Thorstein Seim und Borgar T. Olsen
Eine Überprüfung unserer Studie wurde von Kevin Kilty bei WattsUpWithThatdurchgeführt. Sie ist hier zu finden. Die Kritik des Rezensenten an dem Papier wurde in 3 Punkten zusammengefasst:
1. Die Konstruktion, Kalibrierung und Verwendung der IR-Sensoren.
2. Die Berechnung der Energiebilanz, die nach Energielecks sucht, aber keine finden kann, um das Null-Ergebnis zu erklären.
3. Die vielen expliziten und impliziten Verwendungen der Stefan-Boltzmann-Formel, die fehlerhaft sind und die nicht den Treibhauseffekt, sondern das Nullergebnis hier in Frage stellen.
Wir werden versuchen, auf seine Kritik zu antworten und mehr der von ihm geforderten experimentellen Details hinzuzufügen. Aber lassen Sie uns zunächst eine Zusammenfassung des Experiments zu machen.
Das Experiment
Der Zweck des simulierten Erde/Atmosphäre-Experiments war es, a) die IR-Strahlung messen zu können, b) die thermischen Energieverluste an die Umgebung zu reduzieren und c) die Temperatur genauer zu messen.
Der Versuchsaufbau ist in Abbildung 1 dargestellt: Die vordere Wölbung wurde hinzugefügt, um das CO2-Gas von der Luft in der hinteren Kammer zu trennen. Dies reduziert den Wärmeverlust aus der hinteren Kammer durch die beiden Fenster aufgrund von Wärmeleitung.
Die einen Meter lange, 50 cm breite und 30 cm hohe Box mit einem Volumen von 150 Litern besteht aus isolierenden 5 cm dicken Styroporplatten. Die beiden Kammern sind durch eine 0,03 mm dünne transparente Kunststofffolie getrennt. Das Fenster an der Vorderseite der Box wurde ebenfalls aus dieser Folie gefertigt. Die Innenwände der Kammern (außer der Rückwand) sind mit dünner, polierter Al-Folie verkleidet. Die Al-Folie reflektiert den größten Teil der IR-Strahlung und reduziert dadurch den Wärmeverlust durch die Wände. Die Länge der hinteren und vorderen Kammer beträgt 30 bzw. 70 cm. Die IR-Strahlung wurde durch Erhitzen einer schwarz lackierten Metallplatte (oder einer dünnen, schwarz lackierten Al-Folie) auf 100°C durch eine 500-W-Halogenlampe erzeugt. Ein Thermometer, das die Gastemperatur misst, wurde in jeder Kammer in der Nähe des Daches platziert und von der direkten Strahlung der Heizplatte abgeschirmt.
Ein IR-Strahlungsdetektor befindet sich vor dem Fenster an der Box (IR1). Ein weiterer Detektor befindet sich hinter der Box (IR2) und misst die IR-Rückstreustrahlung über ein 6×6 cm großes Fenster in der Rückwand. Um die Erwärmung der Innenseite der Styroporrückwand mit hoher Genauigkeit zu messen, wurden acht in Reihe geschaltete und schwarz lackierte Thermoelemente an der Rückwand angebracht.
Um lokale Konvektion und Temperaturgradienten in den beiden Kammern zu vermeiden, wurde in jeder Kammer ein kleiner Ventilator mit reduzierter Drehzahl angebracht. Die Energiezufuhr zu den Ventilatoren war gering, nur 0,6 Watt. Da sich das Gas während der Erwärmung ausdehnt, hat jede Kammer eine kleine 5 mm große Öffnung (abgedeckt mit einem Stück Kunststoff) im „Dach“, um eine Druckerhöhung zu vermeiden. Um zu überprüfen, ob die Infiltration aus der Umgebungsluft die CO2-Menge in der Front verändert, wurde der CO2-Pegel nach dem Experiment kontrolliert. Die Kammer war noch mit CO2 gefüllt.
Konstruktion, Kalibrierung und Anwendung der IR-Sensoren
Zur Messung der IR-Strahlung und der von CO2 erzeugten Rückstreuung haben wir zwei IR-Detektoren konstruiert, die breitbandige (3 bis 24 μm) Thermopil-Schaltungen mit einem nahezu flachen Frequenzgang verwenden.
Kalibrierung: Um ein Strahlungsspektrum zu erhalten, das dem eines schwarzen Heizkörpers nahe kommt, verwendeten wir eine schwarze Eisenpfanne, die mit 100°C heißem Wasser gefüllt war, und ließen die Temperatur auf 15°C fallen. Die gemessene Beziehung zwischen der Temperatur der Strahlungsquelle und dem Ausgang des Detektors (in mV), ist in Abbildung 2 dargestellt:
Wir sehen, dass die Beziehung nicht linear ist, wie vom Seebeck-Effekt erwartet. Stattdessen stellen wir fest, dass die Spannungsantwort linear von der Energiedichte der Strahlung der IR-Quelle abhängt. Wir berechneten die von der Pfanne abgegebene IR-Energiedichte E (W/m²) unter Verwendung der Gleichung E = σT4 (das Stefan-Boltzmann-Gesetz), wobei σ = 5,67 *10-8 W/(m²K4) und T die Temperatur in Kelvin ist. Das Ergebnis ist in Abbildung 3 dargestellt.
Eine lineare Beziehung zu erhalten unterstützt die Annahme, dass wir die S-B-Gleichung verwenden können, um die IR-Strahlung mit dem Detektor zu quantifizieren. Der Gutachter wies jedoch darauf hin, dass die IR-Quelle kein perfekter schwarzer Körper ist und die emittierte IR-Strahlung dann etwas geringer sein könnte als durch das S-B-Gesetz angegeben (wahrscheinlich um ca. 5 % reduziert).
Der Gutachter wies auch darauf hin, dass es einen Spannungsoffset von ca. 20 – 30 mV im Ausgang der Detektorschaltung gibt. Dieser Offset ist sehr klein, verglichen mit dem Arbeitsbereich des IR-Detektors von mehr als ± 5 Volt. Die verwendete Schaltung ist bekannte, z. B. von Hamamatsu.
Der Rezensent schreibt: „Der Sensor enthält zusätzlich zu einer Thermosäule einen hochgenauen NTC-Thermistor (negativer Temperaturkoeffizient) zur Unterstützung beim Aufbau einer Temperatur-Kompensationsschaltung“.
Wir wurden davor gewarnt, den NTC- und den Thermopile-Schaltkreis zu kombinieren, um Schwankungen der Gerätetemperatur zu kompensieren. Es ist viel besser, separate Schaltungen für die Thermosäule zu erstellen und dann die Temperaturkorrektur im Rechenverfahren durchzuführen.
Blickfeld
Das Blickfeld des Detektors ist in Abbildung 4 dargestellt. Eine gängige Methode zur Definition des Blickfeld ist die Verwendung des Halbwinkels, d. h. des Wertes, bei dem die Empfindlichkeit auf 50 % des Maximalwertes reduziert wird. Abbildung 4 zeigt, dass der Halbwinkel nahe bei ±5 Grad liegt. Bei ±10 Grad sind ca. 98% des Blickfeldes eingeschlossen.
Bei einer Länge der Box von einem Meter „sieht“ der Detektor IR1 einen kreisförmigen Bereich mit einem Durchmesser von 35 cm, der die Heizplatte und den größten Teil der Rückwand abdeckt. Wenn der Detektor vor das Fenster gestellt wird, „sieht“ er dann einen 35 cm großen kreisförmigen Bereich der 30 x 50 cm großen Rückwand. Die komplette Metallplatte wird innerhalb des halbwinkligen Blickfeldes „gesehen“.
Wenn der Detektor IR2 die IR-Strahlung aus dem Inneren der Box misst, „sieht“ er hauptsächlich die vordere Kammer, in der das beheizte Gas und die Fenster strahlen. Die Strahlung ist homogen über die beiden Kammern verteilt, so dass die Messsituation ähnlich wie bei der Kalibrierung ist.
Wie der Rezensent anmerkt, „sieht“ der IR1-Detektor mehr als die Heizplatte, aber die Platte deckt den Hauptteil dessen ab, was das FOV misst.
Temperatur-Messungen
Der Temperaturanstieg in den beiden Kammern während der Erwärmung war gleich (innerhalb der Messgenauigkeit) mit Luft oder CO2 in der vorderen Kammer. Siehe Abbildung 5. Dies ist das wichtigste Ergebnis in unserer Studie.
Der Rezensent scheint Abbildung 5 falsch zu interpretieren:
„Dieses Experiment wird nun wiederholt, wobei die vordere Kammer mit 100% CO2 gefüllt ist. Nun wird die von der Aluminiumplatte emittierte IR-Strahlung teilweise von CO2 absorbiert, wodurch die Temperatur des vorderen Fachs auf etwa 33 °C ansteigt. Dadurch sinkt die Strahlung, die durch die Frontscheibe hindurchgeht, vorübergehend“.
Dies ist definitiv nicht das, was wir sagen. Die hintere Kammer erwärmt sich von 20°C auf 46°C (obere zwei Kurven) und in der vorderen Kammer von 20°C auf 32°C (untere zwei Kurven). Der Punkt ist, dass die Kurven für reine Luft und für 100% CO2 in der vorderen Kammer identisch sind. Dies war für uns überraschend, da die NASA (und Al Gore) behaupteten, dass wir eine zusätzliche Erwärmung durch 100 % CO2 haben sollten. Auch die Strahlung, die durch das vordere Fenster hindurchgeht, fällt nicht vorübergehend ab, sondern nähert sich einem konstanten Wert. Siehe Abbildung 6.
