Uli Weber
Viele Menschen glauben, unsere Erde würde durch einen „natürlichen“ atmosphärischen Treibhaus-effekt beheizt. Dieser Treibhauseffekt soll seine Energie aus dem atmosphärischen CO2-Anteil bezie-hen.
Bei der Nutzung von Kohle, Öl und Gas wird aber zusätzliches CO2 erzeugt. Und deshalb wird befürchtet, der vom Menschen verursachte CO2-Ausstoß würde schließlich zu einer globalen Klimakatastrophe führen.
Diese Auffassung ist grundlegend falsch.
Die Temperaturgenese auf unserer Erde ist allein von der Sonneneinstrahlung abhängig. Die Sonne scheint aber nur am Tage und niemals in der Nacht. Und je höher die Sonne mittags am Himmel steht, umso höher ist üblicherweise auch die örtliche Temperatur. Gerade deshalb fahren ja so viele Menschen aus dem Norden in ihrem Urlaub in den Süden.
Stellen wir uns einmal ein Haus im tiefsten Winter vor. Dann messen wir von außen die Abstrahlungstemperatur dieses Hauses mit minus 18 Grad Celsius und behaupten, das wäre auch die Innentemperatur dieses Hauses.
- Das entspricht dem üblichen Ansatz für die theoretische Temperatur unserer Erde
Dieses Haus hat aber eine Heizung, und die läuft auf vollen Touren. Die Vorlauftemperatur wird vom Wirkungsgrad der Heizung bestimmt. Dieser Wirkungsgrad entspricht demjenigen Anteil am Brennstoff, der tatsächlich in Wärme umgewandelt wird. Die erzeugte Vorlauftemperatur wird dann durch Rohrleitungen und offene Türen im ganzen Haus verteilt.
- Das entspricht dem hemisphärischen Temperaturansatz für die Tagseite der Erde
Und weil wir die Einstellung der Heizung nicht kennen, müssen wir die tatsächliche Temperatur im Haus selber nachmessen.
- Und das entspricht dann der gemessenen globale Durchschnittstemperatur der Erde
Die theoretisch berechnete Temperatur unserer Erde beträgt etwa minus 18 Grad Celsius. Die gemessene Durchschnittstemperatur der Erde liegt dagegen bei etwa plus 15 Grad Celsius. Die Differenz von etwa 33 Grad Celsius zwischen diesen beiden Temperaturen wird als „natürlicher“ Treibhauseffekt unserer Atmosphäre bezeichnet, der sich angeblich ständig aus sich selbst heraus erzeugt.
Wir betrachten bei dieser Rechnung aber nicht die Realität auf unserer Erde, sondern lediglich eine ferne Abstraktion. Mit in dieser Betrachtung bewegen wir uns nämlich ganz weit weg von der Erde und tun rückblickend einfach einmal so, als sei die Erde ein selbst leuchtender Stern wie unsere Sonne. Und wenn ein solcher Himmelskörper auf seiner gesamten Oberfläche genau so viel Leistung abstrahlt, wie die Erde auf ihrer Tagseite von der Sonne erhält, dann hätte er tatsächlich eine rechnerische Temperatur von minus 18 °Celsius.
Irgendetwas an dieser Betrachtung stimmt also nicht, denn wir stellen damit die gemessene Durchschnittstemperatur auf unserer Erde von plus 15 Grad Celsius einer imaginären Abstrahlungstemperatur von minus 18 Grad Celsius gegenüber und postulieren daraus dann einfach einen selbstaufheizenden Effekt von 33 Grad Celsius.
Stellen wir uns einmal vor, dass wir bei minus 18 Grad Außentemperatur in ein ungeheiztes Haus kommen. Wenn wir dort dann eine selbstgemachte Innentemperatur von plus 15 Grad erwarten, dann liegen wir damit völlig falsch.
Tatsächlich müssen wir in einem ungeheizten Haus nämlich zunächst einmal die Heizung voll anstellen. Erst dann steigt die Innentemperatur, und das zunächst auch nur ganz langsam. Denn das ganze Haus muss ja zunächst einmal aufgeheizt werden. Und erst, wenn die am Thermostat eingestellte Temperatur im ganzen Haus erreicht ist, würde die Heizung die Wärmezufuhr schließlich wieder drosseln und die Temperatur konstant halten.
Denn dann müssen nur noch die Wärmeverluste ersetzt werden. Und genau diese Wärmeverluste spiegeln uns dann eine Abstrahlungstemperatur von minus 18 Grad Celsius vor.
Wie wir jeden Tag erleben können, erhält unsere Erde nur auf ihrer Tagseite Sonnenlicht. Die temperaturwirksame Strahlungsmenge wird dabei von der Rückstrahlfähigkeit der Erde bestimmt, die man Albedo nennt. Unsere Erde reflektiert 30 Prozent der einfallenden Sonneneinstrahlung unbenutzt in den Weltraum zurück, sodass der Wirkungsgrad unserer Solarheizung 70 Prozent beträgt.
Am Äquator zwischen den Wendekreisen, wo die Sonneneinstrahlung am stärksten ist, werden Atmosphäre und Ozeane ständig aufgeheizt, und zwar mit einer Strahlungstemperatur von bis zu plus 85 Grad Celsius. Von dort aus wird die Wärme mit den globalen Windsystemen und Meeresströmungen abgeführt und zu den kalten Polkappen verfrachtet. Das ist die kombinierte Warmluft- und Warmwasserheizung unserer Erde.
Unsere Erde besitzt gegenwärtig eine ziemlich konstante Durchschnittstemperatur. Bei dieser konstanten Durchschnittstemperatur von plus 15 Grad verliert sie über ihre gesamte Oberfläche also ständig genau so viel an Strahlung, wie sie gleichzeitig von ihrer Solarheizung geliefert bekommt. Und wie wir schon gesehen haben, ist diese Abstrahlungstemperatur dann viel niedriger als die tatsächlich auf der Erde gemessene Temperatur, also ganz ähnlich wie bei einem beheizten Haus.
Wir wissen nun aus Baumringen, Tropfsteinen und Sedimentablagerungen, dass es auf unserer Erde in der geologischen Vergangenheit schon mehrfach Eiszeiten gegeben hat. Damals war die Durchschnittstemperatur viel niedriger als heute.
Weil aber die Strahlungsleistung der Sonne nur ganz wenig schwankt, kann sie nicht die Ursache für solche großen Temperaturveränderungen gewesen sein. Vielmehr muss sich der Wirkungsgrad unserer Solarheizung verändert haben. Denn wenn durch eine Erhöhung der Rückstrahlfähigkeit unserer Erde mehr Sonnenlicht „unbenutzt“ ins Weltall zurückgeworfen wird, dann sinkt mit dem Wirkungsgrad natürlich entsprechend die Vorlauftemperatur der Heizung. Und damit sinkt dann auch die gemessene Durchschnittstemperatur.
Den genauen Zusammenhang zwischen dem Wirkungsgrad der Solarheizung und der Durchschnittstemperatur unserer Erde kennen wir noch immer nicht. Das Einzige, was wir für unsere Erde also sicher aussagen können ist, dass im Augenblick die Rückstrahlfähigkeit unserer Erde 30 Prozent beträgt. Damit hat unsere Solarheizung einen Wirkungsgrad von 70 Prozent und die gemessene Durchschnittstemperatur unserer Erde beträgt plus 15 °Celsius.
Bei einem Haus hängen die Temperatur seiner Außenhaut, die regelbare Vorlauftemperatur seiner Heizung und die gemessene Innentemperatur eng miteinander zusammen. Vergleichbar damit hat unsere Erde eine Abstrahlungstemperatur, eine von ihrer Rückstrahlfähigkeit abhängige Einstrahlungstemperatur und eine gemessene Durchschnittstemperatur. Ein „natürlicher“ atmosphärischer Treibhauseffekt zur Erklärung der Temperatur auf unserer Erde ist also gar nicht nötig.
