Die grundsätzlichen Fragestellungen dieser Forschung sind: Kann ein Treibhausgas die Temperatur eines Körpers durch eine dabei auftretende Gegenstrahlung erhöhen?

Ist es möglich, dass es eine Sättigungsgrenze der Treibhausgaskonzentrationen gibt, bei der keine weitere Steigerung der Gegenstrahlungseffekte mehr eintreten? Ist diese Sättigungsgrenze bei CO₂ in der Atmosphäre bereits erreicht?

Die hier vorgestellten Experimente sind nur ein erster Schritt und sollen ausschließlich einem grundlegenden Wissensgewinn dienen.

Bei den Versuchen wurde das Prinzip der Vordergrund- und Hintergrundstrahlung zugrunde gelegt (M. Schnell, Experimentelle-Verifikation-des-Treibhauseffektes hier).

Nach diesem Prinzip kann eine Hintergrundstrahlung die Wirkung einer

Vordergrundstrahlung vollständig überlagern, wenn beide die gleichen Wellenlängen nutzen und hier die gleiche Strahlungsdichte besitzen. Aus diesem Grunde sind Messungen des Treibhauseffektes nur vor einem kälteren Hintergrund möglich. Deswegen hatten die untersuchten Gase eine höhere Temperatur als der Hintergrund, der durch eine Eiswasserschale bzw. einen wolkenfreien Himmel gebildet wurde.

Hatten bei Kontrollversuchen Gas und Hintergrund die gleiche Temperatur, wurde auch tatsächlich kein messbarer Effekt festgestellt.

Der Messsensor

Um festzustellen, ob ein Körper durch ein Treibhausgas erwärmt wird, musste ein Messsensor entwickelt werden, welcher nur auf Strahlungseffekte reagiert. Umwelteinflüsse bzw. Wärmetransporte anderer Art, mussten möglichst verhindert werden. Gleichzeitig wurde ein Sensor-Aufbau angestrebt, welcher auch im Feldversuch möglichst genaue Aufzeichnungen liefert, um vergleichbare Ergebnisse, mit dem Laborversuch, zu erzielen.

Als abstrahlender Körper im Messsensor wurde ein einseitig schwarz beschichtetes Cu-Plättchen gefertigt. Die geringe Wandstärke von 1 mm mit gleichzeitig guter Wärmeleitfähigkeit des Materials, wirkt sich positiv auf schnelle Reaktionszeiten aus (< 10 Sek.). Dieses Plättchen wurde mit einer Klammer und Wärmeleitpaste zusätzlich mit einem Gleichstrom Heizelement (Vollkeramisches Heizelement aus Siliziumnitrid Typ Hi, 7,5 Ohm bei Raumtemperatur) verbunden. Dieses Heizelement wurde jedoch bei den hier vorgestellten Versuchen noch nicht in Betrieb genommen und soll erst bei zukünftigen Experimenten verwendet werden.

Damit der abstrahlende Körper möglichst nur in die gewünschte Richtung (zum IR Fenster) strahlt, wurde die Rückseite des Cu-Körpers poliert. Ein verchromtes Messingteil, sowie die verspiegelte Innenseite des Druckgehäuses verhindern weitgehend Abstrahlung in die falsche Richtung.

Damit die Temperatur des Cu-Plättchens ermittelt werden kann, wurde auf der Rückseite ein poliertes Messingröhrchen aufgelötet. Dieses wird als Einschub für den Messstab des elektronischen Thermometers verwendet und mit einer Wärmeleitpaste gefüllt.

Der gesamte Messsensor wird für den Messbetrieb evakuiert. Damit ist Konvektion im Messsensor verhindert, als auch der Einfluss der Wärmeleitfähigkeiten der gemessenen Gase. Für die Temperaturerfassung kam ein Handmessgerät XP100 von Lufft® mit dem Temperaturfühler PT100 zum Einsatz.

Der Versuchsaufbau im Laborbetrieb/Funktionsprinzip

Der Messsensor wird für den Laborbetrieb, mittels Dichtung, gasdicht auf ein poliertes Edelstahlrohr fixiert. Das Edelstahlrohr wird auf der anderen Öffnung in ein Gefäß mit Eiswasser getaucht, um es ebenso gasdicht zu verschließen.

Durch das IR Fenster hat der abstrahlende Körper im Messsensor nun eine optische Verbindung mit den Eiswürfeln im Eiswasser (Eis absorbiert nahezu 100% der Infrarotstrahlung und bleibt im Wasser konstant bei 0 °C).

Das Edelstahlrohr (Durchmesser 120 mm x 500 mm) hat zwei seitliche, verschließbare Öffnungen. Diese dienen zur Befüllung des Rohres mit einem Gas (Entlüftungs- und Befüllstutzen). Die polierte Oberfläche des Rohres hat einen hohen Reflektionsgrad und damit absorptionsarme Eigenschaften.

Mit diesem Aufbau können Infrarot aktive Gase geprüft werden, in wie weit diese, den Strahlungsfluss beeinflussen können

Wie in der Abbildung 4 zu sehen ist, stellt sich nach dem Platzieren des Eiswassers ein niedrigeres Temperaturniveau des Messsensors ein.

Diese Abkühlung wird durch IR-Abstrahlung verursacht, bis sich ein Gleichgewicht zwischen IR-Strahlung und Wärmezufuhr aus der unmittelbaren Umgebung eingestellt hat.

Messergebnisse des Versuchsaufbaus im Laborbetrieb

Messergebnisse Argon

Um festzustellen, ob die Änderung der Wärmeleitfähigkeit der eingelassenen Gase einen Einfluss auf den Messsensor hat, wurde Argon als nicht IR aktives Gas verwendet.

Bei der Messung mit Argon wurde kein Einfluss auf den Verlauf der Temperaturkurve festgestellt. Es ist davon auszugehen, dass der Messsensor nicht von unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten der Prüf-Gase beeinflusst wird.

Messergebnisse CO₂

Bei der Messung von CO₂ regierte der Messsensor durch eine unmittelbare Reaktion

auf das Einlassen des Kohlendioxids, die Abkühlung des Sensors wurde deutlich beeinflusst.

Wie in Abbildung 5 zu erkennen ist, war die Temperatur des Messsensors noch in einem deutlichen Abwärtstrend. Dieser kehrte sich augenblicklich nach dem Einleiten von 0,75 L CO₂ in einen positiven um.

Messergebnisse Propan/Butan

In Abbildung 6 ist zu sehen, dass sich der Messsensor beim Einlassen von 0,75 L Propan/Butan noch stärker als beim CO₂ erwärmt.

Nachdem das Propan/Butan wieder aus der Messröhre durch Spülen mit Luft entfernt wurde, trat wieder eine Abkühlung des Sensors, mit der bereits bekannten Abkühlungsrate, ein.

Diskussion der Ergebnisse:

Es konnte demonstriert werden, dass die IR-aktiven Gase die Temperatur des Sensors messbar beeinflussen können. Die Wirksamkeit einer Gegenstrahlung wurde damit nachgewiesen.

Die untersuchten Gase wurden vor dem Einlassen auf die gleiche Temperatur wie die Röhre erwärmt und ohne große Druckdifferenz (< 2 Pa) in das Prüfrohr eingelassen.

Gegenprobe mit IR-Kamera

Um die erhaltenen Ergebnisse mit einem anderen Messverfahren zu überprüfen, wurden die Strahlungen der untersuchten Gase mit der Wärmebildkamera der Firma Testo detektiert und auch der Versuchsaufbau variiert.

Hierbei wird die mit dem Messsensor der Testo-Kamera empfangene IR-Strahlung in eine fiktive Temperatur umgerechnet.

Verwendetes Gerät: Testo 872, Thermografie Kamera 320 x 240 Pixel, 60mK

IR Kamera Laborversuch

Bei dem Einsatz der IR-Kamera im Laborversuch blickt diese durch ein verspiegeltes gasdichtes Rohr auf den Boden mit Eiswasser und misst aus dieser Position die Temperatur des Eiswassers.

Wird nun ein Gas in die Versuchsanordnung eingelassen, kann nun direkt an der IR-Kamera

abgelesen werden, ob das zu prüfende Gas, die in den Messsensor gelangende IR-Strahlung, verstärkt, abschwächt oder unverändert lässt.

Messergebnisse des Versuchsaufbaus im Laborbetrieb

Messergebnisse Kohlendioxid:

Die Kamera gibt für das Eiswasser ohne IR-Gase eine Temperatur von -3,1 °C an. Da die Kamera nicht geeicht werden kann und ohnehin nur die Veränderung von Interesse ist, wird dieser Wert als Startwert genommen.

Die Temperatur der Eiswasseroberfläche stieg nach Einlassen von 0,75 L Kohlendioxid unmittelbar von -3,1 °C auf -0,2 °C; also ein Temperaturanstieg von 2,9 Kelvin.

Messergebnisse Propan/Butan:

Die angezeigte Temperatur der Eiswasseroberfläche stieg nach Einlassen von 0,75 L Propan/Butan unmittelbar von -1,5 °C auf 3 °C; also ein Temperaturanstieg von 4,5 Kelvin.

Diskussion der Ergebnisse:

Es konnte demonstriert werden, dass die IR-aktiven Gase den Strahlungsfluss messbar beeinflussen können.

Die verwendete IR-Kamera ist also in der Lage, Veränderungen der Strahlungsintensitäten welche durch die untersuchten Gase verursacht werden zu detektieren.

Auch hier wurden die untersuchten Gase vor dem Einlassen auf die gleiche Temperatur wie die Röhre erwärmt und ohne große Druckdifferenz (< 2 Pa) in das Prüfrohr eingelassen.

Der Versuchsaufbau im Feldversuch/Funktionsprinzip

Um den Ansatz der Vorder- und Hintergrundstrahler weiter zu verfolgen, wurde nach den Laborversuchen der klare Nachthimmel anstatt der Eiswürfel als „Hintergrundstrahler“ herangezogen.

Die Versuche wurden bei 20 °C auf 800 m Seehöhe und ca. 75% rel. Luftfeuchte durchgeführt.

Der Messsensor wird für den Feldversuch, mittels Dichtung, gasdicht auf ein poliertes Edelstahlrohr fixiert. Die Messöffnung blickt nach oben. Das am oberen Ende offene Edelstahlrohr wird nahezu senkrecht dem klaren Himmel entgegen gerichtet. Dabei darf kein Objekt der Umgebung höher als das Edelstahlrohr sein, da sonst IR Strahlung aus der Umgebung in das Edelstahlrohr eingestrahlt wird. Die Messungen werden bei Dunkelheit durchgeführt, um eine Bestrahlung durch die Sonne auszuschließen.

Durch die polierte Oberfläche des Rohres (hoher Reflektionsgrad) hat der abstrahlende Körper im Messsensor nun eine optische Verbindung mit dem Himmel.

Das Edelstahlrohr hat zwei seitliche, verschließbare Öffnungen. Diese dienen zur Befüllung des Rohres mit einem Gas. Mit diesem Aufbau kann somit geprüft werden, ob eine zusätzliche Menge an IR-aktiven Gasen die Gegenstrahlung erhöht und die Abkühlungsrate des Sensors beeinflusst

Um möglichst den Gasverlust an die Umgebung durch das offene Rohr zu minimieren,

kann eine Rohrverlängerung eingesetzt werden. Ebenso sollten nur Prüf-Gase verwendet werden, die deutlich schwerer als die Umgebungsluft sind.