„Es wird vermutet, dass die fehlende IR-Strahlung in Richtung des hinteren Bereichs umgeleitet oder reflektiert wird“.
Wir messen und vermuten nicht, dass die CO2-IR-Strahlung in den hinteren Innenraum umgeleitet oder reflektiert wird.
IR-Messungen
Der IR1-Detektor misst die reduzierte IR-Leistung durch das Frontfenster mit CO2 in der vorderen Kammer.
Der Detektor ist auf die Mitte der 100 oC Heizplatte gerichtet. Mit CO2 in der Vorkammer nahm die IR-Strahlung um 29,8 W/m² oder ca. 10% ab. Dies liegt nahe an den Werten aus der HITRAN-Datenbank, d.h. 11,6% für eine 70 cm lange Röhre. Die etwas geringere gemessene IR-Wert könnte darauf zurückzuführen sein, dass das Sichtfeld des Detektors etwas größer als die Heizplatte ist. Wie auch immer, ein Fehler von ein paar % wird unsere Ergebnisse und Schlussfolgerungen nicht wesentlich beeinflussen.
Um herauszufinden, wie viel IR-Strahlung durch das Frontfenster austritt, müssen wir wissen, wie stark sie an verschiedenen Positionen variiert. Hierfür haben wir einen Thermopile-Detektor ohne Linse verwendet, der ein breites Sichtfeld hat. Der Detektor wurde verwendet, um die IR-Leistung entlang des 50 cm breiten Frontfensters zu messen. Die spektrale Empfindlichkeit ist ein schmales Band im 4 μm-Bereich, in dem CO2 IR-Strahlung absorbiert/emittiert. Das Ergebnis ist in Abbildung 7 zu sehen. Es zeigt, dass die Leistung nahezu konstant ist, mit einer Abweichung von etwa ±4 %.
Der IR2-Detektor misst erhöhte IR-Strahlung, die auf die Rückwand mit CO2 in der vorderen Kammer trifft. Siehe Abbildung 8.
Der IR2-Detektor „sieht“ hauptsächlich das von den beiden Fenstern und dem Gas innerhalb der beiden Kammern reflektierte IR. Die Verteilung des reflektierten IR ist relativ homogen in den Kammern verteilt, was durch Abbildung 7 bestätigt wird. Die Messsituation unterscheidet sich also nicht wesentlich von der, die zur Kalibrierung des Detektors verwendet wurde.
Die Begutachter haben einige Einwände:
„Wenn die Apparatur in Betrieb ist, strahlt die Aluminiumplatte bei 100C IR ab und bewirkt, dass die Rückwand eine konstante Temperatur von etwa 46C erreicht. Die Autoren ‚berechnen‘ die Bestrahlungsstärke der Rückwand mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz. Wenn die vordere Kammer mit Luft gefüllt ist, soll die gesamte „berechnete“ IR-Leistung aus dem vorderen Fenster austreten“.
Was wir tun: Wir verwenden den kalibrierten IR-Detektor IR1, um die IR-Menge zu messen, die durch das Frontfenster austritt, mit Luft und dann mit CO2 in der vorderen Kammer. Wir stellen fest, dass mehr IR-Energie in der Box mit CO2 in der vorderen Kammer absorbiert wird. Wir verwenden den kalibrierten IR-Detektor IR2, um die IR-Menge zu messen, die auf die Rückwand trifft. Wir stellen fest, dass mehr IR-Energie von der Rückwand mit CO2 in der vorderen Kammer empfangen wird.
Falsche Anwendung von Stefan-Boltzmann?
Kommentar des Begutachters:
„Der Apparat hier ist kein Hohlraum. Es ist transparent an einem Ende und teilweise auch am anderen. Da ein wesentlicher Teil der Oberfläche transparent ist, kommt es auf die Anordnung der Materialien und ihre detaillierten Strahlungseigenschaften an.“[2] Die erste Annäherung an die IR-Strahlung von etwas, das kein Hohlraum und nicht isotherm ist, besteht darin, das Stefan-Boltzmann-Gesetz zu verwenden, aber den verschiedenen Materialien geeignete Emissionsgrade von weniger als 1,0 zuzuweisen. Der geschwärzte Aluminiumstrahler hat einen Emissionsgrad nahe bei 1,0. Er liegt vielleicht bei 0,96, aber das blanke Styropor ist bei IR-Wellenlängen bei weitem nicht schwarz. Eine akzeptierte Schätzung des Emissionsgrades dieses Materials ist 0,60; d.h. bei jeder Temperatur strahlt es nur 60% so stark, wie das Stefan-Boltzmann-Gesetz vorhersagt“.
Der Rezensent stellt fest, dass wir den Emissionsgrad ε in die S-B-Gleichung einbeziehen müssen, um die richtige Beziehung zwischen Temperatur T und IR-Energiefluss E zu erhalten:
E = εσT4
Wir sind in einer vorteilhaften Situation, da wir die IR-Strahlung und die Temperatur von Styropor messen können, wenn es erwärmt wird! Dies wurde getan und wir fanden heraus, dass in unserem Versuchsaufbau der Wert von ε mit 1,0 ± 0,025 gemessen wurde, nicht mit 0,6! Vielleicht verhalten sich die Kammern also doch ein wenig wie ein Hohlraum… Dieses Ergebnis negiert auch die Kritik an der Verwendung der S-B-Gleichung bei der Kalibrierung.
Energiebilanz
Unter Energiebilanz behauptet der Gutachter, dass wir Energieverluste haben. Ja, das stimmt natürlich. Die Strahlungs- und Wärmeenergie fließt von der Rückwand durch das vordere Fenster (wie IR von der Erdoberfläche in den Raum). Nach 30 Minuten hat sich ein annähernd stationärer Zustand eingestellt. Die IR-Energie vom CO2 in der vorderen Kammer geht teilweise durch das vordere Fenster verloren, teilweise wird sie in die hintere Kammer zurückgeführt. Der Punkt ist, dass wir keine zusätzliche Erwärmung in der hinteren Kammer beobachten, trotz der dort gemessenen erhöhten IR-Strahlung. Deshalb sagen wir, dass die Theorie der Erderwärmung durch Rückstreuung falsch sein könnte.
Energiegehalt in Gasen
Der Rezensent präsentiert eine alternative Theorie:
„Eine Atmosphäre, die 70 cm von 100% CO2 bei einem Druck von 100kPa enthält, hat einen effektiven Emissionsgrad von etwa 14%. Sobald dieses Gas seinen Grenzwert von 14% der IR-Strahlung aus der hinteren Kammer absorbiert (d.h. 14% von 80 Watt) und eine Gleichgewichtstemperatur erreicht hat, strahlt es diese nicht nach hinten ab, sondern in alle Richtungen. Es wird viele Male von der Aluminiumfolie reflektiert, wobei bei jeder Reflexion 4 % absorbiert werden, ein Teil geht durch das vordere EDTA-Fenster, ein Teil durch das dazwischen liegende EDTA-Fenster und erreicht den hinteren Raum. Dies könnte leicht nur 10% dessen sein, was im vorderen Fach absorbiert wurde“.
Es scheint, dass der Gutachter glaubt, dass die Energie einfach durch die Wände und Fenster verschwindet. Er suggeriert, dass nur 10 % des Energiestroms, der von CO2 in der vorderen Kammer absorbiert wurde, die hintere Kammer erreicht, das sind ca. 2W/m² von 20W/m². Wir messen jedoch einen erhöhten Energiestrom von 17 W/m², nicht 2 W/m², der in die hintere Kammer zurückkehrt.
„Das Gas in der hinteren Kammer enthält so wenig CO2, dass sein Emissionsgrad (der seinem Absorptionsgrad entspricht) wahrscheinlich in der Nähe von nur 1% liegt. Daher sollte das Nullergebnis dieses Experiments, anstatt eine Überraschung zu sein, völlig erwartet werden“.
Es ist richtig, dass die Luft (wie auch die Fenster) IR-Strahlung absorbiert (und emittiert), aber die Absorption in Luft ist viel größer als 1%. Dies wurde von uns in einer 30 cm langen Styroporbox mit einem einzelnen Fenster getestet. Die IR-Emission aus der Luft in der Box stieg linear mit der Temperatur im Bereich von 15 – 35°C an. Der Anstieg der von der Luft emittierten IR-Strahlung war signifikant, etwa 30% der erhöhten Strahlung von den Styroporwänden. (Die relative Luftfeuchtigkeit betrug ca. 30 – 35%).
Bei der Messung der IR-Emission mit/ohne Fenster stellten wir fest, dass etwa 30% des Anstiegs der gemessenen IR-Strahlung vom Fenster emittiert wurde. Da die Temperatur der Fenster mit Luft und CO2 gleich ist, ist auch der IR-Beitrag von ihnen gleich.
In Abbildung 8 ist die Menge an IR-Strahlung dargestellt, die zurück zur Rückwand abgestrahlt wird, wobei sich in beiden Kammern Luft befindet (schwarze Kreise). Dies ist die IR-Strahlung, die von der erwärmten Luft und den beheizten Fenstern empfangen wird. Der gemessene IR-Zuwachs beträgt ca. 65 W/m², während der Zuwachs mit CO2 in der vorderen Kammer 17 W/m² beträgt, was einer Steigerung von ca. 25 % entspricht. Die von der Luft absorbierte Strahlung wird in alle Richtungen zurückgestrahlt und von den Al-Folienwänden reflektiert, wobei ein Teil der Strahlung absorbiert wird. Durch die Zugabe von CO2 in der vorderen Kammer verlässt weniger IR von der Heizplatte die Box durch das Frontfenster. Der IR2-Detektor zeigt, dass der IR-Pegel in der hinteren Kammer deutlich ansteigt – und hoch bleibt!
