In den bisherigen Teilen dieses Aufsatzes [Teil 1, Teil 2, Teil 3, Teil 4] wurde nachgewiesen, dass die NO₂-Belastung der Luft in ganz Deutschland und auch an den sogenannten „Hotspots“ in den Städten auf im Prinzip unbedeutende Werte zurückgegangen ist. Wichtiger Grund hierfür ist die stetige Ablösung älterer durch jüngere Fahrzeuge mit besseren Abgasbehandlungssystemen. Dieser Trend wird sich auch in den nächsten Jahren fortsetzen. Auch wurde aufgedeckt, wie fragwürdig die Messmethoden sind und welche Tricks und Manipulationen zum Einsatz kommen. Im dritten Teil wurden die teils grotesk übertriebenen Behauptungen über die gesundheitlichen Auswirkungen von Stickstoffdioxid sowie die offensichtliche Parteilichkeit sowohl der öffentlich-rechtlichen Medien als auch industriefeindlicher Behörden behandelt. Im vierten Teil wurde festgestellt, dass das Auto auch in der Stadt der Zukunft unverzichtbar bleibt und Elektromobilität zurzeit nicht realisierbar ist. Außerdem wurden Widersprüche in den Aussagen des Umweltbundesamtes beleuchtet und mafiöse Querverbindungen zwischen der Deutschen Umwelthilfe sowie Ministerien und Behörden aufgedeckt. Der jetzige fünfte Teil beschäftigt sich mit der angeblichen Gesundheitsgefährdung selbst durch geringste NO₂-Konzentrationen.

 

Stickoxide – wie man den Teufel an die Wand malt

Im nächsten Abschnitt ihres „Faktenfinders“ wenden sich die Autoren wieder der Frage zu, wie gefährlich denn die von diversen Quellen emittierten Stickoxide für die menschliche Gesundheit seien. Stickoxide (d.h. NO und NO₂), so steht es im „Faktenfinder“, seien nachweislich Umweltgifte, welche die Gesundheit von Menschen akut gefährden. Insbesondere Stickstoffdioxid sei als Reizgas mit stechendem Geruch bereits in geringen Konzentrationen wahrnehmbar. Der „überwiegende medizinische Konsens in der Umweltmedizin“ gehe davon aus, dass kein Schwellenwert benannt werden könne, der langfristige gesundheitliche Folgen von NO₂ auf den Menschen ausschließe. Und dann kommt es knüppeldick: Da ist von erhöhter Sterblichkeit, Lungenkrebs sowie chronischen Atemwegsbeschwerden wie Asthma die Rede, was durch verschiedene Studien belegt werde. Zwar wird zugegeben, dass es „auch“ Wissenschaftler gebe, die diesen Studien widersprechen, doch gehe insgesamt die Mehrheit der Mediziner davon aus, dass Stickoxide einen wesentlichen Beitrag zu Atemwegserkrankungen beim Menschen leisteten. Und dann wird noch die Europäische Umweltagentur angeführt, die für das Jahr 2012 die Zahl von 10.400 Todesfällen in Deutschland durch Stickstoffdioxid berechnet haben will [HORREEA]. Diese Falschdarstellungen sind so massiv und gehen so eindeutig an den Fakten vorbei, dass man sich damit eingehend auseinandersetzen muss.

Das Märchen vom „Umweltgift NO₂“

Im Teil 3 dieses Beitrags war bereits gezeigt worden, dass der Begriff „Giftigkeit“ beim NO₂ in den Konzentrationsbereichen, die in der Stadtluft auftreten, nicht zutrifft. Selbst an den am stärksten belasteten Hot-Spots liegen die mittleren Jahreskonzentrationen unter 90 µg/m³, und die Zahl der Stunden, an denen der Grenzwert von 200 µg/m³ überschritten wird, tendiert rapide gegen Null. Da sich niemand 24 Stunden am Tag genau an den wenigen, bewusst wegen ihrer hohen Abgaskonzentrationen ausgewählten Hot-Spot-Messpunkten aufhält, liegt die mittlere Belastung nahezu der gesamten Bevölkerung unter dem Immissionsgrenzwert von 40 µg/m³. Auf Ausnahmen wird weiter unten noch eingegangen. Das einzige, was an dem Passus der Faktenfinder zur Wirkung von NO₂ auf den Menschen stimmt, ist daher die Bezeichnung „Reizgas“. Aber auch diese Wirkung ist unterhalb der 60 µg/m³, der für Büro- und Privaträume gilt, auf jeden Fall medizinisch unerheblich.

Hervorzuheben ist bei der Aussage der „Faktenfinder“ daher zunächst die Verwendung des Begriffs „Umweltgift“. Damit wird suggeriert, dass es sich um einen widernatürlichen, erst vom Menschen erzeugten Stoff handelt, der in der Natur nicht vorkommt und dieser schadet. Nichts könnte falscher sein: Stickoxide sind Teil natürlicher Kreisläufe, und sie werden gebraucht, denn ohne Stickstoff(dünger) gäbe es keine Pflanzen [BLIE] und auch keine Tiere, denn unser Körper braucht Stickstoff, um die lebenswichtigen Proteine aufzubauen, Bild 3.

Auch eine weitere, neuere Untersuchung belegt, dass die aus natürlichen Quellen stammenden Stickoxidmengen diejenigen aus modernen Diesel-PKW sogar um ein Vielfaches übertreffen [LEIS]. Verkehrsbedingte NO₂-Emissionen sind nur in wenigen, von grün inspirierten Verwaltungen mit Bedacht ausgesuchten Bereichen mit starkem Verkehrsaufkommen und stark behindertem Luftaustausch überhaupt ein Thema. An der freien Atmosphäre werden die Emissionen schnell auf ein unkritisches Maß verdünnt und innerhalb weniger Tage aus der Luft entfernt. Dieser Abbau erfolgt teils durch Anlagerung an Oberflächen, teils durch Regen, der das NO₂ zusammen mit Stäuben und sonstigen Belastungen aus der Luft regelrecht auswäscht.

 

Die Verwendung des Begriffs „Umweltgift“ durch die Autoren des „Faktenfinders“ belegt somit lediglich zwei Dinge: Eine mangelhafte Recherche und den Versuch, vorhandene Unkenntnis durch Verwendung eines nicht zutreffenden, aber stark negativ besetzten Begriffs zu übertünchen.

 

Die Lüge vom überwiegenden medizinischen Konsens

Im nächsten Passus des „Faktenfinders“ steht dann die Behauptung: „Der überwiegende medizinische Konsens in der Umweltmedizin geht davon aus, dass nach aktuellem Kenntnisstand kein Schwellenwert benannt werden kann, der langfristige gesundheitliche Folgen von NO₂ auf Menschen ausschließt“.

Hierzu ist zunächst anzumerken, dass die Behauptung mancher Epidemiologen, es gebe keinen unteren Grenzwert für die Gefährdung durch NO₂ in der Atemluft, angesichts der Tatsache, dass es überall einen natürlichen NOx-Anteil in der Atmosphäre gibt, schlicht weltfremd ist. Sie ist nichts weiter als eine spezifische Ausprägung der LNT-Theorie (Linear No Threshold), mit der grüne „Wissenschaftler“ bei uns auch gerne die Angst vor „dem Atom“ schüren.

Zweitens haben sich die „Faktenfinder“-Autoren mit ihrer Argumentationsweise vom angeblichen „Konsens der Wissenschaft“ sehr gründlich in die Nesseln gesetzt. Sie haben wegen ihrer Unkenntnis selbst einfachster wissenschaftlicher Sachverhalte nicht begriffen, dass dieser bei Medienjournalisten beliebte Trick, mit dem gerne im Bereich der Klimawandeldiskussion gearbeitet wird, bei der Diskussion um Stickoxide nicht greift. Beim „Klimawandel“ können sie auf eine solide Wand an fest verankerten Vorstellungen zurückgreifen, um angebliche „Skeptiker“ und „Leugner“ als Unwissende, ja sogar als rückschrittliche Wissenschaftsgegner darzustellen. Stickoxide sind dagegen ein Gebiet, bei dem es um klassische, solide erforschte Themen geht. Hier sind die Zahlenverhältnisse unter den Wissenschaftlern genau umgekehrt.

Deshalb geht das Argument der „Faktenfinder“ grandios nach hinten los. Zur Untermauerung ihrer Behauptung führen sie eine Sammlung von Stellungnahmen von ganzen sieben Wissenschaftlern an [SMCE], von denen einer Mitarbeiter des UBA ist und drei aus dem Ausland kommen. An diesen Stellungnahmen fallen vor allem zahlreiche Einschränkungen wie „hätte“, „könnte“, „steht im Verdacht“ usw. auf. Konkrete Festlegungen werden dagegen meist vermieden, und die aufgeführte Literatur wird von US-Quellen dominiert. Darunter finden sich auch „Studien“ bekannter Aktivisten wie der Dr. Susan Anenberg, die mit ihrer kommerziell arbeitenden Research-Firma Environment Health Analytics eng mit den Führungsoffizieren der DUH beim „International Council on Clean Transportation“ [ICCT] zusammenarbeitet. Dieser Artikel mit seinen rein hypothetischen Horrorzahlen wurde natürlich auch in den deutschen Medien dutzendfach zustimmend aufgegriffen und aufgebauscht [DW, MDR, WELT], Bild 5.

Die „Mehrheit der Wissenschaftler“ mit Sachkenntnis über gesundheitliche Auswirkungen von NO_x findet sich in Deutschland jedoch in den beiden Fachgremien, welche für die Festlegung von Grenzwerten am Arbeitsplatz (MAK-Kommission, 36 Mitglieder) bzw. in Büros und Privaträumen (Ausschuss für Innenraumrichtwerte, 18 Mitglieder) zuständig sind. Von den von den „Faktenfindern“ aufgeführten „Experten“ ist seltsamerweise keiner überhaupt in einem dieser Gremien zu finden. Es ist seitens der „Faktenfinder“-Autoren schon eine ziemliche Dreistigkeit, diesen insgesamt 54 meist hochrangigen Wissenschaftlern, deren Kernkompetenz der Schutz der Bevölkerung vor Luftschadstoffen ist, ein derart zusammengewürfeltes Sammelsurium von wenigen Einzelmeinungen gegenüberzustellen und zu behaupten, diese repräsentierten den „überwiegenden medizinischen Konsens“ in der Frage der Gesundheitsschädlichkeit von NO₂.

Frontalangriff auf den Diesel-Untersuchungsausschuss des Bundestags

Bei näherem Hinsehen fällt an der etwas konfusen Meinungssammlung der „Faktenfinder“ auf, dass diese ursprünglich wohl als „Info-Munition“ für Journalisten gegen den Bundestagsausschuss gedacht war, der sich seit 2016 mit der VW-Dieselaffäre beschäftigt hatte [BUTA] und dessen Ergebnisse einer Kamarilla aus Medienjournalisten sowie einigen eifernden Wissenschaftlern nicht passten, obwohl mit Oliver Krischer ein hochrangiger Funktionär der Grünen sogar stellvertretender Leiter dieses Ausschusses war. Der offensichtliche Missgriff der Herren Reisin und Wichmann fordert natürlich geradezu dazu heraus, sich die Schlussfolgerungen dieses derart angegriffenen Ausschusses einmal genauer anzusehen. Danach kann man die Aufregung einiger Herrschaften besser verstehen. In seinem Bericht hält der Ausschuss nämlich auf den Seiten Seiten 491 ff fest:

– Die Kausalität unterstellende Aussage, jährlich würden 10.000 Menschen durch Verkehrsemissionen sterben, ist auch nach Ansicht des Ausschusses nach dem Ergebnis der Sachverständigenanhörung nicht haltbar.

– In Deutschland bestehen keine toxikologisch bedenklichen NO₂-Werte in öffentlich zugänglichen Bereichen.

– Es gibt keine wissenschaftlich erwiesenen Zahlen dazu, wie viele Menschen aufgrund grenzwertüberschreitender NO₂-Expositionen erkrankt oder gar gestorben sind.

– Überschreitungen von NO₂-Grenzwerten an bestimmten Orten allein haben relativ wenig Aussagekraft. Es kommt vielmehr auf die an einem Ort bestehende Komposition bzw. Mischung mit anderen „Giftstoffen“ an. Der Sachverständige Professor Dr. Greim hält sogar eine Langzeitexposition von 60 µg/m³, wie sie für 0,02 Prozent der Bevölkerung Berlins an äußerst stark befahrenen Straßen Realität ist, für gesundheitlich eher unbedenklich.

– Die Wirkung von bestimmten Gasgemischen auf den menschlichen Körper steht zudem in Abhängigkeit zu weiteren Faktoren wie dem Wetter, der Aufenthaltszeit, dem Alter oder dem Gesundheitszustand.

– Deutschland nimmt im Vergleich zu anderen europäischen Staaten das Problem der Stickstoffoxidbelastung besonders ernst und prüft bewusst an kritischen Stellen. Der Sachverständige Professor Dr. Koch bemerkte hierzu: „Interessant ist übrigens, dass in anderen europäischen Ländern nicht an der ungünstigsten Stelle, sondern freistehend gemessen wird. Aus diesem Grund liefern fast alle Messstationen bereits 2010 Immissionswerte im Zielbereich des Grenzwertes von 40 µg/m³“. Umgebungsmessungen an besonders kritischen Punkten, wie sie der Sachverständige am Neckartor in Stuttgart zur Vorbereitung seiner Aussage vor dem Ausschuss vornahm, zeigen, dass eine hohe NO_x-Belastung im Verkehr sich auf die Werte in der unmittelbaren Umgebung nicht negativ auswirken muss.

– Die Sachverständige Professorin Dr. Peters vom Helmholtz Zentrum München hat ausgesagt, dass[….]die wissenschaftlichen Ergebnisse bisher aber eine gesicherte lineare Expositions-Wirkungsbeziehung für Stickoxidemissionen und Erkrankungen oder Erhöhung der Sterblichkeit im Sinne einer robusten Zuweisung nicht zulassen [BUTA].

