Uli Weber
Nein, die Sonne scheint nachts nun mal nicht, auch nicht in einem breitenabhängigen 24h-Mittel. Es gibt aber immer wieder Bestrebungen, die „Neigung“ unseres Zentralgestirns in ein 24h-Mittelerde-Tag&Nacht-Mittel zu integrieren. Nach Dr. Roy Spencer sollen sich ein globales 24h-Strahlungsmittel und eine breitenabhängiges Mittelerde-24h-Strahlungsmittel kaum unterscheiden, was insofern kein Wunder ist, als beide auf einer globalen 24h-Tag&Nacht-Strahlungsbilanz basieren.
Zitat:
“Here’s how the incident solar flux changes with time-of-day and latitude. This should not be controversial, since it is just based upon geometry. Even though I only do model calculations at latitudes of 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, and 85 deg. (north and south), the global, 24-hr average incident solar flux is very close to simply 1,370 divided by 4, which is the ratio of the surface areas of a circle and a sphere having the same radius…”
Der neutrale GOOGLE-Übersetzer sagt: Hier erfahren Sie, wie sich der einfallende Sonnenfluss mit der Tageszeit und dem Breitengrad ändert. Dies sollte nicht kontrovers sein, da es nur auf Geometrie basiert. Obwohl ich nur Modellberechnungen in Breiten von 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75 und 85 Grad mache. (Nord und Süd) liegt der globale, durchschnittlich einfallende Sonnenfluss von 24 Stunden sehr nahe bei 1.370 geteilt durch 4, was dem Verhältnis der Oberflächen eines Kreises und einer Kugel mit demselben Radius entspricht…
Die Ableitung einer breitenabhängigen Tagestemperatur wäre tatsächlich ein guter Anfang für ein hemisphärisches Tag&Nacht-Verständnis gewesen, aber der Rückfall auf einen speichergestützten 24h-Verlauf zerstört diesen Ansatz sofort wieder, wie die nachfolgenden Abbildungen von Dr. Spencer nachweisen:
Das von Dr. Spencer vorgestellte Modell stellt implizit den Temperaturverlauf einer breitenabhängigen Strahlungsbilanz gegen eine Umgebungstemperatur von 0 Kelvin dar, dessen pauschale „Mittelerde“-Anwendung im konventionellen Stefan-Boltzmann-Ansatz zu einer theoretischen Globaltemperatur von (-18°C) führt. Eine breitenabhängige Berechnung der solaren Strahlungsleistung und eine Vorratsspeicherung für die Nachtstunden führt in dem Modell von Dr. Spencer dann zu einer Spreizung der Temperaturen zwischen etwa 60°F (=15,55°C) und etwa -100°F (= -73,33°C). Insbesondere kann Dr. Spencer damit aber die Temperaturgenese auf unserer Erde nicht korrekt erklären, Zitat letzter Absatz aus diesem Artikel:
“I hope this will help convince some who are still open-minded on this subject that even intense tropical sunshine cannot explain real-world tropical temperatures. The atmospheric greenhouse effect must also be included. The temperature (of anything) is not determined by the rate of energy input (say, the intensity of sunlight, or how fast your car engine burns gas); it is the result of a balance between energy gain and energy loss. The greenhouse effect reduces the rate of energy loss at the surface, thus causing higher temperatures then if it did not exist.”
Der neutrale GOOGLE-Übersetzer sagt: Ich hoffe, dies wird dazu beitragen, einige, die in diesem Bereich noch aufgeschlossen sind, davon zu überzeugen, dass selbst intensiver tropischer Sonnenschein die realen tropischen Temperaturen nicht erklären kann. Der atmosphärische Treibhauseffekt muss ebenfalls berücksichtigt werden. Die Temperatur (von irgendetwas) wird nicht durch die Energieeintragsrate bestimmt (z. B. die Intensität des Sonnenlichts oder wie schnell Ihr Automotor Gas verbrennt); Es ist das Ergebnis eines Gleichgewichts zwischen Energiegewinn und Energieverlust. Der Treibhauseffekt verringert die Energieverlustrate an der Oberfläche und verursacht somit höhere Temperaturen als wenn sie nicht vorhanden wären.
Schade, da hatte Dr. Roy Spencer die breitenabhängige spezifische solare Strahlungsleistung richtig berechnet. Aber anstatt daraus den gleichzeitigen Verlauf einer S-B-Gleichgewichtstemperatur abzuleiten und mit der Realität abzugleichen, negiert er diese zwingende Gleichzeitigkeit aus dem S-B-Gesetz und leitet aus seinem Speichermodell die Vermutung für einen „isolierenden“ atmosphärischen THE ab. Das Problem bei diesem THE ist nur, dass noch niemals irgendein Körper ohne zusätzliche Energiezufuhr allein durch eine Behinderung seines Energieverlustes WÄRMER geworden ist. Ein solcher Körper wird durch Isolation nämlich nicht WÄRMER, sondern kühlt nur entsprechend LANGSAMER aus. Und die spezifische solare Strahlungsleistung bei vertikalem Einfall, wie sie von Dr. Spencer richtig dargestellt worden war, beträgt zwischen den Wendekreisen ohne Albedo maximal (S0=1.367W/m²) und entspricht einer S-B-Gleichgewichtstemperatur von etwa 120°C – und kann daher sehr wohl die Temperatur in den Tropen erklären.
Dr. Spencer bleibt ausgerechnet die Erklärung schuldig, warum er in seinem Modell die zwingende Gleichzeitigkeit zwischen Temperatur und spezifischer Strahlungsleistung aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz aufhebt und einen wesentlichen Teil der tagseitigen hemisphärischen Strahlungsleistung willkürlich auf die Nachtstunden umleitet.
