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Da ich nicht sicher bin, wie die „charakteristische Emissionstemperatur der Erde“ definiert ist, kann ich den behaupteten Wert von 255 K nicht in Abrede stellen. Allerdings kann ich – und das ist auch so – mit der Behauptung, dass 255 K „die Temperatur ist, die an der Erdoberfläche beim Fehlen jeglicher Treibhausgase herrscht“ nicht übereinstimmen.
Wenn man die Temperaturdifferenz an der Erdoberfläche „mit und ohne alle Treibhausgase“ berechnet, müssen 1) zwei Temperaturen (A und B) gemessen/abgeschätzt werden und 2) die Differenz beider Werte berechnet werden. Die erste Temperatur A ist die auf der Erde gemessene Temperatur unter Gegenwart einer Atmosphäre, die sowohl Treibhausgase, als auch Nicht-Treibhausgase beinhaltet. Die zweite Temperatur B ist die Temperatur auf der Erde unter Gegenwart einer Atmosphäre ausschließlich ohne Treibhausgase – d. h. eine Atmosphäre, die Gase ohne Treibhauswirkung enthält, aber der Treibhausgase fehlen.
Für Temperaturwert A benutzt fast jeder eine „gemessene Mitteltemperatur“ an der Erdoberfläche. Obwohl der Algorithmus zur Berechnung eines „gemessenen Mittels“ diskussionswürdig ist, möchte ich für diesen Artikel alle solche Diskussionen beiseite schieben und den Wert von 288 K als Wert für Temperatur A akzeptieren (die Temperatur an der Erdoberfläche in Gegenwart einer Atmosphäre, die sowohl Treibhausgase als auch Gase ohne Treibhauswirkung enthält.)
Folglich bleibt nur, einen Weg zu finden, Temperatur B zu messen/abzuschätzen. B können wir nicht direkt messen, weil wir die Treibhausgase aus der Erdatmosphäre nicht entfernen können. Dies bedeutet, dass wir einen Algorithmus (ein Modell) benutzen müssen, um B abzuschätzen. Ich glaube, dass der zur Berechnung der 255-K-Temperatur allgemein benutzte Algorithmus NICHT mit einem Modell „der Temperatur an der Erdoberfläche in einer Atmosphäre, die ausschließlich Gase ohne Treibhauswirkung enthält“ korrespondiert. Wie aus meiner Beschreibung hervorgehen wird (unten), ist dieser Algorithmus, wenn überhaupt, eher repräsentativ für den Modellwert „in einer Atmosphäre, die sowohl Treibhausgase als auch Gase ohne Treibhauswirkung enthält“ als für ein Modell der „Temperatur auf der Erde in einer Atmosphäre, die ausschließlich Gase ohne Treibhauswirkung enthält.“
Wenn ich Recht habe, ist die Verwendung des Wertes 255 K bei der Berechnung der Temperaturdifferenz mit und ohne Treibhausgase ungültig.
Obwohl es viele Algorithmen gibt, die potentiell zu einem Wert von 255 K als Schätzwert für B führen, präsentiere ich hier den Algorithmus, von dem ich annehme, dass er der am meisten Benutzte ist, und diskutiere, warum dieser Algorithmus NICHT „die Temperatur in Gegenwart einer Atmosphäre ist, der Treibhausgase völlig fehlen“. Ich glaube, dass der unten beschriebene Algorithmus die fundamentale Gleichung des Strahlungstransports im System Erde/Sonne repräsentiert, und zwar unter den Annahmen a) einer Absorptionsalbedo der Erde von 0,3 und b) einer irdischen Emissivität von 1.
(1) Die effektive Temperatur” der Sonne (d. h. die Temperatur eines sonnengroßen sphärischen Schwarzkörpers, für den die ausgestrahlte elektromagnetische Leistung (a) repräsentativ ist für die gesamte abgestrahlte Leistung und (b) für den die Spektraldichte der Strahlung [power spectral density] ähnlich der der Sonne ist) beträgt etwa 5778 K.
(2) Für einen sphärischen Schwarzkörper mit einem Radius von 6,96×10^8 Metern (dem geschätzten Radius der Sonne) bei einer gleichförmigen Oberflächentemperatur von 5778 K (a) beträgt die gesamte abgestrahlte Kraft etwa 3,85 x 10^26 Watt, (b) beträgt die Spektraldichte in einer Entfernung von 1,5 x 10^11 Metern vom Zentrum des Schwarzkörpers (die ungefähre Entfernung des Erdkerns vom Sonnenkern) etwa 1367 Watt pro m².
(3) Falls sich das Zentrum einer Sphäre mit einem Radius von 6,44 x 10^6 Metern (dem ungefähren Erdradius) in einer Entfernung von 1,5 x 10^11 Metern vom Zentrum der Sonne entfernt befindet, beträgt das „effektive Absorptionsgebiet“ dieser Sphäre hinsichtlich der Schwarzkörperstrahlung von der Sonne in guter Näherung 1,3 x 10^14 m²; und darum liegt die Auswirkung der solaren Strahlung auf das effektive Absorptionsgebiet der Sphäre mit einem Radius von 6,44 x 10^6 Metern etwa bei 1,78 x 10^17 Watt (1,3 x 10^14 m² mal 1367 Watt pro m²).
(4) falls die Sphäre mit dem Radius 6,44 x 10^6 Metern elektromagnetische Energie mit einer „effektiven Absorptionsalbedo“ von 0,3 absorbiert, dann beträgt die von der Sphäre absorbierte solare Energie 1,25 x 10^17 Watt (1,78 x 10^17 Watt mal (1-0,3)).
(5) Ein sphärischer Schwarzkörper (d. h. ein sphärischer Körper, dessen Oberfläche wie ein solcher mit einer Emissivität von 1 strahlt) mit einem Radius von 6,44 x 10^6 Metern und einer Temperatur von 254,87 K (hierbei gerundet zu 255 K) wird Energie mit einer geschätzten Rate von 1,25 x 10^17 Watt abstrahlen.
(6) Falls die Oberflächentemperatur der Sphäre unabhängig von der Richtung der einfallenden Strahlung zu jeder Zeit überall gleich ist, dann besitzt die Sphäre die Eigenschaft eines perfekten thermischen Leitvermögens. Folglich ist (a) ein inaktiver (ohne eigene thermale Energiequelle) sphärischer Körper mit einem perfekten thermischen Leitvermögen und einem Radius von 6,44 x 10^6 Metern und einer gleichmäßigen Temperatur von 255 K, dessen Zentrum sich 1,5 x 10^11 Meter vom Zentrum eines aktiven sphärischen Schwarzkörpers (mit einer eigenen internen thermischen Energiequelle) und einem Radius von 6,96 x 10^8 Metern und einer gleichmäßigen Temperatur von 5778 K entfernt befindet, und (b) der sphärische Körper mit den o. g. Eigenschaften (i) elektromagnetische Energie mit einer effektiven Absorptionsalbedo von 0,3 absorbiert und (ii) elektromagnetische Energie mit einer Emissivität von 1 abstrahlt, dann wird sich der inaktive sphärische Körper im Strahlungsgleichgewicht mit dem aktiven sphärischen Schwarzkörper mit einer Temperatur von 5778 K befinden. Wenn der Terminus „inaktiver sphärischer Körper mit perfektem thermischen Leitvermögen und einem Radius von 6,44 x 10^6 Metern“ durch das Wort „Erde“ ersetzt wird und der Terminus „aktiver sphärischer Schwarzkörper mit einem Radius von 6,96 x 10^8 Metern und einer gleichmäßigen Oberflächentemperatur von 5778 K“ durch das Wort „Sonne“ ersetzt wird, kann man daraus folgern: Falls (a) eine „Erde“ mit einer Temperatur von 255 K 1,5 x 10^11 Meter von der „Sonne“ entfernt liegt und (b) die „Erde“ (i) elektromagnetische Energie absorbiert mit einer effektiven Absorptionsalbedo von 0,3 und (ii) Energie mit einer Emissivität bei 1 abstrahlt, dann befindet sich die „Erde“ im Strahlungsgleichgewicht mit der „Sonne“. Unter diesen Bedingungen wird die Temperatur der „Erde“ im Strahlungsgleichgewicht mit der „Sonne“ 255 K betragen.
Dies vervollständigt den Algorithmus, von dem ich glaube, dass er gemeinhin benutzt wird, um einen Wert von 255 K als „charakteristische Emissionstemperatur der Erde“ zu erhalten und folglich benutzt wird, um die 33 K Temperaturdifferenz zu berechnen.
Selbst wenn man die Tatsachen ignoriert, dass (1) es nicht korrekt ist, die „mittlere Temperatur“ zu benutzen, wenn man den Strahlungsenergieverlust von einer Oberfläche berechnet, und dass (2) in Gegenwart einer Atmosphäre (a) die Schwarzkörperstrahlungsgleichung nicht angewendet werden kann und (b) die Schwarzkörperstrahlung von der Erdoberfläche nicht der einzige Mechanismus für den Energieverlust der Erde in Richtung Weltall ist (die Atmosphäre selbst ohne Treibhausgase wird erwärmt durch Ableitung von der Erdoberfläche, und Ableitung sowie Konvektion zusammen führen dazu, dass die thermische Energie in der gesamten Atmosphäre verteilt wird, und die so erwärmte Atmosphäre wird ebenfalls Energie in den Weltraum abstrahlen), besteht das Problem in der Verwendung des oben berechneten Temperaturwertes von 255 K bei der Berechnung der Erdtemperatur zwischen einer Atmosphäre mit und ohne Treibhausgase darin, dass die effektive Absorptionsalbedo der Erde von 0,3 zur Erzeugung der Temperatur von 255 K teilweise (hauptsächlich?) auf die Wolken in der Atmosphäre zurückzuführen ist, und atmosphärische Wolken bilden sich aus Wasserdampf, einem Treibhausgas.