Angesichts dieser Schlussfolgerungen eines Ausschusses, in dem alle im Bundestag vertretenen Parteien Sitz und Stimme hatten und vor dem zahlreiche Wissenschaftler angehört wurden, muss man sich wirklich fragen, wieso die „Faktenfinder“ zu den offensichtlich völlig anderen Ansichten gekommen sind, die sie in ihrem Beitrag vertreten. Zwar ist es für einen Journalisten durchaus legitim, in Meinungsbeiträgen abweichende oder sogar sektiererische Ansichten kundzutun. Dies jedoch als neutrale Darstellung wissenschaftlich gesicherter Fakten auszugeben, wie es im vorliegenden Fall geschieht, wirft ein sehr schlechtes Licht nicht nur auf die beiden Herren selbst, sondern auch auf die Sender, die dieses Treiben wohlwollend zugelassen haben. Der „Faktenfinder“-Artikel vertritt weder die Mehrheitsmeinung der Wissenschaft noch die der Gesellschaft – in diesem Fall vertreten durch die im Bundestag vertretenen Parteien. Stattdessen vertritt er einseitig radikal-grüne Positionen. Die Sendeanstalten werden sich überlegen müssen, wieweit sie glauben, dies mit ihrem gesetzlichen Auftrag vereinbaren zu können. Journalistische Freiheit setzt doch eigentlich vom Grundsatz her Sorgfalt und Neutralität voraus.

Bei Abgasthemen gibt es Wissenschaftsbetrug im großen Stil

Eher nebenher erwähnt der Bericht des Bundestagsausschusses ein grundsätzliches Problem im Zusammenhang mit der Festlegung von Grenzwerten für Gase wie NO₂: Den Unterschied zwischen Toxikologie und Epidemiologie, der auch in Folge 3 dieses Artikels bereits angesprochen wurde. Der Ausschuss kommt interessanterweise zu folgendem Schluss: „Epidemiologisch ist ein Zusammenhang zwischen Todesfällen

und bestimmten NO₂-Expositionen im Sinne einer adäquaten Kausalität nicht erwiesen“.

Auf die grundsätzlichen Unterschiede zwischen den Methoden der Toxikologen und der Epidemiologen wurde bereits in einer früheren Folge dieses Artikels hingewiesen. Im Bereich der Toxikologie hat sich der Stand der Erkenntnisse im Laufe der letzten Jahrzehnte kaum geändert. Deshalb halten maßgebliche Fachleute aus diesem Bereich den derzeit geltenden Immissions-Grenzwert von 40 µg/m³ für übertrieben.

Aus dem Lager der Epidemiologie überschwemmt dagegen eine regelrechte Flut negativer Stellungnahmen bezüglich der Wirkung selbst geringer NO₂-Konzentrationen seit Jahren die medizinische Fachliteratur. Vor diesem Hintergrund sind auch die besonders strengen Grenzwert-Vorgaben der WHO zu sehen. Hinzu kommen die in zahllosen Behörden und politischen Organisationen etablierten „Natur- und Klimaretter“, die in Wirklichkeit unsere technische Zivilisation ablehnen. Eine besonders unheilvolle Allianz zur Verteufelung des Diesels kam darüber hinaus durch die zusätzliche Verquickung derart dominierter Institutionen mit den Interessen der US-Automobilindustrie zusammen. Für die US-Autohersteller, die dem Entwicklungsstand europäischer PKW-Dieselmotoren nichts entgegenzusetzen haben, ist dies natürlich eine willkommene Gelegenheit, die missliebige Konkurrenz auszuhebeln. Da sehr viel Geld für „dieselkritische“ Forschungsergebnisse ausgelobt wird, finden sich auch schnell Wissenschaftler, die entsprechende Berichte erstellen. Es ist ganz so wie in Deutschland, wo sich manche Hochschul- und Forschungsinstitute darin zu übertreffen versuchen, Untersuchungen über die „Machbarkeit“ der Energiewende oder der Elektromobilität fast schon wie am Fließband zu produzieren. Veröffentlichungen über die Vorteile von Kernkraft- oder Kohlestrom wären z.B. bei einem wissenschaftlichen Mitarbeiter der „Fraunhofer-Gesellschaft für Windenergiesysteme“ sicherlich nicht förderlich für die weitere wissenschaftliche Karriere….

Treibende Kraft solcher „Auftragsforschung“ war in den USA die unter Obama mit großem Einfluss und entsprechenden Finanzmitteln ausgestattete Umweltschutzbehörde Environmental Protection Agency (EPA), die auch Herausgeber umfassender Kompendien [EPA] und zugleich Taktgeber ähnlicher Initiativen vor allem im angelsächsischen Raum [CANA] war. Wohin solch massive Beeinflussung von Zuwendungsempfängern führt, wurde Anfang des Jahres 2017 deutlich, als ein groß angelegter Betrugsfall mit toxikologischen Gutachten an der Duke University in Durham (North Carolina, USA) publik wurde [DUKE]. Presseberichten zufolge musste die Universität zugeben, dass für öffentlich finanzierte Studien über Atemwegserkrankungen durch Luftschadstoffe manipulierte bzw. sogar völlig frei erfundene Daten verwendet wurden. Diese Daten wurden „in verschiedenen Veröffentlichungen und Anträgen für Forschungsförderungen“ verwendet. Dabei ging es um erhebliche Summen: In dem entsprechenden Rechtsstreit werden 112,8 Mio. US-$ für Duke sowie weitere 120,9 Mio. US-$ für andere Universitäten genannt. Bei der Untersuchung von 36 Forschungsberichten stellte sich heraus, dass viele davon Zahlen enthielten, die schlicht erfunden waren. Die aktuelle Position der WHO, die noch vor 20 Jahren eine Innenraumkonzentration von 150 µg/m³ während 24 h für vertretbar erachtete, ist sicherlich nicht zuletzt von der EPA und ihren Schlussfolgerungen, die zumindest teilweise auf solchen gefälschten Berichten beruhen dürften, stark beeinflusst worden. In einer späteren Folge dieses Berichts wird noch detailliert darauf eingegangen, warum die meisten der für Dieselabgase durchgeführten epidemiologischen Untersuchungen als unglaubwürdig einzustufen sind. Sie bedürfen dringend einer kritischen Bewertung hinsichtlich „übersehener“ sozioökonomischer Faktoren sowie der Abgleichung der Ergebnisse mit nachprüfbaren toxikologischen Fakten.

 

Fakten und „Faktenfinder“

Die bisherige Analyse der von den „Faktenfindern“ von NDR und Tagesschau präsentierten Aussagen lässt erkennen, dass man sich dort alles andere als kritisch-investigativ mit dem Thema NO₂-Immissionen der Stadtluft beschäftigt hat. Stattdessen übernimmt man einfach die Positionen von Hendricks und dem UBA, als seien deren Ansichten der Weisheit letzter Schluss. Eine eigenständige kritische Wertung von Daten und Hintergründen ist nicht einmal in Ansätzen erkennbar. Dies bestätigt die bereits bisher gemachte Erfahrung, dass die Mehrzahl der Medien – allen voran die Fernsehanstalten ARD, ZDF und ihre Landesdependancen – beim sogenannten „Diesel-Skandal“ einseitig, parteiisch und irreführend berichten. Statt um Ausgewogenheit und Sorgfalt bemüht man sich offenkundig eher darum, das Thema so darzustellen, wie die Bundesbehörden sowie die anderen etablierten Parteien es gerne haben möchten. Abweichende Meinungen von Medien, Journalisten oder Bloggern werden als unglaubwürdig hingestellt. So leistet man dem ideologischen Ziel der Deindustrialisierung Deutschlands durch „Dekarbonisierung der Volkswirtschaft“ Vorschub. Der Diesel ist dabei nur das erste Opfer. Es wird danach weitergehen, und zwar alternativlos.

Fred F. Mueller

 

Demnächst folgt Teil 6

 

Quellen

[BLIE] Umweltchemie. Von C. Bliefert. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1994. 453 S., Broschur 68.00 DM. – ISBN 3-527-28692-6

[BUTA] Drucksache 18/12900 – 492 – Deutscher Bundestag – 18. Wahlperiode

[CANA] Human Health Risk Assessment for Ambient Nitrogen Dioxide, Health Canada, Water and Air Quality Bureau, AIR@hc-sc.gc.ca

[DUKE] http://dailycaller.com/2017/07/03/epa-funded-research-lab-accused-of-fabricating-data-on-respiratory-illnesses/

[DW] http://www.dw.com/de/%C3%BCber-100000-tote-durch-dieselabgase/a-38849769

[EPA] EPA/600/R-15/068 January 2016 www.epa.gov/isa

[FAKT] http://faktenfinder.tagesschau.de/inland/stickstoffdioxid-111.html

[HORREEA] https://www.eea.europa.eu/de/pressroom/newsreleases/zahlreiche-europaeer-sind-immer-noch/vorzeitige-todesfaelle-durch-luftverschmutzung

[ICCT] https://www.envhealthanalytics.com/single-post/2017/05/15/New-study-on-health-and-environmental-impacts-of-diesel-NOx-emissions-published

[LEIS] https://eike.institute/2017/08/20/das-kartell-der-dummheit-irrenhaus-deutschland-wie-wir-mit-dem-diesel-unsere-grundfesten-demontieren-teil-1-stickoxide-der-grosse-anteil-natuerlichen-ursprungs/

[MDR] http://www.mdr.de/nachrichten/ratgeber/faktencheck-todesfaelle-diesel-abgas-100.html

[SMCE] https://www.sciencemediacenter.de/alle-angebote/rapid-reaction/details/news/diesel-skandal-wissenschaftler-widersprechen-schlussfolgerungen-der-abgeordneten-zu-gesundheitlich/

[TUDA] http://indigo.meteor.tu-darmstadt.de/umet/script/Kapitel1/kap01.html#%C3%BCber1-6-3

[WELT] https://www.welt.de/gesundheit/article164592990/Mehr-als-100-000-Tote-jaehrlich-durch-Stickoxide.html

 

Hier  – vorab  – die uralte(!) physikalische Erkenntnis, daß zusätzliches (anthropogenes) CO₂ nur noch eine geringfügige Wirkung hat – anhand eines IPCC-Zitates(!) [1]:

“In der idealisierten Situation, daß die Klima-Reaktion auf eine Verdopplung des atmosphärischen CO₂ nur aus einer gleichmäßigen Temperaturzunahme besteht, ohne Rückkopplungen … würde die (maximale) globale Erwärmung nach den Modellen [GCMs] etwa 1,2 °Cbetragen”

(1)  Begriffs-Bestimmungen

Die Treibhaus-Gase

Es gibt einige (Spuren-)Gase in der Atmosphäre, welche selektiv Infrarot-Strahlung von der Erdoberfläche in Linien-Spektren absorbieren, und in den Kugel-Raumwieder abstrahlen, folglich zu 50% Richtung Erde. Damit verzögern … behindern sie teilweise die natürliche Strahlungs-Abkühlung der Erde. Den weit überwiegenden Anteil an diesem Effekt hat der Wasser-Dampf. Die Reihenfolge der Treibhaus-Gase bezüglich ihres Effektes in der Atmosphäre [2]: Wasserdampf 62%, CO₂ 22%, Ozon(O₃) 7%, Lachgas (N₂O) 4%, Methan (CH₄) 3%.

Wasser-Dampf

Das ist die gasförmige Phase des Wassers. Diese Bezeichnung ist physikalisch unglücklich,

weil sie allgemein verwechselt wird mit „Waschküchen-Dampf „, „Wiesen-Nebel“, Wolken … Die vorstehend aufgeführten Erscheinungs-Formen jedoch sind physikalisch etwas ganz anderes, nämlich die flüssige Phase (Aggregat-Zustand) des Wassers in Form von Tröpfchen. Der Durchmesser der Wasser-Tropfen in der Atmosphäre erstreckt sich über einen Bereich von mehr als drei Zehner-Potenzen (mm – mm). Daraus folgt: Auch Nebel und Wolken bestehen aus Wasser-Tröpfchen, sie sind kein Wasserdampf!

Der Treibhaus-Effekt

Dieser physikalisch gesicherte Effekt läßt sich anschaulich durch die folgende Graphik darstellen :

Abbildung 1  Treibhaus-Effekt – JA oder NEIN ?

Der hier unter [3] dargestellte Schwingungs-Effekt gilt nur für Moleküle mit  >/= 3 Atomen. Das bedeutet, daß z.B. die in der Atmosphäre zu 99% dominierenden Gase Stickstoff und Sauerstoff keine(!) Treibhausgase sind. Wäre es anders, dann hätte Leben auf der Erde kaum eine Chance.

Der „Begriff Treibhaus-Effekt“

Dieser Begriff ist aus der Gewächshaus-Klimatologie entlehnt, jedoch für die Atmosphäre physikalisch verwirrend und letztlich falsch gewählt – ähnlich unglücklich wie „Wasserdampf“ (s.w.o.) : CO₂– ein Glasdach über unseren Köpfen ?

Noch im Herbst 2007 erklärte der durch die Medien recht bekannter Klima-Professor LATIF den vermutlich aus seiner Sicht etwas wissenschafts-fernen Bauern und Handwerkern in Bad Bederkesa die Ursache für die (angeblich) bevorstehende Klima-Katastrophe so: “Was das Glasdach im Gewächshaus ist, das ist CO₂ in der Atmosphäre“. Man muß nicht Physik studiert haben, um das als Zumutung zu empfinden :

Die Atmosphäre hat kein Dach, weder aus Glas noch aus Gas. Durch eigene Beobachtung hat jeder diese Erkenntnis vielfach schon selbst gewonnen: Jede sommerliche Quellwolke steigt viele Kilometer ungebremst in die Höhe, einschließlich aller enthaltenen Gase – ohne an irgend ein „Dach“ zu stoßen (Abb.2) :

A n d e r e r s e i t s :

In einem Gewächshaus/Treibhaus ist der weit überwiegende Erwärmungs-Effekt nicht die „Strahlenfalle“, sondern die “Luft-Falle“, die es in der Atmosphäre nicht gibt. Die durch die Gewächshaus-Heizung oder am Tage auch durch die Sonne erwärmte Luft im Glashaus kann nicht entweichen. Jedoch  –  öffnet bzw. lüftet man das Glasdach, so fällt die Temperatur in kurzer Zeit auf das Temperaturniveau der Außenluft.