Die Berechnungen von Dr. Spencer wurden aus Vereinfachungsgründen im Äquinoktium durchgeführt. Aus der spezifischen solaren Strahlungsleistung werden aber hin und wieder auch breitenabhängige tagesdurchschnittliche „spezifische“ 24h-„Mittelerde“-Strahlungsleistungen für den gesamten Jahresverlauf abgeleitet:
Bis auf eine fehlende Darstellung der „0W/m²“-Linie auf den Polkappen bei Kramm et al. (2017) erscheinen beide Darstellungen zunächst einmal völlig gleich. Die unterschiedlichen Werte für die Maximaleinstrahlung am Pol der jeweiligen Sommerhemisphäre zeigen sogar, dass in beide Berechnungen die Elliptizität der Erdbahn eingegangen ist. In beiden Graphiken fallen am Nordpol über 500 W/m² und am Südpol über 550 W/m² an; denn der Südsommer fällt auf die sonnennahe Seite der Erdbahn (Perihel), während die Sonne im Nordsommer auf deren entfernter Seite (Abhel) steht. Die Übereinstimmung beider Abbildungen ist aber insofern höchst verwunderlich, weil Kramm et al. (2017) eindeutig von „solar radiation reaching the Earth’s surface“ sprechen, während Dennis L. Hartmann (1994) die „Mittlere tägliche Einstrahlung an der Außengrenze der Atmosphäre“ darstellt. Schließlich machen zwischen der Außengrenze der Atmosphäre und der Erdoberfläche die Wolken bereits etwa 70 Prozent der Erd-Albedo von etwa 0,3 aus, und eine dauerhafte Eisbedeckung dürfte sich eher positiv auf die örtliche Albedo auswirken. Ohne den verantwortlichen Lead-Autor unnötig in Aufregung versetzen zu wollen, sollten sich Kramm et al. ihre Abbildung 22b also unbedingt noch einmal genauer anschauen; denn hier wäre dringend ein wissenschaftliches Korrigendum anzuraten.
Tatsächlich ist in beiden oben abgebildeten Graphiken von Kramm et al. (2017) und Dennis L. Hartmann (1994) der Jahresverlauf für die beiden Pole auf +/-90° nördlicher und südlicher geographischer Breite richtig; denn hier kann die spezifische Strahlungsleistung über den 24h-Tag als konstant angesehen werden. Alle anderen Verläufe stellen über 24 Stunden gemittelte Strahlungswerte dar, die umso weniger mit einer originären spezifischen Strahlungsleistung der Sonne zu tun haben, je weiter sich die betreffende Ortslage von einem der geographischen Pole entfernt. Solche gemittelten Strahlungswerte stellen keine originäre spezifische Strahlungsleistung dar und dürfen daher auch nicht mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz in ein Temperaturäquivalent umgerechnet werden. Trotzdem wird manchmal ein solcher Durchschnitt fälschlich in eine S-B-Gleichgewichtstemperatur umgerechnet. In der Veröffentlichung „Using Earth’s Moon as a Testbed for Quantifying the Effect of the Terrestrial Atmosphere” von Gerhard Kramm et al. (2017) finden wir in Abbildung 22a eine solche Darstellung:
Beschreibung: “Daily mean values of (a) slab temperature; (b) solar radiation reaching the Earth’s surface; … as predicted for one year starting with TDB=2,455,197.5 (January 1, 2010, 00:00 UT1).”
(Creative Commons License CC BY 4.0)
Anmerkung: Die maximale spezifische Strahlungsleistung unter dem Zenitwinkel von 66,6° zur Sommersonnenwende am jeweiligen Pol der Sommerhemisphäre (abgeleitet von der Solarkonstanten S0=1.367W/m² ohne Erdbahn-Elliptizität) beträgt:
Maximale spez. Strahlungsleistung am Sommerpol ohne Albedo: 544 W/m², entsprechend einer S-B-Gleichgewichtstemperatur von 40°C oder 313K.
Maximale spez. Strahlungsleistung am Sommerpol bei mittlerer Albedo: 374 W/m², entsprechend einer S-B-Gleichgewichtstemperatur von 12°C oder 285K.
In der Abbildung 22a von Kramm et al. (2017) weist die rote Farbgebung nun eine Maximaltemperatur zwischen 280K und 300K für den jeweiligen Pol der Sommerhemisphäre aus. Diese Temperaturspanne entspricht jedoch nicht der entsprechenden spezifischen Strahlungsleistung aus Abbildung 22b mit mehr als 500W/m² (Nordpol) respektive mehr als 550W/m² (Südpol). Denn damit müssten die Ortstemperaturen an den Polen der Sommerhemisphäre in Abbildung 22a deutlich mehr als 300K betragen. Daher können die Temperaturen in Abbildung 22a eindeutig nicht aus den Strahlungswerten von Abbildung 22b hergeleitet worden sein. Sicherlich wird der verantwortliche Lead-Autor diesen Widerspruch mit dem ihm eigenen Charme durch eine plausible physikalische Erklärung auflösen können, die seinen hohen wissenschaftlichen Ansprüchen gerecht wird. Bis dahin bleibt nur der hinreichende Verdacht, dass beim Datensatz für die Strahlungsleistung in Abbildung 22b eine Verwechslung mit den Grunddaten @TOA vorliegen muss.
In Teil 2 meiner Analyse der Thesen und Antithesen für einen natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt hatte ich zu der Abbildung 22a von Kramm et al. (2017) angemerkt, Zitat:
„Kramm et al. (2017) stellen in Abbildung 22 den breitenabhängigen 24-Stunden-Durchschnitt der solaren Einstrahlung und dessen S-B-Temperaturäquivalent dar. Die Problematik einer solchen 24-stundendurchschnittlichen solaren Strahlungsleistung hatte ich in meinem EIKE-Artikel „Noch ein paar Fragen zum ‚natürlichen‘ atmosphärischen Treibhauseffekt“ vom 23. Juni 2017 anhand einer vergleichbaren Abbildung von Dennis L. Hartmann ausführlich erläutert; insbesondere lässt ein solcher Strahlungsdurchschnitt keinesfalls die Berechnung eines S-B-Temperaturäquivalentes zu…“
Es handelt sich bei den dargestellten Werten also gar nicht um physikalisch korrekte spezifische Strahlungsleistungen, aus denen sich mittels Stefan-Boltzmann-Gesetz eine rechnerische Gleichgewichtstemperatur ermitteln ließe, sondern nur um mathematisch berechnete 24h-Mittelwerte. Zur Ermittlung eines globalen Jahresverlaufs des maximalen S-B-Temperaturäquivalentes müssen wir vielmehr das breitenabhängige Maximum der spezifischen solaren Strahlungsleistung betrachten:
Spez. Strahlungsleistung: MAX (Si) @24h-Tag mit (Si = 1.367W/m² * (1-ALBEDO) * cos PHIi)
und (PHIi = örtlicher Zenitwinkel)
Farbdarstellung: 0 [W/m²] (schwarz) – 940 [W/m²] (rot)
Linke Skala: Grad geographische Breite (Süd = „-“)
Skala oben: Datum ab Herbstäquinoktium
Anmerkung: Ein vergleichbarer geographischer Verlauf ergibt sich ebenfalls für das daraus abgeleitete S-B-Temperaturäquivalent (SBT) zwischen (-273°C=schwarz) und (86°C=rot)
Dabei übertrifft das temperaturwirksame solare Sommermaximum am Nordpol (374 W/m² @ 90°N) sogar das solare Winterminimum in unseren Breiten (270 W/m² @ 50°N). Umgekehrt ist aber die maximale solare Sommereinstrahlung in unseren Breiten in etwa mit der Sonneneinstrahlung am nördlichen Wendekreis bei äquatorialem Sonnenstand vergleichbar.