Folglich basiert die effektive Absorptionsalbedo von 0,3 auf der Gegenwart eines Treibhausgases – Wasserdampf. Es ist unlogisch, eine Differenz zwischen zwei Temperaturwerten zu berechnen, deren Werte beide auf der Gegenwart eines Treibhausgases basieren und dann zu behaupten, dass die Temperaturdifferenz zwischen einer Atmosphäre mit und ohne Treibhausgase auftritt. Ohne Wasserdampf gäbe es keinerlei Wolken, wie wir sie kennen. Ohne Wolken dürfte die effektive Absorptionsalbedo der Erde wahrscheinlich nicht 0,3 betragen, und folglich wird die Temperatur der Erde ohne das Treibhausgas Wasserdampf wahrscheinlich ein anderer sein als 255 K. Folglich ist der Wert von 255 K als „charakteristische Emissionstemperatur der Erde“, wie er sich unter Verwendung des oben beschriebenen Algorithmus’ ergibt, NICHT relevant bei der Diskussion über die Temperaturdifferenz auf der Erde bei einer Atmosphäre mit und ohne Treibhausgase. Nur falls 0,3 die effektive Absorptionsalbedo der Erde in Gegenwart einer Atmosphäre ganz ohne Treibhausgase ist, ist die Behauptung gestattet, dass die Anwesenheit von Treibhausgasen die Temperatur auf der Erde um 33 K zunehmen lässt.
Weil die Wolken einen signifikanten Teil der einfallenden Sonnenstrahlung reflektieren, glaube ich, dass die effektive Absorptionsalbedo der Erde ohne Wasserdampf weniger als 0,3 ist. Falls das stimmt, dann wird von einer Erde, deren Atmosphäre frei von Treibhausgasen ist, mehr Sonnenenergie absorbiert als von einer Erde, deren Atmosphäre Wolken aus dem Treibhausgas Wasserdampf enthält. Dies impliziert bei Fehlen von Wasserdampf eine höhere Temperatur auf der Erde als die „charakteristische Emissionstemperatur der Erde von 255 K“.
Für eine effektive Absorptionsalbedo von 0, wird die Temperatur der Erde im Strahlungsgleichgewicht mit der Sonne etwa 278,64 K betragen (hiernach gerundet zu 279 K). Wenn dieser Wert als Temperatur der Erde in Gegenwart einer Atmosphäre ohne Treibhausgase verwendet wird, kann man daraus schließen, dass die Gegenwart von Treibhausgasen zu einer Erwärmung von etwa 9 K führt (288K minus 279 K).
Zusammengefasst: Unter Verwendung der vereinfachten Argumente, von denen ich glaube, dass sie auch benutzt werden, um bei den 33 K Temperaturdifferenz anzukommen (d.h. unter Voraussetzung einer Erde mit einer perfekten Wärmeleitfähigkeit, Schwarzkörperstrahlung der Erde, Graukörperabsorption der Erde mit einer effektiven Absorptionsalbedo zwischen 0 und 0,3 und unter Ignorieren der atmosphärischen Strahlung in Richtung Weltraum bei einer Erdatmosphäre ohne Treibhausgase), schließe ich, dass die Gegenwart von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre die Temperatur zwischen 9 und 33 K steigen lässt. Folglich glaube ich, dass die Behauptung, die Gegenwart von Treibhausgasen führe zu einer Temperaturzunahme auf der Erde von 33 K auf einem Argument basiert, das wenig Relevanz hinsichtlich der Temperatur der Erde beim Fehlen von Treibhausgasen in der Atmosphäre besitzt; und dass dieser Wert folglich im besten Falle irreführend und im schlimmsten Falle falsch ist.
Reed Coray
den Originalartikel finden Sie hier
lesen Sie auch den Beitrag von Michael Krüger zum selben Thema auf Science Sceptical "Die Wohlfühltemperatur der Erde"
Update zu den Kräften zwischen Sonne und Erde
Paul L. Vaughan, M.Sc.
Die Amplitude der zonalen Winde auf der Erde wird vom solaren Zyklus gesteuert. Hier folgt ein knappes Update auf Basis der jüngsten Daten:
LOD’ = Rate der Änderung der Tageslänge
Quelle der Bilder:
ftp://ftp.iers.org/products/eop/long-term/c04_08/iau2000/eopc04_08_IAU2000.62-now ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA/COSMIC_RAYS/STATION_DATA/Monthly_data/moscow.tab
Link hierzu: http://wattsupwiththat.com/2011/12/25/solar-terrestrial-power-update/
Übersetzt von Chris Frey für EIKE
Bemerkung des Übersetzers: Dieser Text war wieder ein „harter Knochen“ zum Übersetzen. Einmal waren viele Sätze mehrfach verschachtelt, zum Anderen haben manche Passagen die Grenzen meiner Fachkenntnisse überschritten. Für wohlwollende Korrekturvorschläge der von mir übersetzten Fachausdrücke wäre ich dankbar. Wer nur solche Vorschläge machen will, ohne den Artikel selbst zu kommentieren, sollte über den Menüpunkt Kontakt direkt an das EIKE schreiben. Danke!
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unterschaetzen Sie da nicht ein bisschen die Bildung und Fortbildungsfaehigkeiten der stillen Leser? Ich denke, von Dr.Paul’s Thesen und wirren Vorstellungen laesst sich ein durchschnittlicher Vertreter des Bildungsbuergertums nicht irritieren, auch wenn er sich nicht mit der Materie befasst hat. Dr.Paul hat vielleicht noch Chancen beim Publikum von AstroTV.
@ #138: NicoBaecker, 18.01.2012, 08:23
„Lieber Herr Ebel,
ich weiss nicht, warum Sie sich noch um Paul bemuehen.“
Ich bemühe ich kaum um Paul, denn so dumm er kann er fast nicht sein. Aber hier lesen sicher Manche mit, für die Pauls Unsinn scheinbar richtig ist. Und für die schreibe ich – auch wenn die Beiträge scheinbar an Paul gerichtet sind.
MfG
Lieber Herr Ebel,
ich weiss nicht, warum Sie sich noch um Paul bemuehen. Seine „Theorie des farbigen schwarzen Strahlers“ zeigt doch nur, dass er nicht mal die polulaer vereinfachte Treibhauseffekt Erklaerung verstanden hat. Er hat nicht kapiert, dass im sichtbaren fuer die Erde KEIN schwarzer Strahler angenommen wird und hat nicht mal verstanden, dass man dies unmittelbar an einer Albedo von ungleich Null sehen kann. Er weiss nicht, wie Albedo und Absorption zusammenhaengen.
@ #136: Dr.Paul, 17.01.2012, 17:57
„in diesem „zusätzlich“ liegt der bekannte Denkfehler der ganzen Treibhaustheorie.“
Paul, hat es Ihnen noch nicht gereicht sich mit Ihren mangelnden Fähigkeiten zu blamiern, z.B. http://tinyurl.com/77y79qr daß Sie sich immer wieder einen Nachweis Ihrer geringen Fähigkeiten hollen wollen? Sie müssen Masochist sein (Herr gib mir täglich wieder einen Nachweis meiner geringen Fertigkeiten)?
Machen wir es mal ohne Gegenstrahlung. Der Nettowärmestrom zwischen zwei Körpern hängt von der Temperaturdifferenz ab, denn bei Temperaturdifferenz Null, muß auch der Nettowärmestrom Null sein. Um so größer die Temperaturdifferenz ist, um so größer ist der Wärmestrom.
Das gilt nicht nur für den Gesamt-Netto-Wärmestrom über alle Wellenlängenbereiche, sondern auch in jedem Teilbereich von Wellenlängen.
In den Wellenlängenbereichen, wo in der Atmosphäre absorbiert wird, steht der Erdoberfläche ein warmer Körper gegenüber (um so wärmer, um so kürzer die Absorptionslänge ist, denn nach oben nimmt die Temperatur ab). Weil bei diesen Wellenlängenbereichen der Erdoberfläche ein warmer Körper gegenübersteht, ist bei diesen Wellenlängenbereichen die Netto-Abstrahlung verringert.
Da aber die Gesamtabstrahlung gleich bleiben muß, muß die verringerte Abstrahlung in einzelnen Wellenlängenbereichen durch eine erhöhte Abstrahlung in anderen Wellenlängenbereichen kompensiert werden. Daß ist nur mit erhöhter Oberflächentemperatur möglich.
Dabei ist es unerheblich, wie der „Körper“ Atmosphäre erwärmt wird – ob durch Absorption von Strahlung oder durch KOnvektion.
MfG
PS: Paul, Sie sind der Größte. Alle anderen (einschließlich Dr. Roy Spencer http://tinyurl.com/76zgnrj ). Aber Einbildung ist noch lange keine Bildung.
#135: Jochen Ebel
„Wird jetzt jetzt noch zusätzlich Gegenstrahlungsleistung absorbiert, so muß in der Bilanz auch mehr emittiert werden – das ist aber nur möglich, wenn die mittlere Temperatur steigt. Die Begründung ist ähnlich dem Tag-Nacht-Ausgleich.“
in diesem „zusätzlich“
liegt der bekannte Denkfehler der ganzen Treibhaustheorie.
Denn es wird unterstellt, dass alles andere gleich bleibt, was man geradezu als kindlich einstufen muss.