Die Treibhaus-Wirkung der Spurengase in der Atmosphäre :

Abbildung 3  Die partielle Wirkung der Treibhaus-Gase

Das Klima-System

Das Klima-System der Erde besteht aus Atmosphäre, Hydrosphäre (insbes. Ozeane), Kryosphäre (Eis), Biosphäre und Lithosphäre (Gesteine). Bei den Umsetzungen von Energie und Gasen im Klimasystem gibt es stets eine Fülle von physikalischen und chemischen Prozessen und Rückkopplungen, die im Detail unüberschaubar sind. Genau  d a s  ist das Problem der Klima-Modelle, die sich folglich mit einer Vielzahl von Annahmen, Näherungs-Lösungen (Aproximationen), Parametrisierungen etc. behelfen müssen. Daher steht auch im IPCC-Bericht 2001 [4]:

„In climate research and modelling we should recognize, that we are dealing with a coupled non-linear chaotic system, and therefore that the long-term prediction of future climate states is not possible„.

Abbildung 4  Das Klima-System

Betrachtet man diese vielen gewichtigen Klima-Elemente, so wirkt es absurd, daß die derzeitige hysterische Klimadebatte nahezu „monokausal“ in der Atmosphäre mit dem anthropogenen CO2-Eintrag geführt wird. Das Zeitalter der Aufklärung ist zu Ende.

Klimasensitivität                                                                                                         

Als Maß für einen abgeschätzten Summen-Effekt von direkter Strahlungs-Wirkung und indirekten Rückkopplungs-Mechanismen im Klima-System wurde die so genannte Klimasensitivität konstruiert. z.B. für CO₂ [5]:

„Die Klimasensitivität  ist eine Größe, die die globale Erwärmung der Erdatmosphäre durch die Wirkung von Treibhausgasen ins Verhältnis zu einer Strahlungseinheit setzt. Man kann sie in °C/(Watt/m²) angeben. Geläufiger ist jedoch die Angabe der Klimaerwärmung bei Verdoppelung der CO₂-Konzentration. Das heißt, dass die Durchschnittstemperatur der Erde um diesen Betrag ansteigt, wenn sich die CO₂-Konzentration von den vorindustriellen 280 ppm auf dann 560 ppm erhöht. …. Das IPCC gibt in seinem 2007 erschienenen Vierten Sachstandsbericht Werte zwischen 2 und 4,5 °C als „wahrscheinlich“ an. Der beste mittlere Schätzwert liege bei 3 °C …“. …

Diese auch von den Klima-Instituten und vom IPCC verbreitete Definition ist für einen physikalisch weniger gebildeten Leser kaum überschaubar, kaum begreifbar. Sie „vernebelt“ auch von Anfang an, daß die vom IPCC in die Medien transportierten Temperatur-Prognosen von 2…5 Grad auch nicht annähernd alleine durch den „anthropogenen Treibhaus-Effekt“ zu erzielen sind, sondern daß es dazu spekulativer und fragwürdiger und im Detail unbekannter Rückkopplungs-Annahmen bedarf [6]:

„Zur genauen Feststellung dieser Sensitivität gibt es leider kein eindeutiges und allein richtiges Verfahren“.

Es handelt sich also bei der „Klima-Sensitivität“  um ein von Anfang an unüberschaubares physikalisches Konstrukt, um eine Hypothese.

(2)  WAS kann CO₂ ?

Die Treibhaus-Wirkung von CO₂ist aus Labor-Untersuchungen sowie auch aus Berechnungen der Wirksamkeit des spektralen CO₂-Absorptions-Vermögens hinreichend bekannt :

Abbildung 5 [7]  Logarithmischer Treibhaus-Effekt; LAMBERT-BEER’sches Gesetz (Textfelder eingefügt)

D a z u   einige Belege aus peer-reviewten wissenschaftlichen Publikationen :

()  Paul Crutzen (Nobelpreis Chemie) [8]:

“ Es gibt bereits so viel CO₂in der Atmosphäre, daß in vielen Spektralbereichen die Aufnahme durch CO₂  fast vollständig ist, und zusätzliches CO₂ spielt keine große Rolle mehr„,

() H. Hinzepter (eh. Leiter MPI HH ) [9]:

„Eine Verdoppelung der Kohlendioxid-Konzentrationen in der Atmosphäre allein (bewirkt)nur eine geringfügige Erhöhung der mittleren bodennahen Temperatur um wenige Zehntelgrade„.

() IPCC [10]:

„In der Mitte des 15-μm-Absorptions-Bereiches hat zusätzliches CO₂nahezu keinen Effekt…“

()  WIKIPEDIA [11]:

„Bei ausschließlicher Betrachtung der im Labor messbaren Strahlungswirkung von CO₂ ergibt sich eine Klimasensitivität von 1,2 °C. Es existieren jedoch Rückkopplungs-Effekte, darunter im Wesentlichen die Wasserdampf-Rückkopplung, die Eis-Albedo-Rückkopplung und Wolken. Daher liegen die möglichen und als wahrscheinlich angenommenen Werte höher, ein Wert um 3° wird heute als am wahrscheinlichsten angenommen.“

()  Richard J. Betschauer (Physiker) [12] :

„New calculations show that doubling of carbon dioxide (CO₂)will increase average global temperature by only about 1°F (degrees Fahrenheit) or 0,55°C (degrees Centigrade), much less that the range of  2°C to 4.5°C estimated by the United Nations International Panel on Climate Change (IPCC). These new calculations are based on NASA supported spectral calculations available on the Internet relating to greenhouse gases.“ 

Bei den in der vorstehend zitierten Literatur genannten CO₂-Erwärmungs-Raten von meist unter 1 Grad ist zusätzlich zu berücksichtigen, daß es sich dabei um Berechnungen für eine Atmosphäre ohne Wasserdampf  handelt. Eine solche Atmosphäre gibt es jedoch in der Natur nicht. Da sich jedoch die Absorptions-Banden von CO₂ und Wasserdampf teilweise überlappen, verringert der Wasserdampf in nicht unwesentlichem Ausmaß das CO₂-Treibhaus-Potential noch um etliche Zehntel Grade [13]:

„Wegen des stets vorhandenen Wasserdampfes ist die Wirkung der CO₂-Verdoppelung in der Natur aber noch erheblich kleiner.“

Und genau das steht manchmal sogar schon in einer deutschen Zeitung ( [14], FAZ) :

„Die Paläoklimatologie liefert immer öfter die entscheidenden Daten und Hinweise, mit denen Unsicherheiten verkleinert und die Schwächen der grobskaligen Modelle gemindert werden – die unvermeidliche „Parametrisierung“ etwa, das Setzen fester Parametergrößen als mathematischer Näherung von kleinskaligen Prozessen, die mit einem vernünftigen Aufwand rechnerisch nicht aufzulösen sind. So wurde in „Science“ (doi: 10.1126/science.1214828) kürzlich gezeigt, dass eine fundamentale Größe aller Prognosen, die Klimasensitivität, bei der Analyse langer Datenreihen tatsächlich etwas geringer ausfällt als bislang geglaubt.“

Genau das sagt auch eine 2013 erschienene Publikation sehr deutlich [15]:

„Global warming less extreme than feared ?“ : „Policymakers are attempting to contain global warming at less than 2°C. New estimates from a Norwegian project on climate calculations indicate this target may be more attainable than many experts have feared.“

Internationally renowned climate researcher Caroline Leck of Stockholm University has evaluated the Norwegian project and is enthusiastic. “These results are truly sensational,”  says Dr Leck. “If confirmed by other studies, this could have far-reaching impacts on efforts to achieve the political targets for climate.”

F a z i t :

Die Treibhaus-Wirkung von zusätzlichem anthropogenem CO₂ ist marginal, und liegt im Rauschen der natürlichen Klima-Temperaturen.

(3)  Wenn nicht CO₂  – wer dann ?

Im zweiten Teil des vorstehend angeführten WIKIPEDIA-Zitats wird schon etwas deutlicher, daß die dramatische „Überhitzung“ der Erdatmosphäre in den Klima-Modellen nicht mit CO₂ erzielt werden kann, sondern nur mit hypothetischen Rückkopplungen, wie es in der begutachteten wissenschaftlichen Literatur in Dutzenden von Publikationen auch geschrieben steht ist, z.B. :

() H.Hinzpeter (eh. Leiter MPI HH) [16]:

Da „…die Verdoppelung (von CO₂) nur die von den Flanken der Kohlendioxidbanden herrührende Gegenstrahlung erhöhen würde, führt diese Temperaturerhöhung jedoch in der Folge zu einer Vermehrung der Wasserdampfkonzentration in der Atmosphäre, die zu einer wesentlich höheren Zunahme der Gegenstrahlung und damit zu der bekannten angenommenen Erhöhung der Mitteltemperatur um zwei bis drei Grad Celsius führen würde.“

() IPCC [17]:

“In the idealised situation that the climate response to a doubling of atmospheric CO₂ consisted of an uniform  temperature change only, with no feedbacks operating … the global warming from GCMs would be around 1.2 °C.”

() IPCC [18]:

„Der Wasserdampf-Feedback ist nach wie vor der durchweg wichtigste Rückkopplungs-Effekt, der die von den allgemeinen Zirkulationsmodellen als Reaktion auf eine CO₂-Verdoppelung vorhergesagte globale Erwärmung verursacht“.

Die physikalische Begründung für diese Hypothese ist zunächst durchaus plausibel, mit der folgenden Argumentations-Kette:

o „Eine Verdoppelung der Kohlendioxid-Konzentrationen in der Atmosphäre allein (bewirkt) nur eine geringfügige Erhöhung der mittleren bodennahen Temperatur um wenige Zehntelgrade„. [19]

o    Damit erhöht sich das Aufnahme-Vermögen der Atmosphäre für Wasserdampf: [20]

„Der Sättigungsdampfdruck eines Reinstoffes in einem geschlossenen System ist von der Temperatur abhängig.“  (Sättigungs-Dampfdruckkurve),

o  Die Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen, weil das o.a. physikalische Gesetz es zuläßt,

o  Der „zusätzliche“ Wasserdampf wiederum erhöht die Lufttemperatur weiter, weil der Wasserdampf das Haupt-Treibhaus-Gas ist (Abb.3),

o  Dieser Prozeß schaukelt sich auf zu immer höheren Temperaturen,

o  Die Modelle müssen eine „Bremse einbauen“, um ein „runaway“ … „running over“ zu vermeiden.

Ü b e r s i c h t :

Abbildung 6  Die Wasserdampf-Hypothese

Soweit die Theorie.

Realisiert die Natur diese Hypothese ? [21]:

„In diesem Kapitel [22] wird weiter argumentiert, dass große positive Rückkopplungen, hauptsächlich durch Wasserdampf, diesen Effekt wahrscheinlich verstärken. Aber während es einen guten Konsens über die 1,2 °C gibt, existiert überhaupt kein Konsensüber den Nettoeffekt der positiven Rückkopplungen, wie das IPCC auch offen zugibt.“

F a z i t :

Die Treibhaus-Eigenschaften von CO₂ können bei Konzentrations-Verdoppelung in einer realen, also Wasserdampf-haltigen Atmosphäre nur etwa ein halbes Grad Erwärmung bewirken. Die Klima-Modelle „benötigen“ für ihre spektakulären Temperatur-Prognosen hypothetische Verstärkungs-Prozesse, allen voran die Wasser-Dampf-Verstärkung.

Allerdings – die Natur macht etwas anderes !  s.w.unten.

(4)  Wasserdampf-Messungen in der Troposphäre

Ein Autoren-Team [23] hat die globalen Daten von Radiosonden („Wetter-Ballone“) ausgewertet, über einen Zeitraum von 35 Jahren: 1973-2007 :

Abbildung 7  Auswertung von Radiosonden 1973-2007 (Paltridge et al. 2009)

Auch neuere Messungen zeigen keine Wasserdampf-Zunahme :

Abbildung 8  Wasserdampf-Messungen in verschiedenen Höhen

W e i t e r h i n :

Die Klima-Modelle rechnen damit, daß die Erwärmung der Tropen dazu führt, daß konvektiv Wärme und Wasserdampf in die obere Troposphäre geführt wird („Hotspot„). Dadurch „soll“ eine erhebliche Verstärkung des Treibhaus-Effektes erfolgen. Meteorologische Messungen widerlegen das [24]:

„Thus, the small OLR (Outgoing Longwave Radiation) feedback from ERBE (Earth Radiation Budget Experiment) might represent the absence of any OLR feedback; it might also result from the cancellation of a possible positive water vapor feedback due to increased water vapor in the upper troposphere [Soden et al. , 2005] and a possible negative iris cloud feedback involving reduced upper level cirrus clouds [Lindzen et al. , 2001]“

Abbildung 9  „hot-spot“ ? : Fehlanzeige

In dem Buch „CO₂ und Klimaschutz“  [25] steht zu den o.a. Publikationen folgende Zusammenfassung :

„Unter der Voraussetzung, daß die von Lindzen et al. sowie von Paltridge et al. mitgeteilten Meßergebnisse und Schlussfolgerungen korrekt sind, bedeutet dies nicht mehr und nicht weniger als das wissenschaftliche Ende einer vom Menschen verursachten Klima-Katastrophe.“

F a z i t :

Die Messungen der Wasserdampf-Konzentration in der Troposphäre widersprechen den Annahmen und Ergebnissen der Klima-Modelle !