Messergebnisse CO₂

Wie in Abbildung 11 zu sehen, konnte keinerlei Beeinflussung des Temperaturverlaufes durch Einlassen von 0,75 L Kohlendioxid in das Messrohr festgestellt werden, auch ein nochmaliges Einlassen von weiteren 0,75 L Kohlendioxid brachte keinerlei Beeinflussung des Messsensors.

Messergebnisse Propan/Butan

Später, aber im selben Messzyklus, wurde auch Propan/Butan in das Messrohr eingelassen, siehe Abbildung 12.

Unmittelbar nach dem Einlassen von 0,75 L Propan/Butan wurde der Temperaturverlauf messbar beeinflusst.

Diskussion der Ergebnisse

Bei diesem Feldversuch konnte, im Gegensatz zum Laborversuch, keinerlei Reaktion des Messsensors auf das Einlassen von Kohlendioxid in das Prüf-Rohr beobachtet werden.

Bei Propan/Butan erfolgte unmittelbar nach ihrer Zugabe, sowohl im Laborversuch als auch im Feldversuch, eine Erwärmung des Sensors.

Weitergehende Erläuterungen der unterschiedlichen Reaktionen der IR-Gase finden sich im Kapitel „IR Kamera Feldversuch“.

Bild: Joujou  / pixelio.de

IR Kamera Feldversuch

Bei dem Einsatz der IR-Kamera im Feldversuch blickt diese durch ein verspiegeltes gasdichtes Rohr direkt in den wolkenfreien Nachthimmel. Die Erd- Atmosphäre strahlt gemäß ihrer Gaseigenschaften und Temperatur in die IR-Kamera und diese ordnet der (Gegen)Strahlung eine Temperatur zu.

Wird nun ein Prüf-Gas in die Versuchsanordnung eingelassen, kann nun direkt an der IR-Kamera abgelesen werden, ob das zu prüfende Gas, die in den Messsensor gelangende IR-Strahlung (in diesem Fall die atmosphärische Gegenstrahlung), verstärkt, abschwächt oder unverändert lässt.

Messergebnisse des Versuchsaufbaus im Feldversuch

Messergebnisse Kohlendioxid:

Beim Einlassen von 0,75 L Kohlendioxid wurde keine signifikante Änderung der Temperatur festgestellt. Der angezeigte Unterschied von 0,1 K liegt innerhalb der Messgenauigkeit der IR-Kamera.

Messergebnisse Propan/Butan:

Nach Einlassen von 0,75 L Propan/Butan-Gases wurde ein Temperaturanstieg von rund 17 Kelvin festgestellt!

Diskussion der Ergebnisse:

Propan/Butan sind nur in sehr kleinen Spuren in der Atmosphäre vorhanden und Ihre Absorptionsbanden sind bei rund 3 bzw. 7 µm teilweise von der Wasserdampf-Strahlung und vom atmosphärischen Fenster (8 – 13 µm) betroffen. Die Hintergrundstrahlung des wolkenfreien Himmels kann die Strahlung von Propan/Butan nicht vollständig überlagern. Die Strahlung des viel wärmeren Propan/Butans in der Röhre verursachte deswegen einen deutlichen Erwärmungseffekt bzw. eine Zunahme der Gegenstrahlung.

CO₂ ist mit 400 ppm ein relevanter Bestandteil der Atmosphäre. Da seine Strahlung schon nach wenigen 100 m gesättigt ist (Lit. M. Schnell, siehe Einleitung), hat das atmosphärische CO₂ auch keinen signifikanten Temperatur-Nachteil gegenüber dem CO2 in der Röhre. Die atmosphärische CO₂-Strahlung überlagert hier vollständig die CO2-Strahlung in der Röhre, so dass eine Temperatur-Erhöhung nicht feststellbar war.

Die beiden Versuche mit den IR-aktiven Gasen CO₂ und Propan/Butan sind eine experimentelle Bestätigung des Prinzips der Vorder- und Hintergrundstrahlung.

Drüber hinaus sollte mit den CO₂-Versuchen auch der Frage nachgegangen werden, ob die atmosphärische CO₂-Strahlung bei einer Konzentration von 400 ppm bereits gesättigt ist. Die Ergebnisse sprechen für diese Aussage, allerdings muss man auch die einfache Versuchsdurchführung und die geringe Empfindlichkeit der Detektoren berücksichtigen. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass der Nachweis eines geringen CO₂-Effektes an begrenzten Möglichkeiten der Messsysteme gescheitert ist.

Geplante Versuchsreihen:

Die Feldversuche wurden bis dato in Sommernächten durchgeführt, welche eine feuchte Luft aufwiesen (75% relative Luftfeuchtigkeit). Daher sind nun im Winter klare und trockene Nächte für weitere Versuchsreihen angestrebt.

Ebenso wird in der laufenden Arbeit die Sensitivität des Messsensors überprüft, da eine Detektion der Gegenstrahlung im sehr kleinen Leistungsbereich liegt.

Als weiteres „Treibhausgas“ soll auch Methan untersucht werden.

Vor vielen Jahren erfuhr man bereits auf der Schule von einem anderen Klima als dem augenblicklichen, indem von einer vergangenen Eiszeit die Rede war, in der unser Land (und nicht nur das unsrige) von einer dicken Eisschicht bedeckt war, der Meeresspiegel um –zig Meter gesunken und in unseren Breiten („Gegenden“) menschliches Leben kaum möglich war. Das ging dann vorüber, und jetzt ist es wieder grün, und der Meeresspiegel ist auch durch das geschmolzene Eis wieder angestiegen. Weshalb eine solche Eiszeit gekommen und wieder vergangen war, wusste damals niemand – und heute offenbar auch noch nicht. Was man aber weiß, ist, dass es viele solche Eiszeiten gegeben hatte, die sich in fast regelmäßigen Zyklen wiederholten. Die letzte endete vor ca. 12.000 Jahren und hatte etwa 80.000 Jahre angedauert.

Außer den zyklischen Eiszeiten, die sich in Zeitabständen von rund 100.000 Jahren seit mindestens zwei Millionen Jahren wiederholen, gibt es nun auch noch weitere zyklische Klimaschwankungen, die sich in wesentlich kürzeren Perioden feststellen lassen – in den letzten 2.000 Jahren wurden vor allem Zyklen von 1.000, 500, 200 und 60 Jahren analysiert, in denen die Temperatur-änderungen natürlich wesentlich kleiner als bei den Eiszeiten gewesen sind.

Dass man solche Zeiten und Zyklen messen kann, beruht auf sehr weit entwickelter analytischer Messtechnik – Thermometer hat man erst seit vielleicht dreihundert Jahren, und alle anderen, früheren Temperaturwerte sind sogenannte Proxywerte, die auf Bestimmung von Isotopen in Ablagerungen, Stalaktiten, Bohrkernen und Ähnlichem beruhen (z.B. ²H-,¹⁰Be-, ¹³C-, ¹⁴C-, ¹⁸O – Gehalte). Andere physikalische Größen werden ebenfalls benutzt.

Ursachen für die zyklischen Klimaveränderungen müssen in kosmischen Einflussfaktoren gesucht werden, die zwar als solche bekannt sind, aber nicht auf welche Weise sie die Temperaturen auf der Erde steuern  –  hier gilt es noch viel zu erforschen.

Dazu muss man folgende Parameter in Betracht ziehen:

–Neigung der Erdachse gegen die Umlaufbahn (23,45°),

–Präzession mit Nutation der Erdachse (ca. 26.000 Jahre),

–Drehung der Erde (1 Tag),

–Drehung des Mondes (29 Tage),

–Veränderung der Exzentrizität der Erdumlaufbahn (jetzt 0,017),

–Änderung der magnetischen Feldstärke der Erde und ihren Nord-Südwechsel,

–Aktivität der Sonne und Sonnenflecken (u.a. 11 Jahre-Zyklus),

–Wanderung des gesamten Sonnensystems mit allen Planeten durch die Milchstraße

-und andere mehr. Bei diesen Einflüssen spielen die sogenannten „Treibhausgase“ (s.u.) überhaupt keine Rolle.

Zum CO₂ ist aber doch etwas zu sagen: Wenn am Ende jeder Eiszeit die Oberflächentemperatur wieder ansteigt, erniedrigt sich die CO₂-Löslichkeit im auch wärmer werdenden Meerwasser, und von dem Gas entweicht ein Teil in die Atmosphäre, deren Gehalt dadurch erhöht wird; allerdings erfolgt die Erwärmung des Meeres viel langsamer als die der festen Oberfläche, so dass das Maximum des Gasgehaltes fast 1.000 Jahre später als das Temperaturmaximum erreicht wird – beim erneuten Abkühlen zur nächsten Eiszeit verliert die Luft ihr erhöhtes CO₂ wieder, aber ebenso zeitverzögert. Das hat ursprünglich zu der bis heute noch häufig zu findenden irrigen Annahme geführt, das CO₂ sei die Ursache der Temperaturveränderungen gewesen, in Wirklichkeit war es aber genau umgekehrt.

Die Ozeane bedecken gut 70% der Erdoberfläche und haben eine mittlere Tiefe von ca. 4.000 m, das ergibt eine Masse von ca. 1,5·10¹⁸Tonnen Wasser. Die in ihnen gelöste Kohlendioxidmenge ist nicht gut zu beziffern, es wurde aber abgeschätzt, dass im Meer etwa das 50-fache des in der Erdatmosphäre Vorhandenen gespeichert ist (von ursprünglich 420 ppm_gewmit ca. 2,2·10¹² t CO₂, jetzt auf 3,1·10¹²t angewachsen; 10¹² ist eine deutsche Billion, auch mit „tera“-bezeichnet).

Außer den erwähnten zyklischen Klimaschwankungen durch kosmische Einflüsse gibt es nun auch nicht-zyklische. So wurde gefunden, dass ein großes Artensterben durch Eiszeiten bereits vor über zwei Milliarden Jahren (Proterozoikum), während der Karbonzeit (vor 360 Millionen Jahren) und zu Ende des Perm (vor 290 Millionen Jahren) stattgefunden hat. Ganz besonders muss aber erwähnt werden, wie der Einschlag eines riesigen Meteoriten (ca. 10 km Durchmesser) am Ende der Kreidezeit (vor 65 Millionen Jahren) einen tiefen Einschnitt in das gesamte Artenleben auf der Erde verursachte, wobei auch alle Dinosaurier ums Leben kamen*. Große Meteorite sind auch zu anderen Gelegenheiten auf die Erde niedergegangen (Beispiel: Nördlinger Ries in Deutschland), ohne eine solche weltweite Katastrophe ausgelöst zu haben. Weiter sollte nicht vergessen werden, dass immer wieder starke Vulkanausbrüche für begrenzte Klimaänderungen die Ursache waren.

*Dieses wurde entdeckt (1980) durch die schon erwähnte hochentwickelte chemische Analysentechnik: Eine fingerdicke Ablagerung über der Kreideformation in Gubbio/Italien enthielt etwa 50-mal mehr Iridiumals sonst auf der Erde vorkommt (1 ppb), und dieses schwere Edelmetall findet sich besonders in metallischen Meteoren! An vielen anderen Stellen der Erde wurde dann die gleiche Ir-Unregelmäßigkeit oberhalb der Kreide festgestellt.