Wenn ein Medium (CO2) die Transparenz für einen Teil des Strahlenspektrums vermindert,
und damit in der Lage ist Gegenstrahlung zu produzieren,
so gilt das für alle Richtungen,
also nicht nur für die Strahlung von der Erde weg,
sondern auch für die (stärkere) Strahlung auf die Erde zu.
Deshalb ist das „zusätzlich“ falsch gedacht,
denn ohne „Treibhausgase“ kommt unten auf der Erde mehr an. Deshalb sinkt die Temperatur mit Treibhausasen
mfG
@ #132: Dr.Paul, 15.01.2012, 11:15
#128: Jochen Ebel, noch mal für XXXXXXXX:
Der 2.HS der Thermodynamik verbietet selbstverständlich keine „Gegenstrahlung“ – folglich habe ich, auch wenn ich ihn zitieren, das niemals behauptet, wie Sie mir permanent unterschieben wollen.
Was er beschreibt ist allerdings, dass ein kalter „Strahler“ einen wärmeren „Strahler“ nicht erwärmen kann.
Die „Gegenstrahlung“ kann also die wärmere Erde nicht noch wärmer machen,
das kann nur am Tag die heißere Sonne.
Da müsste jeder normale Mensch verstehen können.“
@ #132: Dr.Paul, 15.01.2012, 11:15
„Der 2.HS der Thermodynamik verbietet selbstverständlich keine „Gegenstrahlung“
Sie sind uninformiert. Der 2.HS der Thermodynamik behandelt überhaupt keine Gegenstrahlung, denn zur Zeit der Aufstellung des 2.HS der Thermodynamik kannte man die Aufteilung in Hin- und Gegenstrahlung noch nicht und sprach nur von der Nettostrahlung ohne den Wortbestandteil „Netto“ zu verwenden.
Tja die Erdoberfläche erhält eine große Leistung von der Sonne und wieviel abgestrahlt wird, hängt von der Oberflächentemperatur ab. Wenn mehr Leistung absorbiert wird, als abgestrahlt wird, wird die überschüssige Leistung im Oberflächenbereich gespeichert, wodurch die Oberflächentemperatur steigt (am Tage) – umgekehrt wird in der Nacht mehr abgestrahlt, wobei dise Leistung dem Oberflächenbereich entzogen wird.
Je nach Zeitraum ist die Bilanz nahezu Null – mit der entsprechenden mittleren Temperatur.
Wird jetzt jetzt noch zusätzlich Gegenstrahlungsleistung absorbiert, so muß in der Bilanz auch mehr emittiert werden – das ist aber nur möglich, wenn die mittlere Temperatur steigt. Die Begründung ist ähnlich dem Tag-Nacht-Ausgleich.
@ #132: Dr.Paul, 15.01.2012, 11:15
„Da müsste jeder normale Mensch verstehen können.“
Sind Sie also kein normaler Mensch?
MfG
Lieber Herr Kinder, 133
Sie wissen also nicht, wie die Energiebilanzen fuer die Atmsophaerenschichten aussehen. Ihre Bilanzen sind aus genannten Grueden falsch, denn sie widersprechen den Messungen und der Beobachtung, dass der konvektive Waermestrom nach oben hin generell abnimmt.
„“Außerdem nehmen Sie wohl an, dass vom Boden KEIN konvektiver Strom ausgehen kann“ – Die 1.Atmosphärenschicht ist die am Boden liegend.“
so wie ich das sehe, hat Ihre 1. bobenanliegende Atmsophaerenschicht einen konvektiven Waermestrom von 118 Wm-2, der Boden selber aber Null, und dies ist falsch, denn der Boden verliert konvektiv ja auch Energie, mein Beispiel mit dem Strahler mit und ohne Vakuum haben Sie wohl nicht verstanden…?
„Jede Schicht steht im Strahlungsaustauschgleich, da ist praktisch die „Rückstrahlung“ integriert.“
Geben Sie also bitte zur Klarheit die Strahlungsenergiefluesse nach oben und nach unten fuer jede Ihrer drei Atmosphaerenschichten getrennt und nicht nur die Nettobetraege an. Also wuerde in Ihrer Welt ein Pyrgeometer auch auch von oben Strahlung messen? Dann haette ich Sie also missverstanden, aber mit Angabe der Bruttobeitraege in beide Richtungen, koennen Sie da Klarheit verschaffen…
„Und merken Sie sich das endlich mal, die Strahlungstemperatur und Materietemperatur ist nur im Strahlungsgleichgewicht gleich.“
In meinem #131 sind keine Temperaturen angegeben. Und wie gross sind die Unterschiede in Kelvin in Ihrem Modell in den 3 Schichten zwischen Strahlungs- und Materietemperatur?
„Hierbei ist T(2) = 252K (Troposphäre) und für dT wird der adiabatische Temperaturgradient von -0,0065 K/m verwendet, sowie die Emissionsgrade e(1) = 0,67; e(2) = 0,51; e(3) = 0,31 der drei Atmosphärenschichten.“
Sind die T(2) und dT bei Ihnen nun Materie oder Strahlungstemperatur?
“ Das Strahlungsgleichgewicht gilt auf der Erde nicht.“
Gegenueber dem Weltall schon, aber Teilsysteme der Atmsophaere und der Boden stehen nicht im Strahlungsgleichgewicht. Das ist ja klar, denn wir haben ja noch den konvektiven Enegiefluss dort.
Wissen Sie also nun endlich, wie Sie Ihr 3 Schichten Atmsophaerenmodell physikalisch korrekt hinbekommen und haben Sie verstanden, wie ein Pyrgeometer funktioniert und dass der Boden durch Konvektion Energie verliert?
Hallo Herr NicoBaecker (#131),
„Schließlich wird in der Stratosphäre quasi“ – Ich spreche von der Troposphere, nicht von der Stratosphäre!
Hierbei ist T(2) = 252K (Troposphäre) und für dT wird der adiabatische Temperaturgradient von -0,0065 K/m verwendet, sowie die Emissionsgrade e(1) = 0,67; e(2) = 0,51; e(3) = 0,31 der drei Atmosphärenschichten.
„Außerdem nehmen Sie wohl an, dass vom Boden KEIN konvektiver Strom ausgehen kann“ – Die 1.Atmosphärenschicht ist die am Boden liegend.
Jede Schicht steht im Strahlungsaustauschgleich, da ist praktisch die „Rückstrahlung“ integriert.
Und merken Sie sich das endlich mal, die Strahlungstemperatur und Materietemperatur ist nur im Strahlungsgleichgewicht gleich. Das Strahlungsgleichgewicht gilt auf der Erde nicht. Deshalb kann die Materietemperatur höher liegen als die Strahlungstemperatur.
Der Rest ist für mich unverstandenes physikalisches Wirrwarr.
MfG
W. Kinder
#128: Jochen Ebel, noch mal für XXXXXXXX:
Der 2.HS der Thermodynamik verbietet selbstverständlich keine „Gegenstrahlung“ – folglich habe ich, auch wenn ich ihn zitieren, das niemals behauptet, wie Sie mir permanent unterschieben wollen.
Was er beschreibt ist allerdings,
dass ein kalter „Strahler“ einen wärmeren „Strahler“ nicht erwärmen kann.
Die „Gegenstrahlung“ kann also die wärmere Erde nicht noch wärmer machen,
das kann nur am Tag die heißere Sonne.
Da müsste jeder normale Mensch verstehen können.
mit freundlichen Gruß
Lieber Herr Kinder, #124
Ich weiß nicht, was die Funktion eines Pyrgeometers mit Ihrer Rechnung zu tun haben soll! Das Pyrgeometer misst die einfallende Strahlungsleistung im Infrarotbereich, die durchs Fenster eintrifft, dazu ist es gebaut. Dabei wird Strahlung aus demjenigen Halbraum detektiert, in dessen Richtung das Fenster orientiert ist. Andere Energieströme, die auch vertikal erfolgen, wie z.B. der turbulente, konvektive Strom latenter Wärme, werden selbstverständlich nicht erfasst, denn das will man ja nicht messen und um Messfehler durch nicht-strahlende Energieflüsse zu vermeiden, ist das Instrument thermisch von der atmosphärischen Umgebung isoliert!
Vom oben empfängt man die sog. Gegenstrahlung der Luft mit ca. 300 W/m^2, von unten die Strahlung vom Boden und der Luft dazwischen von ca. 400 W/m^2.
„Der gemessene Wert am Pyrgeometer ist also die durch Strahlungsaustausch und Konvektion bedingte Strahlungsstromdichte in der Höhe [des Instrumentenfensters, NB] über dem Boden […] im oberen Halbraum.“
So wäre es richtig. Meinten Sie es auch so? Aber was soll:
„zur integralen Wärmestromdichte“
Meinen Sie damit die Summe aller vertikalen Energieströme von oben nach unten? Uns interessiert hier nur die Energie in Form von elektromagnetischen Wellen zwischen 4 und 100 µm. Dass diese durch die Umwandlung anderer Energieformen erzeugt wird, „ist dem Instrument egal“!
„Die Strahlungsstromdichte kommt dabei vom Boden und nicht aus dem oberen atmosphärischen Halbraum.“
Wenn das Instrumentenfenster nach oben zeigt, so kommt die detektierte Strahlung natürlich von oben aus dem oberen Halbraum (=Gegenstrahlung). Die Strahlung aus dem unteren Halbraum gelangt logischerweise nicht auf den Detektor.