(5)  Wasserdampf in der Stratosphäre

Abbildung 10

Eine 2010 veröffentlichte Studie [26] auf der Basis von Satelliten-Daten zeigt, daß in der Stratosphäre ein „auf+ab“ des Wasserdampf-Gehaltes gemessen wird:

„Observations from satellites and balloons show that stratospheric water vapor has had its ups and downs lately, increasing in the 1980s and 1990s, and then dropping after 2000.“ 

Die Ursache dafür ist unbekannt (a.a.O.) : „Since 2000, water vapor in the stratosphere decreased by about 10 percent. The reasonfor the recent decline in water vapor is unknown.“

Temperatur und Wasserdampf  – WER folgt hier WEM ? Die Unsicherheiten erscheinen nach dieser Studie größer, als bisher angenommen (a.a.O.) :

„The new study used calculations and models to show that the cooling from this change caused surface temperatures to increase about 25 percent more slowly than they would have otherwise, due only to the increases in carbon dioxide and other greenhouse gases.“

…und w.a.a.O.:

„The stratosphere is a region of the atmosphere from about eight to 30 miles above the Earth’s surface. Water vapor enters the stratosphere mainly as air rises in the tropics. Previous studies suggested that stratospheric water vapor might contribute significantly to climate change. The new study is the first to relate water vapor in the stratosphere to the specific variations in warming of the past few decades.“

Wie unsicher alle diese Annahmen und damit letztlich die Klima-Modelle selbst sind, das zeigen auch die Temperatur-Messungenin der oberen Troposphäre und in der Stratosphäre, denn es gibt nach den meteorologischen Messungen die von den Klima-Modellen vorhergesagte Effekte dort nicht [27]:

Weder gibt es den vorhergesagten „Hotspot“ in der oberen Troposphäre (vgl.w.o.), noch die von den Modellen berechnete langsame Abkühlung der oberen Stratosphäre !

(6)  Wassergehalt in der Atmosphäre – total

In einem NASA-Projekt wird der Total-Wasserdampf-Gehalt der Atmosphäre untersucht [28]:

„The NASA Water Vapor Project (NVAP) dataset is a global (land and ocean) water vapor dataset created by merging multiple sources of atmospheric water vapor to form a global map of total and layered precipitable water vapor.“

Abbildung 11

In den Folgerungen ihres Papers schreiben die Forscher:

„Zu diesem Zeitpunkt können wir das Vorhandensein eines robusten Trends in der globalen Wasserdampf-Entwicklung weder beweisen noch widerlegen.“

In einer Übersicht wird das so zusammen gefaßt [29]:

„Während das CO₂ die letzten Jahrzehnte lang monoton angestiegen ist, hat der Wasserdampf seit nunmehr 14 Jahren offenbar eine Pause eingelegt und stagniert bzw. fällt sogar leicht ab. Eine Kopplung von CO₂ und Wasserdampf ist in dieser Zeit nicht erkennbar.“

Auch eine soeben (2018) erschiene Arbeit zeigt in dem über alle Atmosphären-Schichten gemessenen „Totalen Wassergehalt“ keinerlei signifikante Trends :

Abbildung 12  Wassergehalt der Atmosphäre: Keine signifikanten Trends

Mit alledem sind die Klima-Modelle widerlegt !

(7)  Kritik an der Modellierung der Wasserdampf-Verstärkung

Es gibt sehr viele namhafte Wissenschaftler, welche die hohe Wichtung der „Wasserdampf-Verstärkung“in den Klima-Modellen kritisieren, z.B. :

()  Roy W. Spencer, Ph. D. [30]:

“While it seems rather obvious intuitively that a warmer world will have more atmospheric water vapor, and thus positive water vapor feedback, I’ve just listed the first 5 reasons that come to my mind why this might not be the case. …..    At a minimum, I believe the water vapor feedback issue is more complicated than most mainstream researchers think it is.“

()  Meteorologie-Professoren H. Kraus und U. Ebel [31]:

„Mit einer Erwärmung der Atmosphäre kann auch der Wasserdampfgehalt zunehmen, und man könnte erwarten, daß sich der hydrologische Zyklus intensiviert…; ob sich Folgen wirklich einstellen, läßt sich selbst durch sehr komplexe Modellrechnungen nicht zuverlässig herausfinden.“ 

()  Dr. Miklós Zágoni (Prominent Hungarian Physicist) [32]:

„Contrary to the common wisdom, there is no positive H₂O-Temperature feedback on global scale;  in Earth-type atmospheres uncontrolled runaway warming is not possible…“.

()  Walter Cunningham (Astronaut) [33] :

„NASA’s Aqua satellite is showing that water vapor, the dominant greenhouse gas, works to offset the effect of carbon dioxide (CO₂). This information, contrary to the assumption used in all the warming models, is ignored by global warming alarmists.“

()  Prof. Dr. C.O. Weiss (eh. Dir. und Prof. an der PTB) [34] :

„Der direkte Einfluss von CO2 auf die Erdtemperatur beträgt nur einen kleinen Bruchteil von 1 Grad Celsius und ist damit praktisch völlig unwichtig. Hierin stimmen fast alle Wissenschaftler überein. Die Alarmmeldungen über Erderwärmung basieren auf ANNAHMEN ( keineswegs Kenntnissen ) über die Wirkung von Wolken. In den Modellen auf die sich die Voraussagen des „Internationalen Ausschusses für Klimawandel“ (IPCC). stützen wird (recht willkürlich) ANGENOMMEN, dass Wasserdampf und Wolken die geringfügigen Temperaturerhöhungen durch CO2 in katastrophaler Weise verstärken, und somit die „Klimakrise“ hervorrufen. …“

Obwohl dies die alles entscheidende Frage der Klimaforschung ist, sind zur Klärung dieser entscheidenden Annahmen von Seiten der „offiziellen“ Klimaforschung bisher keine Anstrengungen unternommen worden. Zwar wurden Vergleiche von Modellergebnissen mit Strahlungsmessungen von Satelliten gemacht. Da die Messungen den Modellen aber widersprachen wurden die Ergebnisse ignoriert und behauptet, die Messungen seien nicht ‚verlässlich‘.“

()  Clive Best  (Physiker, PhD) [35]:

„Es wird gezeigt, dass eine positive lineare Klima-Rückkopplung für kombinierte Wasserdampfeffekte mit dem Schwache-Sonne-Paradoxon unvereinbar ist. Im Besonderen führen Rückkopplungswerte von ~2,0 W/m²K, wie sie die gegenwärtigem GCMs annehmen, zu nicht-physikalischen Ergebnissen hinsichtlich der Solarstrahlung vor einer Milliarde Jahren. Ein einfaches Modell wird beschrieben, wonach erdähnliche Planeten mit großen Oberflächen flüssigen Wassers bei kleinen Änderungen der einfallenden Sonnenstrahlung die Temperatur selbst regulieren können. Das Modell nimmt an, dass sich reflektierende Wolken ausbreiten, während der Treibhauseffekt mit der heller werdenden Sonne abnimmt. Die Gesamtwasserdampf-Rückkopplung des Modells ist stark negativ. Direkte Beweise für die negative Wasserdampf-Rückkopplung finden sich in den Stationsdaten von CRUTEM4, indem man die Temperaturanomalien in ariden Regionen (Wüsten und Polargebiete) mit jenen in feuchten Regionen (hauptsächlich in den Tropen) vergleicht. Alle 5600 Stationen wurden nach der Köppen-Geiger-Klimatologie (9) eingeordnet. Zwei separate Temperaturreihen von 1900 bis 2011 wurden für jedes Gebiet berechnet. Es ergab sich eine klare Differenz der Temperaturanomalien. Unter der Annahme, dass die Ursache der Differenz im atmosphärischen Wasserdampfgehalt zu suchen ist, kann ein Rückkopplungswert von -1,5 ±0,8 W/m²K abgeleitet werden.“

()  Universität Bremen [36]:

„Wasserdampfkarte hilft, Klimamodelle zu korrigieren“:  „Ein deutsch-niederländisches Forscherteam hat nach Angaben der Universität Bremenerstmals globale Karten der Isotopenzusammensetzung von Wasser in der unteren Atmosphäre gemessen. Die Messungen des  europäischen  Umweltsatelliten Enivsat eröffnen die Möglichkeit, heutige Klimamodelle und damit Vorhersagen über Regenmengen und Überschwemmungsgefahren zu verbessern.

Die Wissenschaftler verglichen die Messungen in der Sahelzone und bei Spitzbergen  mit Modellrechnungen. Beides Mal waren die Messwerte nicht durch die Modelle reproduzierbar, so die Universität. Dies weise darauf hin, dass der tropische und arktische Wasserkreislauf in den Modellen bisher nicht vollständig korrekt erfasst seien.“                    

()  Prof. Dr. Richard Lindzen [37] (zur „Wasserdampfverstärkung“) :

„Das ist physikalisch vollkommen absurd. In der Natur geht eine höhere Verdunstung immer mit mehr Niederschlag einher. Zudem kann eine höhere Verdunstung niemals zu einem höheren Wasserdampfgehalt in Lufthöhen von drei Kilometern führen. Und genau dort ist die kritische Grenze, da Wasserdampf zwischen 3 km und der Tropopause den Treibhauseffekt dominiert.“

()  Hans von Storch (eh. Director of Institute for Coastal Research, HH) [38]:

 „Wir Klimaforscher können nur mögliche Szenarien anbieten; es kann also auch ganz anders kommen“.

… damit ist das Entscheidende in einem Satz gesagt :

Die Natur macht was Anderes, als die Modelle vorhersagen.

Bei alledem ist es auch interessant und wichtig, wie eine soeben peer-review’te Publikation (2019) die „Klima-Modell-Szene“ aufmischt [39]:

„The reliability of general circulation climate model (GCM) global air temperature projections is evaluated for the first time, by way of propagation of model calibration error. …  The unavoidable conclusion is that an anthropogenic air temperature signal cannot have been, nor presently can be, evidenced in climate observables.“

(8)  Zusammenfassung

Bei CO₂-Verdoppelung in einer realen, Wasserdampf-haltigen Atmosphäre beträgt der zusätzliche Treibhaus-Effekt von CO₂ auf der Basis von Labor-Messungen nur etwa ½ Grad. Die Modelle der IPCC-nahen Institute erzielen daher die ständig propagierten 2 … 5 Grad globaler Erwärmung nicht mit CO₂, sondern mit Verstärkungs-Hypothesen, insbesondere mit der Wasserdampf-Verstärkung. Daraus folgt: Nach der (mäßigen!) säkularen Erwärmung im 20. Jahrhundert um ca. 0,7 Grad müsste einerseits die Wasserdampf-Gehalt der Atmosphäre schon messbar zugenommen haben, andererseits müsste die Temperatur von Jahrzehnt zu Jahrzehnt beschleunigt ansteigen. Beides wird von den meteorologischen Messungen widerlegt: Weder in der Troposphäre noch in der Stratosphäre sind solche Trends zu beobachten, eher ein leichter Trend zu weniger Wasserdampf, und auch zu weniger Verdunstung am Boden. Auch stagnierte die Global-Temperatur zwischen 2000 und 2015 (IPCC-„hiatus“).

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A n m e r k u n g e n :

(1)  Das vorstehend abgehandelte Thema ist anschaulich in einem youtube-Vortrag dagelegt :  https://www.youtube.com/watch?v=5HaU4kYk21Q

(2)  Der vorstehende Aufsatz ist am gleichen Tage erschienen auf: https://wetterklima.wordpress.com/2019/10/20/der-treibhauseffekt/  ; eine ebenfalls neutrale und interessante Web-Seite zu „Wetter & Klima“,

(3)  Der vorstehende Artikel hier mit besserer Qualität der Abbildungen zum download als PDF :

Puls.19.10.THE

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Q u e l l e n :

[1] IPCC-Rep. (2007), Chapt. 8.6.2.3

[2] SCHÖNWIESE. promet. 1996

[3] http://www.wetter-foto.de/foto-26306-haufenwolken.html; Lizenzfreie Fotos

[4] IPCC, 3. Ass.Rep., 2001, Sect. 14.2.2.2,  S. 774

[5] Quelle: WIKIPEDIA

[6] http://www.pik-potsdam.de/~stefan/alvensleben_kommentar.html

[7]  www.lavoisier.com.au/articles/greenhouse-science/solar-cycles/ArchibaldLavoisierAGM.pdf

[8]  P.J.Crutzen (Nobelpreis Chemie); T.E.Graedel: Chemie der Atmosphäre, Spektrum Akad.Vlg,, Berlin, 1993, S.414

[9]  H. Hinzpeter, (eh. Leiter MPI HH), promet, 15, Heft 2/3, 1985, S.49)

[10] Quelle: IPCC-Bericht 1994

[11] WIKIPEDIA zu Wasserdampf-Verstärkung

[12] Richard J. Petschauer „Carbon Heat Trapping: Merely A Bit Player in
Global Warming“ http://www.junkscience.com/jan08/Global_Warming_Not_From_CO2_20080124.pdf

[13] Dietze 2001; Carbon Model Calculations, nachzitiert nach: http://www.pik-potsdam.de/~stefan/alvensleben_kommentar.html

[14] FAZ, 06.12.2011 : Der kostbare Kaffeesatz in den Klimamodellen

[15] Published: 24.01.2013 : http://www.forskningsradet.no/en/Newsarticle/Global_warming_less_extreme_than_feared/1253983344535/p1177315753918

[16] H. Hinzpeter, eh. Dir. MPI HH, promet, 15, Heft 2/3, (1985), S.49

[17] IPCC-Rep.(2007), Chapt. 8.6.2.3

[18] IPCC, Climate Change 2001, Working Group I: The Scientific Basis, Contr.Wok.Gr.I, 3rd Ass.Rep.IPCC, Ch.7.2.1.1).