Damit fällt der jeweilige Pol der Sommerhemisphäre als klimatischer „Hotspot“ schon mal aus, wie die nachstehende Abbildung beweist:
Deutlich wird aus dieser Abbildung, dass die Temperaturen von Kramm et al. (2017) niemals aus einer breitenabhängigen maximalen spezifischen Strahlungsleistung der Sonne abgeleitet worden sein können. Also ist der jeweilige Pol der Sommerhemisphäre mit einer maximalen temperaturwirksamen spezifischen Strahlungsleistung von 374 W/m² und einer S-B-Gleichgewichtstemperatur von 12°C auch kein klimatischer „Hotspot“. Vielmehr verläuft die maximale temperaturwirksame spezifische Strahlungsleistung von 940 W/m² mit einem S-B-Temperaturäquivalent von 86°C am Fußpunkt des jahreszeitlich veränderlichen vertikalen Sonnenstandes zwischen den geographischen Breitenkreisen, was die nachfolgende Abbildung nochmals verdeutlicht:
Aus der vorstehenden Abbildung ist klar ersichtlich, dass aus den Strahlungs-Hotspots auf der Polkalotte der jeweiligen Sommerhemisphäre nach Kramm et al. (2017) und Dennis L. Hartmann (1994) kein entsprechender Klima-Hotspot resultieren kann. Auch ein „Temperatur-Hotspot“ analog zu Kramm et al. (2017) ist aus dem Abgleich zwischen Beleuchtungsklimazonen und dem Jahresverlauf der maximalen solaren Strahlungsleistung im arktischen und antarktischen Hochsommer beim besten Willen nicht zu erkennen. Die Polkalotten werden vielmehr eindeutig der solaren Polarzone mit extremen jahreszeitlichen Schwankungen der Tageslänge und der Sonneneinstrahlung zugeordnet. Und das absolute Maximum der spezifischen solaren Strahlungsleistung liegt immer noch zwischen den geographischen Wendekreisen. Die polaren Strahlungs-Hotspots sind bei einem 24h-Durchschnitt vielmehr der örtlichen Tageslänge auf der jeweiligen Sommerhemisphäre und damit der längeren Einstrahlungsdauer geschuldet. Umgekehrt wird bei einem 24h-Durchschnitt das Maximum der breitenabhängigen temperaturwirksamen spezifischen solaren Strahlungsleistung in der Äquatorregion aufgrund der wesentlich kürzeren Tageslänge zwischen Sonnenauf- und -untergang auf weniger als die Hälfte reduziert, obwohl diese Region nachweislich den „Klimamotor“ unserer Erde antreibt.
Der Vollständigkeit halber sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die Sonnenscheindauer in höheren geographischen Breiten der Sommerhemisphäre aufgrund der Albedo-Rückkopplung eine wesentliche Rolle bei der langfristigen Klimaentwicklung spielt, wie das bereits Köppen und Wegener in ihrem Buch „Die Klimate der geologischen Vorzeit“ (Bornträger 1924) gezeigt hatten. Eine einfache Hypothese für eine solche Albedo-Rückkopplung wird hier beschrieben.
Da sind Ihnen m.E. einige gewichtige Fehler unterlaufen, Herr Weber.
Zitat: „Schade, da hatte Dr. Roy Spencer die breitenabhängige spezifische solare Strahlungsleistung richtig berechnet. Aber anstatt daraus den gleichzeitigen Verlauf einer S-B-Gleichgewichtstemperatur abzuleiten und mit der Realität abzugleichen, negiert er diese zwingende Gleichzeitigkeit aus dem S-B-Gesetz und leitet aus seinem Speichermodell die Vermutung für einen „isolierenden“ atmosphärischen THE ab.“
Eine Gleichzeitigkeit zwischen solarer Strahlungsleistung und der S-B-Gleichgewichtstemperatur der Erde gibt es nicht. Was das S-B-Gesetz beschreibt, ist die Gleichzeitigkeit der Temperatur eines warmen Körpers und der von diesem Körper abgegebenen Strahlungsleistung. Das sind aber zwei völlig unterschiedliche Vorgänge! Nur im Gleichgewicht, also dann wenn sich die Temperatur nicht mehr ändert (was nie erreicht wird), würde der durch das S-B-Gesetz beschriebene Zusammenhang zwischen der solaren Einstrahlung und der Temperatur der Erde gelten.
Ist die solare Einstrahlung größer als die von der Erde abgegebene Strahlungsleistung, dann wird die Erde wärmer; allerdings nicht plötzlich, sondern langsam entsprechend ihrer Wärmekapazität (Dr. Roy Spencers Speicher!) Und weil sich die Erde nun mal dreht, geht die Sonne wieder unter, bevor die Gleichgewichtstemperatur von 120 °C erreicht ist. Auch die Abkühlung nach Sonnenuntergang wird – wieder aufgrund der Wärmekapazität – nicht plötzlich erfolgen. Und lange bevor die minus 273 °C erreicht sind, geht dann GottseiDank die Sonne wieder auf.
Dr. Spencer hat völlig korrekt mit Hilfe der Wärmekapazität der Erde, der Erdrotation und der solaren Strahlungsleistung eine Temperaturspanne von -73°C bis +15 °C für die Erde berechnet. Gemittelt ergibt dies dann eine Temperatur von rund -20 °C. Für eine Erde ohne Atmosphäre bzw. ohne Atmosphäre mit IR-aktiven Bestandteilen.