Zu Ihrer Rechnung. Ich nehme an, die 1-3. Atmosphärenschichten sind Schichten mit steigender Höhe vom Boden. Es ist prinzipiell richtig, das der Nettoenergiefluß (Betrag Leistungsstromvektor nach oben minus – Betrag Leistungsstrom nach unten) zwischen Boden und oberem Rand der Atmosphäre konstant sein muß, wenn in der Atmosphäre keine Energiequellen sind. Der Einfachheit halber verwenden Sie die auch bei der populären Erklärung häufig verwendete Annahme, dass einfallendes Sonnenlicht nur am Boden absorbiert wird und nicht in der Atmosphäre. Damit kann man sich dann nur noch auf die Verteilung des Energiestromes auf die thermische Strahlung und konvektive Ströme konzentrieren. Ihre Summe muss mit dem thermischen Strahlungsstrom vom Boden übereinstimmen.
„440 W/m^2 Boden ->
322 W/m^2 Strahlung + 118 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (1.Atmosphärenschicht)
282 W/m^2 Strahlung + 158 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (2.Atmosphärenschicht)
242 W/m^2 Strahlung + 198 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (3.Atmosphärenschicht)“
Wenn Atmosphärenschicht 3 höher als Atmosphärenschicht 1 liegt, so ist Ihre Rechnung aber quantitativ falsch!
Denn der konvektive Wärmestrom aus fühlbarer und latenter Wärme nimmt mit zunehmender Höhe AB und NICHT ZU wie bei Ihnen! Schließlich wird in der Stratosphäre quasi keine latente Wärme mehr transportiert, weil der Wasserdampf in der Troposphäre zu Wolken kondensiert ist und Konvektion nur bis zur Tropopause reicht!
Außerdem nehmen Sie wohl an, dass vom Boden KEIN konvektiver Strom ausgehen kann, wieso das? Machen Sie mal in Gedanken folgendes Experiment. Sie nehmen einen schwarzen Strahler und heizen ihn konstant. Der Strahler befindet sich im Vakuum mit für Strahlung transparenten Wänden. Es stellt sich ein Gleichgewicht zwischen zugeführter und abgestrahlter Leistung ein und damit stellt sich der Strahler auf eine konstante Schwarzkörpertemperatur ein. Was passiert nun, wenn der Rezipient entfernt wird und der Strahler der Umgebungsluft ausgesetzt wird? Richtig, der Strahler kühlt ab, denn die konstant zugeführten Heizenergie wird nun nicht mehr wie vorher gänzlich per Strahlung abgeführt, sondern teilweise auch konvektiv. Daher sinkt die Gleichgewichtstemperatur, und zwar auf die entsprechende Schwarzkörpertemperatur des Anteils strahlend abgeführter Energie. Wenn Sie also die Temperatur auch nach Kontakt mit der Luft konstant halten wollen, müssen Sie wohl oder übel die zugeführte Energie um den konvektiven Verlust erhöhen.
Zu Ihrer falschen Energiebilanz: Nehmen wir an (ich weiß nicht, woher Sie diese Zahlen nehmen, 440 ist schon tropisch), 242 W/m2 Leistungsstrom verlässt die Oberkante der Atmosphäre (TOA) ins Weltall. Die einzige Energieform, die dies tragen kann, ist Strahlung. Nehmen wir ferner an, die 440 W/m^2 sei der Strahlungsfluß am Boden, also gilt mit der obigen Voraussetzung keiner weiterer Energiequellen in der Atmosphäre:
242 W/m^2 = 242 W/m^2 Strahlung + 0 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (TOA)
Längs der Stratosphäre bis zur Tropopause gilt vereinfacht dasselbe.
In der mittleren Troposphäre (ca. 5 km) beträgt die Energiebilanz dann z.B.:
242 W/m^2 = 300 W/m^2 Strahlung + 50 W/m^2 latente Wärme + Konvektion + X5 (5 km)
Am Boden
242 W/m^2 = 440 W/m^2 Strahlung +118 W/m^2 latente Wärme + Konvektion + X0 (0 km)
Sie sehen, in der Bilanz fehlt noch etwas (X…). Das X bestimmen Sie mit dem Pyrgeometer, indem Sie es mit dem Fenster nach oben in den oberen Halbraum richten in den verschiedenen Höhenniveaus messen. Den Strahlungsfluß von unten (440 aus dem Boden, über 300 in rd. 5 km runter bis 242 von Tropopause bis TOA) messen sie ebenfalls mit dem Pyrgeometer, indem Sie das Fenster nach unten ausrichten.
@ #127: Dr.Paul, 13.01.2012, 06:49
„Was aber kann in der Realität nur einen (netto) Energietransport von A nach B bewirken?
Richtig, eine DIFFERENZ und nicht ein Gleichgewicht.“
Die Bemerkung „(netto)“ ist richtig. Und die „DIFFERENZ“ ist nahezu konstant, deshalb spricht man vom Fließgleichgewicht, was aus Hinstrahlung und Gegenstrahlung besteht.
MfG
@ #124: W. Kinder, 12.01.2012, 20:43
„Vom Boden kommen 440 W/m^2 Wärmestromdichte, dabei sind 80 W/m^2 latente Wärme und 38 W/m^2 Konvektion an der Grenzschicht. Jetzt muss in der Atmosphäre ein Quasi-Strahlungs-Konvektions-Gleichgewicht eingestellt werden.“
Und latente Wärme und Konvektion gehen im Laufe der Troposphäre auch in Strahlung über und oben werden ca. 240 W/m² ins Weltall abgestrahlt. Da überall ein Energiegleichgewicht herrscht, muß die Differenz als Gegenstrahlung berücksichtigt werden, so daß in allen Höhen ein Nettowärmestrom von 240 W/m² ist.
Mit Ihren Werten ist also die Gegenstrahlung am Boden 200 W/m² und sinkt bis zur Spitze der Atmosphäre auf 0 ab.
MfG
@ #123: Dr.Paul, 12.01.2012, 18:23
„Und stellen Sie mir nicht ungebeten irgendwelche Aufgaben, sondern bleiben beim Thema.“
Ich bleibe beim Thema – aber damit Sie selbst Ihren Unsinn erkennen können, kommen eben diese Fragen.
@ #123: Dr.Paul, 12.01.2012, 18:23
„Die physikalische Erklärung, die ich für Raureif gegeben habe, ist richtig und Sie sprechen von Unsinn.“
Die Erklärung ist eben nur halbrichtig, weil Sie die Gegenstrahlung abstreiten wollten. Die richtige Erklärung ist einfach – es kommt eben von oben eine Gegenstrahlung von ca. 250 W/m². Dadurch kommen wir auf ganz andere Temperaturen des Grashalm:
Bei 17°C (=290K) Bodentemperatur strahlt der Boden mit 401 W/m² und von oben kommen 250 W/m² – insgesamt also 651 W/m². Von dieser auf beiden Seiten des Grashalms insgesamt absorbierten Energie strahlt jede Seite des Grashalms die Hälfte ab – also 325 W/m². Dazu gehört eine Temperatur von 275 K (=+2°C). Also mit der Gegenstrahlung ist die Temperatur so, daß die Raureifbildung ein seltenes Ereignis ist – aber da Sie ja die Existenz der Gegenstrahlung leugnen wollen, konnten Sie meine Frage nicht beantworten und haben mir mit Ihren schlechten Manieren, wenn es ungemütlich für Sie wird, unzutreffend vorgeworfen:
@ #123: Dr.Paul, 12.01.2012, 18:23
„Sie sprechen von Unsinn. Was soll der Leser von Ihren Manieren halten?“
Aber Ihr Unsinn geht weiter. Vorsichtshalber haben Sie überlesen – weil Sie es wieder nicht beantworten können, ohne Ihren Unsinn ad acta zu legen:
@#102: Jochen Ebel, 09.01.2012, 18:08:
„‚Warum ist der adiabatische Temperaturgradient an der Tropopause zu Ende?‘ Danach steigt die Höhe weiter.“
Die Frage beantworten Sie lieber nicht, weil die Antwort Ihren Unsinn entlarvt.
Die Antwort ist ganz einfach – weil dort keine Vertikalkonvektion mehr herrscht, die Voraussetzung für einen adiabatischen Temperaturgradienten ist – diese Ursache wollen Sie aber fälschlich bestreiten:
@ #90: Dr.Paul, 08.01.2012, 18:20
„Der adiabatische Temperaturgradient = Temperaturabnahme mit der Höhe über dem Meeresspiegel
hat WEDER
etwas mit der Konvektion zu tun
NOCH
mit irgend einer Form von ‚Treibhauseffekt'“
was eben nachweislich falsch ist, wie Sie mit dem Überlesen meiner Frage beweisen.
MfG
#116: Warum die AGW-Vertreter so viel Wert auf die „Durchschnittstemperatur“ legen.
Sie wollen damit ein Strahlen-GLEICHGEWICHT postulieren, das es in der Realität NICHT gibt.
Mit Hilfe eines hypothetischen thermodynamischen Gleichgewichtes hofft man die Vorstellung einer „Gegenstrahlung“ einbauen zu können und damit irgendwie die Physik (2.HS) umgehen zu können.
Was aber kann in der Realität nur einen (netto) Energietransport von A nach B bewirken?
Richtig, eine DIFFERENZ und nicht ein Gleichgewicht.
Die treibende Kraft ist also der Wärme-UNTERSCHIED zwischen A und B. Der heissere Körper gibt dem kälteren Körper Wärme ab,
AUCH WENN BEIDE STRAHLEN.
Es kommt NIEMALS zu einem Ausgleich oder einen Gleichgewicht.
Am Tag ist das Temperaturgefälle von der heißen Sonne zur warmen Erde,
nachts von der warmen Erde zum kalten Weltall.