Ein abschließender entscheidender Kommentar:
„Ein weiterer Fehler bei der Anwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes tritt bei der Übersetzung der Kalibrierungsübertragungsfunktion in einen Bestrahlungsstärke-Wert auf. Die im Zitat erwähnte Berechnung über das Kalibrierverfahren impliziert eine einseitige Übertragung von der geschwärzten Pfanne zum Sensor, während die Übertragung in Wirklichkeit in beide Richtungen zwischen Sensor und Pfanne erfolgt“.
Theoretisch könnte dies zu einem Fehler führen, aber er ist zu klein, um messbar zu sein. Die mit Wasser gefüllte Pfanne wiegt 7 Kilo, während der kleine Detektor ca. 200 Gramm wiegt. Er wird nur wenige Sekunden vor die Pfanne gestellt und nach der IR-Messung wieder entfernt. Die Temperatur des Detektors liegt nahe an der des umgebenden Raumes. Die Detektorbox ist aus Aluminium gefertigt. Bei den Messungen reflektiert die Box hauptsächlich IR aus dem Raum, was die schwarze Pfanne zwischen den Messungen „sieht“!
Lektionen gelernt
Alle Aussagen des Gutachters zum Missbrauch des S-B-Gesetzes wurden widerlegt.
Wir waren in der Lage, die IR-Strahlung mit einer Genauigkeit von ±2,5 % zu messen.
Die IR-Rückstreuung von CO2 in der vorderen Kammer in die hintere Kammer erhöht nicht die Temperatur der Rückwand und der Luft in der Kammer, anders als von den Klimamodellen angenommen.
Übersetzt von Chris Frey EIKE
Sehr geehrter Herr strasser24. MAI 2021 UM 9:44Bei Ihnen geht einiges Durcheinander.
Mit „Abstrahltemperaturen“ meinen Sie wohl die Strahlungstemperaturen, bei denen das thermische Spektrum das Maximum hat, und die sich aus dem Wienschen Verschiebungsgesetz ergeben. Ein Körper eiber gegebenen Temperatur strahlt jedoch ein Spektrum mit Energie auch mit anderen Wellenlängen ab. Googlen Sie mal nach Schwarzkörper u.s., um sich die spektrale Strahlungsleistungsverteilung in Abhängigkeit von der Temperatur und Wellenlänge anzugucken. Das atmosphärische Fenster läßt nicht alle Wellenlängen durch.
Nein. Es ist nicht breit genug für die gesamte thermische Strahlung.
Sehen Sie sich vor mit Ihren Behauptungen auf Basis falscher Annahmen.Sie haben den Zusammenhang überhaupt nicht begriffen.Der Punkt ist die Nebenbedingung, dass das System Erde im stationären Klimazustand langfristig in einem Zeitraum genausoviel Energie ins Weltall abgibt als sie von der Sonne konstant aufnimmt.Mit dieser Nebenbedingung folgt, dass bodennahe Temperatur und Treibhausgasmenge voneinander abhängig werden.Ein Beispiel zur Verdeutlichung. Der Flächeninhalt F eines Rechtecks ist Länge a mal Breite b: F=a×b. a und b sind beliebig, also hat msn 2 Freiheitsgrade. Aber unter der Nebenbedingung, dass man nur die Untermenge aller jener Rechtecke betrachtet, die den gleichen Umfang haben, wird die Breite von der Länge abhängig (oder wahlweise umgekehrt). Die Nebenbedingung reduziert die Freiheitsgrade also von 2 auf 1. Analog überträgt sich dies auf das oben geschriebene.
Mit „thermodynamisch manifestiert“ meinen Sie hoffentlich, wieviel des Energieflusses zur thermischen Abstrahlung übrigbleibt (am Boden sind es bei KT von den 492 W/qm Zu- (= Abfluss) die 390 W/qm). Aber wenn Sie das nun wissen, warum machen nun ausgerechnet Sie den Fehler und argumentieren mit nicht-thermodynamischen Abstrahlungstemperaturen und rechnen einzelne Energiebeiträge (auch die nicht-thermischen) nach SB in eine Temperatur um? Z. B . den Betrag der Gegenstrahlung? Sie widersprechen sich doch damit selbst.
„Ein Körper eiber gegebenen Temperatur strahlt jedoch ein Spektrum mit Energie auch mit anderen Wellenlängen ab“
Das bezweifle ich nicht, das ist Physik! Nur muß man sich die Strahlungsleistungen in diesen Randbereichen ansehen. Bei CO2 z. B. beträgt die Strahlungsleistung bei 15 µm im gesamten betrachteten Bereich zwischen 1,2 und 1,5% der Gesamtstrahlungsleistung. Davon würde maximal die Hälfte nach unten rückgestrahlt. Und solche Minileistungen können aufgrund des 2. HS nie eine zusätzliche Erwärmung über die vorhandene Temperatur der Oberfläche bewirkcn!
„Der Punkt ist die Nebenbedingung, dass das System Erde im stationären Klimazustand langfristig in einem Zeitraum genausoviel Energie ins Weltall abgibt als sie von der Sonne konstant aufnimmt.“
Wie kommen sie auf diesen Unsinn? Auf der Erde gibt es Ozeane und Atmosphäre. In beiden Medien werden durch Einstrahlung Temperaturunterschiede bewirkt, die Strömungen auslösen, die viele tausende Kubikkilometer Wasser bzw. Luft über sehr weite Distanzen transportieren. Dazu ist enorm viel Energie notwendig, die sich eben in permanenter Ortsveränderung von Wasser und Luft manifstiert. Daraus gibt es aber keine Energieabstrahlung. Die Energie ist sozusagen durch die Ortsveränderung „verbraucht“ und kommt auch von selbst nicht mehr zurück. Man sieht das auch schön, wenn man sich die Zustrahl- und Abstrahlkurven im gleichen Maßstab ansieht. Die sind alles andere als gleich! Für den Mond hingegen gilt diese Ansicht.
Mit „thermodynamisch manifestiert“ meine ich jene Temperatur, die sich einstellt, wenn Strahlung auf eine absorbierende Oberfläche trifft. Erst dann ist Temperatur vorhanden, deren Strahlungsverhalten mit Planck näherungsweise abschätzbar ist. Und daß die Berechnungen mit Planck natürlich idealisiert sind, ist mir klar, aber die erkannten Verhältnismäßigkeiten ändern sich in der Wirklichkeit nicht, und auf die kommt es an!
„bei KT von den 492 W/qm“
Wie kommen sie bei KT auf 492 W/qm? Zählen sie gar 161 + 333 (oder was immer) zusammen? Auf welcher Basis rechnen sie so? Ich verweise auf mein Beispiel mit zwei unterschiedlich warmen Heizkörpern.
Fazit: Ihrer zur Schau gestellten Oberlehrerhaftigkeit fehlt die Grundlage …
Sehr geehrter Herr strasser
24. MAI 2021 UM 14:05
Eben, warum dann also Ihre „Abstrahlungtemperatur“? Es geht hier um Leistungen?
Es gibt ja keine „zusätzliche Erwärmung“. Wir betrachten den stationären Klimazustand in KT97 mit dem damaligen CO2 Gehalt von ca. 370 W/qm, nicht seine Änderung durch zusätzliches CO2!
Ok, natürlich „wandern“ die Energien durchs Klimasystem. Aber Sie verletzen erneunt die Bedingungen. Denn wir betrachten mit dem Energiebilanzdiagramm wie KT den stationären Klimazustand. Darin sind die Transportenergien sowie die Wärmemengen in den Reservoiren konstant, der „Verbrauch“ von Energie von außerhalb des Reservoirs für z.B. die Aufrechterhaltung der Meeresströme ist damit gleich der Energieabgabe aus diesem Reservoir an die Umgebung. Diesen Ausgleich regelt das Klimasystem ja von selbst, und deswegen haben wir zumindest über ein paar Jahre quasistationäres Klima. Die konstanten Reservoirenergien tauchen im Energiebilanzdiagramm nicht auf, weil sie sich nicht ändern! Trotzdem – da haben Sie recht – dort große Energiemengen drin sind.
Das ist doch zweifach unsinnig. 1. absorbierte Strahlung muß nicht automatisch eine Änderung einer Temperatur bewirken, sie kann auch für was anderes „verbraucht“ werden. Es gibt daher keinen Zusammenhang dazwischen. 2. Das Plancksche Strahlungsgesetz bezieht sich schließlich auf die Abstrahlung des Körpers.
Energien addieren sich, das ist die Gesamtenergie (wenn mit qm Erdoberfläche multipliziert), die in einer Zeitspanne vom Boden aufgenommen wird und, da stationär, abgegeben wird.
s. g. Heinemann,
ob sie KT97 betrachten oder was anders, ist mir egal. Tun sie, was sie wollen!