Kommen wir jetzt zu Klimaveränderungen durch schwankende Konzentrationen der Komponenten der Erdatmosphäre. Diese besteht gewichtsmäßig aus folgenden Anteilen: 74,4 % Stickstoff, 22,8 % Sauerstoff, 1,5 % Wasserdampf, 1,3 % Argon, 0,06 % Kohlendioxid und 0,0015 % anderen Spurengasen. Dabei ist der Wasserdampfgehalt, hier mit 1,5  % gerechnet, eine Durchschnittsgröße, die regional sehr verschieden sein kann (0,5-4%), was dann zu entsprechenden Korrekturen bei den anderen Gehalten führen würde. Außer diesem Wasserdampfgehalt verfügt die Atmosphäre aber auch noch über flüssiges Wasser in Form der Wolken, die durch Kondensation von verdampftem Wasser aus den Meeren stammen. Diese Kondensation, bei der erhebliche Wärmemengen freigesetzt werden, wird maßgeblich durch kosmische Strahlung initiiert, so dass wir hier wieder einen variablen Einfluss aus dem Weltall haben.

Diese Prozentzahlen, die in der Wissenschaft meist entsprechend abgewandelt auf das Volumen bezogen sind, werden anschaulicher, wenn man damit die Gewichtsanteile pro Quadratmeter Erdoberfläche berechnet. Wir haben also, je Flächeneinheit gerechnet, Folgendes: 7.436 kg N₂, 2.278 kg O₂, 150 kg H₂O, 130 kg Ar, 6 kg CO₂und 0,15 kg andere Spurengase, insgesamt 10.000 kg, die dem Atmosphärendruck entsprechen. Was die Wolken zusätzlich wiegen können, ist kaum zu berechnen; man beachte zum Beispiel Folgendes:

Bei einem stehenden Gewitter gehen manchmal mehr als 100 kg Wasser/m²·h aus einer Wolke auf die Erde nieder, und dabei ist die Wolke noch nicht einmal verschwunden! Der Bewölkungsgrad der gesamten Erde ist natürlich keine feste Größe und schwankt erheblich, es wurde schon eine Zahl von etwa 40 % für Berechnungen verwendet, aber auch von 70% wurde schon gesprochen.

Man hat den Einfluss der Atmosphäre auf die durchschnittliche Oberflächen-temperatur der Erde mit der Wirkung eines Gewächshauses verglichen, innerhalb dessen es ja auch wärmer als außerhalb desselben ist. Indes, beide Effekte sind physikalisch vollkommen verschieden, trotzdem spricht man beim Klima auf der Erde auch von einem „Treibhauseffekt“. Wie kommt dieser zustande?

Der Energieaustausch zwischen Erde und Weltall (Sonne) erfolgt ausschließlich durch elektromagnetische Strahlung; während von der Sonne ein weit gefächertes, dichtes Band von Strahlungsfrequenzen (UV, Licht, IR) auf die Erde trifft, emittiert letztere nur infrarote (= Wärme-) Strahlung in das All zurück. Beide Strahlungsenergien sind quantitativ gleich groß, so dass sich ein konstantes Gleichgewicht ergibt; was die Erde tagsüber von der Sonne empfängt, strahlt sie nachts wieder in das All zurück. Dabei kann man unterscheiden zwischen der Rückstrahlung der festen Erde und des Meeres (=Erdoberfläche) und der Strahlung von den Komponenten in der Atmosphäre, die dazu in der Lage sind, wozu besonders der Wasserdampf und das Kohlendioxid gehören; die anderen Spurengase zählen z.T. auch noch dazu, spielen mengenmäßig aber nur eine entsprechend geringe Rolle. Stickstoff, Sauerstoff und Argon können weder strahlen noch absorbieren.

Einen deutlichen Effekt machen jedoch zusätzlich die Wolken, die als flüssige Wassertröpfchen weder zur Erdoberfläche noch zu einem Atmosphären-bestandteil zu rechnen sind. Jedermann weiß, wie eine Wolkenschicht tagsüber die Sonnenstrahlung von der Erdoberfläche abhält – es bleibt darunter kühl oder kalt – , und dass sie nachts die Abstrahlung der Erde teilweise zurückgibt, so dass es unter ihr wärmer bleibt – sie wirkt „isolierend“.

Ähnlich wirken nun der Wasserdampf und das CO₂ in der Atmosphäre, die beide in der Lage sind, Strahlungen zu absorbieren und auch zu emittieren, allerdings nur in wenigen spezifischen Frequenzen. Die dabei bewegten Energiemengen sind daher bedeutend geringer als die der Kontinuumsstrahler Feststoff und Flüssigwasser, die praktisch alle Frequenzen des IR-Spektrums in ihrer Strahlung beinhalten.

Betrachten wir nun die Mengen der strahlenden Bestandteile in der Atmosphäre – 150 kg/m²Wasserdampf, unbekannte Menge/m²Flüssigwasser der Wolken (viele Kilogramm!) und nur 6 kg/m² CO₂ , so wird deutlich, dass das CO₂ wegen seiner geringen Menge nur einen kleineren Beitrag zu dem gesamten Effekt beitragen kann. Insgesamt erhält die Erde durch Rückstrahlung, die ihre Abkühlung nachts verlangsamt, 150 W/m²; den größten Anteil davon bewirken die Wolken, gefolgt von dem Wasserdampfgehalt, und nur gut 20 % stammt vom Kohlendioxid.

Der Einfluss dieses Gases auf die Temperatur und damit auf das Klima ist mit Hilfe der physikalischen Strahlungsgesetze und festgestellten Messwerte recht genau theoretisch errechnet worden. Es ergibt sich, dass in ersterNäherung bei trockener und wolkenfreier Luft die Verdoppelungdes CO₂-Gehaltes eine Temperaturerhöhung von 1,1°C bewirken würde. Dieses Resultat verschiebt sich dann nach unten, etwa auf 0,6°C, wenn man die Realbedingungen in die Rechnung einbezieht: Unter den Wolken ist das CO₂nahezu wirkungslos, weil dort schon fast die gesamte IR-Strahlung absorbiert wird, weiterhin muss die Überlappung des CO₂-Absorptionsspektrums mit dem des Wasserdampfes in Abzug gebracht werden, schließlich ist bei dem Wert von 0,6°C auch der geringe Effekt der Wasserdampfrückkoppelung wegen steigenden H₂O-Gehaltes infolge Erwärmung bereits berücksichtigt.

Nun wird es wichtig abzuschätzen, wie man zu einer Verdoppelung des CO₂-Gehaltes durch menschliche Aktivitäten kommen könnte. Oben ist angeführt, wie viel ursprünglich („vorindustriell“, um 1860) in der Atmosphäre enthalten war: 2,2 · 10¹²t. Um die gleiche Menge noch einmal einzubringen, müsste mehr Kohlenstoff verbrannt werden als sämtliche fossilen Brennstoffe (Kohle, Erdöl und Erdgas) enthalten, die bisher entdeckt sind! Es ist also nicht vorstellbar, wie unsere industriellen Tätigkeiten einen gefährlichen Klimawandel bewirken könnten, selbst 0,6 oder gar 1°C wären ja noch vollkommen verträglich. Eine sogenannte „Dekarbonisierung“ der Energiegewinnung, wie sie politisch weltweit angestrebt wird, ist also vollkommen unnötig !  –

Mit Hilfe der theoretischen Berechnungsmethode für den Effekt des CO₂auf das Klima kann nun auch abgeschätzt werden, wie viel dieses Gas in den vergangenen 160 Jahren zur festgestellten Erwärmung von 0,8°C beigetragen hat. Der Anfangsgehalt von 280 ppm_vol. (420 ppm_gew.) hat sich jetzt auf 400 ppm_vol.(600 ppm_gew.) erhöht, wobei in dieser Zeit (1860 bis 2018) insgesamt 1,5 · 10¹²t CO₂durch Verbrennung fossiler Brennstoffe emittiert worden sind.

Diese letzte Zahl zeigt, dass diese erfolgte Emission mitnichten ganz in der Atmosphäre verblieben ist, sondern nur   ̴ 0,9 tera-t (=  ̴ 60%), also zu einem beträchtlichen Teil (  ̴ 40%) in die sogenannten „Senken“, das sind die Ozeane, Gesteine und Pflanzen, überführt worden ist. Mit steigendem CO₂-Gehalt erhöht sich sogar zwangsläufig diese Abflussmenge, so dass eine angenommene Verdoppelung damit deutlich schwieriger werden würde.

Der bisherige emissionsbedingte CO₂-Anstieg entspricht dem Faktor 400/280 = 1,43, während eine Verdoppelung mit 560/280 = 2,0 gerechnet werden muss. Diese Quotienten gehen als natürliche Logarithmen der Werte, jeweils 0,36 und 0,69 betragend, in die theoretische Rechnung ein, was zeigt, dass anstelle von 0,6°C nur 0,3°C durch die industrielle Tätigkeit verursacht sein können. Das wären nur knapp 40% des tatsächlich Festgestellten (0,8°C), der Rest muss also den anfangs erwähnten zyklischen kosmischen Einflussgrößen zugeschrieben werden, die natürlich weiterhin wirksam waren, wie die Überwindung der „kleinen Eiszeit“ seit dem 19. Jahrhundert bereits gezeigt hat. Der menschgemachte Einfluss auf das Klima ist also minimal gewesen, dabei rechnerisch näherungsweise gut bestimmbar.-

Alle genannten Temperaturwerte stellen den weltweiten Durchschnitt dar; betrachtet man nun den Anteil, den Deutschland daran hat, und der mit 2,3 % gerechnet werden kann, so wird deutlich, dass uns hier von den ganzen 0,3°C Temperaturerhöhung nur ein Beitrag von einigen unmessbaren Tausendsteln Grad zuzurechnen ist !

CO₂  als Erwärmungsgrund

CO₂ ist ein für den Menschen ungiftiges Spurengas, dessen Anteil an der Atmosphäre etwa 0,04 Volumen-Prozent beträgt und das etwa eineinhalb mal so schwer ist wie die Luft. 

CO₂ zirkuliert ständig und in erheblichem Umfang zwi­schen Luft, Erde und Wasser.

Das in der Luft befindliche CO₂-Gas ist nach den Gesetzen der Quantenmechanik In­frarot aktiv. Es  absorbiert einen Teil der von der Sonne kommenden, un­sichtbaren Wärmestrahl­ung (Infrarotstrahlung) und lässt die sichtbare kurzwelli­gere Strahlung pas­sieren. CO₂-Moleküle, die infrarote Sonnenstrahlung absorbieren, werden ener­getisch an­geregt, ihre kinetische Energie nimmt zu. Von dem Teil der Sonnenstrah­lung, der beim Einfall aus dem Weltall nicht ab­sorbiert wird, wird wiederum ein Teil von der Oberfläche der Erde zunächst absorbiert und dann als langwellige Infrarot­strahlung in die Atmosphäre zurück gestrahlt, um dort nunmehr von einigen Spuren­gasen teilweise absorbiert und etwa zur Hälfte zur Erde zurück gestrahlt zu werden. Für diesen Prozess hat sich – physikalisch nicht korrekt, denn in einem Treibhaus herrschen andere physikalische Gesetze als in der erdnahen Atmosphäre) – der Be­griff „Treibhauseffekt“ eingebürgert. 

