Minuten Wartezeit. Die Temperatur des Backblechs steigt von19,6 auf 22,4 Grad, also nur noch um 2,8 Grad.
3. Versuch: Der Topf mit dem kochenden Wasser wird auf 60 cm über dem Backblech abgesenkt. 15 Minuten Wartezeit. Die Temperatur des Backblechs ändert sich nicht, sie bleibt bei 19,6 Grad. Der heiße Kochtopf sendet Wärmestrahlung aus, aber sie ist in der Luft nur über eine kurze Distanz wirksam.
Nochmals, sobald für diese Experimente (auch Ditfurt, Sirtl, Lesch und viele andere) ein Strahler mit der Erdtemperatur von ca 15 Grad C eingesetzt wird, gibt es keinen Nachweis für erwärmende Rückstrahlung!
Was schreibt Herr Tscheuchner dazu?
„5.4.4. Moderne primitiv berechnete globale Treib-
hauseffekte
Die mittlere bodennahe Lufttemperatur wäre – 18◦C, wenn
man sich CO2 und/oder Wasserdampf und/oder die gan-
ze Atmosphäare und die Ozeane wegdenkt.
Verwendet wird
– die Strahlungsintensitäat der Sonne bei der Erdbahn
– mittlere Einstrahlung gleich mittlerer Abstrahlung
– Albedo (Weißheit) der Erde gleich 0,3
– mittlere Temperatur der Erde gleich die 4. Wurzel aus
aus den gemittelten 4. Potenzen der Temperaturen
Dies ist offensichtlich physikalischer Unsinn.
Oder auch:
„Professor Gerlichs Brief an die Umwelt-
ministerin Dipl.-Phys. Dr. Angela Merkel (1996)
• ”Ich selbst habe mich erst im vorigen Jahr in die CO2-
Treibhauseffekt-Diskussion öffentlich eingeschaltet,
weil ich zu der schweigenden Mehrheit(?) der genügend
breit ausgebildeten Physiker gehöre, die von Anfang an
wußten, daß es den CO2-Treibhauseffekt der Atmo-
sphäre überhaupt nicht gibt (geben kann) … Testen
Sie bitte Ihre Belesenheit oder die Ihrer Zuarbeiter, ob
sie die alten von mir zitierten Arbeiten kennen. Die-
se müßten Sie aber kennen, wenn Sie sich das Urteil
anmaßen wollen, daß Aussagen der Klimamodellrech-
nereien etwas mit umweltrelevanten Forschungsergeb-
nissen zu tun haben sollen.“
Also auch hier wird nichts bewiesen, sondern ein Experiment zusammengebastelt, das etwas beweisen soll , was es nicht geben kann!
https://www.co2-kuehlt-die-erde.com/
Hallo Herr Ordowski!
„Ich bin sehr für Experimente, aber dann richtige!“
Da sind wir einer Meinung, auch ich bin für Experimente. Also schauen wir uns Ihr „Küchen-Experiment“ einmal genauer an. Leider fehlt hier die Größenangabe Ihres Topfes 18 oder 21 cm? Die IR-Strahlung Ihres Kochtopfes wird in allen Richtungen gleichmäßig kugelförmig abgestrahlt, wenn alle Flächen den gleichen Emissionsgrad haben. Da es hier nur um das Prinzip geht, gestatten Sie mir den Topf als eine Kugel Ø = 21 cm, r = 10,5 cm zu berechnen: Oberfläche = 4*Pi*r^2 = 1385 cm^2. Nur die Unterseite strahlt zu Ihrem Tablett. Strahlungsfläche: 1385/2=693 cm^2=0,069 m^2: Stefan-Boltzmann (100 °C) = 76,2 W/m^2. Das ist jetzt die Strahlungsdichte Ihres Kugeltopfes nach unten, in Richtung Tablett.
Ich mache jetzt eine weitere Vereinfachung. Im Mittelpunkt Ihrer Kugel befindet sich nicht Wasser, sondern eine sehr heiße Kugel, die so viel IR-Strahlung an die Kugelwand abgibt, dass diese auf 100 °C erwärmt wird und die genannten 76,2 W/m^2 IR-Strahlung erzeugt. Jetzt brauche ich den Topf nicht mehr, denn jetzt habe ich eine IR-Strahlung auf einer Kugeloberfläche und verfolge, wie sich ihre Strahlungsdichte mit dem Abstand „Mittelpunkt – Tablett“ verringert.
