Das Gleichgewicht der Energieflüsse.
Vereinfachung
Die hauptamtliche Klimawissenschaft stellt ihre Disziplin gerne als äußerst komplex dar. Sie verwenden komplizierte Klimamodelle und Großrechner. Davon muss man sich nicht beeindrucken lassen. Wir wissen schließlich, dass für die Temperatur eines Körpers immer die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten. Die Temperatur eines jeden Körpers stellt sich so ein, dass die zugeführten Energieströme im Gleichgewicht mit den abgeführten stehen [3]. Diese triviale Tatsache ist auch als „erster Hauptsatz der Thermodynamik“ bekannt. Er gilt für Heizkörper, Herdplatte, den menschlichen Körper, die Bremsscheibe, die Sonne und Planeten, also auch für unsere Erde.
Für unsere Betrachtung treffen wir nun eine radikale Vereinfachung. Wir kontrahieren die Erdoberfläche zu einem einzigen fiktiven Quadratmeter. Darauf fassen wir anteilig Ozeane, Kontinente, Berge, Täler und Wüsten zusammen. Auf diesem fiktiven Quadratmeter lassen wir das gesamte Klimageschehen eines Kalenderjahres statt finden. Auf diesem Quadratmeter herrscht per Definition die „globale Temperatur“. Seit etwa 20 Jahren liegt sie weitgehend unverändert bei 14,6 Grad Celsius. Im Verlauf der Erdgeschichte blieb sie bis auf wenige Grad Schwankungen vergleichsweise konstant. Nun betrachten wir die Energieflüsse an der Erdoberfläche, die das Klima bestimmen:
Die Energieflüsse
Vier Energieflüsse bestimmen die globale Temperatur [4]:
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Absorbierte Sonnenstrahlung |
+160 Watt/m² |
|
Infrarote Abstrahlung (netto) |
-63 Watt/m² |
|
Konvektion |
-17 Watt/m² |
|
Wasserverdunstung |
-80 Watt/m² |
Sonneneinstrahlung
In die Energiebilanz an der Erdoberfläche geht weniger als die Hälfte der gesamten Strahlungsleistung der Sonne ein. Das liegt vor allem an den Wolken, die einen großen Teil des Himmels rund um den Globus ständig abdecken. Die Wirkung ist sehr stark, was wir sofort spüren, wenn eine Wolke vor die Sonne zieht. Wir ahnen, dass die Wolkenbedeckung für die Stabilität des Klimas eine wichtige Rolle spielt. Dazu später mehr.
Bild 1: Sonnenintensität Wiesloch, 9. September 2015, 13:23
Bild 2: Und 3 Minuten später: Wolke vor der Sonne, Einbruch 88,5%
Verdunstung
Wir Ingenieure wissen, dass ein großer Energieaufwand erforderlich ist, um Wasser zu verdunsten. In den Kühltürmen der Kraftwerke werden über 1000 Megawatt Kühlleistung aufgebracht. Die Verdunstungskühlung ist für das Klima der wichtigste Mechanismus. Am Meeresklima kann man das deutlich nachvollziehen. Beim Wüstenklima wiederum sieht man die Folgen, wenn Wasser fehlt. Die Hälfte der an der Erdoberfläche absorbierten Sonneneinstrahlung wird durch Verdunstungskühlung abgeführt. Wasserdampf transportiert die Energie als latente Wärme in die höheren Regionen der Atmosphäre. Dort kondensiert er unter Wolkenbildung. Die frei werdende Kondensationswärme wird per Strahlung ans Weltall abgegeben. Die Verdunstung steigt mit der Temperatur. Das kann man an den gestiegenen Niederschlägen in der Welt [6] oder in Deutschland [7] ablesen. Bei einer Erwärmung um ein Grad verdunstet Wasser gemäß VDI Dampfdruckkurve [8] um 6,4 Prozent schneller. Die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasserdampf ist kein limitierender Faktor. Sie wächst ebenfalls mit der Temperatur. Bezogen auf den aktuellen Energiefluss von 80 Watt/m² entspricht die Verdunstung einer zusätzlichen Kühlleistung von 5,12 Watt/m².
Bild 3: Dampfdruckkurve
Wolken
Zusätzliche Verdunstung an der Erdoberfläche führt zwangsläufig zu einer proportional verstärkten Wolkenbildung. Unterstellen wir eine gleichmäßige Ausdehnung der Wolken in alle drei Dimensionen, dann dürfte sich die Abschirmungswirkung um ca. 5 Prozent verstärken. Bei einer Abschirmungs Wirkung der Wolken von ca. 130 Watt/m² verringert sich die Einstrahlung um ca. 6,5 Watt/m²grad. Auch in umgekehrter Richtung schirmen die Wolken ab. Die kühlende Infrarotstrahlung von der Erdoberfläche wird reduziert. Bezogen auf einen Energiestrom von netto 63 Watt/m² macht dies bei linearer Interpolation etwa 3 Watt/m²grad Strahlungsantrieb aus. Der Saldo aus beiden Effekten ist eine Kühlwirkung von mindestens 3,0 Watt/m²grad.
Infrarote Abstrahlung
Die kühlende Wirkung der infraroten Abstrahlung wird besonders in sternenklaren Nächten deutlich. Die Nettoabstrahlung von der Erdoberfläche beträgt 63 Watt/m². Sie steigt gemäß Strahlungsgleichung mit der 4ten Potenz der absoluten Temperatur. Bei einem Grad Erwärmung macht das 1,4 Prozent bzw. 0,9 Watt/m²grad aus.
Konvektion
An der Erdoberfläche erwärmen sich Luftpakete und steigen aufgrund von Dichteunterschieden in die Höhe. Die fühlbare Wärme wird in den höheren Schichten der Atmosphäre in Form von Strahlungsenergie ans Weltall abgegeben. Eine wärmere Erdoberfläche führt zu einem verstärkten konvektiven Energietransport. Ein Grad Erwärmung entspricht drei Prozent an zusätzlicher fühlbarer Wärme. Dabei ist die höhere Transportgeschwindigkeit durch den gestiegenen Auftrieb noch gar nicht berücksichtigt. Die aktuelle Kühlwirkung durch Konvektion an der Erdoberfläche beträgt 17 Watt/m². Der kühlende Energiefluss durch Konvektion steigt deshalb um mindestens drei Prozent = 0,5 Watt/m²grad.
Positive Rückkoppelung
Die politische Klimawissenschaft krallt sie sich an einer angeblichen Selbstverstärkung durch Wasserdampf Rückkoppelung fest. Im Spektral Bereich des „atmosphärischen Fensters“ kann Wasserdampf noch zusätzlich infrarote Strahlung absorbieren. Aktuell werden ca. 8 Watt/m² von Wasserdampf absorbiert. Mit 6,4 Prozent mehr Wasserdampf errechnet sich daraus eine Rückkoppelung von 8 * 0,064 = 0,5 Watt/m²grad. Dieser Effekt ist allerdings im Vergleich mit den dämpfenden Mechanismen sehr gering. Dies wird allerdings aus guten Gründen nicht kommuniziert. Schließlich rettet die angeblich positive Rückkoppelung die Prognose einer Klimakatastrophe. Die Argumentation ist geschickt. Jeder kennt die hässlichen Pfeiftöne wenn sich zwischen Mikrofon und Lautsprecher eine positive Rückkoppelung aufschaukelt. Mit dieser Analogie konnte man der Gesellschaft eine sich selbst verstärkende Erwärmung suggerieren.
Darin stecken zwei Gedankenfehler: Einmal wäre diese positive Rückkoppelung nicht ausschließlich auf Kohlendioxid zurückzuführen. Zum anderen müsste der Effekt zu einer „Runaway-Erwärmung“ führen. Viele Millionen Jahre Klimageschichte beweisen das Gegenteil. Die globale Temperatur hat sich immer nur innerhalb enger unsichtbarer Leitplanken bewegt. Die positive Rückkoppelung ist im Vergleich zu den Gegenkoppelungen viel zu schwach. Wir fassen die Änderungen der Energieflüsse zusammen:
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|
(Watt/m²grad) |
|
infrarote Abstrahlung Verstärkung durch Strahlungsgesetz Abschwächung durch positive Rückkoppelung |
-0,9 +0,5 |
|
Verstärkte Konvektion |
-0,5 |
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Verstärkte Wasserverdunstung |
-5,1 |
|
Verstärkte Abschirmung der Sonne |
-3,0 |
|
Summe aller Rückkoppelungseffekte |
-9,0 |
Ein Grad Erwärmung der Erdoberfläche hätte insgesamt eine Gegenkoppelung in Höhe von 9 Watt/m² zur Folge.