—————-  Fußnote: Soweit meteorologische Sachverhalte und Vorgänge gemeint sind, die die gesamte Erde betreffen. sollte „Klima“ als Begriff  unbedingt vermieden werden. „Erd-Klima-Wandel“, „Klimawandel“, „Klimakrise“, „Klimakatastrophe“, „Klimaskeptiker, „Klimaleugner“ sind sinnlose Begriffe. Es gibt kein „Erd-Klima“. „Klima“ beinhaltet neben „Temperatur“ zusätzlich unter anderem „Niederschlag“ (nach Art und Menge im Jahresverlauf) sowie „Wind“ (nach Stärke/Geschwindigkeit und Richtung, im Jahresverlauf). Diese Größen sind sinnvoll nur in Verbindung mit geographischen Räumen, auf die sie sich beziehen. Auf der Erde gibt es Ge­biete, Regionen oder Zonen, die ein  „Klima“ haben und deren „Klima“ sich wandeln kann. Aber dieser Wan­del des Klimas einer bestimmten Region ist nicht gemeint, wenn von „Klimawandel“ oder „Klimakrise“ gespro­chen wird. Dabei geht es stets um „Wärme“oder „Erwär­mung“, und deren Folgen.   —————–

Wer das aus seiner Infrarotaktivität resultierende „Treibhauspotential“ des CO₂  grundsätzlich leugnet, mag  als „Leugner“ der anthropogenen globalen Erderwär­mung (AGW) bezeichnet werden. 

Alle Übrigen müssen so lange entweder als „Skeptiker“  oder aber als „Gläubige“ gel­ten, bis endlich der den Bedingungen wissenschaftlicher Beweispflicht genügende AGW-Beweis tatsächlich erbracht ist; oder bis das ganze Thema nach einem wissenschaftlich befriedigenden Gegenbeweis zu den Akten gelegt werden kann.

Ausmaß der Erwärmungswirkung des anthropogenen CO₂  in der Wetterwirklichkeit

Die qualitative Aussage: „Anthropogenes CO₂ hat einen Erwärmungseffekt“ ist in­haltsleer. Um sie mit Inhalt zu füllen, muss sie quantifiziert werden:

In welchem Ausmaß bewirkt CO₂ , das von  Menschen verursacht in die Atmosphäre gelangt, unter den höchst komplexen Bedingungen und Wechselwirkungen der Wet­ter-Wirklichkeit eine Erwärmung der bodennahen Luft? 

Das AGW muss quantifiziert werden. Einer bestimmten Menge von menschen-verur­sachtem CO₂ müssen die dieser Menge unter genau definierten Bedingungen (Erd­wärme, Gas-Mix der Erdatmosphäre etc.) zuzurechnenden Erwärmungsgrade zuge­ordnet werden. Nur wenn die Beziehung zwischen zusätzlichem anthropogenem CO₂ einerseits und globaler Erderwärmung andererseits quantifiziert ist, gibt es über­haupt eine rationale Grundlage für:

 „Anthropogene Erderwärmung“ oder

 „Erwärmungsbegrenzung durch CO₂-Emissionsbegrenzung“, 

Nur unter dieser Voraussetzung kann zum Beispiel das CO₂-Restbudget bestimmt, also die zentrale AGW-Frage beantwortet werden: 

Wie viel CO₂  darf die gesamte Menschheit weltweit noch emittieren, ohne dass die globale Erderwär­mung über die in Paris zugestandenen etwa 0,5 Grad Celsius ab 2016 hin­ausgehen wird ?

Einigkeit über dieses Restbudget setzt Einigkeit voraus – über die quantitative Verknüpfung zwischen künftigem an­thropogenem CO₂ (z. B. in Gigatonnen) und künf­tiger Erderwärmung (z. B. in Zehntel Grad Celsius). 

Im Umkehrschluss bedeutet Uneinigkeit über das Restbudget zwingend Uneinigkeit über AGW:

Je geringer das Restbudget angesetzt wird, desto größer ist der dem an­thropogenen CO₂ für die Zukunft zugemessene Erwärmungsbeitrag, und umgekehrt. 

Wie steht es  innerhalb der etablierten Klimaforschung um die Einigkeit über das der Menschheit noch verblei­bende CO₂-Restbudget ?

Die Antwort ist ernüchternd: Es herrscht enorme Uneinigkeit – und entsprechend herrscht Streit. 

Ein einziges Zitat aus einer Spiegel-Online-Analyse vom 05.10.2018 zum CO₂-Rest­budget reicht als Beleg: Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenfor­schung (PIK) beschreibt dort den globalen Dissens zur Bedeutung des anthropoge­nen CO₂ für die künftige globale Er­wärmung wie folgt:

„Es gibt große Unsicherheiten über das Budget. Je nach Rechenmodell und den ge­machten Annahmen liegt das Budget zum Erreichen der Pariser Klimaziele zwischen 150 und 1050 Gigatonnen.“ ( Holger Dambek: „CO2-Budget der Menschheit“, Spiegel-Online, 5. 10. 2018). 

Mit anderen Worten: 

Innerhalb der unter dem Dach des IPCC versammelten etablierten Klimaforschung variiert die dem anthropogenen CO₂ für die Zu­kunft zugeschriebene Erd-Erwär­mungswirkung um siebenhundert Prozent (Faktor sieben).

Um das Ausmaß der Uneinigkeit innerhalb der vorgeblich in überwältigender Mehr­heit völlig einigen Klimaforschung zu verdeutlichen, mag ein kleines Beispiel genü­gen: 

Der Bauherr eines neuen Hauses erhält von zwei anerkannten Heizungsinstallateu­ren je ein Angebot über die nach deren Berechnung für eine gute Beheizung erfor­derliche Installation von Heizkörpern gleichen Fabrikates. Als er die Gesamtzahl der vorgeschlagenen Heizrippen aufaddiert, liegt diese beim 1. Angebot bei 150 und beim 2. Angebot bei 1050, also dem Siebenfachen des 1. Angebotes.

Für das im IPCC maßgeblich vertretene PIK selber reklamiert Rahmstorf, ebenfalls  lt. Spiegel-Online, ein Restbud­get von 600 Gigatonnen. 

Einen Tag später, im „Spiegel“ vom 6. Oktober 2018, kündigt Prof. Jo­chem Ma­rotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteoro­logie in Hamburg und einer der Leitau­toren des Weltklimarats (IPCC) an, der Weltklimarat wer­de zur Erreichung des 1,5-Grad-Erwärmungszieles den Höchstwert für das C02-Restbudget gegenüber den bisherigen Vorgaben  auf etwa 1000 Gigatonnen mindes­tens verdoppeln. Dies bedeu­tet im Klartext, dass allein zwischen nur zwei maßgeblichen deutschen Klimafor­schern ein AGW-Dissens von 67 Prozent besteht: Das PIK veranschlagt den Erwär­mungsbeitrag des anthropogenen CO₂  1,67 mal so hoch wie das benachbarte MPI für Meteorologie in Hamburg.  

Derart können wir fortfahren, Dissens in der etablierten Klimaforschung aufzuzei­gen. In der anerkannten Fachliteratur findet man klimawissenschaft­lich begründete Fürsprache für fast jedes CO₂-Restbudget innerhalb der von Rahm­storf genannten Grenzen von 150 Gigatonnen und 1.050 Gigaton­nen, d. h. innerhalb einer Spannweite von 700 Prozent. (vgl.  Holger Dambek: „CO2-Budget der Menschheit“, Spiegel-Online, 5. 10. 2018). 

Richard Millar von der Oxford University hat  im Fachblatt „Nature Geoscience“ das Restbudget ab 2018 laut neuer Berechnungen von bisher 200 Giga­tonnen mal eben auf wei­tere 800 Gigatonnen vervierfacht, seine quantitative Einschätzung des an­thropogenen CO₂-Erwärmungsbeitrages demnach geviertelt.

Eine andere Forschergruppe dagegen plädiert im Fachblatt „Nature“ für ein verblei­bendes CO2-Budget von 600 Gigatonnen. Dieses gegenüber der Millar-Studie um 200 Giga­tonnen geringere CO₂-Restbudget soll die Erwärmung mit nur 50-prozen­tiger Wahrscheinlichkeit  auf 1,5 Grad begrenzen. Auch für Rest-Budgets weit über 1000 Gigatonnen gibt es klimawissenschaftlich an­erkannte Fürsprecher. 

Ebenso für die These, dass es überhaupt keines CO₂-Rest-Budgets bedarf, da der Zusammenhang zwischen tatsächlicher Erdwärme und anthropogenem CO₂ ver­nachlässigbar gering sei. Bereits 2012 schrieben M. Beenstock u. a. in ei­ner umfang­reichen und mehrfach geprüften Studie:

„Die Tatsache, dass seit der Mitte des 19. Jahrhunderts die Erdtemperatur in keinem Zusammenhang mit anthropogenen Einflüssen steht, verstößt nicht gegen die Gesetze der Thermodynamik, der Quantentheorie oder irgendeiner anderen physikalischen Theorie.“

Angesichts der Komplexität des Erdklimas und unseres unvollständigen Verständ­nisses des Klimaprozesses ist es schwierig, Kohlenstoff-Emissionen und anderen an­thropogenen Phänomenen die Hauptursache für die globale Erwärmung im 20. Jahr­hundert zu geben. Dies ist kein Urteil über Physik, sondern ein Urteil über die In­terpretation der vorliegenden Daten.

Wir haben gezeigt, dass anthropogene Erwärmungsbeschleuniger nicht polynomial kointegrieren mit der globalen Temperatur und der Sonneneinstrahlung.

Daher unterstützen die Daten für 1880-2007 nicht die These einer anthropogenen globalen Erwärmung in diesem Zeitraum.“ (zitiert nach: M. Beenstock et al.: Polynomial cointegration tests of anthropogenic impact on glo­bal warming , www.earth-syst-dynam.net/3/173/2012).

Wem diese Aussagen und erst recht die zugrunde liegende, mit Zahlen und Gleichun­gen über mehrere Druckseiten bestückte Arbeit zu mathematisch und zu komplex sind, muss zur Kenntnis neh­men, dass „Komplexität“ bis zur Unverständlichkeit Merk­mal aller ernsthaften Ar­beiten zur „Anthropogenen Globalen Erwärmung“ (AGW) ist; und auch sein muss, an­gesichts des überaus komplizierten Sachverhaltes, um den es geht: „Wetter und Klima welt­weit.“ 

Zusammenfassend ist zu sagen:

Die etablierte Klimaforschung ist in der AGW-Frage in höchstem Maße uneins. Wer „Klimaskeptiker“ oder gar „Klimaleugner“ sucht, braucht die etablierte Klimawissenschaft nicht zu verlas­sen. Die Positionen reichen von „kein Zusammenhang zwischen anthropogenem CO₂  und Erderwärmung“ bis zu „sehr enger und exakt quantifizierbarer Zusammenhang zwi­schen anthropogenem CO₂ und Erderwärmung“. 

Die Uneinigkeit resultiert aus Unterschieden in den wissenschaftlichen Arbeiten und Forschungsergebnissen zu erwärmungsrelevanten Fragen jenseits der allseits ak­zeptierten Eigenschaft des Spurengases Kohlenstoff-Dioxid (CO₂) als eines Infrarot aktiven Gases mit grundsätzlichem Erwärmungspotential.