Zitat: „Das Problem bei diesem THE ist nur, dass noch niemals irgendein Körper ohne zusätzliche Energiezufuhr allein durch eine Behinderung seines Energieverlustes WÄRMER geworden ist. Ein solcher Körper wird durch Isolation nämlich nicht WÄRMER, sondern kühlt nur entsprechend LANGSAMER aus.“
Die Erde ist ein Körper dem ständig durch die Sonne Energie zugeführt wird. Wenn einem Körper aber ständig Energie zugeführt wird, dann macht sich eine wirksamere Wärmedämmung – auch ohne ZUSÄTZLICHE Energie – in einer Temperaturerhöhung bemerkbar. Lassen Sie mal in Ihrer Wohnung am Abend die Heizleistung konstant und schließen dann die Rollläden. Na, merken Sie was?
Fazit: Der Artikel von Dr. Roy Spencer kann allen, „who are still open-minded on this Subject…“ nur wärmstens zur Lektüre empfohlen werden. Sehr schön ist auch sein EXCEL-Modell, auf das er in dem Artikel Bezug nimmt. Meine Empfehlung: herunterladen und mal damit herumspielen.
Man kann einiges dabei lernen.
Herr Maier-Schuler,
Der Empfehlung mit dem Excelsheet zu spielen schliesse ich mich an.
Wenn man eine Schichtdicke von hundert Metern in seinem kleinem Excelsheet angibt, was der Eindringtiefe des Sonnenlichtes in den Ozeanen entspricht kann man sich wundern wie schoen dsa passt.
Hier gibt es eine gute Analyse https://tallbloke.wordpress.com/2019/06/06/response-to-roy-spencer-regarding-his-support-of-flat-earth/#comment-149756
Fazit von meiner Seite, Dr. Roy Spencer hat uns eine gute Annäherung der Temperatur Genese geschaffen, wo man feststellen kann das reale Angeben zu realen Ergebnissen führen und der Unterschied zwischen Theorie und Wirklichkeit einfach erklaert werden kann.
Werner Schulz schrieb am 19. März 2020 um 3:37
Falls man dieser Empfehlung folgt, sollte man zwei Dinge tun:
1. Die Anfangstemperatur der Oberfläche auf etwas sehr kleines setzen. Dann kann man schön sehen, wie sich die Obefläche unter Einwirkung der Sonnenstrahlung langsam erwärmt und irgendwann in einem eingeschwungenen Temperaturverlauf endet.
2. Dann die Schichtdicke ändern, wie Werner vorgeschlagen hat.
(Falls man sich dann wundert, warum Werner das vorgeschlagen hat: Er hat nicht verstanden, dass die Laufzeit der Modells bei einer größeren Schichtdicke nicht mehr ausreicht, um den eingschwungenen Zustand zu erreichen, war aber begeistert über die Temperatur des noch nicht eingeschwungenen Zustandes, die prima zu seinen Ansichten passte.)
Marvin,
Hallo altes Haus!
Alles klar? Lange nichts gehört!
Ist langweilig ohne Michael oder?
Das Problem mit dem Einschwingen der Temperatur ist das eines von Excel oder ein Naturgegebenes?
Ich dachte eher das die Natur macht was sie will und sich nicht von den Unzulänglichkeiten eines Models stören lässt!
Es ist schon klar, das Sonnenlicht tiefer als 10 cm in den Ozeanen und Seen eindringt! Nicht war ist doch so!
Sollte man das Model etwas verfeinern? Aber man kann eigentlich schon sehen wie es reagiert.
Ich fand es jedenfalls überzeugend. Und noch ein Punkt wo wir uns sicherlich einig sind: Die Erde ist keine Scheibe!
Hallo Herr Schulz, ein paar kurze Anmerkungen zu Ihren Fragen.
1. Bei dem „Einschwingen der Temperatur“ handelt es sich nicht um ein Problem des EXCEL-Modells. Die reale Erde würde sich ähnlich verhalten, wenn Sie ihr am Anfang dieselbe Temperaturverteilung aufprägen könnten, die Sie als Startwert für das Modell verwenden (geht natürlich nur im Gedankenexperiment). Sie müssen allerdings das Modell lange genug laufen lassen, um einen stabilen Endzustand zu erhalten. Ein halbes Jahr (simulierte Zeit) dürfte ausreichen. Es handelt sich übrigens nicht um ein Einschwingen im engeren Sinn, sondern um eine asymptotische Annäherung an den stabilen Endzustand.
2. Die Eindringtiefe des Sonnenlichts in den Ozean spielt eine Rolle für den langfristigen Wärmehaushalt der Erde. Aber für das hier betrachtete täglichen Wechselspiel von Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe spielen die Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit des Wassers (also dessen sogen. thermische Trägheit) eine viel entscheidendere Rolle. Die thermische Trägheit von Wasser begrenzt die Eindringtiefe von Wärmewellen mit einer Frequenz von 1 pro Tag auf rund 10 cm (Abschwächung auf 1/e). Für Gestein sind die Verhältnisse ähnlich. Die 10 cm die Dr. Spencer ansetzt, sind also nicht ganz ‚aus der Luft gegriffen‘.
3. Natürlich haben Sie Recht, das Modell könnte/müsste man noch weiter verfeinern. An der wesentlichen Aussage würde das aber nichts ändern: Die über die Oberfläche der Erde gemittelte Temperatur läge ohne eine IR-aktive Atmosphäre mit rund -18°C bis -20°C weit unter dem global gemessenen Mittelwert von ca. +15°C.
Herr Maier-Schuler,
1. Im Vergleich Excelsheet und wirklichkeit gewinnt die Wirklichkeit. Also man kann natürlich versuchen mit einem Excelsheet auf die Wirklichkeit zu schließen, aber letztendlich ist es nur eine in ihren Eingaben und Formeln begrenzte Berechnung. Da hilft es auch nicht es lange laufen zu lassen
2. Wir betrachten den längerfristigen Wärmehaushalt, eben wollte sie noch das Modell länger laufen lassen und jetzt spielt nur noch die Kurzfristige Aussage eine Rolle? Fakt ist, das Sonnenlicht nicht nur 10 cm in Wasserkörper eindringt. Fakt ist deshalb auch, das die Theorien die von einer Erde als Schwarzer Körper ausgehen alle falsch sind. Alle Theorien die so tun als wenn die Oberflächen Wärme so wie sie sie erhalten wieder abgeben, müssen auch falsch sein und können die Wirklichkeit nicht Darstellen.
Das ist etwas das scheinbar auch Herr Dr. Spencer erkannt hat. Und ja die Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit des Wassers (also dessen sogen. thermische Trägheit) spielen eine wichtige Rolle.