Klimasensitivität
Die Klimasensitivität ist definiert als globale Erwärmung bei Verdoppelung der Kohlendioxid Konzentration. Das sind, bezogen auf den aktuellen Zustand, 800 ppm. Diesen Zustand werden wir möglicherweise nie erreichen, weil die fossilen Energieträger vorher erschöpft sind. Davon unabhängig ist die Klimasensitivität der gängige Maßstab für Prognosen der Klimaerwärmung. Im Sachstandsbericht des IPCC von 2007 liegen die Werte zwischen zwei und sechs Grad Celsius. Diese großen Differenzen beweisen, dass die politische Klimawissenschaft nicht über einen stringenten Algorithmus verfügt. Übereinstimmung herrscht über den Strahlungsantrieb bei Verdoppelung der Kohlendioxid Konzentration. Er beträgt 4 Watt/m². Man ist sich einig, dass die Treibhauswirkung von Kohlendioxid weitgehend gesättigt ist. Der anthropogene Treibhauseffekt ist gegenüber dem natürlichen fast zu vernachlässigen. Setzen wir die Gegenkoppelung von 9 Watt/m²grad mit dem Treibhauseffekt von 4 Watt/m² in Beziehung, ergibt sich eine „Klimasensitivität“ von 0,44 Grad Celsius. Wärmer wird es nicht!
Weitere, völlig unterschiedliche Berechnungsmethoden wurden von Hermann Harde [8], Richard Lindzen [9], oder P. Frank [10] vorgestellt. Alle haben eine Klimasensitivität in der Größenordnung von 0,5 Grad Celsius ermittelt. Wir brauchen uns also wirklich keine Sorgen ums Klima machen. Sorgen müssen wir uns allerdings machen, dass diese Fakten von Politik und Medien ignoriert werden. Stattdessen gräbt sich die angebliche Klimakatastrophe immer tiefer in unsere Gesellschaft ein. Für das Land der Dichter, Denker und Ingenieure ist das ein Armutszeugnis.
Quellen
[1] EIKE: Der Treibhauseffekt; Horst-Joachim Lüdecke und Rainer Link, Jan. 2010 (hier)
[2] Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, p. 13, table SPM.3 A2 Scenario IPCC-Report 2007, AR4, WG1, Seite 96 [12]
[3] EIKE: Treibhauseffekt zu schwach für die Klimakatastrophe, Dr. Wolfgang Burkel, Sept. 2012, (hier)
[4] J.T. Kiehl and K.E. Trenberth: Earth’s annual global mean energy budget, Bull. Amer. Meteor. Soc. 78, 197-208, 1997
[5] C.–D. Schönwiese and Silke Trömel: Langzeitänderungen des Niederschlags in Deutschland aus: WARNSIGNAL KLIMA: Genug Wasser für alle? 3.Auflage (2011), – Hrsg. Lozán, J. L. H. Graßl, P. Hupfer, L. Karbe and C.-D. Schönwiese: Data source DWD 2011
[6] Goddard Institute for Space Studies: Observed Land Surface Precipitation Data: 1901-2000 (CRU TS 2.0)
[7] Vapour pressure curve built up by VDI (Association of German Engineers)
[8] Hermann Harde: Was trägt Kohlendioxid wirklich zur globalen Erwärmung bei, ISBN 9 783842371576, Norderstedt: BoD, 2011
[9] R.S. Lindzen, and Y.-S. Choi: On the determination of climate feedbacks from ERBE data, Geophysical Research Letters, Vol. 36, L16705 (2009)
[10] Future Perfect 22.05.2010 by P. Frank, (hier)
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Ihr Gedanke wäre mal wirklich ein interessanter Versuch. Wer hat die technische Ausstattung, gezielt in vorgegebenen Wellenbereichen zu messen?
#56: T. Heinzow
Ihren Einwand verstehe ich nicht. Bei einer Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entsteht immer auch Wasser, am meisten bei der Verbrennung von Methan. Was haben Sie gegen das Wasser? Ist doch auch ein IR aktives Gas. Aus den Aussagen von Herrn Estermeier (#54) schließe ich dass man die Ballonhülle sehen würde.
@ #52 P. Berberich
„Heißluftballon“
Was entsteht bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffmolekülen in Gasform auch noch, Herr Berberich? al so einfach gefragt?
#47: K. Schoenfeld sagt:
„Das ist kein Problem, das ist notwendig, weil Energieflüsse sich prinzipiell unterscheiden.“
Bei meiner Diskussion geht es um den Energietransport von der Erdoberfläche durch die Atmosphäre ins All. In der unteren Atmosphäre beträgt der Druck etwa 1 bar, der mittlere Abstand der Gasmoleküle etwa 3,5 nm, die Geschwindigkeit der Moleküle 450 m/s. Daraus folgt eine Stoßfrequenz der Moleküle von 130 GHz. 15 µm IR-Licht hat eine Frequenz von 20 THz, somit finden zwischen 2 Stößen nur etwa 150 Schwingungen statt. Daraus habe ich geschlossen, dass ein angeregtes H2O- oder CO2-Molekül die Energie hauptsächlich strahlungslos durch Stoß an die nicht strahlenden N2- oder O2-Moleküle abgibt. In dieser Näherung gibt es keinen getrennten Strahlungstransport mehr sondern einen gekoppelten Transport von Molekülen und Photonen.
#52 P.Berberich
„Schön wäre es wenn man den Wellenlängenbereich der Kamera wählen könnte.“
Mit der Kamera gehts ja leider nicht, aber die entsprechenden Meßgeräte gibt es. Man kann die IR-Emission im 15micro Bereich messen. Allerdings erst in einer Höhe von ca. 11.000 Meter bei Umgebungstemperaturen von etwa MINUS 50°C
#46: detlef rostock sagt:
am Freitag, 27.11.2015, 12:46
Die IPCC-Kohlenstoffdioxid-Klimageschichte: Wärmeenergie werde vom Erdboden mittels Wärmestrahlung nach oben gesandt, vom Kohlenstoffdioxid aufgefangen und vom Kohlenstoffdioxid wieder Richtung Erdboden zurückgestrahlt. Dadurch erst werde die Erde bewohnbar. Zusätzliches Kohlenstoffdioxid, das bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entsteht, erhöhe die Temperatur in gefährlichem Ausmaß. – Einen Beweis für die Rückstrahlung von Wärmeenergie durch das Kohlenstoffdioxid in Richtung Erdboden gibt es nicht. – Mit dem bereits mehrfach bei EIKE geschilderten Streichholztest wird der (z.B. in einer Schule) wiederholbare Beweis erbracht, dass selbst vergleichsweise hochkonzentriertes Kohlenstoffdioxid unten in der Atmosphäre nicht in der Lage ist, Wärmeenergie durch Wärmestrahlung Richtung Erdboden zu senden. Mit der Hand unter der Flamme als Messgerät lässt sich das leicht überprüfen. (Die Konvektion transportiert die Wärmeenergie nach oben.) – Nicht umsonst spricht Nils-Axel Mörner im Zusammenhang mit der IPCC-Kohlenstoffdioxid-Klima-Geschichte von „THE GREATEST LIE EVER TOLD“. –
Ich habe diesen Gedanken schon mehrfach, auch sehr detailliert, bei EIKE gebracht. Niemals gab es eine Kritik an dem Streichholztest. Was machen denn all die „angeblichen“ „sogenannten“ „Klimaskeptiker“, bei denen das Kohlenstoffdioxid doch immernoch eine „Klima-Rest-Sensitivität“ mit sich herumschleppt? Was ist falsch am Streichholztest?
##########################################,
Ihr Streichholztest zeigt anschaulich den Irrsinn der postulierten „Gegenstrahlung“ die eine „Erderwärmung“ verursachen soll. Auch das Auftreten von Strahlungsfrost oder die Tatsache dass keine Inversionswetterlage durch „Gegenstrahlung“ sondern nur durch advektiven Luftmassenaustausch aufgelöst werden kann, falsifizieren die „Gegenstrahlungstheorie“. Das wird von der AGW Fraktion schlicht ignoriert oder mit lächerlichen Argumenten gekontert. Lesen Sie nur einmal den Beitrag von unserem Nico Baecker (immer gut für einen Joke …) , der löst das Problem in dem er Ihnen empfiehlt ein größeres Feuer zu machen, dann fühlen Sie auch die Strahlungswärme…..