Es gibt übrigens noch eine weitere Parallele zwischen der Heizung eines Hauses und der Heizung unserer Erde: Heizungsbauer werben manchmal mit einem Wirkungsgrad von über 100 Prozent für Brennwertthermen, was den Eindruck erweckt, es würde von denen mehr Wärme erzeugt als der Brennstoff eigentlich hergibt. Diese Darstellung lässt sich ganz einfach auf einen unzulässigen Vergleich von zwei unterschiedlichen Systemen zurückführen, wobei das alte Heizungsprinzip als 100%-Basis fungiert und jedes bessere Prinzip dann zwangsläufig über 100% liegen muss. So ähnlich ist das auch mit dem „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt. Man stellt einfach die theoretische Temperatur eines selbststrahlenden Sterns von minus 18 Grad Celsius der gemessenen Durchschnittstemperatur unserer Erde von plus 15 Grad Celsius gegenüber. Und die Differenz dieser beiden unterschiedlichen Systeme von 33 Grad Celsius bezeichnet man dann als „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt unserer Erde…
Übrigens: Der hemisphärische Stefan-Boltzmann Ansatz genügt auch dem Sparsamkeitsprinzip (Ockhams Rasiermesser). Denn dieser S-B Ansatz erklärt die globale Temperaturgenese allein aus der natürlichen Interaktion zwischen Sonne und Erde, also ohne die Hilfskonstruktion eines bisher nicht nachgewiesenen Atmosphäreneffektes, der zudem noch die Gesetze der Thermodynamik verletzen würde.
Die ausführliche Beschreibung der hemisphärischen Temperaturgenese ist nicht barrierefrei.Gesamtdarstellung hem-S-B Ansatz-uw-2018-02-17
Sehr geehrter Herr Weber,
Ich habe in Ihrem Text folgendes Fazit gefunden: (welches mir als Laie sehr plausibel erscheint).
„Im langjährigen Gleichgewicht zwischen solarer Einstrahlung und globaler Abstrahlung bestimmen auf unserer Erde die hemisphärische Temperaturgenese auf der Tagseite und der Energieinhalt der globalen Zirkulationen (Atmosphäre und Ozeane) den individuellen örtlichen Temperaturverlauf auf unserer Erde.“
Im Bezug auf den Energieinhalt der globalen Zirkulationen kann ich vielleicht auch etwas beitragen (wenn es nicht sowieso schon bekannt ist). Ich habe addiert, dass durch die Menschheit zwischen 1860 und 2018 –> 22,3653 Zettajoule <– in Form von Braunkohle, Steinkohle, Erdgas, Erdöl und Uran als Energie freigesetzt wurden. Bei der Nutzung/Verbrennung dieser Energieträger wurde bestimmt einiges als Wärme frei. Ich habe ausgerechnet, dass sich die Atmosphäre um 3,02 Grad erwärmt hätte, wenn nur 70% der genannten Energie als Wärme frei geworden wäre. Dies stellt meiner Meinung nach eine Erklärung für die Erwärmung der Atmosphäre dar, die ganz ohne den CO2-Hype auskommt.
Meine Zahlen sind aus:
1) Rohstoffwirtschaft International, Band 6, Primärenergie – Elektrische Energie
Die Entwicklung des Verbrauchs an Primärenergieträgern und an elektrischer Energie in der Welt,
in den USA und in Deutschland seit 1860 bzw 1925 von Dr.rer.nat. Hans-Dieter Schilling und Dr.-Ing. Rainer Hildebrandt Hausgegeben von Professor Dr.rer.nat. Werner Peters, Verlag Glückauf GmbH – Essen 1977
und 2) https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html
Bitte hier nur unter vollem Klarnamen posten, siehe Regeln.
Na das trifft ja ungefähr die Werte die ich auch zu dieser Fragestellung mal berechnet habe. Ich kam auf etwa 0,5°C Temperaturerhöhung der Atmosphäre bis 10 km Höhe innerhalb von 10 Jahren. Die Erwärmung sollte aber dann innerhalb der Atmosphäre vom trägen Stickstoff „gespeichert“ werden. Doch in der Realität sollte man davon ausgehen, dass die Wärme aus Verbrennung in den Weltraum bei erhöhter „Innentemperatur“ vornehmlich über Wasserdampf, dann über CO2 abgestrahlt wird. Es sollte also eine erhöhte stagnierende Temperatur sich im Wärmeleiter Atmosphäre einstellen. Diesen Zustand hätten wir dato.
@ „Interessierter Laie“
Man kommt für die vom Menschen im Jahre 2010 global erzeugte Energiemenge auf etwa 130 ppm der temperaturwirksamen solaren Einstrahlung – und das ist vernachlässigbar.
@ „Interessierter Laie“ & Holger Neulen
Man sollte bei vergleichenden Berechnungen keinesfalls einseitig kumulieren.
@Neulen, Holger:
für die Berechnung der Temperaturerwärmung der Atmosphäre habe ich 5,15 · 10^18 kg als zu erwärmende Masse genommen (Wikipedia). Und da ich mich bisher zu wenig damit beschäftigt habe, wie die Wärme von der Erde abgestrahlt werden kann, habe ich zum Spaß gerechnet, wie stark sich die Ozeane erwärmen würden. Die Energie, die ab 1,2 Grad Atmosphärenerwärmung noch „übrig“ ist, würde reichen, um die obere Wasserschicht (100m) noch 0,09 Grad zu erwärmen.
@ U. Weber:
Haben Sie für mich einen Tipp, wie ich mich in Sachen Wärmeabstrahlung der Atmosphäre fit(ter ^^) machen kann? Aus der Beobachtung heraus ist mir bekannt, dass in wolkenlosen Nächten die Temperatur um einiges absinkt. Meine Überlegung ist die: wenn es Sateliten gibt, die Energiezufuhr durch die Sonne messen können (hier ist immer von einer Solarkonstante die Rede), dann muss es doch auch Sateliten geben, die messen, was von der Erde zurückkommt. Mich würde interessieren, ob Sateliten in Äquatornähe, wo bekanntlich unter tags sehr viel Wärme entsteht, einen höheren Anteil messen, als z. B. Sateliten über dem Nord- oder Südpol.
Ich möchte darauf hinaus, dass es sowas wie eine gewisse Selbstregulierung gibt, (die unabhängig vom CO2-Gehalt der Atmosphäre ist) und nur abhängig ist von der Energie, die unter Tags auf der Sonnenseite in das Atmospähren- bzw. Ozeansystem ist und dem, was wieder über Nacht ausgestrahlt wird. Wenn das gelänge, könnte man auch erklären, warum die Kaltzeit-/Warmzeit- Zyklen einigermaßen gleichmäßig funktioniert haben, weil letztendlich nur die zur Verfügung stehende Energiemenge varriert hat.
Über eine kurze Antwort würde ich mich freuen.
Interessierter Laie = C. Tolk
Sehr geehrter Herr Tolk,
zunächst eine Fachbuchempfehlung:
„Global Physical Climatology“ von Dennis L. Hartmann – 1. Auflage (1994).
Die von Ihnen aufgeworfenen Fragestellungen betreffen zwei unterschiedliche Mechanismen, den tages-/jahreszyklischen Temperaturverlauf bei einem konstanten Klimaantrieb (1) und dessen Veränderung in historischen und geologischen Zeiträumen (2).
Zu (1) sind hier auf EIKE eine ganze Anzahl von Artikeln über meinen hemisphärischen Stefan-Boltzmann-Ansatz (S. auch PDF-Anlage zu diesem Artikel) erschienen. Zu Ihrer Fragestellung passt vielleicht dieser am besten: https://tinyurl.com/y4n7ockv
Zu (2) halte ich eine (sekundäre) Albedo-Steuerung des globalen Klimas führ die einzig mögliche Lösung, weil die primären Variationen des natürlichen Klimaantriebs für die nachgewiesenen paläoklimatischen Schwankungen nicht ausreichen.