Was nicht stimmt ist, dass die thermische Trägheit die Eindringtiefe von Sonnenlicht beeinflusst. Das sind zwei verschiedene paar Schuhe. Auch zu berücksichtigen ist das die Ozeane einen Umgekehrten Temperaturgradienten haben. Wärme fließt also immer weg von der Oberfläche.
3. Ohne Wärmespeicherung und Atmosphäre gäbe es theoretisch nicht mal die -18 Grad C. Ob sie aber eine IR aktive Atmosphäre haben oder nicht spielt fast keine Rolle. Ohne Treibhausgase hätten sie eine viel wärmere Atmosphäre, da sie sie nicht mehr kühlen können. Bei vollständiger Blockierung von aller Strahlung durch die Atmosphäre hätten sie immer noch die Lapserate. Dann ist die Temperatur der unteren Troposphäre auch wärmer. Die Abstrahl-Höhe ist eine Funktion der Dichte und die ist bestimmt über die Gravitation und Masse der Atmosphäre. Daher ist auch heute schon die Atmosphärische Isolierung einzig eine Funktion der Dicke der Atmosphäre. Sie dürfen nämlich nicht vergessen dass die Wärmeleitung oder die geringe Wärmeleitfähigkeit von Luft von entscheidender Bedeutung ist.
Ihr letzter Satz ist also falsch.
Herr Schulz,
Computermodelle sind immer Vereinfachungen der Wirklichkeit. Das trifft auf die Simulation von technischen Systemen zu (Stichwort HIL-Simulation), deren Zusammenhänge wir ja eigentlich vollständig verstanden haben sollten. Das trifft noch viel mehr zu auf so komplexe und chaotische System wie das Klima. Hier haben wir noch nicht einmal die Zusammenhänge richtig verstanden. Zur VORHERSAGE zukünftiger Entwicklungen sind diese Modelle deshalb m.E. völlig unbrauchbar. Aber für unser VERSTÄNDNIS von dynamischen Zusammenhängen in rückgekoppelten Systemen (wie dem Klima) sind sie unentbehrlich.
Eine pauschale Polemik gegen Modelle genügt deshalb nicht. Wenn Sie also glauben, dass das Vorgehen von Dr. Spencer oder eine seiner Gleichungen falsch sind, dann sollten Sie das konkret benennen und begründen.
Ich nehme Ihren Einwand gegen die von Dr. Spencer gewählte Schichtdicke von 10 cm Wasser durchaus ernst. Aus Platzgründen will ich aber hier auf weitere Ausführungen dazu verzichten. Stattdessen habe ich mit einem eigenen Simulationsprogramm (selbe Gleichungen wie Dr. Spencer) ein Szenario mit einer Schichtdicke von 100m (wie von Ihnen angeregt) durchgerechnet. Die Wärmekapazität ist jetzt tausendmal größer und wie zu erwarten, verschwinden damit die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht fast vollständig. Auf die global gemittelte Temperatur hat dies aber so gut wie keinen Einfluss:
– Schichtdicke 10 cm: T = -20,4 °C
– Schichtdicke 100m: T = -19,8 °C
Die Temperatur bleibt also auch in diesem extremen und eher unwahrscheinlichen Szenario weiterhin unter -18 °C.
Was ich bereits sagte, bleibt somit richtig: Die über die Erdoberfläche gemittelte Temperatur würde ohne eine IR-aktive Atmosphäre mit rund -18°C bis -20°C weit unter dem global gemessenen Mittelwert von ca. +15°C liegen.
Herr Maier-Schuler,
ich habe weiter oben gesagt:
„Fazit von meiner Seite, Dr. Roy Spencer hat uns eine gute Annäherung der Temperatur Genese geschaffen, wo man feststellen kann das reale Angeben zu realen Ergebnissen führen und der Unterschied zwischen Theorie und Wirklichkeit einfach erklaert werden kann.“
Ich hoffe sie nehmen meinen Einwand, dass man die Eindringtiefe des Sonnenlichtes mit der thermischen Traegheit (Ihr Begriff) in Verbindung bringen kann auch wirklich ernst.
Ich sage, das das Sonnenlicht tiefer in die Wasserkoerper eindringt und wenn man im Model von Dr. Spencer diese Eindringtiefe beruecksichtigt, sich ein andere Bild ergibt.
Sie sollten mal Ihr Model offenlegen legen. Wenn sie ein aehluiches haben wie Dr. Spencer sollte sie die gleichen Ergebnisse haben..
Haben sie villeicht Waermeleitung mit beruecksichtigt?
Koennen sie mit Ihrem Model die Temperatur der Atmosphaere berechnen?
Wie sie wissen, wirkt diese ja wie eine Isolierung. Das ist ja die grosse unbekannte Groesse, die sie beim Waermeaustausch der Oberflaeche brauchen.
Und sie wissen vielleicht auch das eine nicht IR aktive Atmpshaere viel waermer waere!
Herr Schulz,
nur zur Klarstellung: Ich habe zwar den Begriff der ‚Thermischen Trägheit‘ hier in die Diskussion eingeführt; aber es ist natürlich nicht mein Begriff. Googeln Sie mal nach ‚thermal inertia‘ und Sie werden eine Menge Literatur dazu finden. Der Vorteil dieser Größe ist es, dass damit die spezifische Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit verknüpft werden können und damit die Eindringtiefe von periodischen Wärmesignalen (hier: Wechsel von Tag und Nacht) berechnet werden kann. Das Ganze ist übrigens kein Hokuspokus, sondern lässt sich streng aus der Gleichung für die Wärmeleitung ableiten. Aber googeln Sie selbst.
Mehr als ein viertel des Sonnenlichts wird bereits im ersten Zentimeter des Wassers absorbiert und in Wärme umgewandelt. Entscheidend für das thermische Verhalten ist es, wie schnell und wie weit diese Wärme am Tag in tiefere Schichten eindringen kann und wie schnell sie nachts wieder an die Oberfläche zurückfließt und abgestrahlt werden kann. Und genau das beschreibt das Konzept der thermischen Trägheit.
Dass in 100 m Tiefe noch etwa ein halbes Prozent des Sonnenlichts vorhanden ist, spielt für das thermische Verhalten der Oberfläche dagegen keine Rolle.
Herr Maier-Schuler,
Die Angabe von 1 cm ist eine theoretische Groesse, die Thermische Trägheit sollte den Wellengang und Durchmischung des Wassers an der Oberfläche mit berücksichtigen. Diese Mischzone ist weitaus größer und sicher nicht nur 10 cm.