[19] H. Hinzpeter,(eh. Leiter MPI HH), promet, 15, Heft 2/3, 1985, S.49)

[20] WIKIPEDIA; zu: Sättigungs-Dampfdruck

[21] Matt Ridley: Wissenschafts-Ketzerei ; Vortrag bei der Royal Society of the Arts, Edinburgh, 31. Okt. 2011;  http://www.science-skeptical.de/blog/matt-ridley-uber-wissenschafts-ketzerei/005957/

[22] IPCC-Rep. (2007), Chapt. 8.6.2.3

[23] PALTRIDGE ,  ARKING & POOK: Trends in middle- and upper-level tropospheric humidity from NCEP reanalysis data,  Theor Appl Climatol, DOI 10.1007/s00704-009-0117-x Springer-Verlag (2009)

[24] Richard S. Lindzenand Yong-Sang Choi;On the determination of climate feedbacks from ERBE data;Geophys. Res. Lett., VOL. 36, L16705, doi:10.1029/2009GL039628, (2009)

[25] H.-J. Lüdecke: CO₂und Klimaschutz, BOUVIER (2007), S. 105

[26] Susan Solomon et al.: Stratospheric Water Vapor is a Global Warming Wild Card ; January 28, 2010; http://www.noaanews.noaa.gov/stories2010/20100128_watervapor.html

[27] http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/temperatur-prognosen-der-klima-modelle-bis-heute-fuer-alle-atmosphaeren-schichten-falsch/  ; 05.10.2012

[28] Vonder Haar et al.: Weather and climate analyses using improved global water vapor observations; Geoph.Res.Lett., doi:10.1029/2012GL052094;  http://www.agu.org/pubs/crossref/pip/2012GL052094.shtml

[29] http://www.kaltesonne.de/?p=4803; 23. Juli 2012

[30] http://www.icecap.us/Sep 14, 2010: Roy W. Spencer, Ph. D.: Five Reasons Why Water Vapor Feedback Might Not Be Positive

[31] Kraus, H. u. Ebel, U.: Risiko Wetter, Springer-Verlag, (2007)

[32] in: Marc Morano, Communications Director, Senate Environment and Public Works Committee (EPW) ; Inhofe Staff, Rundschreiben 02.05.2008

[33] W.Cunningham: In Science, Ignorance is not Bliss, Launch Magazin Online ;

http://waltercunningham.com/Ignorance.html

[34] http://www.eike-klima-energie.eu/climategate-anzeige/die-klimasensitivitaet-von-co2/22.07.2010 ;  u n d

http://www.eike-klima-energie.eu/climategate-anzeige/rueckkopplung-im-klimasystem-der-erde/   10.08.2010

[35] Evidence for Negative Water FeedbackPosted on May 23, 2012 by Clive Best; deutsch: http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/neue-studie-wasserdampf-rueckkopplung-ist-stark-negativ/; 03.06.2012

[36] in: VDI Nachrichten, 18. September 2009, Nr. 38, swe

[37] Prof. Richard Lindzen, Bild der Wissenschaft, 11/1993, S.73

[38] DER SPIEGEL, 11/2007, S.56

[39]  „Propagation of Error and the Reliability of Global Air Temperature Projections“, Patrick Frank; 06.09.2019; https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00223/full

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Dieser Treibhauseffekt wird vor allem von der Temperatur der Aerosol-Platte, die stellvertretend für Wolken oder Aerosole steht, gesteuert. Dabei muss die Aerosol-Platte mindesten 5 °C kälter als die Erd-Platte sein, um einen messbaren Temperatur-Anstieg zu erreichen. Die Experimente präsentieren eine Fülle von überraschenden und z.T. unbekannten Facetten des Treibhauseffektes. Wenn keine zusätzliche Wärme von außen einwirkt, verursacht CO₂ eine Erwärmung der Erd-Platte, ohne den Wärmetransport zur Aerosol-Platte oder die Lufttemperatur zu verändern. Der Treibhauseffekt wird überwiegend durch die natürlichen CO₂-Konzentrationen bestimmt, wobei CO₂ in unmittelbarer Nähe zur Erd-Platte die größte Wirksamkeit zeigt. Eine möglicherweise vom Menschen verursachte Zunahme der atmosphärischen CO₂-Konzentration kann daher nur noch im geringen Umfange zur Erderwärmung beitragen.

Einführung

In der ersten Mitteilung (1) wurde eine neuartige Apparatur vorgestellt, die flexibel einsetzbar ist und unterschiedliche Aspekte des Treibhauseffektes experimentell überprüfen kann. In den ersten beiden Publikationen ging es um die wechselseitige Beeinflussung von Wolken, Aerosolen und Treibhausgasen. Es konnte nachgewiesen werden, dass es einen eigenständigen Treibhauseffekt gar nicht gibt, sondern dass die Auswirkung der Treibhausgase von den sichtbaren und unsichtbaren Aerosolen des Himmels abhängt. Mit den Formeln von Ångström und anderen Forschern wurde errechnet, dass Wasserdampf (als stärkstes Treibhausgas) bei klarem Himmel rund 30 % und bei Bewölkung sogar nur 5 % zum Treibhauseffektes beiträgt (2). Diese Befunde sind eine ernstzunehmende Kritik an der in Deutschland betriebenen CO₂-Hysterie und erklären, warum diese Mitteilungsreihe bei EIKE publiziert wird.

Die vorliegende Mitteilung beschäftigt sich mit der Frage, ob die Temperaturerhöhung der Erde durch CO₂ experimentell nachweisbar ist und eventuell als Demonstrationsversuch für Schüler oder Studenten verwendet werden kann.

Im Internet findet man eine ganze Reihe von Schülerexperimenten zur Demonstration des Treibhauseffektes. Wozu also noch ein weiterer Vorschlag? Kein vom Autor analysiertes Experiment entsprach den natürlichen Bedingungen einer Erde mit einer Durchschnittstemperatur von 15 °C und Atmosphäre, die von einem Temperatur-Gradienten charakterisiert ist. Vor allem Versuche, den Treibhauseffekt anhand einer Erwärmung der CO₂-haltigen Luft zu demonstrieren erwies sich ein Missverständnis, dieses Effektes (3), (4). Auch wurden die Messungen nicht vor einem kalten Hintergrund durchgeführt. So wurde auch nicht die Beeinflussung des Treibhauseffektes durch Wolken und Aerosole erkannt. Die eigene Konzeption, die sich an den natürlichen Temperaturen von Erde und Atmosphäre orientiert, führte zu Labor-Experimenten, die wahrscheinlich zum ersten Mal den wahren, erdnahen CO₂-Treibhauseffekt sichtbar und begreifbar macht. Da sich diese Mitteilung an die breite Öffentlichkeit wendet, wird im Folgenden der umgangssprachliche Ausdruck „Wärmestrahlung“ mit infraroter (IR) Strahlung gleichgesetzt.

In der ersten Mitteilung (1) wurde eine Apparatur vorgestellt, die die erdnahe Atmosphäre als Modell nachahmt. Sie enthält anstelle der Erdoberfläche eine sogenannte Erd-Platte und in einem großen Abstand eine Aerosol-Platte, die stellvertretend für eine Wolkenschicht unterschiedlicher Temperatur (Höhe) steht. Die wichtigste Erkenntnis war, dass der Treibhauseffekt von der Temperatur der weit entfernten Aerosol-Platte abhängt (2). Es konnte gezeigt werden, dass Treibhausgase und Wolken/Aerosole Strahlungskonkurrenten sind, die sich gegenseitig beim Treibhauseffekt behindern. Diese Zusammenhänge wurden durch schrittweise Abkühlung der Aerosol-Platte gewonnen („Abkühlungs-Modus“).
Um eine mögliche Erwärmung der Erd-Platte nach Zugabe von CO₂ zu erkennen, sollten die anderen Flächen der Apparatur (Wand und Aerosol-Platte) während eines Versuches eine möglichst konstante Temperatur haben. Für diese Aufgabe bietet sich der „Konzentrations-Modus“ an, bei dem nur die Konzentration des CO₂ variiert wird. Insbesondere ist für eine konstante elektrische Heizung der Erd-Platte (Q_E) zu sorgen, die durch ein spezielles Labornetzgerät (Korad KA3005D) erreicht wird.
Die Luft-Temperatur zwischen Erd- und Aerosol-Platte ist bei diesen Experimenten von besonderer Bedeutung. Geht es doch um die Frage, ob die grundsätzliche These eines angeblichen „CO₂-Treibhauseffektes“ eine Verletzung physikalischer Gesetze ist. Nach den Vorstellungen einiger Fundamental-Skeptiker sollte CO₂ nicht zur Erderwärmung beitragen können, da das CO₂ der Atmosphäre kälter als die Erdoberfläche ist und Wärme grundsätzlich nur von einem warmen zu einem kalten Körper fließt.
Zur Überprüfung dieser These ist die flexible Einsetzbarkeit der Apparatur von großem Nutzen, da auch solche Szenarien simuliert werden können. Die Lufttemperatur im Inneren der Röhre lässt sich unabhängig von der Temperatur der Erd-Platte durch die thermostatisierte Wasserheizung der Aluminium-Röhre regulieren. Dadurch wird ein Versuchsaufbau realisiert, der durch drei Temperatur-Zonen charakterisiert ist. Die Erd-Platte hat die höchste Temperatur, gefolgt von dem Luftraum für die potentielle CO₂-Zugabe, der 0 – 15 °C kälter ist, und am Ende befindet sich als kältester Pol die Aerosol-Platte, 20 °C kälter als die Erd-Platte.

Sollten die Skeptiker Recht behalten, würde die Erd-Platte sich nicht erwärmen, wenn CO2 zu einem Luftraum gegeben wird, der kälter als die Erd-Platte ist. Hierzu wurden zwei Versuchsreihen mit einer 40 °C bzw. 20 °C warmen Erd-Platte durchgeführt, vergleichbar mit einer tropischen bzw. gemäßigten Klimazone der Erde. Bei beiden Versuchsreihen wurde CO2 in 7 bis 10 Schritten (bis maximal 55 Vol.-%) zu der vorher getrockneten und CO₂-armen Innenluft der Apparatur zugesetzt. Nach jeder CO₂-Zugabe wurde die Temperatur an sieben Stellen der Apparatur abgelesen (Abb. 4) und protokolliert.
Bei der ersten Versuchsreihe (Erd-Platte = 40 °C) wurde das CO₂ bei vier verschiedenen Temperaturen des Luftraumes ≤ 40 °C zugegeben um festzustellen, ob die Erd-Platte auch durch kälteres CO2 erwärmt wird.

Bei der zweiten Versuchsreihe (Erd-Platte = 20 °C) wurden vier Experimente mit verschiedenen Temperaturen der Aerosol-Platte durchgeführt, um den möglichen Einfluss der Wolken-Temperatur nachzuweisen (In dieser Reihe wurde CO₂ bis maximal 12 Vol.-% zugegeben).

Bei allen acht Experimenten wurde bei schrittweiser Zugabe von CO2 eine fortschreitende Erwärmung der Erd-Platte beobachtet, selbst wenn das CO₂ deutlich kälter als die Erd-Platte war (Abb. 1 und 2). Die Experimente zeigen, dass CO₂ grundsätzlich, unter bestimmten Voraussetzungen, die Erd-Temperatur erhöhen kann! Der Mechanismus dieses sogenannten Treibhauseffektes wird in Kapitel 2 ausführlich erläutert. Soviel sei bereits verraten, mit einem Wärmefluss vom kalten CO₂ zur warmen Erde hat der Treibhauseffekt nichts zu tun.

CO₂ und Luft haben unterschiedliche spezifische Wärmeleitfähigkeiten (Kap. 4, Tab. 1). Um auszuschließen, dass die gemessenen Temperatur-Erhöhungen der Erd-Platte tatsächlich durch den Treibhauseffekt und nicht durch Veränderungen der Wärmeleitung verursacht werden, wurden zwei weitere Experimente mit Helium und Argon anstelle von CO₂ durchgeführt. Diese Edelgase zeichnen sich ebenfalls durch unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten gegenüber Luft aus. Da sie IR-inaktiv sind, d.h. sie erzeugen keine Wärmestrahlung, beeinflussen sie in der Apparatur nur die Wärmeleitung. Eine denkbare Verfälschung der Ergebnisse der o.g. acht Experimente durch Wärmeleitung lässt sich eindeutig ausschließen, da bei beiden Kontroll-Versuchen die Temperatur der Erd-Platte unverändert blieb. Eine ausführliche Beschreibung dieser Versuche findet sich im Kap. 4.

Beide Versuchsreihen (Abb. 1 und 2) zeigen unterschiedliche Temperatur-Erhöhungen der Erd-Platte und lassen folgende Schlüsse zu: Demnach hängt der Treibhauseffekt sowohl von der Temperatur der CO₂-Schicht (Abb. 1) als auch von der Temperatur der Aerosol-Platte ab (Abb. 2).

Umso wärmer das CO₂ und umso kälter die Aerosol-Platte desto stärker die Erwärmung der Erd-Platte.

Der Einfluss der CO₂-Temperatur (Abb. 1) spiegelt sich in den Ergebnissen der Satelliten-Messungen wieder, die über dem Äquator den größten Treibhauseffekt feststellen. Über dem Südpol wurde jedoch gefunden, dass CO₂, wegen einer Temperatur-Inversion, die Antarktis sogar abkühlt, also einen negativen Treibhauseffekt hat (5). Ein in der Öffentlichkeit wenig bekannter Fakt, der erklärt, warum es in der Antarktis keine Erd-Erwärmung gibt. Die nachweisliche Erwärmung des Nordpols wird demnach nicht von CO₂ sondern vom Ruß der Schifffahrt verursacht.

Anmerkung: Wasser und Eis beanspruchen nach dem Gesetz von Gewicht und Auftrieb das gleiche Volumen in einem beliebigen Gefäß (beliebte Frage im Schulunterricht, schmelzendes Eis erhöht nicht den Wasserspiegel). Dadurch hat das Abschmelzen des Eises auf dem Nordpol keinen Einfluss auf den Meeresspiegel, da es sich hier um schwimmendes Eis handelt.