Eine Erklärung mit einem Link auf meine zugrunde liegende englischsprachige Veröffentlichung finden Sie hier: https://tinyurl.com/y2jzbnpn
Eine ausführliche Hypothese für eine Albedo-Steuerung des Klimas wurde dort ebenfalls vorgestellt: https://tinyurl.com/y6vsoazc
Eine deutsche Übersetzung meiner zugrunde liegenden englischsprachigen Veröffentlichung ist hier zu finden: https://tinyurl.com/y3l3gw59
Mit freundlichen Grüßen – U. Weber
@ U. Weber:
Vielen Dank!
Da hab ich ja ein gutes Sommerprogramm vor mir ^^
Herr Tolk,
in Sachen Wärmeabstrahlung der Atmosphäre sollten sie sich reinlesen in Gasstrahlung und Bandstrahlung.
Nicht alles was man an elektromagnetischer Strahlung am Rand der Oberflaeche misst kommt aus der Atmosphaere.
Ohne Wolken kommt ein Teil der Abstrahlung direkt von der Oberflaeche im sogenannten atmosphaerischen Fenster.
Aus der Atmopshaere kommt Strahlung hauptsaechlich von CO2 O3 (Ozon) und Wasserrdamppf. Weiterhin wohl auch von Staub und Aerosolen. Davon wird bei der Abstrahlung seltener gesprochen, vielleicht auch weil die wirklich gemessenen Strahlungsspektren diese Strahlung nicht registrieren oder aufloesen koennen oder wirklich nicht messen. Vielleich wird diese auch rausgerechnet. Gute Literatur dazu habe ich noch nicht gefunden.
Fuer die Gasabstrahlung gibt es einige englisch-sprachigen Arbeiten.
Wenn sie sich damit beschaefftigen, werden sie feststellen, das wir mit groben Vereinfachungen konfrontiert werden, die bei naeherer Betrachtung nicht stimmen.
So zum Beispiel wird der Treibhauseffekt damit begruendet, das die Erde 240 W/m2 abstrahlt aber an der Oberflaeche bei einer durchschnittlichen Temperatur mit 390 W/m2.
Wie oben schon angemerkt, verliert die Erde ihre Waerme (durchschnittlich betrachtet 240W/m2) weder vollstaendig aus der Atmosphaere noch vom Boden.
Bei Gasstrahlung gibt es keine Flaeche von der die Strahlung aussgeht. Somit ist es nicht mal ansatzweise moeglich das Stefan Bolzmann Gesetzt fuer Gasstrahlung zu nehmen. Die Temperaturabnahme mit der Hoehe fuehrt dazu das mehr un mehr Photonen den Weg ins All finden.
Es gibt da noch viel mehr zu sagen. Aber fuers erste soll das als Anregung gelten. Pruefen sie alle meine Behauptungen und fragen sie viel. Nur so findet man Antworten. Viel Spass!
Ach noch was.
CO2 strahlt nur in bestimmten Baendern. 15 micro meter, 4 micro meter und kleinen anderen.
Bei 15 Grad C kommt von einem Schwarzkoerper eine Strahlung von 390 W/m2 wie oben schon gesagt. Aus dem strahlungsaktiven Band von CO2 bei dieser Temperatur kommt ungefaehr ein Drittel der Intensitaet. Man kann das ungefaehr gleichsetzen mit 130 W/m2.
Aufgrund der potentierten Abhaengigkeit von Temperatur und abgestrahlter Leistung (Boltzmann Konstante) geht man bei einem Schwarzkoerper davon aus, dass pro Grad Celsius Temperaturerhoehung 4 W/m2 mehr emittiert werden. Das ist ein Schwarzkoerper.
Was man hinterfragen muss, ist warum bei der Ermittelung der Klimasensitivitaet von CO2, Gasstrahlung nur in Bandbereichen, die Schwarzkoerperabstrahlung als Grundlage gilt. Zum einen gilt, die Bandstrahlung aus dem 15 micro meter band ist ein Drittel der Schwarzkoerperstrahlung. Das heisst, das nicht automatisch bei einer Temperaturerhoehung von 1 Grad C in der Atmosphaere 4 W/m2 zurueckkommen.
Es kommen eher nur 1,3 W/m2 zurueck. Das wiederum wuerde heissen. Das die Atmosphaere viel heisser sein muesste, um einen Einfluss auf die Bodentemperatur zu haben. Um allein ein Grad Celsius zu erreichen, rein mathematisch fuer mich 3 Grad Celsius.
Also ein bissschen mehr zum Nachdenken und rumfragen.
mfg
Werner
Werter Herr @Uli Weber, für Ihre @Opponenten die den Fake-Geometrie Faktor 4 nicht ablehnen wollen, den SchlauMichWeiss-Pseudo(leer)buch Kobold der ohne durch Messung überprüfbare Gleichungen im Beweis erfunden wurde (daher: unbelastbares, esoterisches Unwissen in Leerbuch und Leersaal):
– als Maß der Sonneneinstrahlung in J/s·m² auf die rotierende* Erdhälfte wird herbeigewollt ¼ der 3D sphärischen Erdoberfläche, mithin ¼ J/s·m² auf rotationsfreier 2D Kreisfläche Kobold von Erdradius.
Am Erdäquator wird das angenommene ¼ aber zu 1, beim Erdpolargebiet geht es gegen 0; beides kann gemessen werden, sowohl als auch: der Tourist bekommt denselben Sonnenbrand (bei gleicher Albedo, Spektrum u. Dauer s) im hohen Norden wie auch auf den Kanaren.
—–
Was ist da los? Für Integral-/Differentialrechnung stehen zur Verfügung:
– die Erde rotiert* (lineare Dauer s) und die Sonne schaut auf Tetragone A m² mit goniometrischer Kurvatur [ill. 1], Basis von A ist parallel zum Erdäquator, oder Erdpolarkreis, auf der [idealisierten] Erdoberfläche während des Äquinoktiums.
– die Höhe von A schrumpft mit cos(in meridionale Richtung).
– die Breite von A schrumpft mit cos(in ½ zonale Richtung).
– die Dauer s der Sonneneinstrahlung in J/s·m² auf A m² schrumpft linear in zonale Richtung.
Ergo: der Integrationsbereich von s verläuft linear, während der von m² simultan aus goniometrischer Funktion kommt; dem Mathematiker ist die Problemstellung bekannt, Stichworte: Sekante, Kurvensekante.
Gerne dürfen Ihre Opponenten den aus Messungen abgeleiteten Übergang zeigen, von der in 3D rotierenden* Erdhälfte auf den in 2D rotationsfreien ¼ J/s·m² Kobold mit Erdradius.
—–
* abgekürzt für: während Rotation der Sonne zugewandten Erdhälfte; das (hier nicht berücksichtigte) Emissionsvermögen** etc (incl. Nachtseite) ist separat zu rechnen.
** nackte Tatsache: das Emissionsvermögen ist am westlichen Terminator nicht-trivial grösser als am östlichen Terminator; Yellowstone (allg: volcanic / geothermal systems) und Eisregionen hier nicht mitgerechnet.
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Great_circle click illustration
Die ganze Strahlungs-Hin-und-Her-Rechnerei und die gegenseitige PhysikerSchelte sind schwer zu ertragen. Treibhauseffekt? Den gibt es nicht. Nach den Naturgesetzen ist er nicht möglich: Hauptsätze der Thermodynamik. Der Wärmefluß läuft demnach immer von der heißen Tasse Kaffee zur kalten, nicht umgekehrt. Ihr lieben Strahlungs-Physiker, kapiert das doch bitte einmal Macht’s gut weiterhin und seid freundlich gegrüßt
H. Liesegang
Kurz und knapp und leicht verstaendlich.