Inwieweit haben sie auch den negativen Temperaturgradienten in den Ozeanen berücksichtigt, der Wärme von der Oberfläche wegtransportiert?
Dann hier zwei Fragen an sie:
Wie hoch ist die Thermischen Trägheit der Atmosphäre und wie wirkt sich das aus?
Und hier gibt es ein Klima-„Gegenstück“ zur Thermischen Trägheit.
https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_inertia
Was halten sie davon? Ich bin der Meinung das entsprechend ihrer Definition
die thermische Trägheit den THE überlagert und mitbestimmt.
„Das Problem bei diesem THE ist nur, dass noch niemals irgendein Körper ohne zusätzliche Energiezufuhr allein durch eine Behinderung seines Energieverlustes WÄRMER geworden ist. Ein solcher Körper wird durch Isolation nämlich nicht WÄRMER, sondern kühlt nur entsprechend LANGSAMER aus.“
Ein ganz einfaches Experiment: Im Inneren einer Kugel sei eine konstante Heizquelle. Jetzt umhülle ich die Kugel mit einer Wärmisolierung. Wetten, dass die Kugeloberfläche wärmer wird, obwohl die Heizleistung nicht verändert wurde?
Können Sie nicht lesen? … ohne zusätzliche Energiezufuhr …
Die Erde ist ein energetisch passiver Körper, also ohne nennenswerte eigene Energieerzeugung.
Mfg
Werner Holtz
Entschuldigung, aber da muss ich antworten: Können Sie nicht denken? Die Erde wir konstant von der Sonne beheizt. Ebenso konstant wir in meinem einfachen Experiment die Kugel beheizt. Ob von innen oder außen ist wurscht…
Neben nicht, das hat etwas mit Dämpfung zu tun. Aber machen Sie nur ihr Unding weiter, interessiert sowieso keinen.
Herr Dr. Ulrich.
technisch gesehen wird die Oberfläche wärmer oder kälter entsprechend der folgenden Parameter:
1. Hinzufügen der Isolierung erhöht die Abstrahlfläche –> Kälter
2. Wenn sich der Radius nicht ändert keine aenderung der Temperatur
3. Die Emissionszahl der Isolierung ist eine andere als die der Kugel –> unbestimmte Temperaturänderung
4. Gleiche Emissionszahl –> keine Aenderung
Jetzt nehmen sie die Punkte 1 und 3 dann können sie die Oberflächentemperatur bestimmen.
So einfach kann Physik sein!
Wahrscheinlich ein Streit um „des Kaisers Bart“: Richtig ist, wie Uli Weber sagt, dass ohne jegliche Heizung, also nachts, die „bessere Isolierung“ zu einer langsameren Abkühlung führt. Meine Kugel würde mit zusätzlicher Isolierung und nach Abschaltung der Heizung auch langsamer abkühlen. Aber bei „eingeschalteter“ Heizung bzw. Sonnenheizung bringt eine zusätzliche Isolierung („Treibhauseffekt“ oder wie auch immer) höhere Temperaturen. Wenn das die „Treibhausgegner“ auch so sehen, gibt es hier keinen Meinungsunterschied.
Daran ändert sich auch nichts, wenn die Außenfläche der Isolierschicht Wärme nur durch Strahlung abgibt. Eine ganz andere Diskussion ist, was durch anthropogenes CO2 (geringe Behinderung des Strahlungstransports) und andererseits Vergrößerung der Abstrahlfläche mit mehr abstrahlendem CO2 unterm Strich herauskommt.
Allerdings bringt dann ein Blick auf die von Satelliten gemessenen IR-Abstrahlung Klarheit: Die Absorptionsfenster der „Klimagase“ reduzieren die Abstrahlung…
„Allerdings bringt dann ein Blick auf die von Satelliten gemessenen IR-Abstrahlung Klarheit: Die Absorptionsfenster der „Klimagase“ reduzieren die Abstrahlung…“
Nein!
„Nein!“
Interessante Entgegnung! Ich bin gespannt – und lernfähig! Alles, was die anthropogene Klimaerwärmung ad absurdum führt, würde mir gefallen – ganz im Gegensatz zum PIK!
„Die Absorptionsfenster der „Klimagase“ reduzieren die Abstrahlung…“
Dr. Ullrich. Wie immer in der Diskussion gibt es eine gewisse Ungenauigkeit in den Aussagen, die es leicht machen Ihre Aussage zu verneinen.
Die Frage die ich stellen wuerde ist, von wo verringert die Absorption die Abstrahlung, oder sprich den Waermeverlust durch Strahlung?
Die Antwort ist, von der Oberflaeche. Nur wird dieser augeglichen durch Konvektion oder Latente Waerme oder beides. Eine weitaus hoehere Reduktion des Waermeverlustes haben sie durch geringe Waermeleitung.
Da die Absorption aber laut Strahlungstheorie auch mit einer Abstrahlung verbunden ist, ist ihre Aussage fuer the Atmosphaere nicht gueltig!
Warum ist das wichtig fragen sie? Weil Wetter findet in der Atmosphaere statt. Klima ist die Statistische Erfassung von Wetter. Sie sollten sich also auch auf die Atmosphaere beziehen. Dort messen wir naemlich auch die Temperatur. Wir achten sogar penibel darauf das wir NICHT die Temperatur der Oberflaeche messen!
Nun da sie schon wissen, dass die Absorption mit Strahlung einhergeht, ergibt sich fuer die Atmosphaere genau das Gegenteil von dem was sie sagen. Die Abstrahlung durch die Treibhausgase, die ja so schoen absorbieren und aber auch strahlen koennen, kuehlen mit dieser Strahlung die Atmosphaere.
Das Absorptionsfenster gibt sehr schoen an, wo die THG strahlen. Im Mittel aus einer Hoehe von 5000 m, bei einer Temperaturvon -18 Grad C.
Und nun kommt der Clou – das enspricht genau einer Strahlleistung, wie die Erde abstrahlen muss um den Solaren Eingang wieder auszugleichen.
Es ist also nichts reduziert sondern alles im Lot.
„Da die Absorption aber laut Strahlungstheorie auch mit einer Abstrahlung verbunden ist, ist ihre Aussage fuer the Atmosphaere nicht gueltig!“
Gilt für „KÖRPER“!!!