Ich versuchte, zu erklären, wie ich die Sache sehe, und zwar am Boden der belegbaren Physik. Das ist alles. Sie konnten bisher gegen meine Sicht keine einzige konkrete Widerlegung bringen, sie schweifen nur in absurder Weise vom Thema ab und versuchen, einem das Wort im Mund zu verdrehen oder umzudeuten. Damit will ich nichts zu tun haben! Schönen Abend/Tag noch …
Sehr geehrter Herr strasser,
wenn Sie es nicht hinbekommen, die Physik in der nötigen Umfaßtheit zu begreifen, tun es mir leid für Sie.
Aber diese Denkweise ist nunmal erforderlich, und ich sehe ehrlich gesagt auch kein grundsätzliches Problem darin, dass dies auch jemand nachvollziehen könnte, der nicht so sattelfest in physikalischer Denke ist. Erklärt habe ich es ja genug und die Worte habe ich ihnen auch nicht im Mund verdreht, sondern wenn, dann korrigiert. Das ist ein Unterschied. Ihnen fehlt entschiedener Wille zum Begreifen oder aber Sie sind unwillens aus dem Quark zu kommen und eine falsche Sicht zu korrigieren.
Mir fällt nur auf, dass hier Leute vor dem Sprung zur Erkenntnis regelmäßig abspringen
@ Heinemann 10:25
Wie soll man mit jemandem vernünftig diskutieren, der wie sie annimmt, die Wirkung bestimmt die Ursache?
Das ist Unsinn und dieser Unsinn durchzieht das gesamte KT97 Konzept!
Bei KT97 ist ein einziger Wert relitätsnah, das sind die 396 W/qm Bodenabstrahlung. Alle anderen Werte und auch Werterelationen sind Erfindungen, die real nicht existieren. Und natürlich auch nicht meßtechnisch prüfbar sind. Diskussionen darüber sind also gegenstandslos! Usw, usf …
Ich erneuere also mein Fazit vom 24. Mai 2021 um 14:05 mit Bezug auf ihre physikalischen Grundlagen
Ich habe bis jetzt noch kein Dokument gefunden, in dem zunächst definiert wird, was eigentlich ein Treibhauseffekt sein soll, also eine semantische Beschreibung was wo konkret passiert, sowohl strahlungsmäßig als auch thermodynamisch.
Und danach eine physikalische Abhandlung auf Basis von Formeln bzw. Gleichungen usw. (also wissenschaftlich), die die Physik der einzelnen semantisch beschriebenen Teilprozesse durchgängig erklärt.
Gäbe es so ein Dokument, wäre ein Link darauf in allen Klimanachrichten fixer Bestandteil. Warum gibt es sowas nicht, wenn eh alles so klar ist, wie sie immer behaupten? Und wieso hat seit Jahren noch niemand versucht, den Preis von 100.000.- Euro einzustreichen, die D.I. Walter Hopferwieser aus Salzburg auf eine durchgängige Erklärung im genannten wissenschaftlichen Sinn ausgelobt hat? Was glauben sie? Versuchen sie es, es könnte sie um 100.000.- reicher machen.
Sehr geehrter Herr strasser
25. MAI 2021 UM 16:57
Diese Interpretation gibt das KT nicht her.
Eine Formel, die darin vorkommt, ist dI/dz= a(E-I), E = sigma×T^4, verstehen Sie die?
PS, wenn der Herr den 100.000 Euro Preis nicht nach eigenem Gutdünken ausloben würde (ergo also nie herausgibt), sondern die Vergabe nach notariellen Vorgaben regeln und an eine fachwissenschaftliche Jury abtreten würde, wäre der Preis in nullkommanix vergeben an den schnellsten Oberlehrer.
@ Heinemann 23:14
Bei KT ist die Wirkung 396 W/qm. Dazu versucht man die Ursachen zu konstruieren, weil die physikalisch falsche 239 W/qm Rechnung für Zustrahlung das notwendig macht! Das führt zur Erfindung des Restes!
Woher nehmen sie ihr I?
Ansonsten verweise ich auf meinen Eintrag bei „Die neuen Tricks der Alarmisten: Mai erklärt, was wir wirklich übers Klima wissen“ am 26. 5. um 13:30
Energien addieren sich, Leistungen nicht unbedingt.
Wenn sie mit der Fläche multiplizieren kommen sie auf eine Leistung.
Die Addition von der vermutlichen Wärmeleistung 161 W/m2 (vermutlich, weil kein Spektrum diese Strahlleistung für die Sonne hergibt), und der „Gegenstrahlung“ was einer Strahlleistung entspricht, aber aufgrund der höheren Abstrahlung der Oberfläche keine Wärmeleistung ist, ist falsch.
Die Atmosphäre bekommt Ihre Wärme von der Oberfläche. Erst wenn die das begreifen, können sie das System verstehen.
Ihnen fehlt eine Wärmequelle die von Anfang an eine höhere Temperatur hat, und damit die Bodennahen Temperaturen der Atmosphäre ermöglicht.
Das ausklammern derselben führt zu dem Unsinn den KT geschrieben hat und sie hier mit ihrer Addition weiterführen.
Ich bin nicht derart sattelfest, um hier eingreifen zu können. Ich möchte nur von die hier „Diskutierenden“ wissen:
Heinemann
Strasser
und Andere
Hat das menschengemachte CO2 Einfluss auf das Klima?
Ja oder Nein?
sie sagen Energie addieren sich. Das ist richtig.
Aus der Addition der Energien folgt die der Leistungsdichten, da die Oberfläche der Erde eine Konstante ist und die Energiebilanz in KT stationär ist, d.h. die Leistungen zeitlich konstant.
Was erzaehlen sie da?
Die Oberflaeche ist eine Konstante?
Energie gleich Leistung? Was?
Energiebilanz in KT ist uebrigens nicht stationaere sondern versteckt erwaermend.
Finden sie den Fehler bei sich und KT.
Frage an die Runde:Gibt es einen wissenschaftlichen Beweis, dass CO2 in irgendeiner Form zur Erwärmung beiträgt?
Der Beweis ist doch ganz einfach. Jedes Molekül in der Atmosphäre, das ein von der Erdoberfläche emittiertes Lichtquant absorbiert oder streut behindert den Strahlungsfluss ins All. Dadurch kühlt die Erdoberfläche langsamer ab. Beispiel: bedeckter Himmel in der Nacht.
„Dadurch kühlt die Erdoberfläche langsamer ab. Beispiel: bedeckter Himmel in der Nacht.“
Sie werden es auch nie begreifen!
Temperatur ist eine von den lokalen Bedingungen bestimmte Größe. Was „oben“ passiert ist erst mal völlig egal. Mit einer Ausnahme: „oben“ generierte oder reflektierte Strahlung erreicht wieder den Boden, wird von diesem absorbiert und geht damit in die lokale Energiebilanz ein. Damit kann gegebenenfalls aber nur eine Abkühlung vermindert aber keine Erwärmung bewirkt werden.
Ein Beweis dafür, daß es eine von CO2 emittierte Strahlung den Boden erreicht gibt es nicht.
Herr Keks, lesen Sie erst einmal genauer was ich geschrieben habe.
hab ich!
Eine wie auch immer geartete „Behinderung“ erwärmt den Boden erst mal gar nicht!
Und warum lassen wir uns dann eine CO2-Steuer gefallen?
Das frage ich mich auch. Söder hat sich gegen Steuererhöhungen in der nächsten Legislatur-Periode ausgesprochen. Die Einführung der CO2-Steuer in dieser Legislatur-Periode hat er nicht erwähnt. Das aus der CO2-Steuer zu erwartende Steueraufkommen liegt wohl in der Größenordnung des Solidaritätszuschlags und ist damit nicht unerheblich.
Weil die Masse der Bürger ziemlich ungebildet und regierungsgläubig ist. Schauen Sie sich doch nur mal um, wie „korrekt“ erstaunlich viele Leute ihre Maske nenutzen. Die fahren z.B. auf den Supermarkt-Parkplatz und haben schon die Söderwindel vor der Nase, obwohl im Umkreis von 50 m kein weiterer Kunde zu sehen ist. Solche Leute glauben auch ganz fest an den CO2 – Quatsch und zahlen dann auch noch gerne Steuern drauf.
Die Jugend ist über Jahrzehnte rot-grün indoktriniert worden, die werden alle den Kobold wählen. Die3 glauben auch, dass die „anderen“ die Steuer zahlen müssen und nicht sie selbst mit. Dass sie den Ast absägen, auf dem sie sitzen, merken die erst, wenn die Scheiße bis zum Hals steht. Aber da denen selbstständiges Denken nicht vermittelt wurde, sind dann auch wieder die „anderen“ schuld ….
Uff, wann hört das endlich auf. Es gibt keine RÜCKstrahlung, es sei denn man verstünde darunter Reflexion. Dann soll man das auch so sagen, um sich vollends lächerlich zu machen. Refexion an einem Gas?? Wieder hat eine einfache Versuchsanordnung ausgereicht, die aus“Jugend forscht“ stammen könnte, um die größte Blamage der Wissenschaft des Jahrhunderts zu widerlegen. Auch in dieser Rund gibt es statische Ansichten zu Wärme und anderen Energieformen wie auch Strahlung.
Wenn ein Festkörper, sagen wir mal Kupferwürfel auf einem Tisch liegt, dann werden Würfel Tisch und Luft eine gleiche Temperatur einnehmen und Schluß. Falsch, nicht Schluß, sondern Gleichgewicht der Energieströme. Der Festkörper strahlt aus, entsprechend seiner Temperatur und nichts kann ihn daran hindern. Gleichzeitig nimmt er Strahlung von Wänden, Gegenständen auf und tauscht Wärme über Konvektion. Luftmoleküle stoßen Impulse auf den Körper und führen Wärme zu gleichzeitig gibt der Körper Energieimpulse an die Luft. Nach außen nichts, intern Ströme im Gleichgewicht.