Es muessen zwar noch ein paar mehr Leute verstehen, aber es ist zu schaffen.
„Ansatz für die theoretische Temperatur“
Der 1. April ist erst in 34 Tagen
Ich hätte mal eine Frage zum Diagramm auf Seite 12: „Abbildung: Der Temperaturbereich für eine Abstrahlung von 235 W/m² ist also abhängig von der Ausgangstemperatur und ergibt nach dem S-B Gesetz keine eindeutige Lösung“
Wollen Sie damit zum Ausdruck bringen, dass beim Abkühlen von (etwa)
* 90°C auf 70°C
* 70°C auf 30°C
* 30^C auf -20°C
jeweils 235Wm^-2 abgestrahlt werden?
Ist Ihnen eigentlich bewusst, dass Sie in dem ganzen Dokument die falsche Einheit für die Abstrahlung verwenden? Die Einheit ist Watt pro Sekunde pro Quadratmeter, also W*m^-2*s^-1. Rechnen mit falschen Einheiten deutet in der Regel darauf hin, dass an der Rechnung was falsch ist …
1. Ich will genau das zum Ausdruck bringen, was Sie eingangs Ihres Kommentars richtig zitiert hatten.
2. Ist Ihnen eigentlich bewusst, dass die Einheit „Zeit“ im S-B Gesetz gar nicht vorkommt? Stellen Sie Ihre [s-1] also bewusst verfälschend in diesen Kontext, um dadurch zu Ihrer eigenartigen Behauptung zu gelangen?
3. Falsche Behauptungen über physikalische Einheiten deuten in der Regel auf ein falsches physikalisches Verständnis oder ein Exemplar der Spezies Vexator fororum utgardensis hin …
U. Weber schrieb am 25. FEBRUAR 2018 UM 15:11
Ich gebe zu, ich habe da ein wenig getrollt, um Sie dazu zu bringen, auf die Frage der Zeit einzugehen. Ich hätte erwartet, dass Sie darauf hinweisen dass die Zeit bereits in W enthalten ist, was ja J/s ist. Ein Körper mit einer bestimmten Temperatur strahlt ja kontinuierlich Energie ab und die abgestrahlte Energie wird in W/m^2 bzw. J/s*m^2 angegeben.
Nachdem wir uns nun vielleicht einig sind, dass die von der Sonne eingestrahlte und von der Erde abgestrahlte Energie in Abhängigkeit von der Zeit angegeben wird (pro Sekunde) … Könnten Sie nochmal darauf eingehen, wie bei einer Abkühlung 235 W/m^2 abgegeben werden sollen? Man könnte vielleicht bei gegebener Masse und Wärmekapazität die abgegebene Energie, also J bestimmen, aber keine W bzw. J/s. Wenn ein Körper von 90°C auf 70°C abgekühlt ist, strahlt er hinterher mit 235 W/m^2 weniger, aber immer noch kontinuierlich mit 475W/m^2 (aus dem Diagramm abgelesen). Und würde damit mehr als die 235W/m^2 abstrahlen, die Sie als zugeführte Strahlung annehmen. Da ist also kein Gleichgewicht, wie Sie es postulieren. Können Sie das vielleicht genauer ausführen?
Herr Weber,
besteht da vielleicht noch eine Chance auf eine Antwort? Ich würde gerne verstehen, warum Sie z.B. bei 70°C von einem Gleichgewicht ausgehen. Folgt man Ihrem Diagramm/Text, kommen da 235J*m^-2*s^-2 (W/m^2) rein und gehen 475 J*m^-2*s^-2 (W/m^2) raus. Und das sieht nach einem krassen Ungleichgewicht aus, bei dem sich die Erde abkühlen würde.
Ich habe mich bei den Einheiten vertippt, das sollte natürlich J*m^-2*s^-1 sein, da 1W=1J/s ist …
@Marvin Müller, 27. Feb 2018 um 22:27
Ditto.
Viele Kommentatoren hier „schwören“ auf den Ansatz mit Stefen-Boltzmann, der wie angewendet zu einem Mittel von -18°C führt.
Dazu wären zwei Anmerkungen zu machen:
1.
Dieser Ansatz kennt keine Speicherfähigkeit, die aber in Wirklichkeit wesentlich ist. Nach diesem Ansatz werden Sprungfunktionen der Bestrahlung direkt in Sprungfunktionen der Temperatur und damit der Abstrahlung umgesetzt, was der Wirklichkeit klar widerspricht! Nach diesem Ansatz müßte die Nachtseite real z. B. nahe 0K haben.
2.
Diese und ähnliche Rechnungen machen Aussagen über die Oberflächentemperatur. Gemessen wird aber in 2 m Höhe „bodennah“. Es gibt aber keine zuverlässige Rechnung, mit der man von einer Bodentemperatur auf eine Lufttemperatur in 2 m Höhe schließen kann, weder statisch und schon garnicht dynamisch bei 24Stunden Tagen mit permanent wechselnden Bestrahlungsdauern und stochastisch auftretender Bewölkung.
Alleine diese beiden Fakten bringen in diese Rechnung so viel Unsicherheit, daß die Fehlermöglichkeiten die errechenbaren Ergebnisse beträchtlich übersteigen.
Fazit: Modellrechnungen, die zur Wirklichkeit nennenswert abweichende Ergebnisse liefern, sind falsch!
Es ist nicht zu fassen! Der Geophysiker Uli Weber präsentiert hier nun zum 9. Mal seinen unsinnigen Hemisphären-Ansatz für die Temperaturgenese. Danach entsteht die Erdtemperatur durch die sonnenbeschienene Seite mit Geometriefaktor 2. Die Speicherung und Abstrahlung auf der Nachtseite sowie die für die tägliche Wiederaufheizung benötigte Wärmemenge wird vergessen. Das hat der unbelehrbare Autor trotz meiner mehrfachen kritischen Hinweise immer noch nicht verstanden.
Mit 30% Albedo und Geometriefaktor 4 muss die quasi isotherme globale Mitteltemperarur der rotierenden Erde ohne Gegenstrahlung (-18 Grad) aber berechnet werden! Der Hemisphärenansatz mit fälschlich 478 W/m2 anstatt nur 239 liefert hierbei doch +30 Grad!
Und dann erfolgt natürlich irgend eine geheimnisvolle Kühlung auf globale +15 Grad – und Hokuspokus, weg ist der Treibhauseffekt – und eine Erklärung für die +15 Grad ist garnicht nötig! Zum Schluss kommt noch die Behauptung dass ein TE den Gesetzen der Thermodynamik (2.HS) widersprechen würde. Dass Gegenstrahlung aber gemessen ist und zusätzlich Energie zum solar beheizten Boden transportiert, die unter Wärmeentwicklung absorbiert wird, interessiert nicht.
Hallo Herr Dietze,
und dann reduziert da auch noch einer die Fläche-siehe Unten.
Wenn über dem Indischen Ozean Wasser verdampft und Wärme aufnimmt,
dann als feuchtes Luftpaket auf die Nachtseite verfrachtet wird, auf -10 Grat
abkühlt, wieviel Wärmeenergie hat es noch? Richtig. ( ich hoffe doch!)
Wer die Energiebilanz der Erde allein mit Strahlung und ohne den gewaltigen
Speicher erklärt , liegt von Anfang an falsch!
Die Erde ist eben kein selbstleuchtender Stern! Siehe Oben.
Mfg.