Sie betreffen zum Bei­spiel: 

–  den Anteil des anthropogenen CO₂ am gesamten CO₂  – Gehalt der Atmosphäre

–  den Verbleib des anthropogenen CO₂ in der Atmosphäre nach Menge und Zeit

–  den Strahlungsaustausch der erdnahen Atmosphäre (IR-aktive Gase wie CO₂ und IR-erzeugende Wolken (Aerosole))

–  die Wechselwirkungen zwischen primärem anthropogenem CO₂-Erwärmungseffekt, Meeres-Temperatur, Verdunstung, Wolkenbildung und deren Beitrag zu Erwär­mung versus Abkühlung

–  die konzentrations- und temperaturabhängigen Veränderungen der Wechselwirkungen zwischen CO₂ und weiteren Treibhausgasen ( z. B. Wasserdampf, Methan)

–  die Bedeutung des LAMBERT-BEER’schen Gesetzes der logarithmisch abnehmenden Aufnahmefähigkeit der atmosphärischen Spurengase in den Strahlungsbanden. 

Diese Beispiele sind vorsichtige Hinweise auf die kaum zu überschätzenden Er­kenntnis-Schwierigkeiten, die dann auftreten, wenn man das „Labor der theoreti­schen Physik“ verlässt und sich in die weite Welt des weltweiten Wetters begibt. 

Nur wer diese Schwierigkeiten negiert oder nicht wenigstens ansatzweise in ihrer riesigen Dimen­sion erfasst, wird den „Mut“ oder die „Dummheit“ aufbringen, wissen­schaftliche Einigkeit und Übereinstim­mung auf dem nahezu unendlich komplexen Gebiet der Wetter- und in deren Gefolge der Klimaforschung zu unterstellen. 

So lange die Gebote der naturwissenschaftlichen Beweispflicht im Sinne eindeutig belegbarer und wiederholbarer Ergebnisse nicht erfüllt sind, ist es Aufgabe der Wis­senschaft zu fragen, zu zweifeln und auch zu streiten. 

Der wissenschaftliche Streit muss ohne wenn und aber bis zum eindeutigen Ende belegbarer und nachvollziehbarer Ergebnisse ausgetragen werden. Wissenschaftlicher Streit darf niemals dadurch umgangen werden, dass er, aus welchen Gründen auch immer, aus der Wissenschaft in die Politik  getragen und dort auf dem Wege der Ver­handlung durch „Kompromisse“ verkleistert wird, also willkürlich.

Diese Umgehung wurde im IPCC nach Struktur wie Verfahrensweise zum Prinzip er­hoben. Wissenschaftlichen Dissens durch politisch dramatisierte Kompromisse zu verkleistern hat sich dort als alltägliche Praxis und mit verheerenden Folgen einge­bürgert. Bereits 1999 gab Prof. Stephen Schneider, IPCC-Leit-Autor, die Aufgabe zur Dramatisierung vor:

„Deshalb müssen wir Schrecken einjagende Szenarien ankündigen, vereinfachende, dramatische Statements machen und irgendwelche Zweifel, die wir haben mögen, wenig erwähnen. Um Aufmerksamkeit zu erregen, brauchen wir dramatische State­ments und keine Zweifel am Gesagten. Jeder von uns Forschern muss entschei­den, wie weit er eher ehrlich oder eher effektiv sein will.“ (Bachmann, H.: Die Lüge von der Klima-Katastrophe, 4.Aufl., Frieling-Vlg. Berlin, 2008, S.9)

Aber der Kleister wird brüchig. Die innerwissenschaftliche Uneinigkeit und der Drang zu Drama und Katastrophe treten zutage. Angesprochen auf die politische Wirkung der bevorstehenden Verdoppelung des CO₂-Restbudgets – also der AGW-Halbierung – durch den IPCC-Leitautor Prof. Marotzke (MPI HH) im o. a. Spiegel-Interview:

„Einige von meinen Kollegen machen sich deshalb schon Sorgen, dass dies falsch ankommt. Wenn sich das herumspricht, so ihre Befürchtung, legen alle wieder die Hände in den Schoß.„ 

Mit anderen Worten:

Die klimawissenschaftliche Wahrheit steht beim IPCC stets in Konkurrenz zu politischer Opportunität und Dramatisierung. Ein Blick auf die nach ähnlichem Rezept – allerdings noch krankhaft gesteigert – agierende 16-jährige schwedische Klimaaktivistin Greta Thunberg zeigt, wie „weit“ man es inzwischen mit sach- und faktenferner Krisen- und Katastrophenpredigt in der ohnehin fast religiös aufgeheizten Klimadebatte bringen kann. 

Angesichts der riesigen energiepolitischen, wirtschaftlichen, verkehrspolitischen, gesellschafts- und sozialpolitischen sowie umweltpolitischen Dimension des Pro­jektes „Dekarbonisierung“ ist die Tatsache ein Skandal, dass bis heute jeder ernst­hafte Versuch fehlt, die AGW-These im Sinne einer umfassenden Klärung der Strahlungs- und Energie-Bilanz-Debatte experimentell zu überprüfen und abzusichern. 

Wie soll man verstehen, dass für experimentelle physikalische Grundlagenfor­schung, beispielsweise für den Bau und Betrieb von Teilchenbeschleunigern, Milliar­den aufgewendet werden, während die AGW-Debatte im Sumpf höchst spekulativer „Modell-Szenarien“ vermengt mit politischer Dramatisierung verkommt? Die Ant­wort kann auf jeden Fall nicht lauten, dass  AGW experimentell grundsätzlich nicht zu erforschen sei. (michael-schnell-experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes, https://www.youtube.com/watch?v=uyatWldokc4)

Prof. Marotzke kündigt in erfreulicher Offenheit und Klarheit an, der Weltklimarat werde zur Erreichung des 1,5-Grad-Erwärmungszieles den Höchstwert für das C02-Budget auf etwa tausend Gigatonnen mindestens verdoppeln. Plötzlich werden also fünfhundert Gigatonnen – fünfhundert Milliarden Tonnen CO_{2  –} als „nicht-erwärmungs-wirksam“ frei gegeben. Gleichzeitig wird in Deutschland auf das Härteste um die Abschaltung der letzten Kohlekraftwerke gerungen. Der jährliche CO₂-Ausstoß eines durchschnittlichen Kohle-Kraftwerkes beträgt etwa 20 Mio. Tonnen. Folglich könnten weltweit zusätzlich 2.500 (zweitausendfünfhundert) durchschnittliche Kohlekraftwerke etwa zehn Jahre lang im Vollast-Betrieb Kohle verbrennen, um das riesige CO₂-Budget zu verbrauchen, das so überraschend zusätzlich frei gegeben worden wird.

Diese Kehrtwendung des Weltklimarates in Sachen „Treibhauseffekt“ ist – auch nach Meinung von Prof. Marotzke – nahezu revolutionär :

„Das (Anm.: die Verdoppelung des Höchstwertes) ist eine wirklich spannende Frage, die in der Fachwelt seit etwa einem Jahr für helle Aufregung und heftige Diskussionen sorgt“.

Begründet wird die CO2-Kehrtwende des Weltklimarates mit Versagen der Klima­-Modelle :

„Unsere früheren Modelle sind an einer entscheidenden Stelle zu empfindlich. Die Simulationen geben zwar korrekt wieder, wie eine erhöhte C0₂-Konzentration in der Atmosphäre zu dem entsprechenden Temperaturanstieg führt. Das Problem ist nur: Weitere Emissionen führen zu einer geringeren C0₂-Konzentration in der Luft als vermutet. Offenbar verbleibt ein kleinerer Teil der Treibhausgase in der Atmosphäre, weil Wälder und Ozeane mehr davon schlucken als gedacht. Anders ausgedrückt: In den früheren Simulationen erzeugten die angenommenen Emissionen eine stärkere Erwärmung als in der Wirklichkeit.“

Auch die auf der Pariser-Klimakonferenz fast als „Rettung der Welt“ gefeierte Absenkung des Erwärmungszieles auf 1,5 Grad Celsius wird massiv herabgestuft:

SPIEGEL: „Warum wurde die Grenze von 2 Grad auf 1,5 Grad abgesenkt ?“

Marotzke: „Das kam auch für uns Klimaforscher überraschend. Vor allem die westpazifischen Inselstaaten bestanden bei den Pariser Verhandlungen auf 1,5 Grad, weil sie schon bei 2 Grad vom Anstieg des Meeresspiegels bedroht wären. In den meisten Weltregionen jedoch, insbesondere in Europa, erwarten wir keine großen Unterschiede zwischen einer 1,5-Grad-Welt und einer 2-Grad-Welt. Es ist sicher nicht so, daß bei 1,5 Grad alles in Ordnung wäre und bei 2 Grad alles katastrophal.“

SPIEGEL: „Gibt es Schwellenwerte, oberhalb derer irreversible Prozesse beginnen ?“

Marotzke: „Wir können das nicht ausschließen, aber die Belege für solche Kipp-Punkte sind bisher eher schwach. Am ehesten könnte eine Erwärmung von 2 Grad dazu führen, daß der grönländische Eispanzer abschmilzt, wodurch der Meeresspiegel langfristig um sieben Meter anstiege – das wäre eine höchst dramatische Veränderung. Aber selbst wenn es dazu käme, würde sich das Abtauen über 3000 Jahre hinziehen. Alle anderen angeblichen Kipp-Punkte wie das Versiegen des Golfstroms oder das Abschmelzen der Westantarktis sind auf absehbare Zeit unwahrscheinlich.“

Dank der offenen Worte von Prof. Marotzke wird in dem Interview neben der Fehler­-Anfälligkeit von Klimamodellen eine zweite, ebenfalls oft kritisierte Schwäche des Weltklimarates deutlich. Es handelt sich um die „Tendenz“ des Weltklimarates, wissenschaftliche Ergebnisse nach politischen Interessen und  politischen Opportunitäten zu manipulieren: 

SPIEGEL: „Politisch ist das (Anm.: die Verdoppelung des CO₂-Budgets) äußerst brisant.“

Marotzke: „In der Tat. Einige von meinen Kollegen machen sich deshalb schon Sorgen, daß dies falsch ankommt. Wenn sich das herumspricht, so ihre Befürchtung, legen alle wieder die Hände in den Schoß. Ich sehe aber auch das Umgekehrte:  Der unerwartete Zeitgewinn hilft uns gegen den weitverbreiteten Fatalismus, man könne nichts tun, weil sich der Klimawandel ohnehin nicht mehr aufhalten lasse.“

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[1]  „Galgenfrist verlängert“ ; Klima: Der Physiker Jochem Marotzke über die überraschende Entdeckung, daß die Menschheit mehr Zeit hat, die globale Erwärmung zu stoppen; DER SPIEGEL, 06.10.2018, S.111 ;

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Zunächst mal wollen wir den Anlass der Rede von Frau Dr. Weisgerber zeigen. Nämlich die Rede des umweltpolitischen Sprechers der AfD Fraktion, Herrn Karsten Hilse, sowie den Antrag, den er damit ins Plenum einbrachte.

Videoausschnitt der Rede von K. Hilse in dem er den Antrag der AfD Fraktion die deutschen „Klimaschutzbemühungen“ wegen erwiesener Nutz- und Wirkungslosigkeit einzustellen, begründet. Mit Dank an HSM2k2 für die Bereitstellung

Alle Reden in Wort und Schrift, den Antrag im vollen Wortlaut sowie die Reden als Videoaufzeichnung können hier, hier bzw. hier eingesehen werden.

Gemeinsam ist allen Debatten- Rednern, dass sie den AfD-Antrag weder – wenn überhaupt- gelesen, und wenn doch, nicht verstanden hatten, oder vorsätzlich dessen Inhalt gemäß ihrer Parteilinie und wahrheitswidrig umdeuteten! Das ist ein starkes Stück aber wohl normales Verhalten der Alt-Parteien im Deutschen Bundestag.