Nicht für Gase
Die gesamte Wärmeabgabe von Erde+Atmosphäre in den Weltraum erfolgt durch IR-Strahlung, egal was auf dem Weg durch die Atmosphäre geschieht. Und genau diese abgegebenen spektrale IR-Intensität messen die Satelliten (Intensität = Energieabgabe bezogen auf einen konstanten Messwinkel und die Zeit). Wenn jetzt in den Absorptionsfenstern deutlich weniger Energie in den Weltraum gelangt, dann muss die Energieabgabe verteilt über das Gesamtspektrum entsprechend größer sein. Was man am einfachsten mit höheren Temperaturen darstellen kann.
Außerhalb seiner Absorptionsfenster ist CO2 für die IR-Strahlung genauso irrelevant wie es bei dem ungleich häufigeren N2 oder O2 der Fall ist. Die CO2-„Abstrahlungsdellen“ beweisen deshalb, dass trotz CO2-IR-Abstrahlung in den Weltraum die Absorption bzw. die Verringerung der Abstrahlung in den Weltraum (leider) klar überwiegt. Wäre es nicht so, dann würde man anstelle der „Dellen“ Strahlungsmaxima sehen, was nur in den Polarregionen beobachten wird.
Dr. Ullrich,
schauen sie sich doch noch mal die Emissionspektren an. https://www.researchgate.net/figure/Emission-spectra-of-the-Earth-taken-by-the-Nimbus-4-satellite-Spectrum-a-is-measured_fig15_221909392
Dort wo der CO2 Trichter ist, ist die normal angenommene Strahlungleistung die wir haben sollten. Alles was darum hoeher ist, bedeuted hoehere Abstrahlung. Der Trichter entspricht doch der Normalabstrahlung.
Wieso behaupten sie, das dort Energie zurueckgehalten wird? Das ist doch gar nicht so. Das ist der Normalfall 220 -240 W/m2. So wie es sein muss.
Die Strahlungsmaxima an den Polen beweisen auch das CO2 froehlich strahlt.
Ich stelle mir jetzt eine Interpolation der Spektren zwischen der Sahara und den Polen vor und ich kann nicht an den Spektren sehen, das weniger Energie abgestrahlt wird.
Koennen sie ihre Auffassung erlaeutern?
@Werner Schulz: Die ersten beiden Spektren zeigen es deutlich: In den CO2-Absorptionsfenstern wird weniger IR-Intensität abgestrahlt. Verdoppelt man das CO2, würden die CO2-Trichter etwas tiefer – wegen der Sättigung zwar nur geringfügig und kaum sichtbar – also etwas weniger Abstrahlung. Würde man hingegen das CO2 entfernen, wären auch die CO2-Trichter weg und man hätte sowas wie „Normalabstrahlung“, also von CO2 ungebremste Abstrahlung. (Weiter unten habe ich das auch schon ausgeführt.)
Nur in den Polbereichen strahlen die sehr kalten anderen Emittenten (Boden, Eiswolken usw.) offenbar noch weniger als das CO2. Dort trägt CO2 tatsächlich zur Abkühlung bei – denn ohne CO2 wäre die Abstrahlung noch niedriger.
Hinsichtlich Interpollation: Hierzu müsste man die maßgebenden Oberflächen in Relation setzen, wobei dann die Polbereiche mit „CO2-Kühlung“ (leider) nur einen relativ kleinen Teil der Erdoberfläche ausmachen. Wäre dem nicht so, hätten wir jetzt die globale Kühlwirkung des CO2 nachgewiesen…
Herr Dr. Ulrich,
CO2 Kühlung für die Atmosphäre gibt es überall.
Letztendlich ist CO2 ein strahlungsaktives Gas. Gas die sich nicht durch Abstrahlung kühlen koennen, wie Stickstoff oder O2 sind die Temperaturbestimmenden Gase in der Atmosphäre.
Die Kühlwirkung von CO2 für die Atmosphäre ist nachgewiesen.
„Die ersten beiden Spektren zeigen es deutlich: In den CO2-Absorptionsfenstern wird weniger IR-Intensität abgestrahlt. “
Ja aber immer noch mehr als muss! Das soll doch der Treibhauseffekt sein. Es ist nicht weniger, es ist mehr!
Nehmen sie mal den folgenden Gedanken. Die Atmosphäre ist 100% IR undurchlässig. Was passiert? Sie sehen von oben keine Oberflächenstrahlung mehr! Wie warm ist die Oberfläche???
Entsprechend der Theory kocht die Erde jetzt. NEIN. Die Abstrahlung passiert immer noch bei -18 Grad C mit 220-240 W/m2 (Je nachdem was man annehmen möchte was die Albedo ist).
Und die Lapserate stellt wieder eine höhere Temperatur in der unteren Troposhaere ein! Diese ist mehr oder weniger unabhängig von der Strahlung.
So trotz 100% Strahlungsabsorption in der Atmosphäre, würde sie ähnliche Durchschnittstemperaturen kriege.
Wie sie sehen ist die Theory des Radiativen Treibhauseffektes falsch.
Die Lapserate stellt die höhere Temperatur auf der Oberfläche dar.
Weil oben ist es kälter als unten. Durch die Lapserate, das lernt man in der Atmosphärenphysik. Vielleicht finden sie ja einen wissenschaftlich Arbeit die die Lapserate mit Strahlung erklärt. Aber so lange gilt die Gleichung der Standardatmosphäre und da gibt es keine Strahlung!
„Das Problem bei diesem THE ist nur, dass noch niemals irgendein Körper ohne zusätzliche Energiezufuhr allein durch eine Behinderung seines Energieverlustes WÄRMER geworden ist. Ein solcher Körper wird durch Isolation nämlich nicht WÄRMER, sondern kühlt nur entsprechend LANGSAMER aus.“
Diesbezüglich ist schwer zu widersprechen…
Wider die blöden Mittelwertbildungen! Es geht so nicht.
Nun muß ich mir wirklich mal die Mühe machen, etwas abzutippen, Helmut Lindner, Physik im Kosmos, Seite 140, denn der Fehler wird hier immer und immer und immer wieder gemacht. Dummerweise, gemeinerweise, taucht das Beispiel zu Beginn der Erklärung der Relativitätstheorie auf. (Formeln ohne Bruchstrich)
ZITAT:
So einfach wie solche Gleichungen aussehen, kann man auch leicht danebentappen, wenn man nicht richtig aufpaßt. Da tragen zwei Männer ein Ruderboot zu Wasser, einen schnittigen Zweier, der auf ruhigem See mit der Geschwindigkeit c = 15 km/h dahinflitzt. Beide haben sich ausgerechnet, daß sie die 2 km lange Strecke in genau 8 min zurücklegen.