Winfried Zeugner
Die wird weder gemessen , noch ist die „zusätzliche Energie“ mit dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik vereinbar! Diese „zusätzliche Energie“ ist ein Perpetuum mobile der 2. Art, wie es hier anschaulich erklärt wird:
http://real-planet.eu/gegenstrahlung.htm
Von Storch et al. bestätigen in [14], daß der Ansatz der „Gegenstrahlung “ willkürlich gewählt und damit nicht im geringsten durch Messung verifiziert ist. Dieser Ansatz ist getroffen worden, um beobachtete Temperaturen in einem angewendeten Energiebilanzmodell rechnerisch reproduzieren zu können, was ohne Einbeziehung einer solchen „Gegenstrahlung“ bei dem genutzten (hypothetischen) Energiebilanzmodell nicht gelänge. Es handelt sich bei der „Gegenstrahlung“ also keinesfalls um eine gemessenene, es ist vielmehr eine frei erfundene Größe.
Müssen wir eigentlich immer wieder von vorn anfangen? Herr Pesch, überlegen Sie doch bitte mal dass fehlende Gegenstrahlung schon das Strahlungsgesetz von Planck verletzen würde. Und eindeutig gemessen wurde die Gegenstrahlung am Boden (allein vom CO2 etwa 42 W/m2) z.B. an der Forschungsstation Barrow/Alaska.
Und schlimmer noch: Würde die aus der kälteren Umgebung stammende G. auch nicht „wärmen“, wie es ja aus der Fehlinterpretation des 2.HS folgt, so würden unsere Häuser quasi gegen ein 3 K kaltes Weltall beheizt werden müssen und würden z.B. bei einem 13fachen Temperaturunterschied ungefähr auch die 13fache Heizleistung benötigen. Ein Leben auf dem Erdboden wäre für uns gar nicht vorstellbar.
Es ist schon erstaunlich:
ich war 2 Monate auf der Insel und die Beiträge auf EIKE sind immer noch die gleichen.
Allein aus der Tatsache, daß ein Mehr an CO2 die Abstrahlleistung TOA erhöht und die Temperatur TOA reduziert (u.a. lt. IPCC) ergibt sich zwangsläufig, daß die Bodentemperatur nicht steigen kann, sondern sinken muß.
Damit gibt es entweder keine Gegenstrahlung (meine Meinung) oder sie ist bezüglich der Bodentemperatur irrelevant.
„Und eindeutig gemessen wurde die Gegenstrahlung am Boden (allein vom CO2 etwa 42 W/m2) z.B. an der Forschungsstation Barrow/Alaska.“
Das möchte ich sehen:
Meßapparatur?
Meßvorgang?
etc.
Vielleicht kann man ja den Eskimos anstelle von Kühlschränken Gegenstrahlungsgrills verkaufen…
Allen Verfechtern der wärmenden Gegenstrahlung würde ich gern die Frage stellen: wenn man in Wüstengegenden z. B. 80°C Sandtemperatur mißt, welchen Anteil daran hat die Gegenstrahlung und welchen die Sonne direkt? Wie sieht die zugehörige Rechnung aus?
Das Weltall hat keine Temperatur! Daher kann man auch nicht gegen das Weltall heizen! Temperatur hat nur Materie, wenn zumindest zwei Atome oder Moleküle vorhanden sind, die gegeneinander stoßen können. Die Temperatur der Moleküle der Erde wird durch die Wärme/Energie hervorgerufen, die durch die Strahlung der Sonne eingetragen wird. Weil für Wärme Masse notwendig ist, Masse aber im Satz von Stefan-Boltzmann nicht vorkommt, ist dieses Gesetz alleine nicht hinreichend, damit Wärmebilanzen abzuhandeln!
Selbstverständlich könnte man theoretisch (messtechnisch) eine CO2-Strahlung auf der Erdoberfläche messen, denn CO2 hat ein charakteristisches schmales Emissionsband bei 15µm. Leider ist das aber (in 2m Höhe) auf der Erdoberfläche NICHT vorhanden, womit messtechnisch der CO2 Treibhauseffekt schon widerlegt ist. Was man hier misst, und was scheinheilig als Beweis der „Gegenstrahlung“ präsentiert wird, ist nichts anderes als die Wärmestrahlung der Erde in 2m Höhe, ein diffuses „Wärmerauschen“ ohne CO2-Bande lediglich eine leichte Sauerstofflinie.
Das Gerät heißt Pyrgeometer.
Noch einmal, eine Wärme-Gegenstrahlung von Treibhausgasen mit Infraroscanner (wie sie umgekehrt auf Satelliten erfolgreich eingesetzt werden) ist auf der Erdoberfläche mit solchen Scannern NICHT nachweisbar.
Dies ist für die theoretische Physik auch leicht vorauszusagen, denn bei der Gasdichte in Höhe der Erdoberfläche wird die Innere Wärme Q eines Gases zur molekularkinetischen Bewegung der Gasmoleküle AUFGEBRAUCHT.
Die CO2 Gegen-Strahlung auf der Erdobefläche ist also NICHT messbar !!!
Es ist tatsächlich nicht zu fassen!
Der Herr Dipl.-Ing. Peter Dietze, offizieller TAR-Reviewer des IPCC, behauptet trotz 9-facher Nachhilfe weiterhin mit seinem „Geometriefaktor 4“, dass die Sonne auch auf der Nachtseite unserer Erde zu scheinen beliebt.
Ich hatte im Text ausdrücklich angemerkt, mein PDF über die hemisphärische Temperaturgenese sei nicht barrierefrei. Vielleicht haben Sie Sich davon abschrecken lassen, aber ein Bild sagt schließlich mehr als 1000 Worte: Der Schlüssel zum Verständnis für den vorgeblichen „Hokuspokus“ um „irgendeine geheimnisvolle Kühlung“ ist im PDF auf Seite 10 in der Abbildung mit dem Jahresverlauf von Potsdam dargestellt.
Herr Weber, wie kommem Sie nur darauf dass ich und alle anderen Modellierer beim Geometriefaktor 4 die Sonne auch nachts scheinen lassen? Dieser Faktor ist doch lediglich Abstrahlfläche/Einstrahlfläche, und ist anzuwenden bei einem rotierenden sowie gut speichernden und wärmeumverteilenden Körper, der nur getaktet und teilweise beheizt wird.
Denken Sie sich z.B. eine rotierende, gut leitende und speichernde Blechscheibe, die auf einer Seite nur zur Hälfte durch eine Strahlungsquelle beheizt wird. Deren Temperatur wird sich im Gleichgewicht im Mittel so einstellen als wenn sie auf beiden Seiten voll und dauernd mit 1/4 der Strahlung beaufschlagt wird.
Und hinsichtlich Ihrer globalen Kühlung von +30 auf +15 Grad (damit die reale Temperatur ohne TE entsteht) bleibt es dabei dass eine solche nicht existiert und daher Ihr Hemisphärenansatz faelschlich zu +30 Grad führt weil Sie die Nachtseite ausser Betracht lassen.
Wie das mit Hähnchen nur auf einer Seite knusprig grillen halt so ist.
Fange die Gegenstrahlung ein und bringe sie auf die Haut des Hähnchen, aber nicht rotieren lassen, sondern nur zur Erde ausrichten, damit nur eine Seite knusprig braun wird: welche Seite wird dies sein, weiss nicht nur der besso keks allein!
Zitat: Denken Sie sich z.B. eine rotierende, gut leitende und speichernde Blechscheibe, die auf einer Seite nur zur Hälfte durch eine Strahlungsquelle beheizt wird. Deren Temperatur wird sich im Gleichgewicht im Mittel so einstellen als wenn sie auf beiden Seiten voll und dauernd mit 1/4 der Strahlung beaufschlagt wird.
Die Erde ist keine Scheibe. Machen Sie das Experiment mal mit einer Kugel.
Der Faktor 4 kommt von der Ausstrahlung der Erde und nicht von der Einstrahlung. Die Einstrahlung auf die Erdoberfläche betrifft die Halbkugel (ca. 755 W/m^2 im Mittel, das wurde gemessen), also die Hälfte der Erdoderfläche.