Wenn also CO2 rückstrahlen könnte, dann müßte es erstmal strahlen können. Kann es in wenigen Banden und würde das immer tun entsprechend seiner Temperatur. Trifft jetzt auf das CO2 zusätzliche Strahlung, dann müßte es sich erstmal erwärmen, um zusätzlich gemäß SB abzustrahlen. Das kann nicht erfolgen, weil die Wärme postwendend an die nichtsrahlenden Moleküle der Umgebung über Konvektion abgegeben wird. Selbst wenn 100% CO2 vorliegt, müßte es erstmal erwärmt werden, um zusätzlich abzustrahlen und das ist bei wenigen Grad nach SB herzlich wenig.
„Rückstrahlung“ von CO2 mit einfacher Versuchsapparatur widerlegbar, theoretisch nicht möglich. Trotzdem richten sich ganze Volkswirtschaften zugrunde, Tollhaus!
Herr Müller,
Wieso versagen Sie mir Ihrer Erklärung am Schluß?
Jetzt haben Sie das vorherige so gut erklärt, aber den Schluß bekommen Sie nicht hin. Der Treibhausegfekt basiert daran, dass die Treibhausgase entsprechend iher Temperatur in ihren naturgegebenen Banden thermisch strahlen. Mehr nicht, nix zusätzlich
Wenn mehr Treibhausgase so höhere Temperatur am Boden, damit die Erde gleichviel Leistung ins All abgibt wie aufnimmt.
Darauf habe ich gewartet, Herr Heinemann. Wenn also CO2 diese ominöse Eigenschaft hat, dann hat es die immer, gleich ob es im Moment angestrahlt wird oder nicht und das auf dem Level wie es seiner Temperatur nach SB entspricht. Zum Ende gedacht würde das CO2 kühlen, weil es immer die durch Abstrahlung abgehende Energie als Wärme aus der umgebenden Luft über Konvektion erst abnimmt. Soweit wollte ich aber nicht gleich gehen.
Etwas anderes ist es , wenn Rückstrahlung so verstanden wird wie an Erna ihrem Fahrrad. Da ist der Rückstrahler eigentlich keiner, sondern ein Reflektor. Sollten Sie das CO2 so sehen, ok, nehmen Sie eine Infrarotkamera, lassen sie CO2 aus einer Düse abblasen. Wenn Sie eine Fontäne auf dem Film haben, dann würde CO2 reflektieren, Gratulation. Aber auch dann würde es sich nur einreihen in Reflexionen wie Wolken, am Tag kühlen nachts wärmend und es wäre so als müßten Sie mit einer Wolkenbedeckung anstelle bspw. 30% mit 30,01 rechnen.
Sehr geehrter Herr Müller
23. MAI 2021 UM 6:50
Ja, die thermische Strahlung des Stoffes (Gas) richtet sich nach seiner Temperatur.
Ihr Schluß ist allgemein falsch, weil er wesentliche Punkte nicht berücksichtigt.
Punkt 1. ist, dass die in jede Gasschicht eintretende thermische Strahlung absorbiert und gleichzeitig auch wieder thermisch emittiert! Machen Sie sich das klar.
2. Ob Kühlung oder Erwärmung oder Temperaturkonstanz der Gasschicht eintritt, hängt von der Summe aller Energieströme in die Gasschicht ab.
3. Die Bedingung, die für Klimaänderungen relevant ist, ist, dass die Erde langfristig das Bestreben hat, die Energiebilanz zum Weltall ausgeglichen zu halten. D.h. vom System Erde absorbierte Sonnenenergie muss gleich der abgestrahlten thermischen Abwärme sein.
4. Entscheidend ist, dass die Erfüllung dieser Randbedingung davon abhängig ist, wieviel Treibhausgase in der Atmosphäre sind. Steigt die Menge, so wird zunächst mehr Strahlung unten absorbiert und die bodenahe Temperatur steigt wegen einer positiven Energiebilanz dort, gleichzeitig führt dies zu einer erhöhten Abstrahlung ins All. Auf der Kurve mit der Bedingung einer ausgeglichenen Energiebilanz in Abhängigkeit von der Treibhausgasmenge steigt die bodennahe Temperatur mit der Treibhausgasmenge.
Machen Sie sich die Punkte glasklar, anders begreifen Sie es nicht.
Vergessen Sie’s. Diese Hypothese ist bereits erledigt. Ich hab’s doch schon unmissverständlich erklärt:
„Punkt 1. ist, dass die in jede Gasschicht eintretende thermische Strahlung absorbiert und gleichzeitig auch wieder thermisch emittiert! Machen Sie sich das klar.“
Joo!
Dumm nur, daß schon Punkt 1 falsch ist…
Herr Müller, Ihr Satz „Zum Ende gedacht würde das CO2 kühlen, weil es immer die durch Abstrahlung abgehende Energie als Wärme aus der umgebenden Luft über Konvektion erst abnimmt“ ist ja richtig, wenn ich mich nochmal einschalten darf. Ein Gasgemisch, das über gegenseitige Stöße im thermischen Gleichgewicht steht, würde sich abkühlen, wenn eine Komponente davon zur thermischen Abstrahlung fähig wäre und es sonst keine Energiezufuhr gäbe.
Aber die Erdatmosphäre ist eben nicht isoliert, man muss das Gesamtsystem mit Erdoberfläche und Sonneneinstrahlung sehen. Dann bekommt man im Gleichgewicht für die Erdoberfläche und diese Gasschicht 2 gekoppelte Bilanzgleichungen und als Ergebnis eine Gleichgewichtstemperatur für die Erde, die höher ist als ohne die Gasschicht.
Wie groß nun gerade die Rolle des CO2 dabei ist (z.B. i.Vgl. mit Wasserdampf) ist nochmal eine andere Frage.
@ Heinemann 23. 5. – 11:29
Vorbemerkung:
Das sog. „atmosphärische Fenster liegt zwischen 8 und 13 µm Wellenlänge. Diesen beiden Werte entsprechen Abstrahltemperaturen ab Oberfläche von +89 °C bis – 50°C. Bei wolkenlosem Himmel ist dieses Fenster also für alle real vorkommenden Abstrahlspektren offen und eine Abstrahlung ab Erdoberfläche ins All direkt möglich.
Wenn es Wolken gibt (Wassertröpfchen), absorbiert das Wasser abhängig von der realen Tröpfchentemperatur. Die Tröpfchentemperatur kann dann ansteigen, wenn mehr Strahlungsleistung empfangen wird, als selbst abgestrahlt wird, das Tröpfchen also vorher kühler ist. Jedes einzelne strebt ein thermisches Gleichgewicht an. Die erreichbare Temperatur kann aber nie über jene der Abstrahlung steigen, weil das die Gleichgewichtsbedingungen nicht zulassen. Also kann die Gegenstrahlung nach unten ab Wassertröpfchen den Erdboden auch nicht rückerwärmen, was durch die Realität auch bestätigt wird. Sowas wäre nur möglich, wenn die Tröpfchen höhere Temperatur hätten als die Oberfläche, was thermodynamisch bedingt theoretisch möglich ist.
Wenn jemand [Heinemann] also behauptet: „Steigt die Menge [der Treibhausgase], so wird zunächst mehr Strahlung unten absorbiert und die bodenahe Temperatur steigt wegen einer positiven Energiebilanz dort, gleichzeitig führt dies zu einer erhöhten Abstrahlung ins All.“, ist das natürlich gröbster Unsinn!
Strahlung ist als Strahlung keine Temperatur. Temperatur ergibt sich erst, wenn diese Strahlung absorbiert wird und sich thermodynamisch manifestiert. Die 15 µm Bande von CO2 wird ab Sonne nicht bedient. Es muß sich also zuerst der Boden auf eine der Strahlungsenergie entsprechende Temperatur erwärmen, um entsprechend dieser Temperatur abzustrahlen.
Eine z. B. 15°C warme Oberfläche strahlt dann bei 15 µm mit 5,8W/qm, wovon im theoretisch günstigsten Fall die Hälfte zurück kommen kann. Und diese Leistung ist keinesfalls in der Lage, den Boden über die Temperatur ab Sonnenstrahlung zu erwärmen!
Erst wenn die Oberfläche kühler als -188°C wäre, hätte so eine Strahlung Wirkung! qed
Hallo Herr Müller,
sie schreiben „Trifft jetzt auf das CO2 zusätzliche Strahlung, dann müßte es sich erstmal erwärmen, um zusätzlich gemäß SB abzustrahlen.“
Dazu wäre zu bedenken: die Absorption von Strahlung i s t die Erwärmung! Denn die absorbierte Energie geht ja in die Anregung von Schwingungszuständen. Das ist bereits Wärmeenergie, da braucht es nicht noch was Zusätzliches.
Herr Mechtel,
die Absorption ist nicht gleichzusetzen mit Erwärmung.
Nehmen sie zwei Körper mit gleicher Temperatur und beide werden die Strahlung des anderen Absorbieren und entsprechend Abstrahlen. Und da beide die gleiche Temperatur haben gibt es keine Erwärmung.
Aus dem gleichen Grund übrigens ist die Wärmeübertragung durch Strahlung innerhalb der Atmosphäre ein etwas komplexeres Thema.
Hier spielt die durchschnittliche Weglänge und die Richtung der Abstrahlung bevor das Photon wieder absorbiert wird eine entscheidende Rolle.