#48: Ein Heißluftballon wäre doch ein schönes Experiment zum Nachweis der IR-Strahlung. Man schaut mit einer Wärmebildkamera ins Innere des Ballons. Sieht man die Ballonhülle ist die IR-Emission des Ballon-Gases klein gegen die IR-Emission der Hülle. Schön wäre es wenn man den Wellenlängenbereich der Kamera wählen könnte.
@#46: detlef rostock
Warmisten könnten sagen, dass aufgrund der geringen Menge des CO2 in Ihrem Experiment zu wenig Wärme enstehet.
Ich empfehle lieber mit dem Energieerhaltungssatz zu argumentieren.
#45: NicoBaecker sagt:
„Der heutige Klimawandel ist also kein rein selbst-regulierter Prozeß, sondern dominant extern getrieben.“
Das ist wohl so, Herr Baecker.
Die Sonne macht halt, was sie will!
MfG
#46: detlef rostock sagt:
„Was ist falsch am Streichholztest?“
Nichts ist daran falsch, Herr Rostock.
Gar nichts!
Genauso wie an Jablonski nichts falsch ist.
Oder an der Thermalisierung.
Aber was der AGW-Truppe nicht in den Kram paßt, wird totgeschwiegen.
So z.B. der Streichholztest.
Und fragen Sie sich mal, warum es keine Messungen der Leistung der auf den Boden auftreffenden Gegenstrahlung in Abhängigkeit der Frequenz gibt,
sondern bloß irgendwelche Summenwerte, die mit dem hierfür ungeeigneten Pyrgeometer (Schwarzkörperstrahlung vrs. diskreter Bandenstrahlung) zurechtgelogen werden.
Die Geschichte des AGW ist eine Geschichte bestehend aus Lügen und Betrügereien.
Aber AGW hat auch was „Gutes“:
Es hilft Menschen mit aufrechtem Gang von den Mitläufern, Ja-Sagern und Adabeis zu unterscheiden.
MfG
Lieber Herr rostock, #46
„Einen Beweis für die Rückstrahlung von Wärmeenergie durch das Kohlenstoffdioxid in Richtung Erdboden gibt es nicht.“
Da haben Sie hier wohl nicht aufgepasst. Die Wärmestrahlung durch CO2 und anderen Treibhausgasen wird gemessen.
„ – Mit dem bereits mehrfach bei EIKE geschilderten Streichholztest wird der (z.B. in einer Schule) wiederholbare Beweis erbracht, dass selbst vergleichsweise hochkonzentriertes Kohlenstoffdioxid unten in der Atmosphäre nicht in der Lage ist, Wärmeenergie durch Wärmestrahlung Richtung Erdboden zu senden. Mit der Hand unter der Flamme als Messgerät lässt sich das leicht überprüfen.“
Wenn Sie das Experiment effektvoller an einem größeren Feuer machen würden, würden Sie auch die Erwärmung durch die Wärmestrahlung, die vom Feuer seitlich ausgeht, spüren (zur Seite hin geht die Konvektion nicht so stark). Das würde auch bei Vakuum dazwischen funktionieren. Wenn Luft mit CO2 zwischen Flamme und Ihnen ist, so absorbiert sie analog zum Treibhauseffekt die Wärmestrahlung vom Feuer und emittiert sie via CO2 wieder. Wenn die Luft kälter als die Flammtemperatur ist, so emittiert sie weniger als sie absorbiert und erwärmt sich mit dieser Energiedifferenz. Wenn thermisches Gleichgewicht mit der Flamme erreicht ist, so gleichen sich die Menge der absorbierten Energie und emittierte Energie aus und Sie bekommen soviel Strahlung von der Flamme wie im Vakuum. Mehr geht natürlich thermodynamisch nicht, die Gegenstrahlung der Treibhausgase ist ja auch nicht höher als die Abstrahlung des Erdbodens. Die Konvektion führt natürlich noch zusätzlich Energie von der Flamme nach oben ab. Praktisch wird das thermodynamische Gleichgewicht aber nie erreicht, weil ständig neue Luft vor die Flamme zirkuliert wird.
#44: P. Berberich sagt:
„Das Problem der Modelle ist offenbar, dass die Energieflüsse durch Strahlung und durch Materie getrennt voneinander betrachtet werden.“
Das ist kein Problem, das ist notwendig, weil Energieflüsse sich prinzipiell unterscheiden. Energiefluss durch Strahlung findet statt, wenn eine Körper genügend Energie hat, um Photonen zu emittieren, und ein Körper absorbiert Strahlung, wenn die Elektronenkonfiguration zur Energie der Strahlung passt. Völlig unabhängig davon, wie die Temperaturdifferenz der beiden Körper ist. Andernfalls müsste ja jedes Molekül im Weltall erst mal beim ‚Empfänger‘ der Strahlung nachfragen, ob dieser kälter ist, wenn es Licht aussendet. Das das Licht teilweise Mrd. Jahren unterwegs ist, wird das schwierig. Das passiert beim Energiefluss durch Materie übrigens auch, die Moleküle des kälteren Körpers geben auch Energie an den wärmeren ab, Kontakt vorausgesetzt. Die bewegen sich ja auch. Nur ist in der Summe der Energieübertrag des wärmeren Körpers viel höher. Des steckt im 2.HS. Dieser verbietet keineswegs, den Energieübergang von Kalt zu Warm, er besagt nur, dass die Wahrscheinlichkeit extrem gering ist, so dass so ein Vorgang praktisch niemals statt findet. es ist durchaus möglich, dass eine Tasse Kaffee spontan Energie aus der Umgebung aufnimmt, und einen Zentimeter hoch springt. Das passiert nur, geschätzt, alle 10^20Millionen Jahre. Man kann das sogar ausrechnen (Ist bei mir aber schon zu lange her :-).
So blödsinnig das Beispiel auch erscheinen mag, bei Lasern, kann man so etwas realisieren, weil es sich hier um geordnete Emission von Strahlung handelt. Es gibt ja CO² – Laser. Die emittieren intensives Licht mit 10µm oder 15µm, wie das CO² nun mal tut. Damit kann man Kunststoffe oder ähnliches Schmelzen. Ein schwarzer Körper, der im Maximum bei diesen Wellenlängen strahlt dürfte eine Temperatur von deutlich unter 0°C haben. Kann man auch ausrechnen. Aber zum Schmelzen von Kunststoffen braucht man typischerweise Temperaturen von um die 100°C. Bei Wärmefluss mittels Materie ist es völlig ausgeschlossen, dass ein Körper mit -50°C einen Kunststoff auf über 100°C erhitzt. Bei Laserlicht wird das aber praktiziert.
Das soll jetzt aber nicht heißen, dass die kalte Atmosphäre jetzt ständig Strahlung an die Oberfläche abgibt, sich dabei abkühlt und die Erdoberfläche erwärmt. In Summe haben Sie natürlich Recht, auch bei Strahlung erfolgt der Energieübergang von höherer zu niedrigerer Energie. Und ein Perpetuum Mobile wird es auch beim Klima nicht geben. Ich wollte nur auf einen prinzipiellen Unterschied zwischen Strahlung und Materie hinweisen, der auch nicht auf meinem Mist gewachsen ist, sondern den Max Planck gefunden hat, weil sich Strahlungsprozesse eben nicht vollständig mit klassischer Thermodynamik beschreiben lassen. Dafür hat er ja die Quantenmechanik in die Welt gebracht und einen Nobelpreis bekommen.
Die IPCC-Kohlenstoffdioxid-Klimageschichte: Wärmeenergie werde vom Erdboden mittels Wärmestrahlung nach oben gesandt, vom Kohlenstoffdioxid aufgefangen und vom Kohlenstoffdioxid wieder Richtung Erdboden zurückgestrahlt. Dadurch erst werde die Erde bewohnbar. Zusätzliches Kohlenstoffdioxid, das bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entsteht, erhöhe die Temperatur in gefährlichem Ausmaß. – Einen Beweis für die Rückstrahlung von Wärmeenergie durch das Kohlenstoffdioxid in Richtung Erdboden gibt es nicht. – Mit dem bereits mehrfach bei EIKE geschilderten Streichholztest wird der (z.B. in einer Schule) wiederholbare Beweis erbracht, dass selbst vergleichsweise hochkonzentriertes Kohlenstoffdioxid unten in der Atmosphäre nicht in der Lage ist, Wärmeenergie durch Wärmestrahlung Richtung Erdboden zu senden. Mit der Hand unter der Flamme als Messgerät lässt sich das leicht überprüfen. (Die Konvektion transportiert die Wärmeenergie nach oben.) – Nicht umsonst spricht Nils-Axel Mörner im Zusammenhang mit der IPCC-Kohlenstoffdioxid-Klima-Geschichte von „THE GREATEST LIE EVER TOLD“. –
Ich habe diesen Gedanken schon mehrfach, auch sehr detailliert, bei EIKE gebracht. Niemals gab es eine Kritik an dem Streichholztest. Was machen denn all die „angeblichen“ „sogenannten“ „Klimaskeptiker“, bei denen das Kohlenstoffdioxid doch immernoch eine „Klima-Rest-Sensitivität“ mit sich herumschleppt? Was ist falsch am Streichholztest?