Diese Energiebilanz-Erhaltung gilt für die Erd-Oberfläche unter der Voraussetzung einer Erde mit Atmosphäre sowie einer homogenen Energie-Verteilung.
4pi*(1 – eta)*e(s)*sigma*T(s,avg)^4 = pi*S*(1 – a)
1.Term: 4pi*(1 – eta)*e(s)*sigma*T(s,avg)^4 – ist die Ausstrahlung der Erdoberfläche in bezug auf den Weltraum
2.Term: pi*S*(1 – a) – ist die Ausstrahlung der Sonne in bezug auf die Erdoberfläche = Einstrahlung
T(s,avg) = [(1 – 0,296)/(1 – 0,3636)]^0,25 * 281K = 288K (374 W/m^2)
Somit ist der „atmosphärische Treibhauseffekt“ nicht mehr existent bzw. hat sich ins Nirwana verflüchtigt.
Der „atmosphärische Treibhauseffekt“ ist und bleibt physikalischer Unsinn.
„Die Einstrahlung auf die Erdoberfläche betrifft die Halbkugel (ca. 755 W/m^2 im Mittel, das wurde gemessen), also die Hälfte der Erdoderfläche“
Herr Holtz, das ist etwa die Hälfte der Solaraktivität. Da aber die Nachtseite ja nicht 0 K hat und daher allenfalls nur ein bisschen weniger abstrahlt, ist die im Mittel verfügbare Leistung für die abstrahlende Erdoberfläche insgesamt nur 1/4 der Solarkonstanten abzüglich 30% Albedo. Und das macht nach S-B nun mal nur -18 Grad und im Unterschied zu +15 einen TE von 33 Grad.
Herr Holtz:
Wie kommen sie auf die Einstrahlung von 755 W/m2 auf die Halbkugel?
„Dass Gegenstrahlung aber gemessen ist und zusätzlich Energie zum solar beheizten Boden transportiert, die unter Wärmeentwicklung absorbiert wird, interessiert nicht.“
Joo, na klar!
Aus dem Grund sollten Sie auch endlich einen Gegenstrahlungshähnchengrill in Ihren Garten stellen.
Die Energie, die Ihre „Gegenstrahlung“ zum Boden transportiert wird an der Hähnchenhaut unter Hitzeentwicklung absorbiert!
ECHT!
Mut du kaufen!
Oh Gott, ich habe hier schon einmal bessere Texte und Kommentare gelesen.
Wären die Fachbeiträge besser dann erübrigten sich auch die meisten negativen Kommentare.
Oder umgekehrt!
@Uli Weber
In Ihrer Gesamtdarstellung (PDF) schreiben Sie auf S.13:
Auf S.15 erreichen Sie dann Ihr Ziel mit der abschließenden Erkenntnis:
Frage: Ist die plötzliche Verschiebung der Umgebungstemperatur T0 von -273,15°C auf +14,8°C nur der Zusammenstellung mehrerer Artikel geschuldet oder aber systematischer Unsinn?
Sie hatten sich ja bereits in einem anderen Thread hier auf EIKE als kreativer Provokateur zu erkennen gegeben, Zitat:
„Bitte verzeihen Sie, dass ich Ihre Ausführungen ergänzt habe. Dies tat ich nur, weil Sie unvollständig waren…“.
Gleich anschließend hatten Sie dann erneut selbstgedichtete Widersprüche skandalisiert, während Ihre ergänzenden Nachfragen ein zweifelhaftes Textverständnis offenbarten. Diesmal haben Sie durch die kreative Gegenüberstellung von zwei aus dem Kontext gerissenen Textzitaten einen Widerspruch zu erzeugen versucht, der sich beim Lesen beider Zitate nacheinander sofort in heiße Luft auflöst.
Ein solches Kommunikationsverhalten wird beispielsweise der Spezies Vexator fororum utgardensis nachgesagt, die zu füttern man tunlichst vermeiden sollte…
Das Beispiel der Hausheizung auf die Erde zu übertragen bedeutet folgendes Gedankenexperiment: Ersetze die Sonneneinstrahlung durch Heizelemente auf der Erdoberfläche und in der Atmosphäre gleicher Heizleistung. Variiere nun die Zusammensetzung der Atmosphäre und messe die Änderung der Oberflächentemperatur. Diese Temperaturänderung nennt man dann Treibhaus-Effekt oder beim Haus Dämm-Effekt.
An 71% der Erdoberfläche bewegen sich die Wassertemperaturen der Ozeane bekanntlich zwischen 270 und 300K, weil ein Durchfluss von (im zeitlichen Mittel) etwa 240 W/m^2 (206,4 kcal/h) ein Absinken dieser Temperaturen auf 30K verhindert. Die Enthalpie einer Wassersäule von z. B. 1 m^2 Oberfläche und der mittleren Wassertiefe von 3700 m wird dabei nur deshalb um 9,25 x 10^8 kcal (die Temperatur um 250 K) angehoben, weil die Durchlaufzeit des solaren Energieflusses (9,25 x 10^8 kcal / 206,4 kcal/h) etwa 510 Jahre beträgt.
Die Oberfläche der Ozeane verliert gegenwärtig etwa 480 W/m^2 ( als Wärmestrahlung lokal zwischen 310 bis 460 W/m^2, durch Verdampfung der Niederschläge, Konvektion und Wärmeleitung), den die Gegenstrahlung aus der Atmosphäre etwa hälftig dann ausgleicht, wenn sich die Enthalpie des Wassers der Ozeane nicht ändert. – Quelle der Gegenstrahlung ist die feste und flüssige Materie des Wasserkreislaufes, deren Spektren die sog. Klimagase bekanntlich modulieren. Die Wirkung der Speicherzeit Vergrößerung von Solarenergie wird bekanntlich „Treibhauseffekt“ genannt!
Entweder hat Herr Weber einen Werbevertrag mit Wärmeversorgungsunternehmen oder er hat Grundlegendes nicht verstanden. Die Wärmeverluste einer Wohnung ergeben sich grob aus dem k-Wert, Fläche und Temperatur-Differenz zwischen innen und außen. Gegenzurechnen sind die Gewinne durch solare Einstrahlung und sonstige interne Heizquellen. Wenn es in den nächsten Tagen kälter wird, kann man Heizkosten sparen, indem man die Innen-Temperatur etwas reduziert und die Rollläden nachts herunterlässt. Wärmedämmung durch Festkörper funktioniert im wesentlichen nicht anders wie die Wirkung von Treibhausgasen auf thermische Strahlung.
Falsch! Solange es Konvektion gibt kann man den Strahlungswiderstand vergessen.
Himmel, ich will es nicht immer wieder erklären müssen!!!
Bei ihren Ausführungen ist leider einiges richtig falsch:
1.) Erstens: Es geht in der Bilanz nicht um Temperaturen sondern um Leistungen, denn es gibt einen Energiesatz und keinen Temperatursatz.
2.) Die Sonne strahlt mit einer Leistung pro Quadratmeter (Solarkonstante S0 = 1369 W/m2) auf die Erde ein, dies auf eine Fläche, die dem Kreis mit dem Erdradius entspricht.
3.) Die Erdoberfläche ist vielmal so groß wie diese Kreisfläche (reine Geometrie). Pro Quadratmeter Erdoberfläche käme somit im Mittel ein Viertel der Solarkonstanten, also 342 W/m2 an.
4.) Die Albedo, d.h. der Anteil der direkt zurück in den Weltraum gestrahlten Leistung ist etwa 0.3: Also geht in das Erde-Atmosphäresystem eine Leistung von (1-0.3)*342 = 240 W/m2.
5.) Diese Leistung muß als Wärme von der Erde wieder in den Weltraum abgestrahlt werden. Nach Stefan-Boltzmann (schwarzer Körper) entspricht das einer Temperatur von 255 K, d.h. -18 Grad Celsius. Das ist auch die Abstrahlungsleistung der Erde, die man vom Weltall aus mißt. Gäbe es keinen Treibhauseffekt, dann wäre das die Temperatur, die die (schwarze) Erdeoberfläche annähme.