Die eigentliche Kritik an der offiziellen Klima-Hysterie leitet sich vom Einfluss der Aerosol-Platte auf den Treibhauseffekt ab (Abb. 2). Die Versuchsreihe zeigt, dass der CO₂-Treibhauseffekt maßgeblich von der Temperatur der Aerosol-Platte (die für Wolken/Aerosole steht) gesteuert wird! Die Temperatur-Erhöhung der Erd-Platte (Treibhauseffekt) kann sogar ganz ausbleiben, wenn sich die Temperaturen von Aerosol- und Erd-Platte annähern, wie in Abb. 2 (Tp_A = 14,9 °C) zu sehen ist. Die 20°C-Versuchsreihe simuliert Temperaturen, die typisch für die Erde unter tief liegenden Wolken sind. Damit wird experimentell ein weiteres Mal die Abhängigkeit des Treibhauseffektes von der Temperatur der Wolken und Aerosole nachgewiesen (1), (2).

2. Der Mechanismus des erdnahen CO₂-Treibhauseffektes

Man kann nicht behaupten, dass der Treibhauseffekt leicht zu verstehen ist. Allein schon der erbitterte Streit gestandener Wissenschaftler zeigt, dass es hier um ein komplexes Thema mit vielen Wendungen und Einflüssen geht.
Die verwendete Apparatur von rund 1 m Länge imitiert nur die ersten rund 3000 m der Atmosphäre. Es wird angenommen, dass sich in dieser Höhe eine geschlossene Wolkendecke befindet. In 3 km Höhe ist die Luft im Durchschnitt 18 °C kälter als die Erdoberfläche (0,6 °C pro 100 m), wonach die Temperatur der Aerosol-Platte ausgewählt wurde. Bezüglich der CO₂-Menge ist die imitierte Schichtdicke der Atmosphäre jedoch viel kleiner und hängt von der Konzentration des zugesetzten CO₂ ab. Man erhält die imitierte Schichtdicke einer Atmosphäre mit 400 ppm CO₂, indem die CO₂-Versuchskonzentration (in Vol.-%) durch 0,04 geteilt wird. Bei einer Konzentration von 12 Vol.-% werden demnach 300 m und bei 55 Vol.-% 1375 m einer Atmosphäre mit 400 ppm CO₂ nachgebildet.

Sämtliche Betrachtungen zu den Wärmeströmen beim Treibhauseffekt beziehen sich auf den Energietransport ausschließlich durch Wärmestrahlung. Der Treibhauseffekt wird deshalb als ein idealisiertes, abgeschlossenes System behandelt. Beeinflussung des Treibhauseffektes durch andere Energieströme der Atmosphäre würde sich grundsätzlich mit der Apparatur realisieren lassen, war aber kein geplantes Ziel der vorliegenden Untersuchungen.

Im genannten Abschnitt der Atmosphäre wird neben der Wärmestrahlung auch noch Energie durch den Wasserkreislauf und durch Luftbewegungen transportiert. Diese Wärmeströme beeinflussen die Temperatur dieser Luftschichten und damit auch den CO2-Treibhauseffekt. Ein einfaches Schüler-Experiment wird durch diese Komplikationen überfordert. Auch die Relativierung der CO2-Strahlung durch die Wasserdampf-Strahlung kann wegen des hohen Siedepunktes von Wasser nicht untersucht werden.

Um den Treibhauseffekt zu verstehen, muss man sich zunächst klarmachen, dass jeder (feste und flüssige) Körper unserer natürlichen Umgebung (auch die Aerosole der Atmosphäre) ständig Wärmestrahlen, ein unsichtbares Licht, aussendet. Wie auch bei einer Glühlampe wird hierzu Energie benötigt. Im Gegensatz zur Glühlampe ist aber eine äußere Energiequelle nicht zwingend notwendig. Die Energie für die Wärmestrahlung kann auch aus der inneren Energie des Körpers, aus der kinetischen und potentiellen Energie seiner Atome oder Moleküle, ihren inneren Schwingungen und Rotationen entnommen werden. In diesem Falle müsste sich der Körper durch ständigen Verbrauch von Energie abkühlen. Das passiert i.d.R. aber nicht, da der Körper auch Wärmestrahlung aus seiner Umgebung empfängt, so dass (nach einiger Zeit) alle Körper in einem geschlossenen Raum die gleiche Temperatur haben (Gesetz nach Kirchhoff).
Wir können diesen Austausch an Wärmestrahlung nicht sehen, da dieses infrarote Licht (IR-Strahlung) für unsere Augen unsichtbar ist. Die fehlende Wahrnehmung dieser Strahlung ist wahrscheinlich der Grund, dass viele Menschen allein schon mit dem Begriff „Strahlung“ Probleme haben und eher an Fukushima oder Tschernobyl als an ihre natürliche Umwelt denken. Wärmestrahlung lässt sich aber erfahren, wenn man z.B. seine Hand einem sehr heißen Gegenstand nähert oder eine Wärmebild-Kamera nutzt. Die Größe dieser Strahlung (Strahlungsdichte = Energie pro Fläche) wird nach der Gleichung von Stefan und Boltzmann anhand der Temperatur (T hoch 4 Gesetz) für einen idealen, sogenannten „schwarzen“ Körper berechnet. Die warme Erd-Platte erzeugt danach bei 20 °C eine Wärmestrahlung von 419 W/m² und bei 40 °C sind es 545 W/m². Wäre die Erd-Platte isoliert im Weltall, weit weg von anderen Himmelskörpern, würde sie sich abkühlen und ihre Temperatur würde sich nach einiger Zeit dem absoluten Nullpunkt (- 273,15 °C) nähern und zwar ausschließlich nur durch Strahlungskühlung (Abgabe von Energie durch Wärmestrahlung).
In der Apparatur ist das anders, da die Erd-Platte auch Empfänger einer Wärmestrahlung ihrer Umgebung ist. Diese sogenannte Gegenstrahlung wird hauptsächlich von der Aerosol-Platte erzeugt. Wegen der geringeren Temperatur der Aerosol-Platte ist die Gegenstrahlung jedoch kleiner als die Wärmestrahlung der Erd-Platte. Unterm Strich bleibt also eine gewisse Differenz von gesendeter und empfangener Strahlung übrig, die den Wärmeverlust (Strahlungskühlung) der Erd-Platte definiert. Genau diese Menge an Wärmeverlust wird im Experiment durch die elektrische Heizung Q_E geliefert, wodurch Energie-Abgabe und -Aufnahme der Erd-Platte gleich groß sind und ihre Temperatur konstant bleibt.
Im Gegensatz zu festen und flüssigen Körpern können nur bestimmte, sogenannte IR-aktive Gase, wie z.B. CO₂, eine Gasstrahlung erzeugen (6). Dabei ist die CO₂-Strahlung keine thermische Strahlung (Wärmestrahlung) sondern eine Linien-Strahlung ausgewählter Wellenlängen. Füllt man CO₂ in die Apparatur, nimmt das Gas die Temperatur der warmen Aluminiumwand an und erzeugt eine Gasstrahlung, die (im Wellenlängen-Bereich der CO₂-Emissionsbanden) größer ist als die der (kälteren) Aerosol-Platte. Die Gegenstrahlung wird dadurch erhöht, wodurch sich die Strahlungskühlung der Erd-Platte verringert. Strahlungskühlung und Heizung der Erd-Platte Q_E sind nicht mehr im Gleichgewicht, wenn die Heizung Q_E konstant blieb. Es kommt zu einem Wärmestau, wodurch sich die Erd-Platte erwärmt. Durch die höhere Temperatur kann nun die Erd-Platte (nach dem Gesetz von Stefan-Boltzmann) mehr Wärme ausstrahlen, wodurch auch wieder die Strahlungskühlung ansteigt bis letztendlich Wärmeverlust und Heizung der Erd-Platte wieder gleich sind, d.h. die Strahlungskühlung erreicht wieder ihren alten Wert.

Solange keine äußere Energie in den Austausch von Strahlungswärme eingreift ist der Wärmeverlust der Erd-Platte identisch mit dem Wärmetransport von der Erd- zur Aerosol-Platte. Mit anderen Worten, die Heizwärme Q_E wird unverändert durch Wärmestrahlung auf die Aerosol-Platte übertragen. Andere denkbare Wärmeströme zwischen Erd- und Aerosol-Platte wie z.B. Konvektion oder Diffusion sind durch die Art der Konstruktion der Apparatur ausgeschlossen (1). Somit lässt sich für den „reinen“ Treibhauseffekt formulieren:

In einem geschlossenen System bewirkt CO₂ eine Erwärmung der Erd-Platte ohne den Wärmetransport zur Aerosol-Platte zu verändern.

CO₂ verliert zwar Energie durch den Strahlungsaustausch mit der kälteren Aerosol-Platte, aber gewinnt auf der anderen Seite eine gleich große Menge an Energie von der Erd-Platte durch ihre, von CO₂ verursachte, gesteigerte Wärmeausstrahlung. In einem geschlossenen System sind Absorption und Emission der CO₂-Moleküle gleich groß. Alles andere wäre eine Verletzung des Energieerhaltungssatzes von Julius Robert Mayer. In Übereinstimmung damit wurde bei den oben genannten Experimenten gefunden, dass die Lufttemperatur bei einem konstanten Wärmetransport durch CO₂ nicht verändert wird. Somit lässt sich ein weiterer Lehrsatz formulieren:

Die Lufttemperatur zeigt nicht den Treibhauseffekt, sondern Veränderungen des Wärmetransportes an.

Diese Anpassung der Luft-Temperatur an den Wärmestrom wird durch die stärkere Temperatur-Abhängigkeit der CO₂-Emission gegenüber seiner Absorption ermöglicht. Für diese These gibt es experimentelle Beweise. Wird z.B. die Erd-Platte durch eine Rotlichtlampe ersetzt, steigt die Luft-Temperatur bei Zugabe von CO₂ an, da hier der Wärmestrom zunimmt und CO₂ eine höhere Temperatur für eine adäquate Emission benötigt (3). Beispiele für einen konstanten Wärmestrom und konstante Lufttemperaturen sind die hier vorgestellten Experimente, insbesondere Versuch Nr. 5/3 (Tab. 12, ohne Wandheizung). Bei anderen Experimenten, die demnächst publiziert werden sollen, wurde die Heizung Q_E während eines Versuches gesenkt, um eine konstante Temperatur der Erd-Platte zu bekommen. Hier wurde sogar eine Abkühlung der Luft nach Zugabe von CO₂ beobachtet.

Diese Erkenntnis erklärt, dass alle bisherigen, angeblichen Demonstrations-Versuche des Treibhauseffektes den falschen Effekt untersucht haben. Ob sich die Luft-Temperatur nach Zugabe von CO₂ ändert, hängt in erste Linie von den Prozessparametern ab. Damit lässt sich erklären, warum beim bekannten Al-Gore-Experiment eine Erwärmung der Luft auftrat, aber bei einer Überprüfung durch Anthony Watts eine Abkühlung gefunden wurde.

Al Gore hatte keine detaillierten Angaben zu den Versuchsbedingungen gemacht, so dass Watts nur auf Vermutungen angewiesen war. Je nach Versuchsbedingungen wurde von Watts entweder keine Erwärmung oder sogar eine Abkühlung festgestellt (4).

3. Der von CO₂ beeinflusste Wärmetransport

Bei den o.g. Experimenten wird der Wärmetransport in der Apparatur von Peltier-Elementen registriert. Die Peltier-Elemente sind fest mit der Aerosol-Platte verbunden. Sie messen sowohl Wärmestrahlung als auch Wärmeleitung, die auf die Aerosol-Platte einwirken.
Bei Zugabe von CO₂ im Bereich kleiner CO₂-Konzentrationen kam es zu einem starken Anstieg des Wärmetransportes, um bei hohen Konzentrationen zu stagnieren (Abb. 3). Ist damit die These eines konstanten Wärmetransportes widerlegt? Nein, diese Regel gilt nur für sehr kleine CO₂-Konzentrationen (wie in der Atmosphäre) und für geschlossene Systeme (ohne äußere Energieeinwirkung). Das sind Voraussetzungen, die bei den o.g. Experimenten nicht erfüllt waren, da hohe CO₂-Konzentrationen eingesetzt werden müssen, um eine Atmosphäre von rund 1500 m simulieren zu können. Auch durch die Wandheizungen wurde unbeabsichtigt Energie zugeführt, so dass kein geschlossenes System vorlag.

Peltier-Elemente erzeugen eine Spannung im millivolt-Bereich wenn ihre Oberseite wärmer als ihre Unterseite ist. Da ihre Unterseiten fest mit der kalten Aerosol-Platte verbunden sind, zeigen die in Reihe geschalteten Peltier-Elemente bereits vor Zugabe von CO2 den Wärmetransport innerhalb der „leeren“ Apparatur durch eine Spannung bis zu 100 mV an. Setzt man diesen Anfangswert gleich null, lässt sich so der Einfluss von CO2 auf den Wärmetransport anhand der veränderten Spannungen der Peltier-Elemente dU_A erkennen. Im Folgenden wird der Einfachheit halber der Wärmetransport mit der Spannungsänderung dU_A gleichgesetzt.