Dabei darf man nicht vergessen,
dass die Erde nachts nur das abstrahlen kann, was sie am Tag von der Sonne erhalten hat und es ist leicht zu erkennen, da die Erde kein Spiegel ist, dass das WENIGER sein muss weil es am Tag Wärmeübergänge OHNE Strahlung gibt.
Wenn es also ein Spurengas wie CO2 gibt, das unbestritten ein winziges Segment der Wärmestrahlung absorbieren kann,
so kann man diese Absorbtion nicht SELEKTIV auf die Abstrahlung der Erde beschränken, sondern der Effekt vermindert auch die Einstrahlung.
Da diese größer ist,
resultiert netto ein KÜHLEFFEKT.
Für Wasser und Wolken sowie Staubpartikel weis das eigentlich jeder. Für CO2 ist das ebenso.
Es ist eine Schande für die Wissenschaft dass diesbzgl. gelogen wird, dass sich die Balken biegen.
mfG
Sehr geehrter Herr Dr. Paul
Dr. Paul zu #121 Rauhreif
„meine Antwort war unklar?
Die Erde kühlt sich nachts GRUNDSÄTZLICH stärker ab als die Atmosphäre, weil sie WESENTLICH besser strahlen kann.
Also kann auf der Erde nachts schon Frost herrschen (=Raureif), wenn die Lufttemperatur darüber noch über 0° warm ist.“
Nein, das ist vermutlich völlig unumstritten. Mir ging es speziell um die Aussage von Herrn Ebel, dass auch der Boden wärmer ist als das bereifte Gras, was durchaus seltener zu sein scheint als bereiftes Gras über ebenso kaltem Boden (die Luft ist in beiden Fällen meist wärmer als das Gras – jedenfalls in einer bestimmten Höhe.
Oder, um es ganz einfach zu machen: es geht um die metereologische Urtatsache der nächtlichen (stabilen) Bodeninversion, die ja, wie Sie richtig schreiben die Umkehrung der labilen Schichtung bei Sonnenschein am sagenwirmal späten Vormittag ist.
Dass Festkörper im Allgemeinen besser absorbieren und damit auch besser abstrahlen als Gase, auch als die so genannten Treibhausgase, ist doch eigentlich auch unumstritten – oder?
Schließlich bleibt noch die geringere Wärmekapazität der Grashalme gegenber dem Boden, weshalb diese eher bereifen oder betauen als der Boden selbst – wohl auch unbestritten.
Also – es beweist wohl eher gar nichts – oder?
Allerdings – nähme man an, Wasserdampf wäre kein sog. Treibhausgas, oder besser, es gäbe gar keine solchen – die Sache wäre grundsätzlich nicht anders.
Herr Ebel wollte nun sagen, dass diese Erscheinung in dem letzten, konstruierten Fall häufiger aufträte, soweit ich das verstanden habe.
Da bin ich allerdings skeptisch, weil die sog. Treibhausgase, insbesondere Wasserdampf natürlich sowohl besser wärmen als auch besser kühlen können…
Worauf ich in #115 hinaus wollte, ist der (auch nicht exotische) Sonderfall, dass die Verdunstungskälte bei bestimmten Luftgeschwindigkeiten dazu führt, dass der konvektive Wärmeübergang von der warmen Luft zum kalten Gras kleiner ist, als die durch die gleiche ungesättigte warme Luft verursachte Verdunstungskälte auf dem nassen Gras, woduch das Gras zusätzlich gekühlt wird und sich Tau oder Regentropfen in Eis bzw. Rauhreif verwandeln. Die Unterscheidung zwischen trockener und nasser Konvektion scheint bei den Klimadiskussionen immer in einer Einheit dargestellt zu werden – allenfalls ist noch von latenter Wärme die Rede, was für den Laien ähnlich schwer verständlich ist, wie die Verwischung des aus der Erfahrung bekannten Tag-Nacht-Unterschieds bei der Strahlung.
Meine Frage nach dem Smiley kam eben deshalb, weil ich wusste, dass weder Sie noch gar Herr Ebel auf DIESEN Fall (Verdunstungkälte bei „gegensätzlicher“ Konvektion) hinauswollten.
Viele Grüße
Michael Klink
#116: Michael Klink
Das postulierte Strahlengleichgewicht mit einer „errechneten“ Durchschnittstemperatur von Tag + Nacht zusammen ist deshalb physikalisch falsch,
weil die Strahlung mit der 4. Potenz der Temperatur wächst.
Man müsste also physikalisch korrekt zuerst die Strahlung bestimmen und dann einen Mittelwert der Strahlung, nicht der Temperatur errechnen.
Deshalb ist eine getrennte Betrachtung von Tag und Nacht selbstverständlich physikalisch exakter und nicht schlechter.
Der Teufel liegt also im Detail. Wenn man jetzt noch die völlig wechselhafte Albedo der Erdoberfläche berücksichtigt, sieht man eigentlich die Unmöglichkeit dieses Unterfangens.
Wenn sich hier also einige vehement gegen eine Trennung von Tag und Nacht aussprechen,
dann wird es sehr verdächtig.
Kann eine Berechnung ungenauer werden, wenn man sie etwas genauer macht?
Ich bleibe dabei,
man muss sich gar nicht in „Rechnungen“ verlieren,
sondern nach den physikalischen Grundlagen fragen.
Die werden hier einfach ignoriert.
Angeblich „allgemein anerkannt“ ist, man soll es nicht für möglich halten, nicht die Physik, sondern ein Strahlenberechnungsmodell mit der Erde als schwarzen Körper (was sie nicht ist!)und ganz ohne Atmosphäre (was sie nicht ist!) und einer „Durchschnittstemperatur“ statt Durchschnittsstrahlung (siehe oben)
als Begründung für „den Treibhauseffekt“, wenn die reale Temperatur in 2m Höhe in der Atmosphäre mit diesem falschen Modell ohne Atmosphäre etc. nicht übereinstimmt.
Das ist schlicht eine Beleidigung für logisches Denkvermögen!
Man muss lediglich mit der barometrischen Höhenformel in die richtige Höhe gehen
und siehe da, die Bilanz ist ausgeglichen bei -18° C in ca. 3,3km Höhe (trocken).
Es ist doch aberwitzig und absolut verbohrt zu verlangen,
man müsse unbedingt eine ausgeglichene Strahlenbilanz bei einer NICHT „schwarzen“ Erde MIT Atmosphäre von sagen wir 300km Dicke unbedingt in 2m Höhe festlegen!!!
Warum?
Damit wir jetzt ohne wirklich inhaltliche physikalische Begründung einen Treibhauseffekt „definieren“ können.
Nee, natürlich nicht messen, ha, ha.
Was sagt aber die Physik über die MÖGLICHKEIT von absorbtionsfähigen Gasen zwischen Wärmequelle und Objekt?
Kühlung,
für die Erde
am Tag langsamere Erwärmung,
nachts langsamere Abkühlung,
genau das, was wir auch von Wolken kennen.
Ein weiteres physikalisches Hindernis:
Physikalisch kann eine warme Erde nicht von einer kalten Atmosphäre erwärmt werden.
mfG
p.s. ich kann aus Zeitgründen nicht jede Frage beantworten, da ich voll berufstätig bin
und meine Frau schon aufs Klima schimpft 🙂
Hallo Werter Herr NicoBaecker (#119),
Nee, Sie haben schon richtig verstanden – Wärmestromdichte! Strahlung ist nur ein Teil der Wärmestromdichte.
Vom Boden kommen 440 W/m^2 Wärmestromdichte, dabei sind 80 W/m^2 latente Wärme und 38 W/m^2 Konvektion an der Grenzschicht. Jetzt muss in der Atmosphäre ein Quasi-Strahlungs-Konvektions-Gleichgewicht eingestellt werden. Für den Übergang Boden zur 1.Atmosphärenschicht hat man eine reine Strahlungsstromdichte von 322 W/m^2 in der untersten Atmosphären-Schicht. Diese Leistung muss aber auch im Quasi-Gleichgewicht mit der Konvektion nach oben stehen, also dem integralen Wärmestromdichte in der oberen Atmosphäre.
Dann nochmals:
Der gemessene Wert am Pyrgeometer ist also die durch Strahlungsaustausch und Konvektion bedingte Strahlungsstromdichte in der Höhe über dem Boden zur integralen Wärmestromdichte im oberen Halbraum.
Die Strahlungsstromdichte kommt dabei vom Boden und nicht aus dem oberen atmosphärischen Halbraum.
Somit ist die Bilanz erfüllt:
440 W/m^2 Boden ->
322 W/m^2 Strahlung + 118 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (1.Atmosphärenschicht)
282 W/m^2 Strahlung + 158 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (2.Atmosphärenschicht)
242 W/m^2 Strahlung + 198 W/m^2 latente Wärme + Konvektion (3.Atmosphärenschicht)
MfG
W. Kinder
#122: Verehrter Jochen Ebel,
Die physikalische Erklärung, die ich für Raureif gegeben habe, ist richtig
und Sie sprechen von Unsinn.
Was soll der Leser von Ihren Manieren halten?
Und stellen Sie mir nicht ungebeten irgendwelche Aufgaben, sondern bleiben beim Thema.
mfG
@ #121: Dr.Paul, 11.01.2012, 20:18
„Die Erde kühlt sich nachts GRUNDSÄTZLICH stärker ab als die Atmosphäre, weil sie WESENTLICH besser strahlen kann.