Sollte diese Weglänge bedeuten, das das Photon auf ein Molekül mit der gleichen Temperatur trifft (z.B. seitwärts), wie das abstrahlende, dann passiert das gleiche wie bei den beiden Körpern. Es kommt zu einem Strahlungsaustausch, aber nicht zu einer Wärmeübertragung.
Photonen auf dem Weg nach unten treffen eher auf Moleküle mit einer höheren Temperatur und da der Absorber schon den höheren Schwingungszustand hat, gibt es zwar eine Absorption aber das nach oben gehende Photon trifft auf ein Molekül mit weniger Schwingung und kann dementsprechend das Molekül dort zu mehr Schwingung anregen.
In der Strahlungstransportgleichung muss man daher eine Temperaturdifferenz annehmen und nur durch diese ist der Strahlungstransport überhaupt , ich sage mal möglich, oder annehmbar.
Die Temperaturdifferenz ist allgemein von den Faktoren der Standardatmosphäre, und lokal von den Strömungen und Gegebenheiten in der Atmosphäre abhängig.
Bei Strahlung darf man nicht einseitig den Prozess der Absorption betrachten, da Abstrahlung und Absorption im idealfall sich die Waage halten sollten, und genauer bei den einzelnen Bandbreiten.
Eine Ausnahme wäre es, wenn sie nachweisen, das in Gasen eine Absorption von Energie nicht mit einer Abstrahlung einhergeht, und sie von einer vollständigen thermalisierung der Energie ausgehen die absorbiert wird.
Letztlich spricht man von Wärme bei der Übertragung durch Strahlung nur als Differenz der Absorption und Emissionsleistung über Zeit.
„…das nach oben gehende Photon trifft auf ein Molekül mit weniger Schwingung und kann dementsprechend das Molekül dort zu mehr Schwingung anregen.“
Hmm
Frequenz?
Amplitude?
Herr Schulz,
ich wollte nur ausdrücken, dass beim Absorptionsvorgang die elektromagnetische Energie der Strahlung in Schwingungsenergie des absorbierenden Moleküls umgewandelt wird. Und weil es dafür im Gas keine Vorzugsrichtung gibt, erhöht sie den Wärmeinhalt (ungerichtete Bewegung).
Natürlich gibt es dann wieder Abstrahlvorgänge, außerdem strahlungslose Energieübertragungen durch Stoß. Ich denke, im Prinzip habe ich Ihren Einwand verstanden. Problematisch finde ich Ihre Formulierung „Molekül mit der gleichen Temperatur“. Temperatur ist eigentlich ein Parameter für ein Vielkörper-System, also z.B. ein Gas, nicht für ein einzelnes kleines Molekül.
Weil Sie die freie Weglänge erwähnten: mich hätte schon lange der Wirkungsquerschnitt für so eine Stoßanregung von CO2 interessiert. Aber vermutlich wird der nirgends erwähnt, weil die ganzen Vorgänge im Wellenbild und nicht im Teilchenbild behandelt werden.
Herr Mechtel,
das kann nur dann stimmen, wenn die Absorption terminal ist. Damit schließen sie die Strahlung durch CO2 aus, weil dabei wird nämlich wieder Energie abgeführt.
Siehe Beispiel zwei Körper. Keine Aenderung der Temperatur mit Absorption und Abstrahlung in der Waage.
Abgesehen davon sprechen wir bei der Luft von 400 Molekülen zwischen fast 1 Million! Ob sich da ein Molekül etwas schneller bewegt oder nicht macht im Groß keinen Unterschied.
In einem haben sie Recht Moleküle mit Temperatur ist nicht richtig formuliert. die physikalischen Zusammenhänge sind von Einstein besser beschrieben:
Siehe Einstein https://ptolemy2.wordpress.com/2020/02/16/albert-einstein-said-no-to-co2-radiative-warming-of-the-atmosphere/
Zum Dokument müssen sie sich etwas durchklicken.
Einsteini schließt eigentlich die Erwärmung aus, und sagt das die Temperatur nicht auf Strahlungsabsorption beruht, sondern nur durch Stoßanregungen aller Moleküle gegeben ist. Strahlung ist davon uebrigens nicht ausgeschlossen.
Damit wird auch die Wirkung der nicht-strahlungsaktiven Moleküle, die in der Mehrheit sind mit einbezogen.
Bezüglich ihrer Frage nach dem Wirkquerschnitt:
Bei der Leistungsermittlung wird eher mit dem Differentiellen Wirkungsquerschnitt gerechnet – Wellenbetrachtung
Die Teilchenbetrachtung guckt sic die mittlere freie Weglänge innerhalb des Gases an, bei Gleichgewicht kann das unter Annahme der Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung erfolgen.
Nachtrag:
Sorry, ich meinte Wirkungsquerschnitt für Anregung durch Strahlung, nicht Stoßanregung.
Sehr geehrter Herr Mechtel,
auch in dieser Diskussionsrunde herrscht die statische Denkweise vor, die Realität ist aber immer dynamisch, wenn auch von außen nicht immer sichtbar. Selbst wenn ich eine Lawine lostrete, der 2. HS gilt für die Gesamtheit immer und ohne Einschränkung, für das einzelne Molekül aber nicht.
Halten wir ein Thermometer in Luft und es zeigt 280K an, dann ist das die MITTLERE Stoßenergie, die auf das Thermometer trifft. Da wird niemand widersprechen. Ich behaupte jetzt, in dem chaotischen System haben die einzelnen Moleküle unterschiedliche Energie (Temperatur) und das ständig wechselnd, je nachdem wie das einzelne Molekül angestoßen wird. Eine Normalverteilung, wobei die Glockenkurve umso steiler wird, je höher der Druck ist. Meßtechnisch wird man das nie prüfen können, aber überlegungsmäßig muß es in einem chaotischen System so sein.
Nach der Vorbetrachtung zum CO2. 1 Molekül CO2 befindet sich in Nachbarschaft mit 2500 anderen. Würde es NICHT in IR strahlen, dann wäre die Verteilung in der Glockenkurve gleichmäßig. Es strahlt aber, wird dadurch kälter als andere und kühlt die Gesamtheit ab, weil warm nach kalt, bzw. höhere Stoßenergie nach niedrigerer fließt. Die Gesamtheit aller CO2 Moleküle wäre eine eigene Glockenkurve unterhalb von 280K. So würde CO2 insgesamt kühlen.
Sie haben recht, daß das CO2 in Realität der IR Strahlung ausgesetzt ist und so wandelt sich das Ganze in die andere Richtung. Die Gesamtheit aller CO2 Moleküle hätte eine Normalverteilung irgendwo oberhalb der 280K und diese größer gewordene Strahlung verstehe ich unter „zusätzlich“, vielleicht 285K. Und nur das mehr wird zu Strahlung, wovon die Hälfte zur Erde zurück gehen mag. Der größere Teil wird dem CO2 Molekül durch seine Nachbarn durch Stöße entzogen. Damit wird die Luft dort erwärmt, wo sich das CO2 Molekül gerade befindet, auch in großen Höhen, wo sie der Erwärmung der Erdoberfläch nichts nützt.
Wenn Erde in IR Breitband abstrahlt und nur die Banden des CO2 dieses auch erregen, wieviel ? 10 oder 20 % werden nur zurückgehalten. Von den 10 oder 20% wird dann der größte Teil vor Ort an umgebende andere Moleküle abgegeben. Vom Rest strahlt die Hälfte zurück. Was bleibt? fast nichts.
Sehr viel Lesestoff und umfänglich.
Ich glaube mit negativen Bescheid!
Zu den CO2-Banden wäre zu sagen, sie liegen bei 2,7 µm, bei 4,3 µm und um 15 µm. Ein Vergleich mit der Erdsituation: bei angenommenen 15°C/288 K strahlt eine Oberfläche ein Spektrum ab, das sein Maximum bei 10 µm Wellenlänge hat. Die spektrale Einzelleistung bei 2,7 µm ist dabei 0,00005 W/qm, bei 4,3 µm ist sie 0,4 W/qm und bei 15 µm ist sie 5,8 W/qm. Das zeigt, bezüglich Erdabstrahlung sind nur 15 µm von Belang. Wenn eine Oberfläche also 15°C hat, strahlt sie bei 15 µm mit 5,8W/qm. Selbst im theoretischen Extremfall, daß CO2 Festkörpereigenschaft hätte und alles absorbiert und sofort wieder kugelförmig abstrahlt, wäre der Anteil nach unten 5,8/2=2,9 W/qm. Weil aber 2,9 W/qm maximal -188°C bewirken könnten, bliebe diese Gegenstrahlung auf alle Fälle vollkommen wirkungslos in Bezug auf zusätzliche Erwärmung, selbst wenn man in Betracht zieht, daß diese Bande in Wirklichkeit nicht exakt 15 µm ist, sondern sich „unstetig“ von ca. 13 bis 17 µm erstreckt.
„Der Zweck des simulierten Erde/Atmosphäre-Experiments war es,..“ Das Experiment hat mit der realen Erde überhaupt nichts gemeinsam.
One Big Greenhousehttp://energie-developpement.com/wp-content/uploads/2017/06/one-big-greenhouse-Time-1956.jpgKurze Erklärung in englisch, wie der Treibhauseffekt funktioniert und welche Gefahren mit CO2 Zunahme verbunden sind, von 1956.
Tut mir leid,
nur weil es 1956 so erklärt wurde stimmt es immer noch nicht.