Der Wärmestrom der kalten Aerosol-Platte zur angrenzenden warmen Luft (im Bereich von Tp₄) wird auch von der Wärmeleitfähigkeit der Luft-CO₂-Mischungen beeinflusst. Da CO₂ eine kleinere spezifische Wärmeleitfähigkeit als Luft hat (Tab. 1), verringert sich die Wärmeleitung der CO₂-haltigen Luft nach jeder Zugabe von CO₂. Damit müsste sich die Spannung der Peltier-Elemente dU_A verringern. Tatsächlich wurde ein Anstieg von dU_A gefunden, der also nicht von der CO₂-Wärmeleitfähigkeit, sondern nur von der CO₂-Gasstrahlung verursacht sein kann. Die dU_A-Werte wären sogar noch größer, wenn man den Einfluss der CO₂-Wärmeleitung beachten würde.
Die CO2-Gasstrahlung weist eine logarithmische Abhängigkeit von der CO₂-Konzentration auf. Die Wärmeleitung für CO2-Luft-Mischungen verringert sich aber linear bei steigen CO₂-Konzentrationen. Ab einer bestimmten CO₂-Konzentration erreichen die entgegengesetzten Effekte die gleiche Wirkung, so dass der Wärmetransport dU_A stagniert (Abb. 3). Diese Erklärungen konnten durch Zugabe von Helium und Argon (anstelle von CO2) experimentell bestätigt werden (Kap. 4).

Die von der Wärmeleitung verursachte Mess-Störung lässt sich durch einen experimentellen Trick zumindest teilweise umgehen. Hierzu wird die Apparatur vor Zugabe von CO2 vollständig mit Argon, das eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit wie CO2 hat, gefüllt. Bei Zugabe von CO2 verändert sich jetzt die Wärmeleitung der Gasphase nur noch geringfügig, was einen deutlichen Einfluss auf den Wärmetransport hat. In der nächsten Mitteilung soll hierzu ein Beispiel gegeben werden.

Die Zunahme des Wärmetransportes bedeutet, dass durch CO₂ mehr Wärme auf die Aerosol-Platte übertragen wird. Wo ist aber diese zusätzliche Energie hergekommen? Die Antwort findet man in der wassertemperierten Aluminiumwand, die nach folgendem Mechanismus die CO₂-haltige Luft mit zusätzlicher Wärme versorgt:
CO₂ strahlt in Richtung Aerosol-Platte mehr Energie ab, als es von dieser kalten Platte zurückbekommt. Also müsste sich die CO₂-haltige Luft abkühlen, was die Seitenwand jedoch verhindert. Durch die gut wärmeleitende Aluminiumwand fließt der Innenluft Wärme aus der Wandheizung zu. Dieser versteckte und variable Wärmefluss erklärt die Zunahme des Wärmetransportes dU_A bei den acht Experimenten (Abb. 3, Kap. 5 und Tabellen 2 bis 9).

Diese These konnte experimentell durch schrittweises Abschalten der Wandheizungen 1 – 3 nachgewiesen werden. Um die Versuche zu verstehen, muss man sich zunächst mit den konstruktiven Details der Apparatur vertraut machen (1). Abb. 4 zeigt schematisch die Anordnungen der drei Wandheizungen WH₁ bis WH₃ und den Sitz der Temperatur-Messstellen Tp₀ bis Tp₄.
Die drei Wandheizungen lassen sich unabhängig mit Wasser definierter Temperatur versorgen. Dabei bedeutet „WH=nil“, dass keine Wandheizung angeschaltet war und „WH1-3“, dass alle drei Heizbereiche mit dem 40 °C warmen Thermostaten verbunden waren (Abb. 5).

In Abb. 5 (linkes Bild) sind die Start-Temperaturen der Messstellen Tp₀ bis Tp₄ angegeben. Die Abbildung zeigt, wie die Luft-Temperaturen durch die Wandheizungen beeinflusst werden. Eine nahezu gleiche Temperatur aller Messstellen Tp₀ bis Tp₄ lässt sich erreichen, wenn alle drei Segmente geheizt werden (blaue Linie).
Die sukzessive Abschaltung der Wandheizungen (beginnend mit WH₃) führt zu einer Abkühlung in den entsprechenden Heizbereichen. Versuch 5/3 ohne Wandheizung (WH=nil) widerlegt die weitverbreitete Auffassung, dass CO₂ zu einer Erwärmung der Luft führt. Weder die Durchschnitts-Temperatur der Luft (Ø von Tp₁ bis Tp₄) noch die Temperatur am Messpunkt Tp₄ zeigte eine signifikante Temperatur-Änderung nach Zugabe von CO₂ (Abb. 6, linkes Bild und Kap. 5.3, Tab. 12).
Da die CO₂-Gasstrahlung auch von der CO₂-Temperatur abhängt (Kap. 1, Abb. 1), verringert die sukzessive Abschaltung der Wandheizungen auch den CO₂-Treibhauseffekt (die Erwärmung der Erd-Platte). Die letzte Abschaltung (WH=nil) verursacht jedoch einen deutlich größeren Temperatur-Sprung (violette Linie) als die ersten Abschaltungen (Abb. 5, rechtes Bild).

Eine sehr wichtige Beobachtung, die zeigt, dass der CO₂-Treibhauseffekt eine sehr kurze Reichweite hat. Der CO₂-Treibhauseffekt hängt nicht nur von der CO₂-Temperatur und –Konzentration sondern auch vom Abstand zur Erd-Platte ab. Dabei hat das, in der Nähe zur Erd-Platte befindliche CO₂ hat den größten Anteil an ihrer Erwärmung.

Jede weitere Abschaltung eines Heizbereiches verringerte den Wärmetransport dU_A und führte tendenziell zu den erwarteten konstanten Wärmetransport (Abb. 6, rechtes Bild).
Von besonderer Bedeutung ist das Experiment 5/3 „WH=nil“ (ohne Wandheizung), das einem geschlossenen System sehr nahe kommt. Hier zeigt der Wärmetransport einen leicht negativen Verlauf (Abb. 6, violette Linie). Ein Kontroll-Versuch mit Argon anstelle von CO2 (Kap. 5.4.2.) hat einen fast identischen negativen Trend (Abb. 6, gelbe Linie). Da Argon keine Wärmestrahlung erzeugt, sondern nur die Wärmeleitung beeinflusst, wird hiermit nachgewiesen, dass der negative Verlauf ausschließlich durch Wärmeleitung und nicht durch Wärmestrahlung verursacht wird.
Wird die von CO₂ veränderte Wärmeleitung berücksichtigt, könnte das Experiment als Beweis für einen konstanten Wärmetransport beim CO₂-Treibhauseffekt gewertet werden. Diese These birgt eine gewaltige Brisanz, denn seit den Wetterbeobachtungen durch Satelliten wird behauptet, dass CO₂ die Wärmeabstrahlung in das Weltall reduziert! (6). Ließe sich diese These experimentell eindeutig widerlegen, hätte das IPCC große Probleme, „Global Warming“ mit CO₂ gleichzusetzen.

Hier stößt das Experiment in seiner jetzigen Ausführungsform jedoch an die Grenzen einer experimentellen Beweisführung. Auch wenn es keinen Zweifel an einem konstanten Wärmetransport in einem geschlossenen System geben kann, so lässt sich zu Recht anführen, dass das Experiment nicht eindeutig ist. Zum einem werden hier nur Temperaturen der erdnahen Atmosphäre untersucht und zum anderen hat die Erd-Platte einen kleineren Durchmesser als die Aluminiumröhre (mit ihren Treibhausgasen). Dadurch verringert sich die Strahlungsdichte der Wärmestrahlung der Erd-Platte bei ihrer Ausbreitung in Richtung Aerosol-Platte. Dadurch kann das CO₂ durch seine größere Strahlungsfläche überhaupt eine Zunahme des Wärmetransportes zur Aerosol-Platte bewirken, obwohl CO₂ etwas kälter als die Erd-Platte war. Allerdings sind das auch glückliche Umstände, denn sonst hätte man eine CO₂-bedingte Zunahme des Wärmetransportes gar nicht gesehen.

Die kleinere Erd-Platte war eine Konsequenz der damals größten, kommerziell verfügbaren Heizfolie. Sollten die Experimente einmal professionell wiederholt werden, wäre eine gleichgroße Erd- und Aerosol-Platte zur Klärung des fraglichen Wärmetransportes empfehlenswert. Der Treibhauseffekt ist von den ungleichen Plattengrößen nicht betroffen, da es hier um Bestrahlung und nicht um Ausstrahlung der Erd-Platte geht.

Die Experimente mit der vorgestellten Apparatur werden deshalb nur als Demonstrations-Versuche vorgeschlagen. Hiermit können die genannten Phänomene und Zusammenhänge des CO₂-Treibhauseffektes Schülern und Studenten vorgeführt werden und den einen oder anderen CO₂-Mythos als Irrtum entlarven. Darüber hinaus lässt sich demonstrieren, dass es einen eigenständigen CO₂-Treibhauseffekt gar nicht gibt, da zu viele andere Faktoren die Wirkung von CO₂ relativieren.

3. Der Einfluss von Helium und Argon auf die Wärmeleitung

Es sollte festgestellt werden, ob die gefundenen Ergebnisse zum CO₂-Treibhauseffekt von der CO₂-Wärmeleitfähigkeit beeinflusst wurden. Hierzu wurden, wie im Kap. 1. angeben, zur „leeren“ Apparatur die IR-inaktiven Edelgase Helium und Argon zugesetzt. Diese Edelgase können keine Wärmestrahlung erzeugen, aber zeichnen sich durch sehr unterschiedliche spezifische Wärmeleitfähigkeiten im Vergleich zu Luft aus (Tab. 1).

Die Erd-Platte hatte bei diesen Experimenten eine Temperatur von 25 °C. Die Aerosol-Platte wurde auf -10 °C abgekühlt, um einen möglichst hohen Wärmestrom durch Wärmeleitung zu ermöglichen. Die Wandheizungen WH_1-2 wurden mit 25 °C warmen Wasser aus einem Thermostaten versorgt. WH₃ wurde nicht benutzt, um den Einfluss der Edelgase auf die Luft-Temperatur und Wärmetransport im Messbereich von Tp₄ zu erkennen.

Die Edelgase hatten keinen Einfluss auf die Temperatur der Erd-Platte Tp_E (Abb. 7, linkes Bild). Damit wurde nachgewiesen, dass die Temperatur-Erhöhungen dTp_E nach Zugabe von CO2 ausschließlich durch den Treibhauseffekt und nicht durch Wärmeleitung verursacht wurden!

Die Temperatur-Konstanz der Erd-Platte ist ein typisches Merkmal der Versuchs-Apparatur. Die Erd-Platte befindet sich in einer Art Wärmeglocke, gebildet von der Kopfheizung und der Wand-Heizung WH₁, wodurch eine Umgebung ähnlicher Temperaturen entsteht. Die unterschiedliche spezifische Wärmeleitfähigkeit der Test-Gase macht sich hier nicht bemerkbar, da letztlich der körperliche Wärmestrom (Wärmeleitung) auch von der Temperatur-Differenz der Erd-Platte und ihrer unmittelbaren Umgebung abhängig ist, die hier sehr klein ist.

Allerdings hatten die Edelgase einen großen Einfluss auf den Wärmetransport zur Aerosol-Platte, wie an der Spannungsänderung dU_A der Peltier-Elemente zu erkennen war (Abb. 7, rechtes Bild). Wie schon in Kap. 3 erklärt, registrieren diese Sensoren nicht nur die Wärmestrahlung sondern auch die Wärmeleitung. Es ist zu beachten, dass die Aerosol-Platte wesentlich kälter als die benachbarte Aluminiumwand ist. Durch die große Temperatur-Differenz gibt es hier einen starken Wärmestrom von der warmen Wand (im Bereich von Tp₄) zur kalten Aerosol-Platte, der von den Edelgasen beeinflusst wird.
Da Argon (genau wie CO₂) ein schlechterer Wärmeleiter als Luft ist, wird bei Zugabe von Argon weniger Wärme auf die Peltier-Elemente übertragen, wodurch diese Elemente eine geringere Spannung erzeugen. In Abb. 7 zeigt sich dieser „Argon-Effekt“ durch einen negativen, fast linearen Rückgang des Wärmetransportes dU_A (rechtes Bild, grüne Linie). Theoretisch müsste dadurch die Temperatur Tp₄ bei Zugabe von Argon leicht ansteigen (linkes Bild, grüne Linie), was von den Thermometern aber nicht angezeigt wurde. Die geringe Genauigkeit der Thermometer für die Wand-Temperatur von ± 0,1 °C ist hierfür die Ursache.

Die Differenz der spezifischen Wärmeleitfähigkeit zu Luft ist beim Helium viel größer als beim Argon. Dadurch verändert sich die Wärmeleitung beim Versuch mit Helium viel stärker als beim Argon. Dazu hat Helium noch einen umgekehrten Effekt. Die Zugabe von Helium vergrößert die Wärmeleitung der Luft, wodurch der Wärmetransport dU_A ansteigt (Abb. 7, rote Linie). Dabei wird dem nicht beheizten Bereich (Tp₄) so viel Wärme entzogen, dass hier sogar ein Temperatur-Rückgang von 19,0 auf 18,2 °C bei Zugabe von Helium entsteht. Dieser Temperatur-Rückgang ist der Grund, dass der Wärmetransport dU_A beim Helium nicht linear verläuft und bei hohen Helium-Konzentrationen sogar rückläufig ist.