Also kann auf der Erde nachts schon Frost herrschen (=Raureif), wenn die Lufttemperatur darüber noch über 0° warm ist.“
Aber warum ist das so selten, wenn keine Strahlung von oben kommt?
Sie gehen offensichtlich auch richtig davon aus, daß beim Grashalm fast Strahlungsgleichgewicht herrscht, weil er kaum energiespeichernde Masse hat und der Bodenwind meist auch sehr ruhig ist. Auch kann im Infrarotbereich von nahezu schwarz ausgegangen werden.
Nehmen wir ein Beispiel:
Wegen der Wärmespeicherung des Bodens kühlt der Boden nicht so stark aus, wie der Grashalm. Deswegen nehmen wir 17°C (=290K) als Bodentemperatur an. Ohne Strahlung von oben nimmt dann im Strahlungsgleichgewicht der Grashalm eine Temperatur von 244 K (= -29°C) an. Bei diesen Temperaturen strahlt der Erdboden ins All 401 W/m² und der Grashalm 201 W/m² ins All. Der Erdboden starhlt auch nur 201W/m² zum Grashalm, weil ja die Temperaturdifferenz zwischen Erdboden und Grashalm kleiner ist als zwischen Erdboden und All.
Da nun morgendliche Bodentemperaturen unter 17°C ein sehr häufiger Wert sind, noch mal meine Frage: Aber warum ist das trotzdem so selten?
Fragen, die Ihren Unsinn entlarven
(#102: Jochen Ebel, 09.01.2012, 18:08: „Warum ist der adiabatische Temperaturgradient an der Tropopause zu Ende?“ Danach steigt die Höhe weiter.)
beantworten Sie lieber nicht.
MfG
#115: Michael Klink,
meine Antwort war unklar?
Die Erde kühlt sich nachts GRUNDSÄTZLICH stärker ab als die Atmosphäre, weil sie WESENTLICH besser strahlen kann.
Also kann auf der Erde nachts schon Frost herrschen (=Raureif), wenn die Lufttemperatur darüber noch über 0° warm ist.
Nehmen Sie also einfach statt Taupunkt den Gefrierpunkt.
Am Tag ist es umgekehrt, die trockene Erde ist bei Sonnenschein IMMER DEUTLICH wärmer als die Luft darüber (Üblicherweise wird „die Temperatur“ in 2 m Höhe gemessen).
Es können Unterschiede von über 30° sein.
mfG
Lieber Herr Kinder,
stimmt. Gilt näherungsweise. Reicht ja aus, wenn LTE näherungsweise gilt. Ich hätte vorsichtiger formulieren sollen.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Lieber Herr Kinder, #118
„NEE, man mißt keine Strahlungsleistung, sondern eine integrale wärme-bedingte Strahlung.“
Wo ist da der Unterschied? Strahlungsleitung wird in Watt gemessen und Strahlungsleistungsdichten in Watt pro Quadratmeter. Das Pyrgeometer misst die Strahlungsleistung der elektromagnetischen Strahlung zwischen 4 und 100 um Wellenlänge , die von Außen einfallend durch ein entsprechend transparentes Fenster auf eine thermisch von der Umgebung isolierte Empfängerfläche trifft, dort idealerweise (sonst Kalibrierung) 100% über den Wellenlängenbereich absorbiert wird und diese Fläche soweit aufheizt bis ein Energiegleichgewicht besteht. Die Temperatur im Gleichgewicht wird gemessen und liefert damit per Stefan-Boltzmann für Schwarzstrahler eine eindeutige Strahlungsleistungsdichte in Watt pro Quadratmeter für die einfallende Strahlung!
„Der gemessene Wert am Pyrgeometer ist also die durch Strahlungsaustausch und Konvektion bedingte integrale Wärmestromdichte im oberen Halbraum [in Richtung Boden gerichtet = sog. Gegenstrahlung, NB]“.
Ja sicher, was denn sonst? Wollen sie etwas anderes messen? Ich nicht!
Hallo Werter Herr NicoBaecker (#106)
NEE, man mißt keine Strahlungsleistung, sondern eine integrale wärme-bedingte Strahlung.
Ausgehend von drei optisch dichten übereinanderliegenden Atmosphärenschichten der Dicke dz mit den mittleren thermodynamischen Temperaturen T(1), T(2) und T(3) beginnend von unten. Die Temperaturabnahme nach oben sei konstant. Dann ergibt sich für die vertikale Strahlungs-Divergenz im Strahlungsaustausch:
dF/dz = {[e(2)*sb*T(2)^4 – e(3)*sb*T(3)^4] – [e(1)*sb*T(1)^4 – e(2)*sb*T(2)^4]}/dz
und mit T(3) = T(2) – dT und T(1) = T(2) + dT folgt:
dF/dz = sb/dz * {2*e(2)*T(2)^4 – e(3)*[T(2) – dT]^4 – e(1)*[T(2) + dT]^4}
Hierbei ist T(2) = 252K (Troposphäre) und für dT wird der adiabatische Temperaturgradient von -0,0065 K/m verwendet, sowie die Emissionsgrade e(1) = 0,67; e(2) = 0,51; e(3) = 0,31 der drei Atmosphärenschichten. Man erhält:
dF/dz = 5,67*10^-8/4000m * [2*0,51*252^4 – 0,31*(252 – 26)^4 – 0,67*(252 + 26)^4] = -39,5 W/m^2/4000m = -0,0098 (W/m^2)/m
Rechnet man jetzt mit einer mittleren Troposphären-Höhe von 12000 Meter, ergibt dies eine Abnahme von -118 W/m^2. Die Differenz aus Oberflächen-Wärmestromdichte von 440 W/m^2 und Strahlungs-Konvektions-Schwächung von -118 W/m^2 ergibt jetzt die sogenannte Gegenstrahlung/Rückstrahlung oder „Downwelling Longwave Radiation“ von 322 W/m^2.
Oder anders gesagt: Die „Strahlungsabkühlung“ der gesamten Schicht muss so vertikal umverteilt werden, dass der entsprechende Temperaturgradient dabei erhalten bleibt.
Der gemessene Wert am Pyrgeometer ist also die durch Strahlungsaustausch und Konvektion bedingte integrale Wärmestromdichte im oberen Halbraum.
MfG
W. Kinder
Hallo Werter Herr Günter Heß (#113),
Wenn „Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht“ gilt, dann muss auch ein „lokales Strahlungsgleichgewicht“ gelten.
Kann man für die Atmosphäre ein „lokales Strahlungsgleichgewicht“ im Sinne der Kontinuumsphysik annehmen?
Ich denke mal, definitiv nicht! Also kann man nur von einer Annahme oder Näherung sprechen.
MfG
W. Kinder
#87 Herr Kinder zum Thema:
Tag- und eine Nacht-(durchschnitss-)darstellung der Strahlungsbilanz
Sehr geehrter Herr Kinder,
sicher sind Ihre Argumente dagegen (wie auch die von Herrn Heß #86) stichhaltig.
z.B.
1. „Man kann aus einem ganzen, dynamischen und zyklischen System, nicht zwei voneinander abhängige aber unzyklische (isolierte) Systeme machen.“
Man kann (unzyklisch, aber nicht isoliert), natürlich nur mit Informationsverlust – wie bei jedem Modell. Auch das bekannte „Ganztagsmodell“ spielgelt die komplexen Vorgänge nicht wider.
2. „hätte man vielleicht die Vorstellung, dass die ankommende Energie/Entropie von der Sonne nur auf der Tag-Seite wirksam wird (etwa so wie beim Planeten Mars). Damit hätte man das nächste Problem. Die daraus resultierende effektive Strahlungstemperatur würde 304K und die mittlere Oberflächentemperatur 341K betragen. So eine effektive Strahlungstemperatur und Oberflächentemperatur der Erde konnte noch nie von keinen Satelliten oder Mess-Station gemessen werden – Schlussfolgerung: Energie/Entropie-Verteilung.“
Nein, man kann jedes Modell falsch verstehen, aber genau das war ja nicht gemeint. Man hat ja (die zutreffenden) Messwerte sowohl für die Oberflächentemperatur wie auch für die Strahlung in Richtung Orbit.
…und dann haben Sie es ja doch ganz passabel hinbekommen :-)! Naturlich mit dem notwendigen Strom von der Tag- zur Nachtseite! Alle Achtung!
Wenn ich mir das jetzt noch in der Trenberth’schen Form vorstelle….;-).
…wäre ich ganz zufrieden. Ob Herrn Zuber das auch zufriedenstellen könnte, weiß ich nicht, Herrn Dr. Paul allerdings mit ziemlicher Sicherheit nicht ;-).
Viele Grüße
Michael Klink
#108 / Herr Ebel an Herrn Dr. Paul:
„Können Sie noch nicht mal lesen? Ich hatte nicht von Tau gesprochen, sondern von Reif und Luft- und Boden-temperaturen über 0°C.“
…ich tippe auf Konvektion durch horizontale Luftströmung…(ich weiss jetzt nicht, ob ich einen Zwinkersmiley dahinter machen soll :-).
Viele Grüße
Michael Klink
Vor ungefähr einer Woche stellte ich in #35 die Frage, was denn EIKE-Mitglieder über den Aufsatz von Lord Monckton denken. Denn es wäre gerade von den im Beirat anwesenden Physikern schon interessant zu erfahren, wo man diese Aussagen einzuordnen hat. Da sich aber niemand dazu äußerte, muss man wohl annehmen, dass die EIKE-Mitglieder fachlich an den Artikel nichts auszusetzen haben.