Die Idee ist noch viel älter.
Aber sie finden gute alte Schinken.
Falls sie noch mal GT lesen, dort steht alles was sie über eine Glashaus und die fehlerhafte Darstellung der Atmosphäre als Treibhaus wissen müssen.
Naja Herr Schulz,
GT ist übrigens auch Geschichte. Der Punkt, den GT nicht begriffen haben, ist, dass der atmosphärische Treibhauseffekt mit seinem Wortursprung physikalisch nichts zu tun hat (ist nicht der einzige Fall in den Naturwissenschaften, aber zeigt, wie dumm Leute sind, die glauben, alles würde sich aus seinem Namen erklären). Hätten GT wissen können, man wußte es jedenfalls weit vor 1956 schon.
Herr Heinemann,
Die Erklaerung von GT wiederlegt aber die Behauptung aus ihrem kleinen Zeitungsartikel.
Ansonsten haben sie meine vollste Unterstuetzung, wenn sie hier den Lesern, die nicht so viel wissen wie sie, bestaetigen, das der Treibhauseffekt mit einem falschen Namen hausieren geht!
Sehr geehrter Herr Schulz,
Nein, der Zeitungsartikel beweist, dass die Wissenschaft 1956 schon weiter war als GT und andere Laien 50 Jahre später. Das, was im Artikel steht, gilt heute ja unbestritten und ist zudem auch so im Grunde genommen eingetreten. In diesem Falle war es wissenschaftlich gesehen nicht mal eine besondere Herausforderung. Erstaunlich ist alleine, dass es immer noch Leute gibt, die 100 Jahre Wissenschaft verpennen, intellektuell zurückgeblieben sind und (gerade deshalb – der Segen der Einfältigen) für die einzigen halten, die wissen was los ist und jeden maskentragende Meanstream-Durchschnittsdemokraten für ungebildet, linksextrem und indoktriniert halten.
GT falsch? Wolle sie das mit Argumenten untermauern? Sind sie dazu intellektuell in der Lage?
Was soll ihrer Meinung nach in dem Science Artikel stehen was eingetreten ist?
Jeder Tag in Deutschland an den die Temperaturen wieder unter Null gehen bezeugt das die sogenannte Klimaerwärmung vom Wetter hundertmal überlistet wird.
Jedenfalls frieren ihnen die Fortpflanzungeorgane dann ab wenn es kalt ist, aber nicht, wenn es durchschnittlich um 1 Grad kälter ist.
Das eine ist Wetter mit einer spürbaren physikalischen Wirkung und das andere ist berechnetes Klima ohne physikalische Wirkung.
Die Katastrophe passiert also in Ihren Kopf.
Im Übrigen ist es hier so kalt, das ich gleich noch ein Scheit aufwerfen, um dem Kohlenstoffhaushalt auf die Sprünge zu helfen.
Ich glaube zwar nicht an den Klimagott CO2 aber ihnen zuliebe mache ich das gerne.
Falls sie helfen wollen um den ihrer Meinung nach intellektuell zurückgebliebenen zu helfe, bestätigen sie einfach das der Treibhauseffekt sich nicht auf der Physik eines Glashauses begründet.
Das ist dann auch schon das halbe GT paper.
Für mich dürfen sie noch ein paar Sachen nachforschen.
Zum einen wo denn nun die TOA der Erde ist. Zum anderen wie die kalten Energiequellen Sonne – Eiskalt oder max. -18 Grad C oder Atmosphaere max, 4 Grad C Strahlungstemperatur die Temperatur auf 15 Grad C anheben können!
Ich hatte ihnen eine Lösung angeboten, aber sie haben das sicher überlesen.
@Heinemann – mal ganz einfach: – „CO2“-Anteil in ATMO vergleichbar mit START-Linie bei HundertMeter-Lauf (jetzt ca. VIER, vormals ca. DREI „ZENTI“-Meter) – Luft-FEUCHTE dagegen mind. EIN bis FÜNF „METER“ – ALLES noch ohne 7o%iger WOLKEN-Bedeckung (HydroMeteore) !!! – und TROPO-Erwärmung / STRATO-Abkühlung seit 1980 bis vor „Corona“ („remss.com“ gucken) korreliert „eindeutig nur“ mit Entwicklung des FLUG-Verkehrs (EIS-Pulver in 10 KM Höhe) – BELEG: – „9/11-FlugVerbote“ / TRAVIS et al. in NATURE 08/2002 !?! – darf ER ruhig „weiter-petzen“ 😉
„Der Detektor (IR1) ist auf die Mitte der 100 Grad C Heizplatte gerichtet. Mit CO2in der Vorkammer nahm die IR-Strahlung um 29,8 W/m² oder ca. 10% ab. Dies liegt nahe an den Werten aus der HITRAN-Datenbank, d.h. 11,6% für eine 70 cm lange Röhre.“ Also, hinten ist im Bild vorne (Detektor IR2) und vorne ist im Bild hinten (Detektor IR1). Mit CO2 anstelle von Luft geht offenbar weniger IR-Strahlung durch. Weil offenbar, und wie es nicht überraschend ist, mehr IR vom CO2 gestreut wird. Und dadurch im Vergleich zu Luft weniger „vorne“ herauskommt aber dafür mehr nach „hinten“ abgestrahlt wird – im Vergleich zu Luft. Bis hierher also nicht überraschend, doch jetzt: „Die IR-Rückstreuung von CO2 in der vorderen Kammer in die hintere Kammer erhöht nicht die Temperatur der Rückwand und der Luft in der Kammer, anders als von den Klimamodellen angenommen.“ Wo bleibt also die Energie der IR-Strahlung? Ich denke unter anderem, weil Energie nicht aus sich heraus vermehrt werden kann und die „zusätzliche“ Energie, die bereits nach vorne abgestrahlt wird, bei der Rückstrahlung hinten anteilig fehlt. Nebenbei wieder einmal eine Widerlegung von Trenberth/Kiel, weil es eine einseitige Rückstrahlung nicht geben kann – stattdessen nur dissipative Strahlung in alle Richtungen. Das CO2 vermehrt die dissipative Streuung, wodurch der Wärmetransport insgesamt aber etwas verringert werden müsste. Liegt es an der Messgenauigkeit? Liegt es daran, dass bei atmosphärischem Druck die klassische Wärmeleitfähigkeit maßgebend ist? Wobei die jeweiligen Wärmeleitwerte bekannt sind: Laut Wikipedia in Watt/(m.K) für Luft 0,0262 und für Kohlendioxid 0,0168. Wird der Strahlungstransport im Experiment durch die geringere Wärmeleitfähigkeit des CO2 kompensiert?
Offenbar soll der Meßaufbau einen Hohlraumstrahler simulieren, aus dem durch ein Fenster Gasstrahlung eines temperierten Gases austritt. Aber eine Heiztemperatur von 100°C tritt auf der Erde nie auf. Die Ozeane haben nie über ca. 31°C Oberflächentemperatur. Im Mittel ca. 16°C. „Thermopiles“ sind PT100-Widerstände, die messen breitbandig und können nicht zwischen Strahlung und Mediumstemperatur, also zwischen Wärmeursachen unterscheiden. Wer eine CO2-Strahlung nachweisen will, muß eine Messung durchführen, die selektiv um 15 µm herum die Strahlungsleistung mißt. Das 4 µm-Band von CO2, das genannt wird, ist nicht jenes, das beim angeblichen THE wirken soll. In den Diagrammen sind W/qm angegeben. Mit PT-100 kann man nur Grad Celsius messen. Und Stefan-Boltzmann kann man nur auf feste bzw. flüssige Materie anwenden, nicht aber auf Gase. Alles in allem für mich eine ziemlich verworrene Sache, liegt vermutlich auch an der für mich nicht klaren Beschreibung, was man mit dem Aufbau überhaupt wie messen will aber vor allem, wie die Meßprinzipien der eingesetzten Strahlungsmeßinstrumente tatsächlich sind …
„Thermopiles“ sind üblicherweise thermisch parallel und elektrisch in Reihe geschaltete kleine Thermopaare sehr geringer Masse. Ein Pt100, auch als Chip, hätte viel zu viel Masse, aber ansonsten haben Sie das Problem richtig beschrieben.
Es scheint einen Druckfeler im Text von Abb. 5 gegeben zu haben, der forwirrung stiften kann: „ersetzt durch fast 100 % CO2 (rote Punkte) in der vorderen Kammer.“ Es soll hinter der Kammer sein, nicht wahr?
„Die IR-Rückstreuung von CO2 in der vorderen Kammer in die hintere Kammer erhöht nicht die Temperatur der Rückwand und der Luft in der Kammer, anders als von den Klimamodellen angenommen.“ Vielleich hebe ich es ja überlesen, aber:woher weiß der Autor, ob es überhaupt eine Rückstrahlung gibt???
Hallo,
der Autor spricht von „Rückstreuung“ also von ungerichteter Wärmestrahlung und nicht von „Rückstrahlung“ also gerichteter Gegenstrahlung. Ersteres gibt es natürlich, zweiteres natürlich nicht.
MfG
Dabei ist beides falsch. Wir reden doch von der thermischen Strahlung von Treibhausgasen, deren zum Boden gelangenden Anteil man im Deutschen Gegenstrahlung nennt. Das Versagen von Laien, sich nicht von der subjektiven Begriffsdeutung anhand des bloßen Namens zu lösen, um sich stattdessen den physikalisch wirklichen Vorgang zu widmen, ist schon bitter. Aber es gehört zum Idiotsein dazu, sich durch bloße Namen verwirren zu lassen.