Heute aber wird auf der Elbe trainiert. Die Strömung des Wassers macht v = 5 km/h aus. Um ihren Einfluß zu beseitigen, beschließt man daher, einen Kilometer hin und wieder zurückzurudern. Dann müßte sich der stromaufwärts entstehende Zeitverlust gerade wieder ausgleichen; denn man fährt ja gegen den Strom mit der auf das Ufer bezogenen Geschwindigkeit (c – v) = (15 – 5) km/h = 10 km/h und mit dem Strom (c + v) = (15 + 5) km/h = 20 km/h, was ohne Zweifel den richtigen Mittelwert von 15 km/h ergeben sollte.
Natürlich stimmt der Mittelwert auch — leider nicht die Fahrzeit, auf die es gerade ankommt!
Denn für den Hinweg brauchen sie die Zeit s/v1 = 1 km x 60 min / 10 km = 6 min und für die Rückfahrt s/v2 = 1 km x 60 min / 20 km = 3 min. Das macht zusammen nicht 8, sondern 9 Minuten! Eine ganze Minute werden sie länger brauchen, als sie sich vorgestellt hatten. Die Rückfahrt ist nicht schnell genug, den hinwärts entstandenen Zeitverlust wieder auszugleichen.
ENDE
Carsten
—
„Steht das Schwein auf einem Bein, ist der Schweinestall zu klein”
Danke, super Beispiel!
Das ganze Problem ist, dass mann versucht, die Erde in di Stefan-Boltzmann Gesetz einzupressen.Die Sonne scheint einmal nur auf eine seit der Erde. Die eingestralte seite wä rmt sich und die „Nachtseite“ kühlt langsam ab. Die Atmosfere-inklusiv CO2- bremst die kühlung der Erde, bis wieder die Sonne komt. WO ist problem?
Eigentlich: Arrhenius hat nie über die Zurückstrahlung gesprochen, das ist Spielerei der Neuzeit. Wie anno damals: wieviel Teufel passen auf eine Nadelspitze?
„Der Treibhauseffekt verringert die Energieverlustrate an der Oberfläche und verursacht somit höhere Temperaturen als wenn sie nicht vorhanden wären.“
Komisch, denn wie kann es sein, daß in den USA zwischen den Gebirgen die Temperaturen TMAX seit 1950 niedriger sind als die zwischen 1930 und 1950? Und wie kann es sein, daß zwischen 1880 und 1930 da die TMAX angestiegen sind?
Ich denke, niemand hier wird wie der IPCC behaupten, dass das anthropogene CO2 praktisch alleine die Temperaturänderungen der Neuzeit bewirkt. Es gibt bekannte natürliche Ursachen bzw. schon lange beobachtete Solar- und ozeanische Zyklen, die vieles, wenn nicht sogar alles auch ohne den CO2-Anstieg erklären können. Insbesondere, wenn man den Zusammenhang von niedriger Solarintensität und mehr Wolkenbildung (Svensmark-Effekt) dazu nimmt.
Die niedrigeren Temperaturen seit 1950 will hingegen das PIK, soweit ich mich erinnere, mit der stärkeren Luftverschmutzung erklären, die es damals noch gab. Dr. Lüning, Kalte Sonne, hingegen verweist auf neuere Forschungsergebnisse, wonach der Einfluss von SO2 überschätzt wurde.
Und nicht vergessen: Aufgrund der Strahlungssättigung ist der Einfluss von zusätzlichem CO2 sehr gering. Die Absorptionsminima des CO2 verändern sich bei CO2-Verdoppelung nur mehr sehr geringfügig wie Prof. Happer et al. anhand der Spektralkurven zeigten (vor einigen Wochen in einem EIKE-Artikel gezeigt)! Die Meinungen gehen zudem sehr weit auseinander, wieweit der Einfluss des CO2-Anstiegs in der Atmosphäre durch andere Effekte überdeckt wird, oder, wie es konträr dazu der IPCC mit seinen übertreibenden Modellen sieht, sogar verstärkt wird.
Man darf also die Bedeutung der CO2-Absorptionsminima in der IR-Abstrahlung in den Weltraum keinesfalls überschätzen! Sie waren ohne den Menschen schon vorhanden und verändern sich bei weiterem CO2-Anstieg nur sehr geringfügig! Erst bei Null CO2 in der Atmosphäre würden diese Minima verschwinden – ebenso wie das irdische Leben!
Zitat: „Nein, die Sonne scheint nachts nun mal nicht, auch nicht in einem breitenabhängigen 24h-Mittel.“
Besonders gut finde ich die „Abbildung: Das örtliche Maximum der breitenabhängigen temperaturwirksamen spezifischen Strahlungsleistung“, da wird den 24h-Mittel-Fetischisten hoffentlich mal ein Licht aufgehen. Es wäre vielleicht noch hilfreich den nördlichen und südlichen Polarkreis in der Abbildung mit anzugeben.
Sonst eine sehr gute Zusammenfassung und Klarstellung.
Mfg
Werner Holtz
>>Zitat: „Nein, die Sonne scheint nachts nun mal nicht, auch nicht in einem breitenabhängigen 24h-Mittel.“<<
Komisch, wieso konnte ich an einem meiner Geburtstage um Mitternacht nach Norden direkt in die Sonne schauen?
Wenn Sie „nachts“ in die Sonne schauen konnten, dann ist nicht nachts, sondern tags.
Fangfrage, wenn man Mitternacht als Zeit definiert, kann man über dem Polarkreis zu bestimmten Zeiten auch schon mal Mitternachts in die Sonne gucken.
Durch die Schiefstellung der Achse der Erde wird die gesamte Erdoberfläche nur zu bestimmten Zeiten innerhalb von 24 h bestrahlt. Es ist meistens eher so das eine geringere Fläche als die gesamte Erdoberfläche in 24 Stunden bestrahlt wird.
Was aber mehr oder weniger stimmt ist, das die Sonne immer nur eine Hemisphäre anstrahlt. Da kann man gut ein Mittel anlegen.
Ein 24 h Mittel kann die Schiefstellung der Erde nicht korrekt berücksichtigen, da die beschienene Fläche abhängig vom Datum ist.
Herr Heinzow hat wohl sich wohl ein Späßchen mit Ihnen erlaubt!
Dann schauen Sie mal hin, wie die Tag- und Nachtzeiten global definiert sind.