Lieber Herr J. Müller #89,
Noch eine Ergänzung zu meinen Daten oben:
Eine Anmerkung und Ergänzung. Um eine 15 µm CO2 Schwingung anzuregen, brauchen wir ein N2 Molekül mit einer Geschwindigkeit größer etwa 755 m/s.
Bei 220 K haben ca. 3% der Stickstoffmoleküle eine Geschwindigkeit die größer ist, bei 255 K etwa 5% und bei 288K etwa 8%.
220 K ist die Temperatur in etwa 10000 m Höhe, 255 K in 5000 m Höhe und 288K in etwa an der Erdoberfläche. Für die 1976 US Standardatmosphäre.
An diesen Höhen haben wir in etwa die folgenden freien Weglängen 200 nm, 110 nm und 70 nm.
Das führt zu folgenden elastischen Stoßzahlen 2*10^9 pro Sekunde, 4*10^9 pro Sekunde, 7*10^9 pro Sekunde für N2. Für die notwendigen inelastischen Kollisionen sind die wirksamen Stoßzahlen in etwa um einen Faktor 10^-4 niedriger. Trotzdem haben wir also immer noch größer 100000 Kollisionen pro Sekunde. Davon treffen dann also mindestens größer als 3000 Moleküle pro Sekunde mit der passenden Energie und stoßen inelastisch und können das zur 15 µm Linie gehörige Energieniveau anregen.
Für den 15 µm Übergang des CO2 haben wir etwa diese 10^5 inelastische Kollisionen pro Sekunde (Thomas und Stamnes). Das heißt 3000 Moleküle pro Sekunde stoßen jedes CO2 Molekül mit der passenden Energie.
Das reicht, um die 15 µm Zustände immer auf der Besetzungszahl gemäß der Boltzmann-Verteilung zu halten und garantiert, dass sich immer genügend CO2 Moleküle in angeregten Zuständen befinden, so dass auch immer 15 µm Photonen abgestrahlt werden, „Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht“ gilt und wir die Planckfunktion als Quellfunktion für die Strahlungstransfergleichung benutzen können.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
//// #107: Norbert Fischer sagt:
„@ Paul
Es mag geduldigere Mitforisten geben, die die Hoffnung bei Ihnen noch nicht aufgegeben haben. Ich gehöre nicht dazu und lehne es ab, zu ihrem Unsinn überhaupt Stellung zu nehmen.“ ////
Wie wäre es dann mit dieser Passage aus der linksgerichteten pro-AGW Wikipedia: „Stickstoff und Sauerstoff beeinflussen das Strahlungsband von Luft trotz ihres großen Anteils kaum, denn aufgrund der Molekülsymmetrie sind sie nicht IR-aktiv, das heißt, sie absorbieren keine Infrarotstrahlung.“?
de.wikipedia.org/wiki/Gasstrahlung
#107: Norbert Fischer ihr AGW´ler seid wirklich rotzfrech:
wenn Naturgesetze eurer Wunschtheorie im Weg stehen, werdet ihr beleidigend.
Ich hoffe fast, dass ihr irgendwann selbst die Zeche für eure Sünden bezahlen müsst.
mfG
#106: NicoBaecker Physik:
KEIN GAS IST EIN SCHWARZER STRAHLER!!!
zu #107 bis #109
diese erwarteten fachlich leeren Kommentare darf ich als Kompliment werten? 🙂
mfG
Nun Paul,
„Das Strahlungsverhalten von Gasen unterscheidet sich GRUNDSÄTZLICH von dem Strahlenverhalten von Flüssigkeiten (Wolken) und festen Körpern!“
Dass Gase gegen die Naturgesetze verstoessen nehmen Sie ja schon laenger als Ausgangspunkt an, ist eben eine gute Ausgangsposition, die nicht viel Nachdenken ueber Details der Physik erfordert.
@ #105: Dr.Paul, 09.01.2012, 19:01
„der Tau am Morgen (nachts) kommt zustande wegen der Strahlungsfähigkeit der Erdoberfläche (Abkühlung) und der FEHLENDEN Strahlungsfähigkeit der Atmosphäre darüber.
Denken Sie jetzt bitte selbst weiter.
Die Sättigungsgrenze (Taupunkt) von Wasser ist temperaturabhängig.“
Können Sie noch nicht mal lesen? Ich hatte nicht von Tau gesprochen, sondern von Reif und Luft- und Boden-temperaturen über 0°C.
MfG
@ Paul
Es mag geduldigere Mitforisten geben, die die Hoffnung bei Ihnen noch nicht aufgegeben haben. Ich gehöre nicht dazu und lehne es ab, zu ihrem Unsinn überhaupt Stellung zu nehmen.
Lieber Herr Kinder, 101
„Das heißt, man mißt die Temperatur-Strahlung, die sich im Strahlungsaustauschgleichgewicht in der Höhe vom Pyrgeometer einstellt“ im Energiegleichgewicht mit einem schwarzen Referenzstrahler, dessen Zusammenhang zwischen Leistungsdichte und Temperatur ueber das Stefan-Boltzmannsche Gesetz eindeutig bestimmt ist. Dadurch kann man ueber die Temperatur des schwarzen Referenzstrahlers auf die Strahlungsleistungesdichte der einfallenden Infrarotstrahlung aus dem oberen (Gegenstrahlung) bzw. unteren Halbraum unabhaengig von ihrer Entstehung und Herkunkt
messen.
#102: Jochen Ebel, das wissen Sie nicht?
zu 103
der Tau am Morgen (nachts) kommt zustande wegen der Strahlungsfähigkeit der Erdoberfläche (Abkühlung) und der FEHLENDEN Strahlungsfähigkeit der Atmosphäre darüber.
Denken Sie jetzt bitte selbst weiter.
Die Sättigungsgrenze (Taupunkt) von Wasser ist temperaturabhängig.
mfG
#99 Fischer erzählt physikalischen Unsinn.
“ Jede Atmosphärenschicht, egal in welcher Höhe, strahlt IR in alle Richtungen ab“
DAS IST GRUNDSÄTZLICH FALSCH
und ignoriert in frecher Weise das hier schon wirklich ausführlich mit konkreten Angaben dargelegte.
Das Strahlungsverhalten von Gasen unterscheidet sich GRUNDSÄTZLICH von dem Strahlenverhalten von Flüssigkeiten (Wolken) und festen Körpern!
Bis auf die wenigen Treibhausgase ist in der wetterbestimmenden Troposphäre, also ca. 10km, und auch bei Temperaturen zwischen -60° und +60° C unsere Atmosphäre, die im Wesentlichen aus Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) besteht NICHT strahlungsfähig.
Sie kann weder Sonnen-Strahlung (und selbstverständlich noch weniger die Rückstrahlung der Erde) absorbieren noch emittieren.
Auch Wärmestrahlung aller Art lässt sie völlig kalt.
Wärmeübertragung erfolgt also AUSSCHLIEßLICH über Kontakt durch Nachbarmoleküle. Auch durch Molekül-Kontakt von „Treibhausgase“, die damit Wärmeübertragung in den unteren erdnahen Schichten OHNE Strahlung machen müssen (Moleküldichte).
Die Erdatmosphäre strahlt also in den unteren Schichten selbst ÜBERHAUPT NICHT, Herr Fischer.
Feste Körper hingegen strahlen immer bei einer Temperatur > 0 K.
Das Ergebnis der Sonderrolle von Gasen ist ja die hohe Transparenz der Atmosphäre, die es z.B. erlaubt, gestochen scharfe Bilder der Erdoberfläche oder Meter-genaue Navigation von weit entfernten Satelliten zu machen.
„Es“ strahlt also permanent und überall IN der Atmosphäre, aber die Atmosphäre strahlt nicht selbst. Ja das trifft für den ganzen Kosmos zu,
in dem es mehr Strahlung gibt, als Materie (räumlich betrachtet).
Insofern sind die (quantitativ falschen) Strahlenbilanzen der AGW-Modelle korrekter als die Fischer-Äußerung, da hier „die Schicht“ der selektiv reflektierenden Treibhausgase wenigstens in einigermaßen richtiger Höhe wiedergegeben sind.
Nur fehlt dort schlicht die dazu notwendige Masse und Temperatur für die märchenhafte „Gegenstrahlung“ der AGW-Modelle (Verstoß gegen die Gesetze der Thermodynamik).
Also strahlt weder das normale Atmosphärengas grundsätzlich, noch Wasser oder CO2 wegen der Gasdichte in den erdnahen Anteilen der Atmosphäre,
auch wenn diese „voll von Strahlen“ ist.
Die meisten davon sind NICHT sichtbar.
So schwer ist das doch nicht.
Bitte merken Fischer!
mfG
@ #86: Dr.Paul, 08.01.2012, 15:18
Warum sind Grashalme manchmal frühmorgens raureifbedeckt obwohl weder die Luft noch die Erdoberfläche eine Temperatur unter 0°C haben? (Erklärung Pyrgeometergleichung)
MfG
@ #90: Dr.Paul, 08.01.2012, 18:20
„Der adiabatische Temperaturgradient (= Temperaturabnahme mit der Höhe über dem Meeresspiegel)
hat WEDER
etwas mit der Konvektion zu tun
NOCH
mit irgend einer Form von „Treibhauseffekt““
Schon mal eine einfache Frage:
„Warum ist der adiabatische Temperaturgradient an der Tropopause zu Ende?“ Danach steigt die Höhe weiter.
MfG
Hallo Werter Herr Norbert Fischer (#99),
NEE, „die nur von der Temperatur des Strahlers abhängt!“
Das heißt, man mißt die Temperatur-Strahlung, die sich im Strahlungsaustauschgleichgewicht in der Höhe vom Pyrgeometer einstellt – Nicht mehr und nicht weniger.