Lieber Herr Funk, #4
Das Klima ist natürlich ein Regelkreis, denn es interagieren ja viele Prozesse. Ob eine feedback-Schweife zur Instabilität führt oder zu einem neuen stationären Zustand hängt natürlich vom feedback-Prozeß selber ab. Der runaway-Treibhauseffekt kann bei der Erde in ein paar Jahrmilliarden passieren, wenn durch erhöhte Sonneneinstrahlung (durch die Entwicklung der Sonne) die feedback-Schleife Verdunstung von Wasserdampf-> verstärkter Treibhauseffekt-> Temperaturerhöhung-> weitere Verdunstung von Wasserdampf->… kippt. Aber auch hier gibt es auch eine stabilen Endzustand. Wenn das gesamte Wasser verdampft ist, stabilisiert sich das Klima natürlich auch wieder (siehe Venus). Dieser Prozeß spielt grundsätzlich auch im jetzigen Klimawandel eine bedeutende Rolle, jedoch in einem Parameterregime, welches noch stabiles feedback bedeutet. Bezüglich CO2 gab es wohl noch nie in der Erdgeschichte einen runaway. Der heutige Klimawandel ist nicht dem Regelungsprozeß höhere Temperatur-> CO2-Ausgasung-> verstärkter Treibhauseffekt-> Temperaturerhöhung… zuzuschreiben, denn die Erhöhung des CO2-Gehalts durch Ausgasung ist klein im Vergleich zum (externen) anthropogene Eintrag. Der heutige Klimawandel ist also kein rein selbst-regulierter Prozeß, sondern dominant extern getrieben.
#36: Addendum:
Die Mehrfachabsorption führt zu Problemen. Werden in der Atmosphäre Photonen durch IR-aktive Moleküle absorbiert und die Energie durch Stöße mit anderen Molekülen thermalisiert, erhöht sich lokal die Temperatur. In den Energiebilanzen gibt es eine Asymmetrie der IR-Abstrahlung der Atmosphäre. Es wird mehr zur Erde zurückgestrahlt als in den Weltraum. Da ich eine lokale Temperatur annehme bedeutet dies aber dass Energie von der kälteren Atmosphäre zur wärmeren Oberfläche fließt. Dies ist ein Widerspruch zum 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Das Problem der Modelle ist offenbar, dass die Energieflüsse durch Strahlung und durch Materie getrennt voneinander betrachtet werden.
kleine Ergänzung zu ‚Klimasensitivität‘:
„Die Klimasensitivität ist definiert als globale Erwärmung bei Verdoppelung der Kohlendioxid Konzentration.“ Wenn die Erwärmung nur von der CO² Konzentration abhängt, dann müsste die Erdoberfläche unbegrenzt die absorbierbare Strahlung aussenden. Kann ich mir nicht vorstellen, die Intensität der Strahlung hängt von der Temperatur der Oberfläche ab, und nicht vom CO² – Gehalt der Luft. Wir haben so was noch in der Schule gelernt: eine Reaktion zwischen zwei Reaktionspartnern hängt von der Konzentration beider ab. Eine brennende Kerze verlischt, wenn kein Sauerstoff mehr da ist. Da hilft es auch nicht, eine doppelt so große Kerze zu nehmen.
Oder, wie es im Artikel heißt: “ Wärmer wird es nicht!“
Lieber Herr Stolz, #41
„Die Abstrahlung vom Boden und den Wolken aus gelangt im Wesentlichen direkt ins Weltall, da sie in Wellenlängenbereichen erfolgt, für die die Atmosphäre transparent ist (atmo-sphärisches Fenster).“
Das ist falsch. Der das atmosphärische Fenster umfassende Wellenlängenbereich ist klein im Vergleich zum Abstrahlungsspektrum und dies gilt auch für die Strahlungsmengen in diesen Spektralbereichen. Dies kann man auch der „bekannten Grafik der IPCC Autoren Kiel und Trenberth“ entnehmen.
„Ein Körper kühlt sich immer von seiner Oberfläche her ab und die Oberfläche des Planeten ist nicht die Erdoberfläche, sondern der obere Rand der Atmosphäre.“
Das ist so auch nicht richtig. Im atmosphärischen Fenster ist die Oberfläche ja der Boden. Im Spektralbereich der atmosphärischen Absorption, gibt es keine eigentlich Oberfläche, dafür kann man aber eine effektive optische Tiefe angeben, die um so tiefer am Boden ist je geringer die atmosphärische Absorption ist.
„Die „Strahlungsgleichgewichtstemperatur“ beträgt ja auch nicht +15°C, sondern –18°C und die herrschen in einigen Km oberhalb des Erdbodens.“
Diese ist allerdings nur ein Effektivwert. Aufgrund der spektral variierenden Absorptionslänge gibt es zu jeder Wellenlänge eine Bandentemperatur, im atmosphärischen Fenster ist diese höher, weil die „effektive Abstrahlfläche“ am Boden ist. Die „effektive Abstrahlfläche“ im Bereich der Absorption liegt um so höher und damit bei tieferen Bandentemperaturen je geringer die optische Tiefe (höher die Absorption) ist. Siehe das Spektrum der Abstrahlung.
„Damit sollte klar sein, dass für unser „Globalklima“ abgesehen von Albedoänderungen durch Wolkenbildung, das steht in der Diskussion allerdings nicht zur Debatte, nur die von der Sonne her absorbierte Energie pro Zeiteinheit verantwortlich ist und das eine von der „Treibhausthese“ postulierte Erwärmung „aus sich selbst heraus“ nicht möglich ist. „
Das folgt nicht aus Ihren Schlußfolgerungen, denn die Höhe der Effektivtemperatur (und den Bandentemperaturen) ändert sich ja mit der Treibhausgasmenge. Mit den Temperaturen von Luft und Boden hat die Effektivtemperatur zwar nur mittelbaren Zusammenhang, aber die Temperaturverteilung ändert sich aus Ihnen von mir bereits erklärten Gründen ebenfalls.
Ihr Fehler ist, daß Sie glauben, die Konstanz der „Strahlungstemperatur“ würde bedeuten, daß dann auch die Temperaturen im System überall konstant wären. Das ist aber ein physikalisch nicht motivierbarer Irrglaube.
Sehr geehrter Herr Funk, #4
“Die ganze Natur ist voller Regelkreise. Das Klimageschehen sicher auch. Ich möchte dazu nur die Elemente betrachten, denen in der Debatte die größte Aufmerksamkeit gilt, Wärme einerseits und klimawirksame Gase anderseits….“
Da kann ich Ihnen nur hundertprozentig zustimmen. Der hervorragende Artikel von Herrn Dr. Burkel hat meines Erachtens nur den einen Mangel, dass er sich ausschließlich auf die Erdoberfläche bezieht und damit einen wenn auch wesentlichen, aber eben doch nur Teilbereich des Systems beschreibt.
Dadurch wird uns die Gesamtschau auf die Geschehnisse vorenthalten.
Es fällt auf, dass beim Klimathema immer über alles Mögliche diskutiert wird, aber niemals über die Fakten, die am beginn der Kausalketten stehen.
Unser „warmer“ Planet kreist in einem –270°C kalten Weltraum. Da er die natürliche Tendenz hat, seine Umgebungstemperatur anzunehmen, kühlt er sich zum Weltraum hin permanent ab. Diese permanente Abkühlung wird dadurch begrenzt, dass sich die Erde im Strahlungfeld der Sonne bewegt und aus diesem laufend Energie absorbiert.
Der dadurch im System verbleibende Restwärmeinhalt bzw. die ihm entsprechende „Globaltemperatur“ ist dermaßen, dass die nach der Gesetzmäßigkeit von Stefan&Boltzmann resultierende Intensität der Abstrahlung ein Ausmaß hat, dass der Energieverlust über die Zeiteinheit gleich groß ist, wie der aus dem Strahlungsfeld der Sonne absorbierte Energiezufluss.