6.) Das Tag-Nachtargument zieht nicht, weil die Erde ausreichend schnell rotiert, so daß die Wärme recht gut ausgeglichen wird. (Man kann hier noch mit einer gemittelten Temperatur abschätzen. Beim langsam rotierenden Mond ist das etwas anderes. Da muß man die Leistungsbilanz korrekt ansetzen.)
7.) Die direkte Abstrahlung von der Erdoberfläche wird durch die Wirkung der Treibhausgase (i.w. Wasserdampf und CO2) und Wolken(!) teilweise blockiert (so könnte man es nennen), weil die (warmen) Treibhausgase in der warmen Atmosphäre und die Wolken Wärmeleistung auch in Richtung der Erdoberfläche zurückstrahlen. Genau das bezeichnet man – etwas unglücklich – als den Treibhauseffekt, und das ist der von Ihnen genannte „Selbstaufheizungseffekt“, den Sie abstreiten.
8.) In der Gesamtbilanz erhält also der Erdboden mehr Leistung als die o.g. Sonnenleistung von 240 W/m2.
9.) Die gemessene mittlere Temperatur ist heute etwa 15 Grad Celsius. Also ist die Gesamtleistungsbilanz an der (schwarzen) Erdoberfläche 390 W/m2. Diese Bilanz der Leistungen (Energieströme) ist nach dem Energiesatz korrekt.
Dasselbe passiert übrigens mit Ihrer Haut, wenn Sie bei Kälte frieren, aber dann einen Pullover anziehen: Dann wird Ihnen auch wärmer, auch wenn der Pullover kälter ist als Ihre Haut. Versuchen Sie zu beweisen, daß der kältere Pullover niemals Ihren Körper wärmen kann!?!
MfG
G.Wedekind
Zu Punkt 5) ‚Temperatur von 255 K, d.h. -18 Grad Celsius. Das ist auch die Abstrahlungsleistung der Erde, die man vom Weltall aus mißt. Gäbe es keinen Treibhauseffekt, dann wäre das die Temperatur, die die (schwarze) Erdeoberfläche annähme.‘
Für den Mond gilt : Temperatur von 271 K, d.h. -2 Grad Celsius. Das ist auch die Abstrahlungsleistung des Mondes, die man vom Weltall aus mißt. Gäbe es keinen Treibhauseffekt, dann wäre das die Temperatur, die die (schwarze) Mondfläche annähme.
blöderweise liegt die aber bei -55 Grad Celsius. Kepler dreht sich gerade im Grabe um.
@Schoenfeld,
alles, was Sie behaupten, ist vollkommen falsch.
@Kramm
Ich habe überhaupt nichts behauptet.
Der erste Abschnitt war ein Zitat des vorhergehenden Kommentars mit den errechneten Werten für die Erde.
Der zweite Abschnitt war die selbe Rechnung für den Mond, die sich nur durch den Albedo von der der Erde unterscheidet.
Der dritte Abschnitt enthielt den Wert, der für den Mond angenommen wird.
Wenn Sie jetzt sagen, das ist alles falsch, dann haben Sie jetzt gerade selber zugegeben, das der ganze Ansatz dieser Rechnung so nicht stimmt, oder das Thema nicht vollständig beschreibt. Vielen Dank dafür. Ich werde Ihren Kommentar sorgfältig aufbewahren.
Die Solarkonstante Herr Wedekind S0 von 1369 W/m2 darf aus Resonanzgründe(Siehe Mikrowelle) nicht vollends in Temperatur umgerechnet werden! Erklärung siehe weiter unten in meinem Beitrag.
Da können Sie soviel erklären und sich wieder holen wie sie wollen, davon werden die -18°C auch nicht richtiger!
Die Solarkonstante, wie groß sie auch immer ist, trifft auf die Erde nur auf eine Runde Fläche mit D=1600 km. Nach allen anderen Richtungen nimmt sie unter Berücksichtigung des Winkels ab. 342W/qm hat es eventuell irgendwo in Alaska.
Unter einer gleich mäßigen Einstrahlung gäbe es kein Wetter!
Winfried Zeugner
Zitat: 2.) Die Sonne strahlt mit einer Leistung pro Quadratmeter (Solarkonstante S0 = 1369 W/m2) auf die Erde ein, dies auf eine Fläche, die dem Kreis mit dem Erdradius entspricht.
Wieder so ein Unsinn. Die physikalisch wirksame Fläche vom Erdkörper für die Einstrahlung ist eine Halbkugel und kein Kreis.
Zitat: 3.) Die Erdoberfläche ist vielmal so groß wie diese Kreisfläche (reine Geometrie). Pro Quadratmeter Erdoberfläche käme somit im Mittel ein Viertel der Solarkonstanten, also 342 W/m2 an.
Und noch mehr Unsinn.
4.) Die Albedo, d.h. der Anteil der direkt zurück in den Weltraum gestrahlten Leistung ist etwa 0.3: Also geht in das Erde-Atmosphäresystem eine Leistung von (1-0.3)*342 = 240 W/m2.
Und jetzt geht der Unsinn noch weiter. Keine Messung bestätigt diese Werte.
Den Rest von diesem absoluten XXXXXXXX erspare ich mir zu kommentieren.
Bitte mäßigen Sie Ihre Ausdrucksweise.
@Wedekind,
die Solarkonstante betraegt etwa 1361 W/m^2. Bei einer planetaren Albedo des Systems Erde-Atmosphaere von etwa 0,3 wuerde die absorbierte solare Strahlung auf Grund der falschen Solarkonstante etwa 1,4 W/m^2 im globalen Mittel betragen. Zum Vergleich: Hansen et al. (2005) schrieben:
„Our climate model, driven mainly by increasing human-made greenhouse gases and aerosols, among other forcings, calculates that Earth is now absorbing 0.85 +/- 0.15 watts per square meter more energy from the Sun than it is emitting to space.“
Die Modellrechnungen wurden fuer 1880 – 2003 durchgefuehrt, ebenfalls mit einer zu hohen Solarkonstanten von etwa 1365 – 1366 W/m^2. Das wuerde bereits zu einem Wert v0n 0,78 W/m^2 im globalen Mittel fuehren. Darauf wiesen schon Kopp & Lean (2011) hin, als sie schrieben:
„Instrument inaccuracies are a significant source of uncertainty in determining Earth’s energy balance from space‐based measurements of incoming and reflected solar radiation and outgoing terrestrial thermal radiation. A nonzero average global net radiation at the top of the atmosphere is indicative of Earth’s thermal disequilibrium imposed by climate forcing. But whereas the current planetary imbalance is nominally 0.85 W m−2 [Hansen et al., 2005], estimates of this quantity from space‐based measurements range from 3 to 7 W m−2. SORCE/TIM’s lower TSI value reduces this discrepancy by 1 W m−2 [Loeb et al., 2009]. We note that the difference between the new lower TIM value with earlier TSI measurements corresponds to an equivalent climate forcing of −0.8 W m−2, which is comparable to the current energy imbalance.“
Und das soll jetzt einfach und logisch sein? Aehm..
Ich will es mal einfach und logisch darlegen. Der Treibhauseffekt beträgt ca. 154W/m2. Das ergibt sich aus der eingestrahlten Sonnenenergie von 342*(1-0,31)=236 und 288^4*5,67e-8 = 390. Mit 0,31 für die Albedo, und 5,67e-8 ist natürlich die Stefan-Boltzmann Konstante.
Nach offizieller Version erklären sich diese 154W/m2 so..