Was steht im AFD Antrag

Zum besseren Verständnis wollen wir hier den Inhalt des Antrages – der für Anträge von Fraktionen ungewöhnlich detailliert begründet wurde- kurz umreißen. Er zeigt auf,

• ..dass die Bemühungen der Bundesregierung die deutschen CO2 Emissionen zu senken, seit 2008 – also seit 10 Jahren- keine merkbaren Ergebnisse erbrachten, also rundherum gescheitert sind.
• …dass auch dann, wenn diese Bemühungen erfolgreich sein und bis zum bitteren Ende fortgesetzt würden, die dann verschwundenen deutschen Anteile an der Anreicherung des CO2 in der Atmosphäre und – vorausgesetzt dass die Treibhaus-Hypothese a la IPCC stimmt- diese nur eine Minderung des Anstiegs der ebenso hypothetischen globalen Mitteltemperatur um 0,000653 bewirken würde.
• …dass auch die geplanten Absenkungen sowohl des Primär- als auch des Energieverbrauches uneinholbar weit unter den klar formulierten Zielen bis 2020 liegen, und damit auch die Ziele für 2030 ff. uneinholbar weit entfernt liegen. Versehen mit dem Hinweis darauf, dass die ebenfalls geplante Umstellung des Individualverkehrs auf E-Mobilität sie noch weiter ins Land Absurdistan verschöbe.
• …dass auch die klar formulierten Zwischenziele des „Klimaschutzplanes 2050“ und seiner jeweiligen Unterplänen im Bereich des Anteiles der „Erneuerbaren“am Endenergieverbrauch bis 2020 weit verfehlt würden.
• … dass dies alles auch der Bundesregierung bekannt ist, oder sein müsste , was sie trotz totaler Zielverfehlung, also völligen Versagens , nicht davon abhält z.B. allein im Ausland für diese in jeder Hinsicht unsinnigen Maßnahmen allein im jahr 2016 8,4 Mrd. € zu verschleudern.
• ..dass, wenn man die inzwischen relativ sichere Größe des ECS-Wertes von 1 K oder kleiner, zugrunde läge, dann jedes Klimaproblem zum Nicht-Problem wird
• ..dass, weil niemand ausschließen kann, auch die AfD nicht, dass es in Zukunft zu beschwerlichen, vielleicht gefährlichen Klimaänderungen aus natürlichen Ursachen kommen könne, es sinnvoll wäre 10 % der Mittel die heute für den „Klimaschutz“ aufgewendet würden, als Vorsorge in einen Zukunftsfonds einzuzahlen seien.

.. um dann die für alle Menschen, welche ihre fünf Sinne beieinander haben, einzig sinnvolle Schlussfolgerung zu ziehen, diesen verschwenderischen Unsinn einzustellen.

All dies wird bereits auf den Seiten 2 und 3 der Begründung vorgetragen. Und keiner der Debattenredner sah sich in der Lage diese Angaben anzuzweifeln.  Doch jeder verstand sie miss und fabulierte sich eigene Ergebnisse zusammen, die häufig überhaupt  nichts mit dem im Antrag erwähnten zu tun hatten.

Der Antrag enthielt auch kein einziges Wort, und auch keinerlei Hinweis darauf, dass die AfD den Klimawandel als solchen negiert.

In den Punkten 3 und 4, wurde hingegen korrekt darauf hingewiesen, dass es für die Wirkung des CO2 auf das Klima keinerlei Belege gibt, und ferner dass die ebenfalls hypothetische „Wohlfühltemperatur“ von 15 °C niemals in den letzten 150 Jahren überschritten wurde. Auch deswegen gäbe es also keinerlei Handlungsbedarf.

In der dann folgenden „Detaillierten Begründung“ wird das oben gesagte ausführlich mit klaren Quellenangaben wiederholt und zusätzlich die vermutete Wirkung des CO2 über den sog. Treibhauseffekt auf die globale Mitteltemperatur erläutert. Korrekt erwähnt wird, dass es sich dabei um die unbewiesene Hypothese handelt, wie sie von den Wissenschaftlern des IPCC – fälschlich zum Welt-Klimarat veredelt- vertreten wird. Quellenangaben dazu wären an dieser Stelle überflüssig, weil die inzwischen in jedem Schulbuch sinngemäß so stehen.

Nun zu Frau Dr. Weisgerber

Wer ist Frau Dr. Anja Weisgerber?

Bei Wikipedia finden wir:

Nach dem Abitur am Alexander-von-Humboldt-Gymnasium Schweinfurt im Jahr 1995 studierte Anja Weisgerber 1995 bis 2000 Rechtswissenschaft an der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg und der Universität Lausanne und schloss das Studium mit dem ersten Staatsexamen ab. 2003 legte sie das zweite Staatsexamen ab und promovierte zum Thema „Parlamentarische Untersuchungsausschüsse“.

2003 arbeitete Anja Weisgerber bei der Price Waterhouse Coopers Veltins Rechtsanwaltsgesellschaft mbH in München und seit 2004 ist sie Rechtsanwältin.

Anja Weisgerber ist evangelisch und mit dem Physikprofessor Carsten Deibel verheiratet. 2011 kam ihre Tochter zur Welt;^[1] 2013 wurde ihr Sohn geboren.^[2] Anja Weisgerber ist ehemalige bayerische Meisterin im Tennis.

Und auf der offiziellen Webseitedes Deutschen Bundestages wird ergänzt:

Mitgliedschaften und Ämter im Bundestag

Bereich „Mitgliedschaften und Ämter im Bundestag“ ein-/ausklappen

Obfrau

• Ausschuss für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

Ordentliches Mitglied

• Ausschuss für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit
• Unterausschuss Europarecht
• Ausschuss für Bau, Wohnen, Stadtentwicklung und Kommunen

Stellvertretendes Mitglied

• Ausschuss für Recht und Verbraucherschutz

Die Weisgerber Rede

Ihre Rede finden sehen Sie hier als Video und hier als Mitschrift. Daraus  sind einige Lowlights entnommen.

Videoausschnitt der Rede von Frau Dr. Anja Weisgerber CSU zum Antrag der AfD Fraktion die deutschen „Klimaschutzbemühungen“ wegen erwiesener Nutz- und Wirkungslosigkeit einzustellen. Mit Dank an FMD-TV Channel für die Bereitstellung.

Sie behauptet schon ganz am Anfang (Unterstreichung von mir)

Sehr geehrter Herr Präsident! Werte Kolleginnen und Kollegen! Die AfD-Fraktion fordert in ihrem Antrag die Abkehr von allen Gesetzen und Verordnungen in der Klimapolitik, die Aufgabe aller Klimaziele, die Beendigung aller nationalen und internationalen Verpflichtungen und die Entlassung aller Klimamanager und Mitarbeiter in ganz Deutschland, die sich mit diesem Thema befassen – „sozialverträglich“, schreiben Sie in Ihrem Antrag –, (Heiterkeit bei Abgeordneten der LINKEN) und das mit der Begründung, CO2 ist das „Gas des Lebens“.

Während die Auflistung der Forderungen korrekt ist, hat die AfD sie niemals mit der Feststellung begründet ..weil CO2 das Gas des Lebens sei“!

Das ist also glatt gelogen.

Dann behauptet die promovierte Juristin Weisgerber locker flockig aber wahrheitswidrig weiter..

Mei­ne  Da­men und  Her­ren,  so  gut wie  alle  Wis­sen­schaft­ler welt­weit sa­gen, dass Kli­ma­ga­se wie CO2 den Kli­ma­wan­del be­för­dern und die­ser auch men­schen­ge­macht ist. Sie sind die ein­zige  Par­tei  im  Bun­des­tag,  die  den Kli­ma­wan­del  kom­plett  ver­leugnet.

Offensichtlich ist der Dame nicht klar worüber sie redet, sonst würde sie solch leicht zu widerlegenden Unsinn nicht öffentlich behaupten. Sie sollte wissen, dass sich .. so gut wie alle„…Wis­sen­schaft­ler weltweit.. mit völlig anderen Themen beschäftigen, als mit dem Klimawandel. Und nur ein zwar unbekannter, aber sicher kleiner Bruchteil der „…Wis­sen­schaft­ler weltweit..“ forschen überhaupt zum Klimawandel.

Und von denen gibt es viele, welche die Hypothese vom menschgemachten Klimawandel unterstützen und vielleicht mindestens ebenso viele, auch wenn sie öffentlich kaum zu Wort kommen, die das nicht tun. Denn allein in den ersten Monaten 2017 kamen knapp 500 zu den tausendenvon  Publikationen, die anderer Meinung sind als Frau Dr. Weißgerber ihren Autoren unterstellt, hinzu. Inzwischen dürften es weit mehr sein. Und nirgends steht im AfD Antrag, dass sie „..den Kli­ma­wan­del  kom­plett ver­leugnete“. Im Gegenteil; sie akzeptiert ihn als naturgegeben und fordert deswegen die Einrichtung eine Fonds für spätere Generationen um sie in die Lage zu versetzen dessen ggf. negative Folgen zu bewältigen. Erneut lügt also Frau Weißgerber, oder – wahrscheinlicher- sie weiß nicht, wovon sie redet.

Dann lässt sich Frau Weisgerber – nach eigenem Bekunden hätte sie sich intensiv damit auseinandergesetzt- des längeren über die unbestrittene Düngewirkung des CO2 aus, bestätigt sie erst, dann widerspricht sie ihr, aber nur ein bisschen im nächsten Satz, und lässt sich dann lang und breit über den Treibhauseffekt und seine Wirkung aus. Ohne dabei zu merken, dass die AfD in ihrem Antrag ja rein formal so getan hat, als würde der, wie vom IPCC bzw. seinen Mannen postuliert, funktionieren, um dann die trotzdem extrem geringe Wirkung der (nicht erfolgten aber)  geplanten deutschen Dekarbonisierung numerisch abzuleiten.

Das ist ihr völlig entgangen!

Stattdessen zählt sie die sattsam bekannten potentiellen zukünftigen Klimafolgeschäden auf, von denen dummerweise -trotz 30 Jahren Klimaalarm- bisher keiner eingetreten ist.

Und die Klima-Zukunft kennen auch nur Klimamodelle. Modelle von denen keines auch nur die Klimavergangenheit nachbilden konnte.

Aber das weiß die promovierte Juristin und umweltpolitische Sprecherin ihrer Fraktion nicht, obwohl sie es wissen müsste.

Es macht ihr dann auch nichts aus Unwetterschäden, die jüngst in ihrem Heimatort auftraten, ungeniert dem „Klimawandel“ anzulasten.

Dabei Sie sagte wirklich und wahrhaftig:

Man muss auch gar nicht in die Ferne schauen: In meinem Heimatort hat es vor wenigen Wochen ein so starkes Unwetter gegeben, dass es allein in einem kleinen Ortsteil 200 Feuerwehreinsätze gegeben hat, weil die Keller vollgelaufen sind, teilweise auch die Erdgeschosse.

Na so was! Sogar in die Erdgeschosse! Das kann nur ein echter Klimawandel bewirken!