Die natürliche Abkühlung des Planeten erfolgt, wie einer bekannten Grafik der IPCC Autoren Kiel und Trenberth zu entnehmen ist, zu 70% aus der Atmosphäre heraus, 13% kommt aus den Wolken und 17% vom Boden. Da in der Atmosphäre ausschließlich „Treibhausgase“ in der Lage sind Strahlung ins Weltall abzugeben, folgt daraus die Tatsache, dass „Treibhausgase“ für den größten Teil der permanenten natürlichen Abkühlung des Planeten sorgen.
Die Abstrahlung vom Boden und den Wolken aus gelangt im Wesentlichen direkt ins Weltall, da sie in Wellenlängenbereichen erfolgt, für die die Atmosphäre transparent ist (atmo-sphärisches Fenster).
Somit sind die von Herrn Dr. Burkel geschilderten Vorgänge als Energieaustauschvorgänge innerhalb der Atmosphäre zu betrachten, die mit der natürliche Abkühlung des Planeten direkt nichts zu tun haben.
Ein Körper kühlt sich immer von seiner Oberfläche her ab und die Oberfläche des Planeten ist nicht die Erdoberfläche, sondern der obere Rand der Atmosphäre.
Die „Strahlungsgleichgewichtstemperatur“ beträgt ja auch nicht +15°C, sondern –18°C und die herrschen in einigen Km oberhalb des Erdbodens.
Damit sollte klar sein, dass für unser „Globalklima“ abgesehen von Albedoänderungen durch Wolkenbildung, das steht in der Diskussion allerdings nicht zur Debatte, nur die von der Sonne her absorbierte Energie pro Zeiteinheit verantwortlich ist und das eine von der „Treibhausthese“ postulierte Erwärmung „aus sich selbst heraus“ nicht möglich ist.
Mit freundlichen Grüßen
Dipl. Ing. Axel Stolz
Lieber Herr Keks, #39
„Für unser Problem wäre nur eine relevant:
Strahlungsleistung (W/qm) aus der Atmosphäre auf den Boden als Funktion der Frequenz.
Diese Messung über 24Stunden bei unterschiedlicher Bewölkung und zu verschiedenen Jahreszeiten.“
gibt es sicherlich irgendwo massenhaft in irgendwelchen Datenbanken. Wenn Sie was gefunden haben, so geben Sie den link bekannt. Das würde mich auch interessieren.
#33: Marvin Müller sagt:
„Ich schrieb „noch mehr Links“, da sie schon von verschiedenen Leuten Referenzen auf Messungen erhalten hatten.“
Ja Herr Müller,
es gibt eine Menge Links auf Messungen.
Für unser Problem wäre nur eine relevant:
Strahlungsleistung (W/qm) aus der Atmosphäre auf den Boden als Funktion der Frequenz.
Diese Messung über 24Stunden bei unterschiedlicher Bewölkung und zu verschiedenen Jahreszeiten.
Das sollte doch drin sein bei den hunderten von Milliarden, die für den Quatsch zum Fenster hinaus geworfen werden.
Meinen Sie nicht?
Lieber Herr Reinhold, #22
„Je weiter oben in der Troposphäre die erwärmte Luft sich dann befindet, desto mehr Wärmestrahlung werde anschließend durch IR-aktive Moleküle der Luft ins Weltall abgegeben.“
Die Wärmestrahlung eines Luftvolumens nimmt nach oben hin ab. Die Intensität der Wärmestrahlung nimmt mit der Temperatur und dem Absorptionskoeffizienten zu. Beide Größen nehmen mit zunehmender Höhe ab. Die Energie für die Wärmestrahlung wird aus der thermischen Energie genommen. Dies würde an sich zur Temperaturabnahme führen. Im zeitlich konstanten Zustand der Atmosphäre (wie im Energiebilanzdiagramm abgebildet) muß also diese Energie nachgeliefert werden, damit die Temperatur konstant bleibt. Diese Energie stammt in der unteren Atmosphäre überwiegend aus der Absorption der thermischen Strahlung aus der Umgebung und zum geringeren Teil der Kondensation und fühlbaren Wärme. Mit zunehmender Höhe wird die Absorptionslänge länger, sodaß die chance für ein Photon größer wird, nicht wieder absorbiert zu werden, sondern ins Weltall zu gehen.
„Ein IR-Photon wird von IR-inaktiven Molekülen (N2,O2) nicht absorbiert, aber gestreut. Richtig?“
Die bei Molekülen allgemein wirksame Rayleigh-Streuung nimmt mit der 4.-ten Potenz der Wellenlänge ab. Diese spielt also im Sichtbaren eine größere Rolle als im Infraroten. Die können Sie vernachlässigen.
„Welche Luftanteile sind denn strahlungsaktiv im betroffenen IR-Bereich?“
Mit absteigender Wichtigkeit: Wasserdampf, CO2, O3, CH4, N2O,…, flüssiges Wasser ist auch sehr wichtig.
„Ich kenne das Stefan-Boltzmann Gesetz, das für schwarze Körper gilt, und besagt, dass die Strahlungsleistung von einem Vielfachen der 4. Potenz der Temperatur des schwarzen Körpers abhängt. Also der Zusammenhalt ‚Temperatur-Strahlung‘ scheint da, aber das Gesetz scheint mir hier nicht zu gelten.“
Die Intensität für die thermische Abstrahlung eines Gases mit Linienspektrum geht nicht mit T hoch vier, sondern ist komplexer, weil auch das Spektrum temperaturabhängig ist.
„Es gilt vielleicht näherungsweise für den Erdboden.“
Ja, weil das Spektrum fester und flüssiger kontinuierlich ist, denn da sind die einzelnen Linien aufgrund der höheren Dichte viel zahlreicher und gesättigt sind, sodaß die Temperaturabhängigkeit klein wird.
„Ich meine mich zu erinnern, dass reale Gase
ein bestimmtes Absorptions- und Emissionsspektrum haben, die beide weitgehend deckungsgleich ist
„(Deckungsgleich? Stimmt das?)“
Beide sind alleine durch den Absorptionskoeffizienten bestimmt.
„aber dass O2 und N2, also die Hauptbestandteile von Luft nicht im IR-Bereich aktiv sind. Das heisst doch dann, dass sie IR-Strahlung weder absorbieren noch emittieren, also nichts ins All abgeben…“
Richtig.
„Bleibt dann vor allem Wasserdampf (und CO2), aber demzufolge müsste es ja quasi überall unter einer Wolke ist, kühler sein, darunter aber ist es aber wärmer“
Wieso sollte es unter der Wolke kühler sein?
#35: P. Berberich sagt:
am Dienstag, 24.11.2015, 19:05
#25: Gerald Pesch sagt:
„Sie haben nach gefühlten 1000 Beiträgen noch immer nichts verstanden.“
Lesen Sie einmal den Artikel von Herrn Harde 2014 „Advanced Two-Layer Climate Model for the Assessment of Global Warming by CO2“. Dort wird die Asymmetrie der IR-Abstrahlung in der Atmosphäre näher diskutiert. Ich glaube dieser Artikel wurde hier auf Eike schon mal vorgestellt. Konvektion und Verdunstung kühlen die Oberfläche und erwärmen die Atmosphäre. Dies ist aber nur dann wirksam, wenn der erfolgte Energietransport in die höhere Atmosphäre erfolgt, wo die IR-Abstrahlung ins Weltall dominiert.
################################,
Wie gesagt, nichts verstanden… Lesen Sie doch noch einmal den Satz aus Ihrem Beitrag #19 auf den ich mich bei #25 bezog. Nur Mut, Sie schaffen das….
#22: Hartmut Reinhold sagt:
„(Ein IR-Photon wird von IR-inaktiven Molekülen (N2,O2) nicht absorbiert, aber gestreut. Richtig?)“
Nein. Die Streuung von IR-Strahlung an N2 und O2-Molekülen ist vernachlässigbar. Die Rayleigh-Streuung („Himmelsblau“) ist proportional zur 4. Potenz der Lichtfrequenz und somit im IR vernachlässigbar. Der Energieübertrag von IR-aktiven Molekülen auf IR-inaktive Moleküle erfolgt hauptsächlich über strahlungslose Prozesse (Stöße). Mit Vielfachstreuung meinte ich Mehrfachabsorption. (Resonanzfluoreszenz von IR-aktiven Molekülen (H2O,CO2,CH4), d.h. das absorbierte Photon wird ohne große Frequenzänderung wieder emittiert, ist wohl auch vernachlässigbar.)