Versuch 1: 5 cm Abstand: Strahlungs-Radius: 10,5+5 cm = 15,5: Bestrahlungsfläche = 1509 cm^2: Verdünnungsfaktor 693/1509 = 0,46: Bestrahlungsdichte = 76,2*0,46 = 35,0 W/m^2
Versuch 2: 30 cm Abstand: Radius: 10,5+30 cm = 40,5: Bestrahlungsfläche = 10305 cm^2: Verdünnungsfaktor 693/10305 = 0,068: Bestrahlungsdichte = 76,2*0,068 = 5,2 W/m^2
Versuch 3: 60 cm Abstand: Radius: 10,5+60 cm = 70,5: Bestrahlungsfläche = 31229 cm^2: Verdünnungsfaktor 693/31229 = 0,022: Bestrahlungsdichte = 76,2*0,022 = 1,68 W/m^2
Die Rechnung ist wegen der Vereinfachung etwas übertrieben aber sie zeigt, warum Sie bei einem Abstand von 60 cm kaum noch einen Temperaturanstieg beobachten.
Ein schönes Experiment, mit dem Sie die Verringerung der Sonnenstrahlung (rund 6000 °C) von ursprünglich 87.811.998 W/m^2 auf 1361 W/m^2 Solarkonstante Erde zeigen können. Mit dem was wir hier vorgestellt haben, hat das aber nichts zu tun.
@ M.Schnell
Warum benötigen Sie den Durchmesser des Topfes?
In meinem Experiment zeige ich dass, auch die Strahlung eines sehr warmen Strahlers schon nach 60 cm keine Wirkung mehr zeigt!
Wird somit auch mein Glasplatten Experiment bestätigt!
Dort wird die sehr bodenahe Glasplatte fast oder gar genauso warm wie der warme Boden! (Abstand ca 12 cm) Eine zweite Glasplatte, ca 120 cm über dem warmen Boden bleibt kalt!
Ein gutes Beispiel ist die hier schon genannte Thermoskanne!
In dieser müßte nach der THE These der warme Tee immer wärmer werden,ja sogar zum Kochen kommen!
Passiert aber nicht, warum wohl?
„2) Ich selber habe sehr viele Experimente mit verschieden Strahlern und CO2 gemacht! Keines zeigt auch nur annähernd eine Wirkung, die der eines angeblichen THE entspricht!“
Lieber Herr Ordowski,
Sie können noch so viele Versuche vorschlagen und ausführen, das spielt keine Rolle – den THE muß es einfach geben, verstehen Sie?
Es muß!
Es stand so oft in der Zeitung, das Fernsehen berichtet ständig darüber, da muß was dran sein.
Ich frage mich was die Kernenergielobby bei EIKE damit erreichen will:
Die Grünen überzeugen?
Echt?
Die machen das, was ihre Herren in London und an der Ostküste beauftragen, da spielt Überzeugung keine Rolle!
Übrigens reicht schon der einfachste aller Versuche, der Spiegel-Test, um das Ganze als Betrug zu entlarven.
MfG
@besso keks
Sie schreiben:
„Sie können noch so viele Versuche vorschlagen und ausführen, das spielt keine Rolle – den THE muß es einfach geben, verstehen Sie?“
Ja gutes Argument, werde im nächsten Winter nicht mehr den Gehweg vom Schnee befreien unds auf einen Prozess ankommen lassen, denn der THE ist ja da und schmilzt den Schnee auf Gehweg und Strasse doch sehr schnell weg!
Gibt es eine Schneeräumpflicht in Deutschland?
Ja. Grundstückseigentümer sind gemäß § 823 Bürgerliches Gesetzbuch (BGB) verpflichtet, Gefahrenquellen zu beseitigen. Verschneite und glatte Fußwege können eine solche Quellen darstellen und das Schneeräumen beseitigt diese. Vorschriften und Bußgelder bei Verstößen können regional jedoch recht unterschiedlich ausfallen. Einen Überblick zu möglichen Sanktionen, finden Sie in der Tabelle hier.
Die konkreten Vorschriften und das drohende Bußgeld für ausbleibendes Schneeräumen finden sich in den Ortssatzungen der Gemeinden.“
https://www.bussgeldkatalog.org/umwelt-schneeraeumen/
Wenn die Richter, bei Nichtzahlung des Bußgeldes, im Sinne der Klimasekte urteilen, müssen sie mich freisprechen, da dieser Effekt ja die ganze Erde um 33 Grad C wärmer machen soll, wird er wohl auch den Schnee vom Gehweg und Strasse schnell verschwinden lassen!
Herr Ordowski, warten Sie doch bis Habeck das Gegenstrahlungskraftwerk hat patentieren lassen. Dann werden alle unsere Energieprobleme gelöst sein.