„Rückstreuung“ ist falsch, denn es ist keine Streuung, sondern Emission.
„Rückstrahlung“ ist ebenfalls falsch, denn es ist keine reflektierte Strahlung, sondern wie gesagt Emission aus der Atmosphäre!
Nur, weil die Energieflüsse von Boden und Atmosphäre über ihre Wechselwirkung gekoppelt sind und aufgrund der Randbedingung des Strahlungsgleichgewichts der Erde zum Weltall hin, quantitativ voneinander abhängig sind, heißt das nicht, das die Strahlungen/Photonen die gleichen sind und nur zurückkommen. Völliger Unsinn.
@Heinemann
„um sich stattdessen den physikalisch wirklichen Vorgang zu widmen“
Das wäre nicht schlecht! Wenn man z. B. die in KT97 dargestellte „Gegenstrahlung“ zwischen 324 über 333 bis zu 342 W/qm für bare Münze nähme, würde das bei langanhaltender Permanentbestrahlung für ca. 4°C Oberflächentemperatur reichen. Weil die 161 W/qm oder von mir aus auch 239 W/qm von der Sonne wären damit vollkommen wirkungslos. Woher nimmt man hier die Erwärmungsrhetorik?
Herr strasser 20. MAI 2021 UM 22:44
Verstehe ich nicht. Was soll das? Wenn die Sonne weg (und sonst keine Energiequelle da) wäre, ergäbe sich eine andere Energiebilanz. Eine stationäre wie bei KT bekämen nur für Erde und Atmosphäre bei nahezu 0 K (Energieströme nahezu 0W/qm), alles würde ja ohne Sonne oder weitere Energiequelle abkühlen. Der Wärmestrom aus dem Erdinneren liegt auch nur bei ein paar zehn mW/qm.
@Heinemann 11:28
„Verstehe ich nicht. Was soll das?“
Beim blöd stellen, scheinen sie nicht einmal rot zu werden!?
Ich meine nicht, daß keine Sonne scheint, wie man leicht verstehen kann, wenn man sinnerfassend lesen kann. Ich meine, wenn ab Sonne lediglich 239 W/qm kommen und gleichzeitig z. B. 333 W/qm „Gegenstrahlung“, dann überdeckt die Gegenstrahlung die Sonnenstrahlung vollkommen und übrig bleiben ca. 4°C eben aufgrund von 333 W/qm!
Siehe mein früheres Beispiel mit zwei unterschiedlich warmen Heizkörpern, da wirkt auch nur der wärmere=höhere Einzelleistung! Strahlungsleistungen von unterschiedlichen Quelle addieren sich nicht!
Sehr geehrter Herr strasser,
22. MAI 2021 UM 10:12
? Warum schreiben Sie es dann nicht gleich sinnvoll? Ich bin Naturwissenschaftler und mag keine uneindeutigen Formulierungen. Außerdem haben Sie sich schon einige Schoten geleistet, die außerhalb des sinnlich Erfahrbaren liegen.
Wieso 239, können Sie das Diagramm nicht korrekt ablesen? Am Boden kommen nur 168 w/qm Sonnenstrahlung an, macht in Summe am Boden 168 + 333/324 = 501/492 W/qm (x/y Zahlen je nach Energiediagramm). Das ist die Gesamtleistung, die am Boden absorbiert wird, davon werden 111/102 W/qm für Konvektion und Verdunstung verbraucht, der Rest bleibt für die Wärmeabstrahlung des Bodens = 501/492 – 111/102 = 390 w/qm. Steht alles genau so im Diagramm. Man muss es nur richtig ablesen können.
Sie können doch nicht die Bodentemperatur nur aus der Gegenstrahlung berechnen? Da kommt noch die Sonne dazu und die „Verbraucher“ müssen auch abgezogen werden.
Falsch. Energien addieren sich, das ist elementar. Machen Sie es einfach richtig.
Oh Heinemann,
sie sagen Energie addieren sich. Das ist richtig.
Aber gleich darüber erzählen sie uns das 168 W/m2 und 333 W/m2 addditativ sind. Und das ist nicht nur Kokolores von KT, weil das eine eine Wärmeleistung ist, oder nur so interpretiert werden kann, während das andere eine Strahlleistung ist. Sie versagen sich die Erkenntnis selber!
So blind kann nur ein „Naturwissenschaftler“ sein.
Was studierten sie genau?
Herr Langer,
die angebliche Rückstreuung durch CO2 wird häufig als Rückstrahlung bezeichnet, daher meine Begriffswahl. In bzw. durch die Atmosphäre gibt es nur eine gerichtete Strahlung und das ist die von der Sonne.
Die Frage bleibt:
Woher weiß der Autor, daß es überhaupt eine „Rückstrahlung/-streuung“ durch CO2 gibt???
In der Box kann man die Atmosphäre nicht nachbilden. In der unteren Atmosphäre herrscht LTE vor und CO2 wirkt dort erwärmend. In der oberen Atmosphäre herrscht kein LTE mehr vor und CO2 wirkt dort abkühlend, da unten schon fast alles absorbiert wurde und durch Stöße angeregte CO2-Moleküle dort Energie durch Emissionen ins All verlieren.
„In der unteren Atmosphäre herrscht LTE vor und CO2 wirkt dort erwärmend. In der oberen Atmosphäre herrscht kein LTE mehr vor und CO2 wirkt dort abkühlend, da unten schon fast alles absorbiert wurde und durch Stöße angeregte CO2-Moleküle dort Energie durch Emissionen ins All verlieren.“
Und ich habe echt gedacht, Corona-Krüger gehen die Perpetuum Mobiles aus.
Irrtum sprach der Igel und stieg von der Kleiderbürste…
Herr Krüger, was genau wird vom CO2 erwärmt? Die Atmosphäre weil es Wärme bei Lufttemperatur absorbiert oder die Oberfläche weil CO2 unter LTE Konditionen strahlt.
Das heißt CO2 wenn es strahlt verliert die Atmosphäre Energie oder weniger Wärme wird durch Strahlung zugeführt
Können sie bitte genauer argumentieren? Danke Werner
Sehr geehrter Herr Schulz,
Sie sind aber auch nicht auf dem Laufenden. Unser Verfassungsgericht hat doch eben erst richtig festgestellt, dass beim Treibhauseffekt die untere Atmosphäre durch die Wärmestrahlung der Atmosphäre erwärmt wird, wobei eine Revision dieses endgültigen Urteils nicht möglich ist. Sie müssen jetzt nur noch die Seiten mit dem 2. Hauptsatz der Wärmelehre aus Ihren Physikbüchern reißen oder besser noch Ihre Physikbücher öffentlich verbrennen und alles ist politically correct!
MfG
Sehr geehrter Herr Langer, wenn Thermodynamik nicht so unendlich wichtig beim Bierbrauen und Schnaps destillieren wäre, könnte man ihrem Rat folgen. Aber bei der Erwärmung wird der Durscht größer und bei der Abkühlung durch die Erwärmung steigt der Schnapsverbrauch.
Ich trink Grog auch ohne Tee.
Herr Krüger hat keine Lösung dafür und nach Eintritt der Katastrophe wird er nicht mehr erreichbar sein.
Was machen wir bloß?
Gruss Werner
Hier ein Rezept für Grog: Rum muß, Zucker kann, Wasser braucht nicht ….
Prost auf die Strahlenakrobaten ….
Ich trinke dann auch einen Grog. Aber manchen Sie es nicht wie Heinz Ehrhard. Korn um Korn.
Na, bravo! Ähnliche Experimente wurden schon, ich glaube an der Uni in Freiburg durchgeführt!!! Leider nicht mehr im Netz verfügbar!Auch dort stellte man verwundert fest, dass eine höhere Erwärmung eines CO2 Gases gegenüber der vorher gemessen Luftpackung nur durch der niedrigeren spezifische Wärme des CO2 Gases zu verdanken war!!Ganz besonders war man überrascht als man bei Methan eien noch geringere Erwärmung registrierte – ja, Methan hat ein höhere spez. Wärme! Bei gleicher Energiemenge stellen sich somit automatisch untershiedliche Temperaturen ein!!Mein Glasscheibenexperiment zeigt doch eindeutig, wird die Scheibe nah am warmen Körper gehalten (Abstand ca 10 cm, schwarze Granitplattten von der Mittagssonne auf ca 57 Grad C erwärmet, wird durch die Strahlung der Granitplatte die Glasscheibe auch auf 57 Grad C erwärmt, bei einer Lufttemperatur von ca 25 Grad C) Wird diese Glasscheibe aber ca 100 com Abstand vom Boden befestigt, erreicht sie maximal auch nur 25 Grad C!!! Nach der These vom „Treibhauseffekt“ müsste sie aber wesentlich wärmer werden siehe Stefan Boltzmann!!Also was können wir folgern: kühle Glasscheibe, kein „THE“ keine Rückstrahlung des CO2 Moleküls, dem fehlt die erforderliche Anregungsenergie (siehe CO2 laser)
In Abb.2 sieht man sehr schön,dass es sich um ein typisches RC-Glied handelt.Gute Arbeit!!
Det ser ut til at det har kommet med en trykkfeil i teksten til fig. 5 som kanskje kan være litt forvirrende: „erstattes av nesten 100 % CO2 (røde prikker) i frontkammeret.“ Her skal det vel stå bakkammeret?