#25: Gerald Pesch sagt:
„Sie haben nach gefühlten 1000 Beiträgen noch immer nichts verstanden.“
Lesen Sie einmal den Artikel von Herrn Harde 2014 „Advanced Two-Layer Climate Model for the Assessment of Global Warming by CO2“. Dort wird die Asymmetrie der IR-Abstrahlung in der Atmosphäre näher diskutiert. Ich glaube dieser Artikel wurde hier auf Eike schon mal vorgestellt. Konvektion und Verdunstung kühlen die Oberfläche und erwärmen die Atmosphäre. Dies ist aber nur dann wirksam, wenn der erfolgte Energietransport in die höhere Atmosphäre erfolgt, wo die IR-Abstrahlung ins Weltall dominiert.
#32: NicoBaecker sagt:
„Die Erde gibt fast ausschließlich nur thermische Strahlung ins Weltall ab. Diese liegt aufgrund der typischen Temperaturen am Boden und in der Atmosphäre hauptsächlich im Infrarotbereich.
Die Quellen der Erde für Strahlung sind:
a) Erdoberfläche (Ozeane und Landflächen)
b) Atmosphäre
a. Treibhausgase (gasförmig)
b. Aerosole (fest)
c. Wolkenwasser und Dunsttröpfchen (flüssig)
Ein emittiertes Photon gelangt aber von seiner Quelle nicht unbedingt direkt ins All. I.d.R. wird es beim Durchgang durch die Atmosphäre wieder absorbiert. Die mittlere Weglänge zwischen Emissions- und Absorptionsort ist umgekehrt proportional zum Absorptionskoeffizienten. Dieser ist eine Eigenschaft der durchstrahlten Materie und zudem von der Wellenlänge des Photons abhängig. Im ‚Strahlungsfenster‘ ist diese Weglänge größer als die Dicke der Atmosphäre, sodaß ein Photon, das vom Boden emittiert wird, direkt ins All gelangt. In den Banden der Treibhausgase und breitbandig durch Flüssigwasser bei bewölkter Atmosphäre wird die Strahlung mit der entsprechenden Wellenlänge jedoch absorbiert. Die von einem Molekül absorbierte Energie geht durch Thermalisierung mit den umgebenden Molekülen in thermische Energie über. Es gibt also keine spezifische „Kondensationsstrahlung“. Es gibt nur die Strahlung, die von strahlungsfähiger Materie aufgrund der Temperatur dieser Materie emittiert wird.
Der Nettofluß (Fluß nach oben minus nach unten) an Energie vom Boden durch die Atmosphäre ist in einem zeitlich konstantem Klima konstant. Beim Transport nach oben ändert sich lediglich die Energieform.“
Lieber Herr Baecker,
daß ich das noch erleben darf…
Kleine Anmerkung:
Absorptionslänge für die 14µm-Strahlung bei Bodendruck: nach c.a. 1m sind 95% der Strahlung absorbiert
„Der Anteil der vom Boden abgegebene Energie in Form von Verdunstungswärme oder fühlbare Wärme wird in der Atmosphäre in andere Energieformen (häufig thermische Energie) umgewandelt.“
Zur „fühlbaren“ Wärme gehört auch IR-Strahlung.
Welche Energieformen (außer der „thermischen“ sehen Sie noch?
„Aufgrund seiner Temperatur (thermischen Energie) wiederum emittiert Materie in seinen Absorptionsbanden thermische Strahlung.“
Im Prinzip ja, aber Sonderfall GASE, die ja keine Planck`schen Strahler sind…
„Mit zunehmender Höhe nimmt der Fluß an Energie in Form von latenter und fühlbarer Wärme ab, der Nettofluß in Form von Strahlung nimmt zu.“
Jaaaa, …fast.
Gestahlt wird wieder ab etwa 5000m, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit gering genug ist.
MfG
#31: besso keks sagt am Dienstag, 24.11.2015, 17:30:
=== Zitat ===
#27: Marvin Müller sagt:
„Was wollen Sie mit noch mehr Links auf Messungen? Sie verstehen die doch nach eigener Aussage nicht sowieso nicht.“
Na, gibt’s nix ?
=== Zitat Ende ===
Ich schrieb „noch mehr Links“, da sie schon von verschiedenen Leuten Referenzen auf Messungen erhalten hatten. Oder wollen Sie jetzt ernsthaft so tun, als hätten Sie nebenan im Artikel „Wie viel Mensch steckt eigentlich hinter dem so sehr gefürchteten Klimawandel?“ keine Verweise auf Messungen bekommen? Wenn Sie die nicht verstehen, sollten Sie mal an Ihrem Wissen arbeiten und nicht die Augen schliessen und so tun, als gäbe es die Messungen nicht.
Lieber Herr Reinhold, #18
Sie sind mit #18 der Erste nach dem Autoren, der etwas Sinnvolles zum Artikel beiträgt. Wenn ich Sie richtig verstanden habe, fragen Sie letztlich, ob es spezifische Strahlung zu nicht-strahlenden Vorgängen zugeordnet werden kann. Das ist nicht so!
Zunächst ist klar – wie Sie es auch richtig erkannt haben –, daß zwischen Erde und den Außenraum Energie nur in Form von Strahlung ausgetauscht wird. Die Erde gibt fast ausschließlich nur thermische Strahlung ins Weltall ab. Diese liegt aufgrund der typischen Temperaturen am Boden und in der Atmosphäre hauptsächlich im Infrarotbereich.
Die Quellen der Erde für Strahlung sind:
a) Erdoberfläche (Ozeane und Landflächen)
b) Atmosphäre
a. Treibhausgase (gasförmig)
b. Aerosole (fest)
c. Wolkenwasser und Dunsttröpfchen (flüssig)
Ein emittiertes Photon gelangt aber von seiner Quelle nicht unbedingt direkt ins All. I.d.R. wird es beim Durchgang durch die Atmosphäre wieder absorbiert. Die mittlere Weglänge zwischen Emissions- und Absorptionsort ist umgekehrt proportional zum Absorptionskoeffizienten. Dieser ist eine Eigenschaft der durchstrahlten Materie und zudem von der Wellenlänge des Photons abhängig. Im ‚Strahlungsfenster‘ ist diese Weglänge größer als die Dicke der Atmosphäre, sodaß ein Photon, das vom Boden emittiert wird, direkt ins All gelangt. In den Banden der Treibhausgase und breitbandig durch Flüssigwasser bei bewölkter Atmosphäre wird die Strahlung mit der entsprechenden Wellenlänge jedoch absorbiert. Die von einem Molekül absorbierte Energie geht durch Thermalisierung mit den umgebenden Molekülen in thermische Energie über. Es gibt also keine spezifische „Kondensationsstrahlung“. Es gibt nur die Strahlung, die von strahlungsfähiger Materie aufgrund der Temperatur dieser Materie emittiert wird.
Der Nettofluß (Fluß nach oben minus nach unten) an Energie vom Boden durch die Atmosphäre ist in einem zeitlich konstantem Klima konstant. Beim Transport nach oben ändert sich lediglich die Energieform. Der Anteil der vom Boden abgegebene Energie in Form von Verdunstungswärme oder fühlbare Wärme wird in der Atmosphäre in andere Energieformen (häufig thermische Energie) umgewandelt. Aufgrund seiner Temperatur (thermischen Energie) wiederum emittiert Materie in seinen Absorptionsbanden thermische Strahlung. Mit zunehmender Höhe nimmt der Fluß an Energie in Form von latenter und fühlbarer Wärme ab, der Nettofluß in Form von Strahlung nimmt zu.
Lieber Herr Stehlik,#29
3 mm pro Tag * 365 Tage/Jahr = 1095 mm /Jahr. Das ist die Verdunstungs-und Niederschlagsrate. Da der Wassergehalt der Atmosphäre rund 34 mm beträgt, ergibt sich die bekannte Umwälzzeit von Wasser in der Atmosphäre von rund 11 Tagen.
#27: Marvin Müller sagt:
„Was wollen Sie mit noch mehr Links auf Messungen? Sie verstehen die doch nach eigener Aussage nicht sowieso nicht.“
Na, gibt’s nix ?
Suchen, Müller, suchen!
@ #24 Pseodonym NicoBaecker
„Die Temperaturerhöhung von 1°C führt zu einem Anstieg des Wasserdampfinhalts in der Atmosphäre.“
Das gilt es zu beweisen. Das dürfte unmöglich sein.