Alle physikalische Rechnungslogik hin und her, es gibt bis heute keinerlei technische Anwendung des CO2-Treibhauseffektes.
Bei allem Respekt vor dem klar beschriebenen Aufbau und den erläuterten Überlegungen können diese jedoch nicht überzeugen, was allein im fehlerhaften Parallel-Modell liegt. Geht man in der Annahme davon aus, das der postulierte THE in der Troposphäre initiiert wird, und nimmt man für diese eine Höhe von 10.000 m an, so können die Eigenschaften einer Säule von 10 km Höhe mit Sicherheit nicht in einem System mit 60 cm Höhe nachgebildet werden. Der Unterschiedsfaktor liegt bei rund 16.000.
Die Atmosphäre wird für langwellige Infrarotstrahlung zwar als durchgängig betrachtet, das ist aber tatsächlich nicht so. Jede elektromagnetische Welle interagiert mit Molekülen auf dem Weg Richtung Erdoberfläche und verliert an Intensität. Die Atmosphäre ist nicht mit einem Vakuum gleichzusetzen. Außer den Gasbestandteilen wirkt zudem noch Wasserdampf mit seinen Molekülen, die im 60 cm Gebilde gar nicht nachgebildet werden können.
Allein der von der Strahlung in der wirklichen Atmosphäre zurück zu legende Weg ist 16.000-mal größer als im Zylinder des Experiments.
Insofern kann das Experiment zwar zu einem teilweisen Erkenntnisgewinn verhelfen, die Frage, ob es einen wirksamen THE gibt oder nicht, lässt sich damit aber wohl kaum beantworten.
Auch das Ersatzschaltbild Abb. 3 erscheint mir wenig tauglich. Die in der linken Figur gezeigte Einströmung Hw führt nicht dazu, dass sich Wärmewiderstände addieren. Wenn schon mit elektrischen Ersatzbildern gearbeitet wird, dann sollte auch die Ersatzschaltung über eine Einströmung angetrieben werden und nicht durch darin gezeigte EMKs (Spannungen). Und auch dort würden sich die elektrischen Widerstände nicht addieren. Sie tun dies nur bei Serienschaltung.
Der Schluss erscheint mir ebenfalls sehr gewagt:
„Damit wird erneut bestätigt: Die Temperatur eines beheizten Körpers hängt eindeutig von der Intensität der Gegenstrahlung seiner Umgebung ab, auch wenn diese kälter ist.“
Die Temperatur eines beheizten Körpers in einem Gasvolumen hängt jedoch davon ab, ob die an die an das Gas abgegebene Wärme durch Konvektion oder Konduktion an Moleküle in einen freien Raum oder nur begrenzten Raum weitergegeben werden kann.
Dabei stellt sich noch die Frage, wie denn die Temperatur „eines beheizten Körpers“ überhaupt erzeugt wurde: Einmalig mit Abschalten der Quelle, unter konstant zugeführter Leistung, oder mit Rückwirkung der Temperatur selbst auf dessen eigene Leistungsaufnahme, oder durch eine Regelung auf konstante Strahlung – was unserer Sonne am ehesten nahe kommt -? Allein die Nachbildung eines wirksamen parallelen Strahlenbündels auf die Erde aufgrund der Entfernung zwischen Sonne und Erde und deren Durchmesserunterschiede stellt schon in einer Nachbildung eine praktisch nicht lösbare Aufgabe dar. Ein Regelsystem, welches den beheizten Körper auf konstanter Temperatur hält, scheidet ja wohl aus, da sich sonst seine Temperatur nicht ändern können würde.
Es bleibt dabei, dass mit Modellen, die immer eine Vereinfachung und damit Ausblendungen von wesentlichen physikalischen Wechselwirkungen (Prozesse mit Ausgleich) der realen „lebenden“ Atmosphäre zwangsweise beinhalten müssen, ein sog. THE nicht nachweisbar ist. Er existiert daher entweder nur als These oder als Glaubensaxiom.
Dann einigen wir uns darauf, dass der Atmosphäreneffekt inkl. der „Gegenstrahlung“ in diesem Versuch funktioniert hat. Einverstanden?
Ob und wie das zahlenmäßig übertragbar ist, da können ganze Gelehrtengenerationen drüber streiten und reden. Tatsache ist und bleibt aber das Klima der Welt wird von vielen anderen Prozessen bestimmt. Evtl. hat der Atmosphäreneffekt darauf einen äußerst geringen Einfluss.