154
-30 (Anteil der Wolken auf THE)
—
124 (Anteil der THG am THE)
Jetzt werden dabei aber einige Faktoren wohl absichtlich vernachlässigt. Die 390W/m2 ergeben sich für einen Emissionsgrad von 1. Der ist in der Realität aber nicht 1. Wasser hat einen (hemisphärischen!) Emissionsgrad von 0,94 (übrigens liege ich mit diesem sorgsam errechneten Wert deutlich unter den 0,91 die das klassische Lehrbuch für Physik – H. D. Baehr, K. Stephan: Wärme- und Stoffübertragung angibt. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad)
Vegitationsfreie Landflächen haben sogar noch deutlich niedrigere Werte. Sand liegt etwa deutlich unter 0,8. In Summe liegt der durchschnittliche Emissionsgrad also bei ca. 0,92. Damit wird der THE gleichsam um 390 – 390*0,92 = 31W/m2 überschätzt. Wir müssen die Rechnung also korrigieren.
154
-30
-31 (Korrektor für Emissionsgrad = 0,92)
—
93
Somit ist der von THG verursachte THE jedoch nur mehr 19K groß, CO2 und Wasserdampf machen dann zusammen nur mehr 57% des vermeintlichen THEs aus.
Ausgerechnet eine jener Behörden die den Klimawandel am vehementesten vertreten, verdanken wir nun die Einsicht, dass auch diese Version noch viel zu „optimistisch“ sein muss. Die NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) präsentiert uns diesen vielsagenden Chart:
https://www.weather.gov/images/jetstream/atmos/energy_balance.jpg
Demnach reflektieren Wolken 23% (=79W/m2) des Sonnenlichts (=342W/m2) in den Weltraum, und emittieren nochmal 9% (=31W/m2) eben dort hin. Zusammen sind das 110W/m2. Auch wenn wir jetzt unterstellen, dass Wolken eine negative Strahlungsbilanz von sagen wir 18W/m2 hätten, dann müsste die nach unten gerichtete Strahlung (ob emittiert oder reflektiert) immerhin 92W/m2 betragen, nicht bloß 30W/m2.
Es ist von daher ein notwendiger „Trick“ sich um diesen Umstand argumentativ vorbeizuschummeln. Typischer Weise wird dann der Albedoeffekt von Wolken marginalisiert und auf die aufwärtsgerichteten Emissionen völlig vergessen. Dann wären es beispielweise 46W/m2 Albedoeffekt, und 28W/m2 abwärts gerichtete Emissionen, was in einem negativen Nettoeffekt von -18W/m2 resultiert. Nur kann das halt nicht stimmen.
Passen wir die Rechnung also an:
154
-30
-31
-62 (Korrektur Fehlbuchung der Strahlungswirkung von Wolken)
—
31 (Anteil der THG am THE)
Nun ist der eigentliche THE, also jener der durch THG verursacht sein kann, auf ein Fünftel geschrumpft. Das sind maximal noch 6 Grad Celsius.
Doch selbst das dürfte nicht korrekt sein. Eine statistische Auswertung von Wetterdaten zeigt nun nämlich, dass die Temperaturen generell höher sind, desto stärker die Bewölkung ist. Wolken können also keine negative Strahlungsbilanz aufweisen, sondern erwärmen die Erde vielmehr. Damit muss eine weitere Korrektur um mindestens 18W/m2 erfolgen, und von THE als solchen bleibt nichts übrig, ausser allenfalls einer Marginalie.
Wenn ich die Zahlen des Diagramms zusammen zähle, komme ich auf 0=0. Weltraum: abgegeben – aufgenommen =0. Atmosphäre: aufgenommen – abgegeben =0. Erdoberfläche: aufgenommen – abgegeben =0. Bei einer Temperatur des Alls von -271 Grad Celsius bedeutet das für die Erde und Atmosphäre die gleiche Temperatur. Bei der Temperatur sind O2, N2 und CO2 fest. Bei Ar bin ich mir nicht ganz sicher.
@Schaffer,
was Sie behaupten, kann man nur als baren Unsinn bezeichnen. Lernen Sie erst einmal die Grundlagen der Physik der Atmosphaere.
Das sagt der Richtige ;). Sind wir eifersüchtig, dass ich das hinbekomme, Sie aber seit Jahren daran scheitern?
Sreiben Sie nur so „schlicht“ oder denken Sie auch so?!?
„Weil aber die Strahlungsleistung der Sonne nur ganz wenig schwankt, kann sie nicht die Ursache für solche großen Temperaturveränderungen gewesen sein.“
Woher wissen Sie, um wieviel die Strahlungsleistung der Sonne schwankt???
Sehr geehrter Herr Weber, danke für Ihre Ausführungen zur Erklärung einer mittleren Temperatur der Erdatmosphäre, also der Temperatur in Bodennähe(2m über Flur).
In Ergänzung führe ich mal aus:
Die 1360 W je qm der Strahlungsleistung der Sonne vor Atmosphäre kann und darf daher nicht vollständig in ein Wärmeäquivalent umgerechnet werden. Daher auch der ominöse Versuch die Temperatur runter zu rechnen indem die Einstrahlleistung auf 70% reduziert wird um sie dann auch noch zu vierteln, um dann irgendwelche -18°C als mittlere Temperatur darstellen zu wollen, einen Treibhauseffekt einer eigentlichen Dämmschicht anzudichten.
Das Licht, also das Spekturm der Sonne wird nciht vollends in Wärme umgewandelt, denn nachweislich wird das Spektrum zwischen 450 und 660 mikrometer Wellenlänge, also die Bereiche um das Maximum also dortige Leistung in W/qm für das Pflanzenwachstum unter dissipativen Effekten aufgebraucht. (Welches sogar ein Kühlen der Umgebung hervorruft(Über diesen Kühleffekt „ziehen“ die Pflanzen über das so anfallende Wasser das CO2 der Umgebungsluft an sich).) Für die Berechnung einer mittleren in Bodennähe befindlichen Temperatur darf nun die Leistung der restlichen Wellenlängen also dieser des kurzen und langen Infrarot herangezogen werden. Messen lässt sich diese Leistung am besten zur Mittagszeit bei senkrechter Sonneneinstrahlung, möglich in der Sahara, es genügt jedoch dafür schon ein Wolkenloser Himmel mit überlicher Luftfeuchte von sagen wird 45%, dabei gilt je höher der Feuchtegrad, desto geringer die gemessene Leistung der Einstrahlung, weil mit dem Feuchtegrad die Wärmekapazität der Luft, also die von der Luft bevor die auf den Boden trifft aufgenommene Wärme zunimmt.
Mfg
Neulen, Holger
Das Spektrum im µm Bereiche oder sind es eher nm ?
ja klar sorry „Nanometer“, bezieht sich auf die Grafik hier
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstrahlung#/media/File:Sonne_Strahlungsintensitaet.svg
… und wenn man dann für das Wärmewirksame IR eine mittlere Einstrahlung definieren wollte kommt man so bei 300 W/qm aus, womit im Mittel dann über S–B Ansatz die 15°C annähernd getroffen würden, was ja so für Wolkenlosen Himmel anzunehmen wäre.
Werter Herr Uli Weber, sehe ich das richtig dass überall dieselbe S-B(Einstrahlung,Sonne) = S-B(Abstrahlung,Erde) gesetzt wird, obwohl die Erdabstrahlung nicht dieselbe e.g. Albedo, e.g. Strahlungsfrequenz haben kann wie die Sonneneinstrahlung. Wenn ja, warum wird das so gemacht?
Ein typischer Weber-Beitrag. Weber vermischt wieder einmal Gutes und Neues. Nur ist das Neue nicht gut und das Gute nicht neu.
Weber schrieb u.a.:
„Der hemisphaerische Stefan-Boltzmann Ansatz genuegt auch dem Sparsamkeitsprinzip.“
Damit hat er zweifellos Recht, denn vor allem wird an der Physik gespart. Aus physikalischer Sicht ist dieser Ansatz barer Unsinn.