#24: NicoBaecker sagt am Dienstag, 24.11.2015, 12:15:
„Heute beträgt die Wassermenge meines Wissens 34 mm im globalen Mittel.“
Der Anonymus Baecker ist ein Zeichen für den permanent tolerierten Regelverstoß der (gleichfalls meist anonymen) Administratoren von EIKE gegen die selbst gewählte Klarnamen Regeln. Aber auch inhaltlich müssen Trollen wie Baecker die Grenzen aufgezeigt werden. Drei solche Desinformationen und der Troll muss gesperrt werden:
Für die Verdunstung über dem Meer wird 1176 mm, über Land 480 mm angegeben.(Quelle: Endlicher: Der globale Wasserkreislauf, 1991, S 71)
Ach der Herr baecker meldet sich auch mal wieder. na haben Sie schon Ihre Rechnungen bei D. Keenan eingereicht, um das 100000 $ Preisgeld zu kassieren? müßte Ihnen doch ein leichtes sein, wie Sie hier immer auftreten.
MfG
#20: besso keks sagt am Montag, 23.11.2015, 23:03:
„Wo ist die Messung dazu?
Ist ja einfach die einfallende Strahlungsleistung in Abhängigkeit der Frequenz zu messen.
Könnten Sie mal so einen Link hier posten???“
Was wollen Sie mit noch mehr Links auf Messungen? Sie verstehen die doch nach eigener Aussage nicht sowieso nicht.
#22: Hartmut Reinhold sagt:
am Dienstag, 24.11.2015, 02:55
##########################################,
Ich empfehle Ihnen das hier zum Einstieg:
http://bit.ly/1kRjgyF
http://bit.ly/1Shgs8t
Dann sehen Sie schon viel klarer…
#19: P. Berberich sagt:
am Montag, 23.11.2015, 22:21
…..
Infolge der Erwärmung strahlen die IR-aktiven Moleküle der Atmosphäre mehr Energie ab. Erfolgt die Erwärmung in der unteren Atmosphäre ist die Abstrahlung zur Oberfläche größer als in den Weltraum.
….
####################################,
Sie haben nach gefühlten 1000 Beiträgen noch immer nichts verstanden. Macht aber nichts, damit gehören Sie ja zur politisch relevanten Mehrheit im Land der grünen Schlümpfe. Kann auch ganz schön sein…..
Lieber Herr Burkel,
grundsätzlich sind solche quantitativen Abschätzungen auf Basis der Naturgesetze begrüßenswert. Allerdings muß der Ansatz auch korrekt sein. Sie vergleichen nun Leistungsflüsse pro Quadratmeter von verschiedenen Prozesse, die in der Energiebilanz aufgeführt sind, und extrapolieren sie für den Fall, daß die Temperatur 1 °C höher liegen würde.
Das Ergebnis stimmt aber offensichtlich nicht mit dem Klima überein, welches im Mittel 1 °C wärmer wäre. Die Energiebilanz eines Klimas mit 1 °C höherer Temperatur muß ja auch ausgeglichen sein. Daher werden sich die Leistungsflüsse so austarieren, daß dies der Fall ist. Das ist bei Ihren Zahlen aber nicht der Fall. Der Grund hierfür ist, daß Ihr Ansatz überhaupt nicht auf den hier greifenden Naturgesetzen beruht.
Ein Beispiel macht deutlich, daß einfaches lineares Extrapolieren noch kein Zeugnis für naturwissenschaftliches Denken gibt. Die Temperaturerhöhung von 1°C führt zu einem Anstieg des Wasserdampfinhalts in der Atmosphäre. Momentan werden 80 W/m2 für Verdunstung aufgebraucht, dies entspricht der Verdunstung von knapp 3 mm Wasser pro Tag. Die global gemittelte tägliche Niederschlagsmenge beträgt ebenfalls 3 mm pro Tag. Es ist nicht verwunderlich, daß beide Werte übereinstimmen, dann der hydrologische Kreislauf ist bei stationärem Klima ja geschlossen.
Was Sie anhand der Dampfdruckkurve berechnen, ist aber die Wassermenge der Atmosphäre in einem 1 °C wärmeren Klima. Heute beträgt die Wassermenge meines Wissens 34 mm im globalen Mittel. Sie postulieren letztlich, daß die Verdunstungsrate linear mit der Wassermenge zunehmen muß. Die kenne kein Naturgesetz, welches diesen Zusammenhang festlegt. Ähnlich ist es bei anderen Ihrer Extrapolationen.
Wenn ich alleine den Begriff „Fenster“ nehme, weiß ich, wie seht die Treibhaus-Religion aus erfolgreicher Gehirnwäsche besteht!
NASA und IPCC Daten beweisen objektiv und wiederhol-genau, infrarote Wärmestrahlung von unten nach oben ins All zur Kühlung der Erde nimmt – vom Erdboden aus – von 9 % der Sonneneinstrahlung nach oben immer weiter zu bis auf 100 %.
90 % werden daher von H2O und CO2 der Atmosphäre emittiert. Diese Gase emittieren wegen ihrer elektromagnetischen Molekül-Dynamik sehr viel intensiver als Flüssigkeiten oder Feststoff. Das Planck Gesetz gilt für reale thermische Materie überhaupt nicht! Beweis: N2 und O2!
#19
Vielen Dank für Ihre Antwort, Herr Berberich!
Wenn ich Sie richtig verstanden habe: Durch die Kondensation nimmt die mittlere kinetische Energie der H2O-Moleküle zu, sprich die Temperatur.Strahlung ensteht bei der Kondensation nicht. Bei der Konvektion steigt bekanntlich einfach Luft in die Höhe, deren Temperatur gestiegen war – durch Kontakt mit dem Erdboden, der selbst durch transmittierte Sonnenstrahlung erwärmt worden war. Je weiter oben in der Troposphäre die erwärmte Luft sich dann befindet, desto mehr Wärmestrahlung werde anschließend durch IR-aktive Moleküle der Luft ins Weltall abgegeben.
In der Höhe werde relativ mehr Wärmestrahlung in den Kosmos abgegeben durch IR-aktive Luftmoleküle als in Erdbodennähe , weil die IR-Photonen einfach insgesamt seltener gestreut werden, salopp gesagt „leichter ihren Weg ins Weltall“ finden, je höher diese Prozesse stattfinden.
(Ein IR-Photon wird von IR-inaktiven Molekülen (N2,O2) nicht absorbiert, aber gestreut. Richtig?)
Ich ging in den Konjunktiv über, weil mir einiges noch nicht ganz klar ist…:-) (Ich bitte um Verständnis)
Welche Luftanteile sind denn strahlungsaktiv im betroffenen IR-Bereich?
Ich kenne das Stefan-Boltzmann Gesetz, das für schwarze Körper gilt, und besagt, dass die Strahlungsleistung von einem Vielfachen der 4. Potenz der Temperatur des schwarzen Körpers abhängt. Also der Zusammenhalt ‚Temperatur-Strahlung‘ scheint da, aber das Gesetz scheint mir hier nicht zu gelten. Es gilt vielleicht näherungsweise für den Erdboden. Ich meine mich zu erinnern, dass reale Gase ein bestimmtes Absorptions- und Emissionsspektrum haben, die beide weitgehend deckungsgleich ist (Deckungsgleich? Stimmt das?), aber dass O2 und N2, also die Hauptbestandteile von Luft nicht im IR-Bereich aktiv sind. Das heisst doch dann, dass sie IR-Strahlung weder absorbieren noch emittieren, also nichts ins All abgeben… Bleibt dann vor allem Wasserdampf (und CO2), aber demzufolge müsste es ja quasi überall unter einer Wolke ist, kühler sein, darunter aber ist es aber wärmer…. Nun, ich gebe zu, dass ich verwirrt bin.
Ist es nicht doch einfach so, dass die meiste zugeführte Strahlungleistung Endeffekt durchs IR-Strahlung von Erdböden und Weltmeeren mit jenen berühmten ca. 300.000 km/s in den Kosmos entschwindet, sei es relativ direkt nach einer Reihe von Vielfachstreuungen oder nach Umwegen über Konvektion bzw. Verdunstung/Wolkenbildung/Regen etc.?
Vielen Dank an alle, die lasen. Wenn mir jemand Klarheit schenken könnte, wäre ich überglücklich.
🙂
Gute Nacht!