Hat aber nichts mit Gegenstrahlung/Rückstrahlung oder „Downwelling Longwave Radiation“ im eigentlich Sinne zu tun, sondern ist eine strahlungs-technische Messung der Temperatur in der Höhe vom Pyrgeometer.
MfG
W. Kinder
@ #89: J. Müller, 08.01.2012, 15:32
„Dummerweise liegen mehr als 95% unterhalb der notwendigen Geschwindigkeit um eine Anregung zu erzeugen. Aus wenig wird dadurch so gut wie nichts.“
Aber die restlichen 5% reichen eben für eine Boltzmann-Verteilung der Besetzungszustände.
MfG
Sehr geehrter Herr Kinder,
„Alle Strahlung zwischen 4 µm bis 100 µm, die dabei vom der Umgebung in das Gesichtsfeld (Halbraum: 150-180°) vom Instrument fällt, ist „Gegenstrahlung“???“
Ja, natürlich. Vielleicht ist der Begriff „Gegenstrahlung“ ein wenig unglücklich, weil manche sich vorstellen, das sei die Strahlung, die in einer bestimmten Höhe zum Erdboden reemittiert wird. Mir gefällt DLR (downwelling longwave radiation) besser. Jede Atmosphärenschicht, egal in welcher Höhe, strahlt IR in alle Richtungen ab, DLR (oder Gegenstrahlung) ist eben einfach der Anteil, der nach unten gerichtet ist. Je optisch dichter die Atmosphäre in einem bestimmten Wellenlängenbereich ist, desto größer wird der Anteil der oberflächennah emittierten IR-Strahlung, auch klar.
Dasselbe gilt natürlich auch für die auwärts gerichtete IR-Strahlung, auch Sie ist natürlich nicht alleine die IR-Strahlung (bzw. der Rest) des Bodens, das ist ja gerade die Quintessenz des THE.
Zur Diskussion über eine Erde ohne Atmosphäre bzw. ohne Treibhausgase zur Anregung hier ein Kommentar eines weithin anerkannten Experten, Raymond Pierrehumbert:
http://tinyurl.com/83g6x5u
Kurz: Die 255K ohne Atmosphäre sind ein idealisierter Wert.
Interessant auch dies im folgenden Kommentar von ihm:
„We’ve done some simulations of IR-transparent atmospheres for tide-locked planets, but they’re not published yet. You do establish an adiabat due to surface-driven convection (remember turbulent heat exchange) but the whole atmosphere fills up with the potential temperature determined by the hottest spot on the planet.“
Hallo Herr Ketterer (#96),
Zitat aus dem Handbuch zum Pyrgeometer:
„Langwellige Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von etwa 4 – 100 µm ist vor allem eine terrestrische Strahlung von Emittern mit Temperaturen um oder unter 300 K, die nur von der Temperatur des Strahlers abhängt. Als Gegenstrahlung wird, unabhängig von ihrer Herkunft, die gesamte langwellige Einstrahlung aus dem oberen Halbraum bezeichnet.“
Alle Strahlung zwischen 4 µm bis 100 µm, die dabei vom der Umgebung in das Gesichtsfeld (Halbraum: 150-180°) vom Instrument fällt, ist „Gegenstrahlung“??? Ein Pyrgeometer zeigt immer einen Wert an, sobald die Temperatur T größer 0 Kelvin ist. Diese Messung ist eine indirekte Temperaturmessung der Umgebung.
MfG
W. Kinder
#86: Dr.Paul sagt:am Sonntag, 08.01.2012, 15:18
…
Auf den Pyrgeometern auf der Erdoberfläche, die angeblich die „Gegenstrahlung“ messen sollen, gibt es gar keine Banden, vielleicht bis auf eine angedeutete Sauerstofflinie (Wille). Keine CO2-Linie, keine H2O-Linie. Hier wird also nur die Umgebungstemperatur gemessen.
Zusammengefasst wird von dem in der Troposphäre noch ankommenden Sonnenlicht durch N2, O2 und Ar nichts mehr absorbiert.
Gruß
Paul
Sehr geehrter Herr Paul,
Sie haben die Arbeitsweise der Radiometer zu denen auch der Pyrgeometer gehört nicht verstanden. Diese Instrumente kompensieren durch ihren Aufbau di Umgebungstemperatur und sind folglich nicht zur Temperaturmessung geeignet.
Mfg
Ketterer
////#81: Günter Heß sagt:
„Es ist doch auch gar nicht so schwer das zu verstehen.
Das Erdsystem wird geheizt durch die absorbierte Einstrahlung der Sonne. Die Sonne ist die einzige Energiequelle für das Erdsystem. Diese absorbierte Einstrahlung wird moduliert durch die Wolkenbedeckung die im wesentlichen maßgeblich für eine Albedo von 0.3 ist. Dadurch beträgt die absorbierte Einstrahlung nur 240 W/m2, obwohl die Sonne an der Erdbahn 342 W/m2 bereit stellt. Vom Weltall betrachtet messen wir also folgerichtig im näherungsweise stationären Zustand, gemessen in einem längeren Zeitmittel, eine effektive Strahlungstemperatur von 255 K(240 W/m2), während es auf der Erdoberfläche im Mittel ca. 287 K – 288K warm ist. Wir beobachten im Mittel über die Erde einen feucht-adiabatischen Temperaturgradienten von 6.5 °C/km, den die Konvektion eingestellt hat.
Das ist der Treibhauseffekt.“
Ja, das ist wohl der einzige Weg aus der Klemme, den grundlegenden Begriff des AGW-Konzeptes zu verfälschen. Das wesentliche an dem sog. „Treibhauseffekt“, wie ihn das AGW-Lager darstellt, ist dass a)die „Treibhausgase“ die vom Boden ausgehende Wärmestrahlung teilweise auf den Boden zurück strahlen und b)dadurch der Boden stark erwärmt wird.
(a) stimmt wohl, aber (b) ist ein großer Unfug. In Wirklichkeit ist diese von den „Treibhausgasen“ in Richtung Boden emittierte Strahlung extrem schwach und kann gar nichts signifikantes bewirken. Das zeigt sehr gut das Experiment von Professor Wood (von 1909) und dessen moderne Wiederholungen.
http://tinyurl.com/5uvacb3
http://tinyurl.com/6jzjqhw
Günter Heß @86:
Lieber Herr Heß, zum Thema Tag-/Nacht-Differenzierung der Strahlungsbilanz schrieben Sie:
„Das Erdsystem wird geheizt durch die absorbierte Einstrahlung der Sonne. Die Sonne ist die einzige Energiequelle für das Erdsystem. Diese absorbierte Einstrahlung wird moduliert durch die Wolkenbedeckung…“
Die Sonne ist sicher die weitaus wichtigste Energiequelle, aber nicht die einzige (Hintergrundstrahlung, Erdwärme,…). Die elektromagnetische Strahlung ist wohl auch die entscheidende, aber es gibt weitere Wechselwirkungen (Teilchenstrahlung, Gravitation), die energetisch wirken.
So absolut ist es mir zu einfach.
Viele Grüße
Michael Klink
Sehr geehrter Herr Dr.Paul #86
#73: Michael Klink
„Aber da gleich die nächste Frage: Kann es denn Gase geben, die in gar keinem Frequenzbereich absorbieren? Absolut Null?“
Jaaaaa,
99% der Atmosphäre:
N2 (78%), O2 (21%), Ar (1%)
99%…naja, ziemlich trockene Luft 😉
Mir kam eher („absolut Null“) eher auf die Spektralbereiche an, die weiter abseits des sichtbaren Lichts liegen. Was die Troposphäre angeht, haben Sie – abgesehen vom Wasserdampf – wohl recht.
Viele Grüße
M.K.
Lieber Herr Heß, (#81)
Auf Meine Ausgangsfrage:
„Würde es das Verständnis (ich erinnere mich dabei an die Diskussionen mit Dr. Paul von vor einem Jahr) nicht verbessern, wenn man jeweils eine Tag- und eine Nacht-(durchschnits-)darstellung hätte?!! Auch die Konvektion ist ja nachts wesentlich anders als tags!?“
Hatten Sie geantwortet: @Günter Heß #81
„Nein. Das ändert nichts für das Verständnis des Treibhauseffektes. Aus folgenden Gründen.
1. Die Sonne scheint immer und die Erde rotiert.
2. Man kann die Einstrahlung durch die Sonne in guter Näherung getrennt von der thermischen Ausstrahlung des Erdsystems (Oberfläche und Atmosphäre) betrachten. Das Kühlsystem und das Heizsystem des Erdsystems sind also in guter Näherung getrennt.
3. Um näherungsweise einen quasi-stationären Zustand zu haben, muss man eh über einen längeren Zeitraum mittel.“
Ich weiß nicht, ob es zum wissenschaftlichen Verständnis beitragen würde, aber zur Verständlichkeit (Anschaulichkeit) könnte das meiner Meinung nach dennoch beitragen. Man hätte dann wohl auch für beide Fälle eine Strahlungstemperatur und die „berühmte“ Differenz von „mit“ und „ohne“.
Viele Grüße
M.K.
Ihre Argumente 1. bis 3. erkenne ich natürlich an, es würde sicherlich schon zusätzlichen Aufwand bedeuten.
Nachtrag:
in meiner vorherigen Definition ist dabei nicht die Luftbewegung erforderlich, sondern gemeint ist nur die Schichtung in Abhängigkeit vom Abstand von der Erde bzw NN.
Bewegt wird virtuell nur das Thermometer.
http://tinyurl.com/7h6qsvh
mfG