3. Experimenteller Teil

Die äußeren Teile der Apparatur (Wärmeisolierung, Kopfheizung und Kühlaggregat) wurden im Verlauf der Untersuchungen zur experimentellen Verifikation des Treibhauseffektes mehrfach geändert. Bis April 2018 wurden insgesamt 495 Experimenten durchgeführt. Das mag übertrieben sein, aber neue Wege brauchen eben ihre Zeit. Ein umfangreicher Datenvorrat erschien notwendig, Vertrauen aufzubauen, dass die sehr kleinen Treibhauseffekte real sind und ausreichend genau und reproduzierbar bestimmt wurden.
Die in diesem Bericht vorgestellten Experimente stammen hauptsächlich aus dem Jahre 2015. In dieser Zeit befanden sich die Schläuche für die Kopfheizung, anders als in (1) angegeben, auf einer Styroporplatte oberhalb des Doms (Abb. 4).
Um den Einfluss von CO₂ studieren zu können, muss vor Beginn eines Experimentes die Treibhausgase Wasserdampf und CO₂ aus dem Innenraum der Apparatur fast vollständig entfernt werden, um einen definierten Anfangswert zu bekommen. Hierzu wird die Innenluft der Apparatur mit einer Luftpumpe für Aquarien bis zu 24 Stunden über feste Natronlauge geleitet, bis eine CO₂-Konzentration << 100 ppm erreicht ist. Die Heizung Q_E der Erd-Platte wird solange variiert bis die gewünschte Temperatur dieser Platte erreicht ist. Danach wurde die Spannung für eine konstante Heizung Q_E nur noch geringfügig verändert (der ohmsche Widerstand der Heizdrähte ist von der Temperatur der Erd-Platte abhängig!). Die Heizleistung Q_E wird aus dem Produkt der gemessenen Spannung und Stromstärke, bezogen auf eine fiktive Erd-Platte von 1 m², errechnet.
Die Aerosol-Platte wird an ein Glykol/Wasser Bad angeschossen, das von einem Kühlaggregat auf die entsprechend Temperatur abgekühlt wird. Ein elektrischer Heizstab in diesem Bad erlaubt eine Feinregulierung für eine konstante Temperatur der Aerosol-Platte während eines Versuches. Die Heizung der Seitenwand ist in drei gleichgroße Segmente WH 1 – 3 eingeteilt, die unabhängig voneinander mit temperierten Wasser aus einem Thermostaten bedient werden können (Abb. 4). Unabhängig von der Wandheizung ist die Aluminiumröhre noch mit einer 9,5 cm dicken Schicht aus Styroporkugeln als Isolierung gegenüber dem Versuchsraum umgeben.
Tp₀ ist die von außen gemessene Oberflächen-Temperatur des Doms, Tp₁ bis Tp₄ sind die Lufttemperaturen im Dom bzw. der Aluminiumröhre in rund 25 cm Abständen (Abb. 4) bzw. (1).
Die Temperaturänderungen der Erd-Platte dTp_E und die Spannungsveränderungen der Peltier-Elemente dU_A sind die Differenz zum jeweils ersten Wert ohne CO2. Sie charakterisieren die Wirkung von CO2 und sind das wichtigste Ergebnis der Experimente.

5. 1. Der Einfluss der Hintergrundstrahlung der Aerosol-Platte

Es wurden vier Versuche bei unterschiedlichen Temperaturen (von + 15 bis – 3,8 °C) der Aerosol-Platte durchgeführt. Die Spannung für die elektrische Heizung der Erd-Platte Q_E wurde vor CO₂-Zugabe solange variiert bis diese Platte eine Temperatur von 20,06 °C hatte. Danach wurde Q_E nicht mehr verändert und in sieben Schritten die CO₂-Konzentration bis auf 11,9 Vol.-% erhöht und nach jeder CO₂-Zugabe alle Temperaturen registriert (Tab. 2 bis 5). Die Temperatur-Werte für die Erd-Platte sind in Abb. 2. grafisch dargestellt.

Die Wandsegmente WH₁ und WH₂ wurden von einem Thermostaten mit 15,0 °C warmen Wasser versorgt. Das dritte Segment WH₃, im Messbereich von Tp₄, wurde nicht an den Thermostat angeschlossen, um eventuelle Veränderungen der CO₂-Temperaturen ohne äußere Beeinflussung erkennen zu können. Es wurden jedoch keine signifikanten Beeinflussungen der Tp₄-Daten durch CO₂ festgestellt.
Erwartungsgemäß verringerte sich bei den einzelnen Versuchen jedoch die Start-Temperatur von Tp₄ von 15,5 °C (Tab. 2) bis auf 12,5 °C (Tab. 5) durchihre Nähe zur Aerosol-Platte und ihre abnehmende Temperatur Tp_A.
Die Wassertemperatur der Kopfheizung betrug 20 °C. Tp₀ zeigte bei Zugabe von CO₂ einen ähnlichen Temperatur-Anstieg wie die Erd-Platte, da auch der Dom der ansteigenden Wärmestrahlung des CO₂ ausgesetzt ist.

5. 2. Der Einfluss der CO₂-Temperatur

Alle drei Wandsegmente WH₁ bis WH₃ wurden vom gleichen Thermostaten mit warmem Wasser versorgt. Es wurden vier Versuche bei unterschiedlicher Thermostaten-Temperatur (von 20 bis 40 °C) durchgeführt. Die Temperatur-Messstellen Tp₂ bis Tp₄ werden von diesen Wandheizungen gesteuert und zeigen annähernd gleiche Werte. Die Messstelle Tp1 befindet sich im oberen Dom und zeigt eine Misch-Temperatur von Dom und Wandheizung an. Die CO₂-Temperatur wird als Durchschnitt von Tp₁ bis Tp₄ definiert. Im Messbereich Tp₁ wird ein leichter Temperatur-Anstieg bei hohen CO₂-Konzentrationen registriert, der durch die steigenden Temperaturen von Erd-Platte und Dom verursacht wird. Die Durchschnitts-Temperaturen von Tp₁ bis Tp₄ zeigten keine signifikante Änderung bei Erhöhung der CO₂-Konzentration.
Die Spannung für die elektrische Heizung der Erd-Platte Q_E wurde vor CO₂-Zugabe solange variiert bis diese Platte eine Temperatur von 40,11 °C hatte. Danach wurde Q_E nicht mehr verändert und in 11 Schritten die CO₂-Konzentration bis auf rund 55 Vol.-% erhöht und nach jeder CO₂-Zugabe alle Temperaturen registriert (Tab. 6 bis 9). Die Temperaturen der Erd-Platte sind in Abb. 1 grafisch dargestellt. Eine grafische Darstellung für die Veränderungen des Wärmetransportes findet sich in Abb. 3.

5. 3. Der Einfluss der Wandheizung

Bei dem Kontrollversuch handelt es sich um eine Wiederholung von Versuch 8/3 (Tab. 9), jedoch wurden die Wandheizungen nacheinander abgeschaltet. Je nach Anzahl der Heizzonen bilden sich unterschiedliche Temperaturen in der Röhre aus.

5.4. Der Einfluss der Wärmeleitung

Die Wandsegmente WH₁ und WH₂ und die Kopfheizung wurden von einem Thermostaten mit 25,0 °C warmen Wasser versorgt. Das dritte Segment WH₃, im Messbereich von Tp₄, wurde nicht an den Thermostat angeschlossen, um eventuelle Veränderungen durch Zugabe der Edelgase erkennen zu können.
Die Spannung für die elektrische Heizung der Erd-Platte Q_E wurde vor Zugabe der Edelgase solange variiert bis diese Platte eine Temperatur von 25,06 °C hatte. Danach wurde Q_E nicht mehr verändert und in 5 Schritten die Konzentration der Edelgase bis auf 40 Vol.-% erhöht und nach jeder Konzentration-Erhöhung alle Temperaturen registriert. Die Veränderungen des Wärmetransportes dU_A sind in Abb. 7 grafisch dargestellt.

5. 4. 1. Der Einfluss von Helium

Helium hat eine extrem hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit von 156,7 W/(m ∙ K). Durch die steigende Wärmeleitung bei der Zugabe von Helium steigt auch der Wärmetransport dU_A stark an und führt sogar zu einer Abkühlung an der Messstelle Tp₄ von anfangs 19,0 bis 18,2 °C. Die Temperatur der Erd-Platte wird durch Helium jedoch nicht beeinflusst (dTp_E = 0).

5. 4. 2. Der Einfluss von Argon

Argon hat mit 0,0163 W/(m ∙ K), ähnlich wie CO₂ (0,0142), eine geringere spezifische Wärmeleitfähigkeit als Luft (0,0244). Durch die sinkende Wärmeleitung bei der Zugabe von Argon verringert sich auch der Wärmetransport dU_A. Die Wärmeleitung von Gasgemischen ist eine lineare Funktion ihrer Zusammensetzung. Diese Abhängigkeit konnte im Falle von Argon sogar festgestellt werden, da sich in diesem Fall die Temperatur der Messstelle Tp₄ kaum änderte. Die Temperatur der Erd-Platte wird durch Argon nicht beeinflusst (dTp_E = 0).

Literaturverzeichnis

1. Schnell, Michael. Experimentelle Verifikation des Treibhauseffektes Teil 1: Die gegenseitige Beeinflussung von Wolken und Treibhausgasen. [Online] 25. März 2018. https://eike.institute/2018/03/25/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-teil-1-die-gegenseitige-beeinflussung-von-wolken-und-treibhausgasen/.

2. —. 2.Mitteilung: Die Hintergrundstrahlung der Wolken und Aerosole. [Online] https://eike.institute/2018/06/03/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes/.

3. Stephan Sirtl. Absorption thermischer Strahlung durch atmosphärische Gase. [Online] 12. 11 2010. [Zitat vom: 15. 01 2018.] http://hpfr03.physik.uni-freiburg.de/arbeiten/diplomarbeiten/sirtl_staatsexamen_2010.pdf.

4. Anthony Watts. Anthony Watts Thrashes Al Gore’s Climate Change Experiment. [Online] 20. 11 2011. [Zitat vom: 12. 01 2018.] https://shortlittlerebel.com/2011/10/20/anthony-watts-thrashes-al-gores-climate-change/.

5. Naturwissenschaftliche Anmerkungen zu Argumenten der Treibhausdiskussion. Volz, Hans. 9, s.l. : Erdöl-Erdgas-Kohle, 2015, Bd. 116.

6. Gasstrahlung. [Online] 2018. Juni 2018. https://de.wikipedia.org/wiki/Gasstrahlung.

Anmerkung: Dieser Beitrag liegt als PDF auch auf Englisch vor:

3. Communication – Experimental verification of the greenhouse effect_EN

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Aktualisierung: Reaktion auf Kommentare

Werte Kommentatoren!
Eine pauschale Ablehnung der vorgestellten Ergebnisse ist wenig hilfreich und führt zu keinem Erkenntnisgewinn. Wer sich wirklich konstruktiv an einer Diskussion zur experimentellen Überprüfung des Treibhauseffektes beteiligen möchte, sollte auf konkrete Fehler hinweisen oder sich eventuell über dem Admin meine Email-Adresse geben lassen. Die Schwäche einer Opposition ist ihre Zerstrittenheit und das ist, zur Freude der Klima-Alarmisten, bei Ihren Kommentaren leider auch nicht anders.
Die gefundenen Temperaturen sind Werte, die nur das Experiment charakterisieren. Sie dürfen nicht und schon gar nicht 1:1 auf die reale Erde übertragen werden, da die Temperatur der Erde nicht nur vom CO2-Treibhauseffekt, sondern auch noch von einer Vielzahl anderer Wärmeströme beeinflusst wird. Die Temperatur-Bestimmung der Erde ist eine Aufgabe, die die Apparatur nicht leisten kann und die auch nie geplant war. Die Frage, kann die Temperatur einer warmen Erd-Platte durch eine kältere, CO2-haltige Gasphase erhöht werden, wurde jedoch eindeutig bejaht. Das ist zwar kein endgültiger Beweis des Treibhauseffektes, aber auch keine Widerlegung. Es ist, wie so oft in der Wissenschaft, nur ein kleiner Baustein, der in diesem Falle zeigt, dass von CO2 auch bei den Temperaturen der erdnahen Atmosphäre eine Wärmestrahlung ausgehen kann, die sich in allen Richtungen ausbreitet und zur Erwärmung der Erde einen Beitrag leisten kann.

Es gab zwei fachliche Einwendungen/Fragen, auf die ich eingehen möchte.
Die Apparatur steht auf dem Kopf!
Das Konzept des CO2-Treibhauseffektes beinhaltet ausschließlich die Wirkung der Wärmestrahlungen. (Nicht zu verwechseln mit dem Glashauseffekt, hier spielt auch das sichtbare Licht eine Rolle). Wenn man also den CO2-Effekt überprüfen will, muss man alle anderen Wärmeströme entweder kontrollieren oder ausschalten. In der Apparatur wurde Wärme von der Erd-Platte auf die 1,10 m entfernte Aerosol-Platte durch eine Gasphase übertragen. Dabei gibt es drei Möglichkeiten des Wärmetransportes: 1. Wärmestrahlung, 2. Konvektion, 3. Wärmeleitung bzw. Diffusion. Der 3. Punkt lässt sich nicht verhindern, hat aber zum Glück eine kurze Reichweite. Die Kontrollversuche mit Argon/Helium haben gezeigt, dass die Wärmeleitung keinen Einfluss auf die Temperatur der Erd-Platte hatte. Punkt 3 kann also ignoriert werden. Die Konvektion ist eine ernstzunehmende Konkurrenz zur Wärmestrahlung. Hätte sich die warme Erd-Platte „unten“ befunden, wäre warme Luft, der Gravitation folgend, zur kalten Aerosol-Platte aufgestiegen und man hätte immer zwei Effekte gemessen. Die umgekehrte Anordnung der Platten löst das Problem, da die kalte Luft über der „unten“ befindlichen Aerosol-Platte nicht aufsteigen kann. Für die Wärmestrahlung spielt die Gravitation jedoch keine Rolle. Wärmestrahlung breitet sich in alle Richtungen gleichmäßig aus. Die Apparatur simuliert hinsichtlich der Wärmestrahlung die erdnahe Atmosphäre, auch wenn sie quasi auf dem Kopf steht. Wichtig sind nur die Temperaturen der Erd- und Aerosol-Platte, die die erdnahe Atmosphäre charakterisieren.

Spezifische Wärme der Gasphase
Die spezifische Wärme der Gasphase würde eine Rolle spielen, wenn man eine zeitlich abhängige Erwärmung untersuchen würde. Die Versuche waren aber genau das Gegenteil. Nach jeder CO2-Zugabe wurde solange gewartet, bis sich keine Temperaturänderungen mehr feststellen ließen. In der Regel vergingen zwischen zwei Messungen etwa 1,5 – 2 Stunden.