Anschließend schränkt sie das zuvor gesagte zwar noch ein wenig ein, weiß aber immer noch nicht wo die Glocken hängen, die sie hört, denn sie sagt weiter:

Man kann Wet­ter und Kli­ma nicht kom­plett gleich­set­zen, das stimmt. Aber die Ex­per­ten sa­gen, dass die Zahl  der Ext­rem­wet­te­re­reig­nis­se in  den  letz­ten Jah­ren  stark  zu­ge­nom­men hat.

(Jür­gen Braun [AfD]: Wel­che Ex­per­ten?)

Das ist ein­fach Fakt, mei­ne Da­men und Her­ren.

Selbst das IPCC [1], wie auch der deutsche Wetterdienst – zumindest in seinen Daten- sagen zwar das komplette Gegenteil, aber glauben heißt eben: nicht wissen. Und eines hat sie immer noch nicht begriffen, nämlich dass man Wetter und Klima überhaupt nicht gleichsetzen darf, auch nicht ein wenig. Obwohl das eine aus dem anderen folgt. Es sind und bleiben zwei paar Schuhe. Ebenso wie man Wasser und Dampf nicht gleichsetzen darf, obwohl Wasser zu Dampf werden kann. Macht man es trotzdem zeigt man nur, dass man nicht weiß wovon man redet.

Und so bekennt sich Frau Weisgerber dann lieber zur Glaubenslehre der Kirche von der globalen Erwärmung – trotz der auch von ihr unbestrittenen Nichterreichung aller Ziele und der vollkommene Nutzlosigkeit des deutschen Einparpotentials: 

Wir be­ken­nen uns wei­ter­hin zu un­se­ren Kli­ma­zie­len –  na­ti­o­nal,  eu­ro­pä­isch und  in­ter­na­ti­o­nal.  Wir  sa­gen,  dass wir die Kli­ma­schutz­lü­cke so weit wie mög­lich schlie­ßen  wol­len und  dass  wir das  Kli­ma­ziel  2030 in  je­dem  Fall er­rei­chen wol­len, mei­ne Da­men und Her­ren. Des­halb ist  es wich­tig, dass wir schon heu­te den rich­ti­gen Weg einschla­gen.

Wer glaubt denen noch?

Wer wählt die noch?

[1]Im letzten IPCC Bericht (AR5), im Kapitel 2.6 wurden die Extremwetterdaten seit 1950 ausgewertet. Man findet in diesen Daten nichts außergewöhnliches. Weder eine zunehmende Häufigkeit noch zunehmende Stärken von Hurrikanen, Hagel, Stürmen, Starkregen oder Dürren. Auch Überschwemmungen waren früher stärker, alle historischen Flusspegel Europas, die im Internet dokumentiert sind, zeigen dies.

Wird fortgesetzt!

Einführung

(an english version is provided hereEN – Experimental verification of the greenhouse effect)

Die ersten Erklärungsversuche des CO2-Treibhauseffektes wurden von der IR-Absorptions-Spektroskopie abgeleitet. Bei dieser Messmethode wird ein IR-Lichtstrahl aus einer Strahlungsquelle hoher Energiedichte durch eine mit CO2 gefüllte Küvette geleitet, wobei eine Schwächung seiner Intensität festgestellt wird. Dabei führt die von CO2 absorbierte Energie zu einer leichten Erwärmung der Küvette. Überträgt man diese Messmethode auf die Erde, ist die Erdoberfläche die Strahlungsquelle und die Atmosphäre ist die Küvette mit einem gewissen CO2-Gehalt.
In der Klimaforschung ist es üblich, die Atmosphäre als Ganzes zu betrachten und mit einem Emissions-Spektrometer von einem Satelliten (Upwelling Radiance, TOA = top of the atmosphere) die atmosphärische IR-Ausstrahlung zu messen. Bei der Interpretation dieser Spektren darf jedoch nicht übersehen werden, dass rund 60 % der Erdoberfläche von Wolken oder Dunst bedeckt sind und sie die größten Unsicherheiten bei der Klimamodellierung verursachen (1).

Wolken behindern die IR-Ausstrahlung der Erde durch Reflektion, Streuung, Absorption und Re-Emission. Zusätzlich können Energieströme durch Phasenübergänge (latente Wärme), Turbulenzen, Luftströmungen, Fall- und Aufwinde beeinflusst werden. Eine Laborapparatur wird all diese Einflussgrößen nicht simulieren können, sollte aber zumindest zwei Flächen mit verschiedenen Temperaturen, für die Erdoberfläche und für eine Wolkenschicht, enthalten. Einfache Vorrichtungen, die wie ein Gewächshaus von außen bestrahlt wurden, werden dieser Anforderung nicht gerecht. Transparente aber geschlossene Räume erwärmen sich bei Sonnenbestrahlung, weil sie hauptsächlich das Entweichen der erwärmten Innenluft verhindern (2), (3).
Eine Wolkenschicht ist in der Regel kälter als die Erdoberfläche und kann deswegen Energie von der Erde durch IR-Strahlung, Wärmeleitung, Konvektion und Evapotranspiration empfangen. Das neue Konzept zur Verifikation des Treibhauseffektes orientiert sich an der Energieübertragung, die durch IR-Strahlung erfolgt. Die Versuchsapparatur enthält als IR-Sender eine warme und als IR-Empfänger eine kalte Fläche mit den gleichen Temperaturen, die auch typisch für Erde und Wolken sind. In dieser ersten Mitteilung wird nur die IR-Strahlung von der kalten zu der warmen Fläche untersucht. Da diese Strahlungsrichtung dem vorherrschenden Energietransport von warm nach kalt widerspricht, wird sie auch als Gegenstrahlung bezeichnet. Die warme Fläche, Erd-Platte genannt, wird von dieser IR-Bestrahlung (Gegenstrahlung) beeinflusst und steht im Mittelpunkt der Untersuchung. Die Apparatur simuliert eine Erdoberfläche unter Wolken und kann somit als ein Modell der erdnahen Atmosphäre betrachtet werden. Wird die Röhre mit IR-aktiven Gasen gefüllt, kann ein möglicher Treibhauseffekt dieser Gase unter naturnahen Bedingungen untersucht werden.

Eine völlig andere Methode zum experimentellen Nachweis des Treibhauseffektes geht vom Aufbau eines IR-Spektrometers aus (4). Schon der Titel „Absorption thermischer Strahlung durch atmosphärische Gase“ verrät, dass hier nicht die IR-Strahlung, sondern nur die Absorption der Treibhausgase studiert wird, die durch eine Erwärmung charakterisiert ist. Diese bei vielen Experimenten beobachtete Erwärmung CO2-haltiger Luft war ursprünglich eine „einfache“ Erklärung für die relativ hohen Erd-Temperaturen. Das hat sich allerdings weitgehend gewandelt. Die Erkenntnis, dass der größte Teil der IR-Ausstrahlung in das Weltall nicht von der Erdoberfläche, sondern von der Atmosphäre ausgeht, führte zu einem neuen Verständnis der Wärmeströme. Heutige Klimamodelle gehen von einer IR-Ausstrahlung von 240 W/m² am Oberrand der Atmosphäre (TOA) aus (5). Nach dem IPCC hat CO2 diese Strahlungsbilanz beeinflusst, was als Strahlungsantrieb, eine von außen wirkende Kraft (radiative forcing, RF), bezeichnet wurde. Die Veränderung dieses Strahlungsantriebs dF wurde durch ein logarithmisches Verhältnis der CO2-Konzentration C (in ppm) zu einer vorindustriellen Konzentration C₀ von 280 ppm beschrieben.

Gleichung 1: CO2-Strahlungsantrieb: dF = 5,35 ∙ ln(C/C₀) W/m²

Nach der differentiellen Form des Stefan-Boltzmann Gesetzes (dT = dS/S/4 ∙ T) errechnet sich eine Temperaturerhöhung von 1,11 K pro CO2-Verdoppelung (IPCC-Basiswert = CO2-Klimasensitivität), allerdings ohne Berücksichtigung von Wolken, Wasserdampf und Rückkopplungen (6).

Gleichung 2: CO2-Klimasensitivität: dT = 5,35 ∙ ln(2)/240/4 ∙ 288 = 1 ,11 K

NASA-Satelliten messen oberhalb der Atmosphäre (TOA) neben der IR-Strahlung von 240 W/m² eine Sonnenreflektion von 101 W/m² (= 30 % der 341 W/m² Sonneneinstrahlung, Albedo=0,3). Diese Werte führten zu der These, dass eine Erde ohne Atmosphäre eine Temperatur von – 18 °C hätte (Abbildung 1, A) und angeblich durch Treibhausgase um 33 K auf eine Temperatur von + 15 °C erwärmt wird¹.

Eine Rechnung mit einem Schönheitsfehler, die „nackte“ Erdoberfläche hat nur eine Albedo von 0,15 = 51 W/m² (7), (8), (9). Die 30%ige Reflektion (sphärische Albedo, gemessen vom Satelliten) wird nur zusammen mit den Wolken erreicht. Die Bezeichnung „Erde ohne Atmosphäre“ erweist sich als falsch und müsste korrekt „Erde mit Wolken“ heißen. Mit Hilfe der Wolken konnte man die Erd-Albedo (Erdkühlung) von 51 auf 101 W/m² verdoppeln, wodurch der Erd-Input auf 240 W/m² reduziert wurde und – 18 °C nach Fußnote 1 erhalten wird. Wenn man schon die „kalte“ Seite der Wolken in die Strahlungsrechnung mit aufnimmt, sollte man aber auch ihre IR-Emissionen, ihre erwärmende Seite, berücksichtigen. Ein Gedankenexperiment (Abbildung 1, B + C) zeigt, die Fragwürdigkeit eine „Erde mit Wolken, Albedo = 0,3“ berechnen zu wollen. Folgt man nur der Logik eines reinen Strahlungsaustausches nach Abbildung 1 B, so hätte eine Erde, die vollständig von Wolken bedeckt ist eine Temperatur von 30 °C (vorausgesetzt man billigt einer Wolkenschicht von -18 °C eine IR-Strahlung von 240 W/m² zu, die sie in alle Richtungen gleichmäßig aussendet). Diese Rechnung ist unrealistisch, da sie als reine Strahlungsrechnung die Energieströme ignoriert, die zur Bildung von Wolken aber dazugehören. Ein realistischer Wert für eine „Erde mit Wolken“ wäre + 8 °C, wenn Wasserverdunstung und Wolkenbedeckungsgrad berücksichtigt werden²!
Die Strahlungsrechnungen offenbaren aber auch eine Überraschung! Wolken haben ein ähnliches Strahlungsverhalten wie Treibhausgase (9)! Sie lassen rund 85 % des Sonnenlichtes passieren (15 % werden reflektiert, Wolkenalbedo = 0,15; Absorption soll vernachlässigt werden, rote Pfeile), aber nicht das IR-Licht, das sie viel stärker absorbieren, streuen und emittieren (blaue Pfeile). Wolken und IR-Gase sind gemeinsame Komponenten des Treibhauseffektes mit vergleichbaren aber auch unterschiedlichen Eigenschaften. IR-Gase absorbieren nur bestimmte Wellenlängen des IR-Lichtes, dafür sind sie aber gleichmäßiger in der Atmosphäre verteilt. Wolken, die nur einen Teil der Erde bedecken, können jedoch als Schwarz-Strahler alle Wellenlängen des IR-Lichtes absorbieren. Im Unterschied zu IR-Gasen bewirken sie durch eine Reflektion der Sonnenstrahlen aber auch eine Kühlung der Erde, was ihre Beurteilung so schwierig macht.
Das Gedankenexperiment zeigt, dass für eine „Erde mit Wolken “ (Abbildung 1, B + C) verschiedene, aber vor allem sehr hohe Temperaturwerte erhalten werden. Die Rechnung nach Abbildung 1, A ist eine bewusste Täuschung der Öffentlichkeit mit der Absicht, den Treibhausgasen eine möglichst große Wirkung von 33 K zuzuschreiben.
Dabei wäre eine ehrliche, eindeutige Rechnung mit der „nackten Erde“ durchaus möglich gewesen, denn ihre Albedo = 0,15 (51 W/m²) ist bekannt (9) und hätte einen Temperaturbereich von – 3 °C (ε = 0,96) bis – 6 °C ergeben (ε = 1, Abbildung 1, D). Die tatsächliche, rund 20 K höhere Erd-Temperatur von + 15 °C ist die Folge verschiedener Einflussgrößen eines Wasserplaneten mit seinen Wolken, Treibhausgasen, seiner Wasserverdunstung und Strömungen der Atmosphäre. Der Beitrag der Treibhausgase an dieser Temperaturerhöhung ist noch zu bestimmen, ist aber auf jeden Fall deutlich kleiner als 20 K³.