#Admin am 30. März 2024 um 13:20
Dem kann ich leider nicht zustimmen. Bereits die Quelle ist nicht eindeutig definiert:
„Die obere Platte PW ist geschwärzt und kann durch eine elektrische Heizung der Leistung HW beheizt werden.“
Leider gibt es dafür kein Bild von mir, um einmal mit Heidi sprechen. Tut mir leid.
Warten Sie es ab. Morgen kommt Teil 2
Herr Prof. Puschner, es ist nicht mal eine These, es ist nur Glaube.
Da die These nie bewiesen wurde, bleibt nur Glauben übrig.
Übrigens, der Coronawahnsinn hat gezeigt, dass es in der Bevölkerung massiv an Bildung fehlt.
Wozu haben Sie dieses Experiment denn gelesen?
Um die Frage im Titel zu beantworten: NEIN
Das Nein bezieht sich auf den Begriff Treibhauseffekt.
Es gibt nur Atmosphäre! Man kann von Atmosphäreneffekten reden, wie man auch von Wetterphänomenen spricht.
Die Menschengemachte Verteufelung von CO2 ist durchgehend a) Wissenschaftsbetrug, b) ein Billionengeschäft.
Die Klimamafia, bestehend aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik, fällt unter die Abkürzung OK, Organisierte Kriminalität. Die Grünen standen mal u.a. für Umweltschutz, davon ist gefühlt seit sehr vielen Jahren nichts mehr übrig geblieben, im Gegenteil.
Diese „Energiewende“ wird noch enorme Folgekosten nach sich ziehen, die die Nachfolgegenerationen bezahlen werden müssen.
Und dann sind die heutigen Profiteure wieder dabei.
So läuft das Spiel.
Atmosphäreneffekt ist besser.
Natürlich beschreibt dieser Begriff die Realität besser.
Kann sich noch jemand an den Hype um das Ozonloch, oder den Hype um das Waldsterben erinnern?
Da wurden die düstersten Prognosen abgegeben. Im Jahr 2000 gibt es in Deutschland keinen Wald mehr und ähnlichen Unsinn.
Aber die Menschen haben gesehen, mit eigenen Augen, das es nur Angstmache war.
Beim Thema CO2 ist das Anders. Ein Spurengas, man sieht es nicht, außer Greta, man schmeckt es nicht, man fühlt es nicht. Ein Spurengas, welches für alles Leben auf diesem Planeten unabdingbar notwendig ist, wie die Luft zum Atmen eines jeden Menschen.
Ich habe auch eine gute Nachricht. Egal, welchen Unsinn sich „Wissenschaftler“ ausdenken, um dem Co2-Gehalt zu verringern, (lieber Herr Prof. Vahrenholt, Carbon Capture and Storage ist Unsinn), das Ökosystem der Erde wird immer für einen Ausgleich sorgen.
Und ich stimme der Ansicht von Herrn Kowatsch zu, wir brauchen mehr CO2.
Ich wünsche dem Team von Eike und allen Lesern dieses Blogs frohe Ostertage.
Am Ende setzt sich immer die Realität, aka Wahrheit durch, es ist nur eine Zeitfrage.
Verwirrung!
Ich habe die Arbeit von Prof, Gerlich gelesen. Ich habe auch die Gegendarstellung gelesen, die ihn Punkt für Punkt „widerlegt“. Ich bin DI Dr. techn. (Kernphysik). Dennoch habe ich nicht alles verstanden. Aber so viel weiß ich: Wärme ist eine extensive Prozessgröße, Wärmeenergie eine extensive Zustandsgröße (beide werden in Joule gemessen), während Temperatur eine intensive Zustandsgröße ist, gemessen in Kelvin. Man darf sie nicht durcheinanderbringen. Der 2. HS der Thermodynamik spricht von Wärme, nicht von Strahlung, nicht von Energie.
Verstörend finde ich auch die Behauptung, Prof. Gerlich verstehe die Physik nicht, wenn er argumentiert, es gebe keinen atmosphärischen Treibhauseffekt (und der Glashauseffekt sei kein physikalischer Effekt, lediglich Wärmestau). Wie ist er Universitätsprofessor geworden?
Logischer Schluss: Die Frage des ATHE ist wissenschaftlich strittig. Das ist in den (exakten) Wissenschaften nichts Außergewöhnliches. Aber Ideologie geht überhaupt nicht!
Es gibt keinen Menschengemachten Klimawandel, Punkt.
Seit Tausenden Jahren folgt das CO2 der Temperatur durch die höhere Ausgasung aus dem Meer und nicht umgekehrt. – Nur, damit kann man keine Geschäfte machen und die Menschen gängeln. – Und deshalb gibt es auch keinen THE, gilt auch für alle Schellnhubers und Rahmstorfs auf dieser Welt.