Leider bewirken naturwissenschaftliche, „evidenzbasierte“ Aufklärungsartikel wie dieser gegen die Klimalobby nichts, wie auch die Gläubigen einer Religion durch einen wissenschaftlichen Nachweis, dass ihre vergöttlichte Person nie gelebt hat,nicht von ihrem Glauben ablassen. Man lese nur, was Prof. von Storch, einer der nach meinem Eindruck eher moderaten AGW-Gläubigen, jüngst bei NovoArgumente als durch seriöse Wissenschaft gesicherte Tatsachen behauptet hat. Es ist einfach sinnlos. Niemand von der AGW-Religion ist auch nur im Mindesten an einer ergebnisoffenen Diskussion interessiert.
#19: P. Berberich sagt:
„Erfolgt die Erwärmung in der unteren Atmosphäre ist die Abstrahlung zur Oberfläche größer als in den Weltraum.“
Na klar, Herr Berberich.
Wo ist die Messung dazu?
Ist ja einfach die einfallende Strahlungsleistung in Abhängigkeit der Frequenz zu messen.
Könnten Sie mal so einen Link hier posten???
Vielen Dank im Voraus!
#18: Meine Antwort zu Ihrem Problem: Durch Konvektion und Kondensation wird die Atmosphäre zunächst erwärmt, d.h. die Gasmoleküle erhalten mehr kinetische Energie. Infolge der Erwärmung strahlen die IR-aktiven Moleküle der Atmosphäre mehr Energie ab. Erfolgt die Erwärmung in der unteren Atmosphäre ist die Abstrahlung zur Oberfläche größer als in den Weltraum. Je höher das betrachtete Volumen in der Atmosphäre ist, desto mehr wird in den Weltraum abgestrahlt und entsprechend weniger zur Oberfläche. Die Asymmetrie der Abstrahlung ist eine Folge von Vielfachstreuung. Diese Vielfachstreuung bewirkt auch, dass der Strahlungstransport in der unteren Atmosphäre nur eine geringe Rolle spielt im Vergleich zu Konvektion und Verdunstung. Dies ändert sich dann mit zunehmender Höhe.
Sehr geehrter Herr Burkel, sehr geehrte Leser,
ich hätte da mal eine Frage (übrigens wirklich eine Frage, keine versteckte Kritik oder derlei 🙂 Würde es gerne genauestens kapieren.)
Welche Strahlung entsteht GENAU, wenn
A)bei der Verdunstung, wenn bei der Wolkenbildung „Die frei werdende Kondensationswärme […] per STRAHLUNG ans Weltall abgegeben“[wird]?
B) bei der Konvektion: „Die fühlbare Wärme wird in den höheren Schichten der Atmosphäre in Form von STRAHLUNGSsenergie ans Weltall abgegeben.“
Wie wurden diese beiden Strahlungsvorgänge gemessen? Googeln brachte mir nichts. Wie kann man sich schlau machen?
Für etwas Hilfe wäre ich dankbar.
Gruß
Zur Erläuterung:
Ich habe das vorgestellte „thermodynamische System“ des „fiktiven bestrahlten Quadratmeters“ so verstanden:
Energie geht durch Strahlung REIN und RAUS.(Massenströme durch Protonen, Elektronen und ähnliches werden alles vernachlässigt). Am Ende MUSS ja alles (genauer ‚der wesentliche Anteil an Strahlungsleistung‘) LETZLICH über Strahlung abgegeben werden.
REIN kommen also die ca 160W/m2.
RAUS gehen in der Summe ebenfalls 160W/m2 durch
1. IR-Abstrahlung
2. Verdunstung – dann aber AUCH durch Strahlung
3. Konvektion – dann aber AUCH durch Strahlung
zu 1. Kein Problem. Verstanden. IR-Strahlung geht direkt ‚durchs Strahlungsfenster‘ in den Kosmos.
zu 2. Alles verstanden, bis auf die Vorgänge beim Kondensieren. Entsteht wirklich Strahlung beim Kondensieren? Mir fehlen die Kenntnisse? Gibt es Messungen dieser Kondensationstrahlung?
zu 3. Auch hier würde ich gerne verstehen… Die erwärmte Luft steigt nach oben und kühlt ab? Und dabei entsteht Strahlung?
In der Natur vermischen sich wohl zwei und drei, und mich würde interessieren genau zu vestehen, was da passiert:
Kondensationsvorgang = Strahlung?
Abkühlende Luft = Strahlung?
Oder existieren konvektive Vorgange, die den Boden erwärmen (Bsp. Warme Luftmassen) und es ist dann wieder Boden-IR-Strahlung, die Strahlungsleistung in den Kosmos ‚entlässt?
Vielen herzlichen Dank für Lesen. Über eine Antwort würde ich mich freuen
’15 Sehr geehrter Herr Keks,
da sind Sie nicht der Einzige.
MfG
Ergänzung zu Kommentar #11 von Dr. H. Otto:
Nach meinen Auswertungen weichen die Zahlenwerte (in W/m²) der einzelnen Autoren zum Teil erheblich voneinander ab.
;Otto; NASA;Stephens;Trenberth
Absorbiert solar Boden;163,4; 163;165,2;161,0
IR Abstrahlung netto; -51,1;-57,9;-52,4;-63,0
Konvektion; -23,8;-18,4;-24,0;-17,0
Latente Wärme(Verdunstung);-88,5;-86,4;-88,0;-80,0
Autoren:
NASA 2014 ERB_Litho_v2014.06.26
Stephens 2012 An update on Earth’s energy balance in light of the latest global observations
Trenberth 2009 Earth’s Global Energy Budget
(Zur besseren Lesbarbarkeit sollte man die Tabelle in Excel kopieren)
Interessant wäre es einmal zu diskutieren wie die einzelnen Größen ermittelt werden und welche Unsicherheiten bestehen.
Alles was mir zu diesem Beitrag einfällt führt dazu, daß ich wie Prof Kramm wegzensiert werde.
Wo ist eigentlich Dr. Paul???
Werte Admin,
warum haben Sie ben Beitrag von Prof.Kramm gelöscht? Sagen bitte nicht er wäre beleidigend gewesen, da sind schon ganz andere Kommentare hier veröffentlicht worden und auch stehen blieben, die viel eher diesen Tatbestand erfüllten. Es kann also nur sein, daß Prof Kramm Kritik an Herrn Lüdecke und herrn Link geübt hat. Das sollten diese herren eigentlich ertragen können.
Wann berichtet EIKE eigentlich über die Veröffentlichung von Prof. Ewert (immerhin Beiratsmitglied) über die Datenmanipulationen von NASA-GISS, die ja schon auf ICECAP erwähnt wurde.
MfG
Bis jetzt hat noch niemand beweisen können, dass sich ein beliebiges Volumen Luft deswegen an irgend einer Stelle erwärmt, indem man seinen CO2-Gehalt von 0,04 % auf 0,08 % erhöht (und den O2-Gehalt entsprechend absenkt). Aber genau auf dieser unbeweisbaren Behauptung beruhen alle Klimamodelle.
Folglich sind alle Klimamodelle Unsinn, weil der angenommene atmosphärische Treibhaus-Effekt nicht beweisbar ist.
Den Ingeniör ist bekanntlich nichts zu schwör.
Und so macht man aus IR-Abstrahlung – 51,1 verbessert gegenüber – 63 einen erwärmenden Treibhauseffekt.
Können Ingenieure zwar zwischen 63 und 51,1 unterscheiden, aber zwischen Plus (Erwärmung) und Minus (Abkühlung) nicht?
CO2 als wichtigstes IR-aktives Kühlmittel des Planeten als Treibhausgas zu bezeichnen ist einfach nur lächerlich, dank IPCC und solchen Spezialisten von EIKE!
kleine Ergänzung zu den Energieflüssen: nach den neueren zusammenfassenden globalen Messwerten liegen die Zahlen wie folgt:
Absorbiert solar Boden:163,4 W/m²
IR Abstrahlung netto: -51,1
Konvektion: -23,8
Latente Wärme: -88,5
Die Dezimalstellen sind durch Mittelwertbildung aus den Werten verschiedener Autoren entstanden
Der Deutschlandfunk betreibt ab heute tägliche Erwärmungspropaganda. Leserbriefe an dieses Institut wären angebracht. http://t1p.de/hg7x
Natürlicher Treibhauseffekt verursacht 15°C. Anthropogener Treibhauseffekt verursacht 0,8 K. Macht zusammen 15,8°C. Wir haben aber 14,6°C. Also gibt es kein Erwärmungsproblem. So einfach ist das.