Üblicherweise wird der CO2-Anstieg als Ursache und nicht als Folge einer Erderwärmung erklärt. Wird das aber in Fragegestellt, ergeben sich andere Interpretationen. So wurden auch Wolkenveränderungen durch kosmische Ereignisse als primäre Ursache von Temperaturschwankungen angenommen (10). Ebenfalls könnte auch ein geringerer, vom Menschen verursachter Wolkenbedeckungsgrad (Feinstaubminderung durch Rauchgasfilter) eine Erwärmung ausgelöst haben (11). In diesen Fällen wäre die CO2-Zunahme seit 1750 auch als Folge dieser Erderwärmung zu erklären.

Beschreibung des Versuchsaufbaus

Die verwendete Apparatur besteht aus einer senkrecht stehenden Aluminiumröhre mit einem Volumen von 107 Litern und zwei domartigen Enden (Abbildung 2). In ihr befinden sich zwei 1,11 m entfernte Platten unterschiedlicher Temperatur. Die obere Platte (Erd-Platte) ist sowohl IR-Sender als auch Empfänger einer IR-Bestrahlung (Gegenstrahlung) und wird durch eine elektrische Heizfolie auf konstante 16,1 °C geregelt. Während eines Versuches wird die elektrische Leistung aufgezeichnet, die für eine konstante Temperatur der Erd-Platte benötigt wird.
Die untere Platte (Aerosol-Platte) kann durch eine integrierte Kühlschlange und ein externes Kälteaggregat bis -20 °C gekühlt werden. Diese Platte ist der Empfänger der IR-Ausstrahlung am Ende der Röhre und simuliert gleichzeitig die IR-Strahlung von Wolken/Aerosolen. Auf ihr befinden sich 5 Peltier-Elemente, die die IR-Ausstrahlung registrieren. Beide Platten besitzen einen Temperatursensor, dessen Werte über einen A/D-Wandler an einen Computer weitergeleitet werden.
Die warme und die kalte Fläche befinden sich in einer Aluminiumröhre, deren Wand zu einer dritten, unerwünschten Strahlungsfläche wird. Die Atmosphäre hat für diese Fläche keine Entsprechung. Dadurch entstand zunächst die Aufgabe, den Einfluss dieser Wand, ihre Wechselwirkung mit den anderen Strahlungsflächen zu verstehen, bevor mit den Messungen der IR-Gas-Strahlungen begonnen werden konnte. Aus Sicht der Erd-Platte ist die Wand der Aluminiumröhre ein Vordergrund-Strahler und die kalte Aerosol-Platte ist eine Wolkenschicht, die eine Hintergrund-Strahlung erzeugt.
Die Wand der Röhre und des oberen Doms ist mit Schläuchen umwickelt, die von zwei unabhängigen Thermostaten mit konstanter Wassertemperatur versorgt werden. Die Erd-Platte befindet sich dadurch in einer Wärmezone ähnlicher Temperaturen, die den körperlichen Wärmefluss von der Erd-Platte zu ihrer Umgebung minimiert. Die Temperatur des Innenraumes der Röhre wird alle 25 cm, beginnend mit Tp₁ im oberen Dom, mit vier digitalen Einstichthermometern (Tp₁ -Tp₄) gemessen und wird manuell protokolliert. In diesem Bereich bildet sich von oben nach unten ein negativer Temperaturgradient von ca. 1 °C. Dadurch wird eine Thermik (Konvektion) der Innenluft in der senkrechtstehenden Apparatur verhindert.

Das Strahlungsverhalten aller beteiligten Flächen

Der Innenraum der Versuchsapparatur enthält drei Flächen, Erd-Platte, Seitenwand und Aerosol-Platte, die IR-Strahlen aussenden können. Grundsätzlich gilt, dass jeder Punkt dieser Flächen IR-Strahlung in einem Raumwinkel von 0 – 180° aussendet¹. Alle drei Flächen tauschen untereinander IR-Strahlen (Photonen) aus, wodurch Energie übertragen wird.
Abbildung 4 zeigt die Bestrahlung der Erd-Platte durch die Aerosol-Platte, wobei Erd-Platte und Wand immer die gleiche Temperatur haben. Die Aerosol-Platte ist ein Hintergrund-Strahler mit der IR-Ausstrahlung M_H. Seine Photonen können die Erd-Platte auf direktem Wege oder durch (mehrfache) Reflektion an den verspiegelten Wandflächen erreichen. Ein Teil der HG-Strahlung M_H wird jedoch von der Wand absorbiert (Strichlinie) und erreicht nicht die Erd-Platte. Die Aerosol-Platte trägt nur mit einem Teil ihrer Ausstrahlung M_H zur Bestrahlung der Erd-Platte bei. Dieser Anteil wird effektive Hintergrund-Strahlung E_H genannt.
In Abbildung 4 A ist die Aerosol-Platte (blau) kälter als die Wand (Tp_H < Tp_V). Die IR-Strahlung der Wand E_V (roter Pfeil) ist größer als die absorbierte Energie von der Aerosol-Platte (blauer Strichpfeil). Die Wand ist hier ein Vordergrund-Strahler (Buchstabe „V“) und muss zusätzlich von außen geheizt werden (Wandheizung Q_V, Energie für den Vordergrund), um den Energieverlust auszugleichen².
In Abbildung 4 B haben alle drei Flächen die gleiche Temperatur. Es gilt das Kirchhoffsche Gesetzt, wonach die absorbierte Strahlung der Aerosol-Platte (rot) und die emittierte Strahlung der Wand E_V gleich groß sind. Die Bestrahlung der Erd-Platte durch die Aerosol-Platte wird de facto nicht behindert (adiabatischer Strahlungstransport). Die Wand benötigt keine Energiezufuhr, sie ist energetisch neutral.

Es soll die Energiebilanz der Erd-Platte ermittelt werden. Jeder feste (und flüssige) Körper mit einer Temperatur > 0 K sendet IR-Strahlen aus, die sich nach Stefan-Boltzmann berechnen lassen. Die IR-Ausstrahlung der Erd-Platte M_E ist mit einem Energieverlust verbunden. Für eine konstante Temperatur muss der Erd-Platte die gleiche Energiemenge wieder zugeführt werden, die sie durch ihre IR-Emission verloren hat. Die Energiezufuhr erfolgt durch IR-Bestrahlung E_G („G“ = Gegenstrahlung = Summe der IR-Strahlungen von Wand E_V(Wand) und Aerosol-Platte E_H) und Heizung der Erd-Platte Q_E (Gleichung 3).

Gleichung 3: Energiebilanz der Erd-Platte: M_E = E_G + Q_E; E_G = E_V(Wand) + E_H ; M_E = E_V(Wand) + E_H + Q_E

Die effektive Hintergrundstrahlung der Aerosol-Platte E_H

Die Bestrahlung der Erd-Platte durch die Aerosol-Platte soll durch ein Abkühlungs-Experiment (Response-Versuch) untersucht werden.
Versuchsbeschreibung: Die Temperaturen der beiden Thermostate und des Kühlaggregates für die Aerosol-Platte wurden auf 16 °C eingestellt. Die Erd-Platte zeigte dabei eine Temperatur (Tp_E) von 16,09 °C an. Die elektrische Heizung Q_E (Indikator der Gegenstrahlung) und die elektrische Spannung der Peltier-Elemente U_H (Indikator der Ausstrahlung der Röhre) waren nahezu Null. Danach wurde die Temperatur des Kühlaggregates in fünf Schritten auf -24 °C gesenkt, wodurch sich die Temperatur der Aerosol-Platte Tp_H auf -19,58 °C verringerte. Die Heizung der Erd-Platte Q_E musste kontinuierlich erhöht werden, um eine konstante Temperatur der Erd-Platte Tp_E sicherzustellen (Tabelle 1).

Tabelle 1: Response-Versuch (Nr. 145) ohne IR-Gase

Tp_E, Tp_H = Temperaturen der Erd-, Aerosol-Platte und der Wandthermometer Tp₁ bis Tp₄
Q_E = Heizung der Erd-Platte, U_H = Spannung, die von den Peltier-Elemente auf der Aerosol-Platte erzeugt wird

Auswertung (Abbildung 5): Die Temperatur der Aerosol-Platte wird als X-Achse in der Form von T⁴/10⁸ aufgetragen⁶. Die theoretische IR-Ausstrahlung der Aerosol-Platte M_H (schwarze Linie) wird nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz (ε = 1) berechnet. Beim Abkühlen der Aerosol-Platte von Tp_H = + 16 auf -20 °C wurde die elektrische Heizung Q_E(T_H) fünfmal erhöht (rote Linie). Sollte die Aerosol-Platte weiter abgekühlt werden (rote Strichlinie), ließe sich aus der Trendlinie Q_E = -4,2319 ∙ T_H + 294,87 die hierzu nötige Heizung der Erd-Platte Q_E berechnen. Bei T_H = 0 K (absoluter Nullpunkt) müsste die Heizung Q_E demnach 295 W/m² betragen. Da bei dieser Temperatur die Aerosol-Platte keine IR-Strahlung erzeugt, lässt sich nun Gleichung 3 in Gleichung 4 überführen und die Vordergrund-Strahlung der Wand E_V zu 102,0 W/m² (grüne Linie) berechnen. Dabei wurde eine IR-Ausstrahlung der Erd-Platte M_E nach Stefan-Boltzmann zu 397 W/m² zugrunde gelegt.

Gleichung 4: Strahlung der Wand E_V (T_H = 0 K): M_E = E_V + Q_E(T_H=0)

E_V = M_E – Q_E(T_H=0)

E_V = 396,87 – 294,87 = 102,0 W/m²

Die effektive HG-Strahlung der Aerosol-Platte E_H(T_H) (blaue Linie) wird nach Gleichung 5 aus dem Anstieg der Trendlinie dQ_E/dT_H berechnet.

Gleichung 5: Effektive HG-Strahlung E_H(T_H): M_E = E_H(T_H) + E_V + Q_E(T_H)

E_H(T_H) = M_E – E_V – Q_E(T_H)

E_H(T_H) = dQ_E /dT_H ∙ T_H

Von der theoretischen Ausstrahlung der Aerosol-Platte M_H erhält die Erd-Platte nur einen gewissen Anteil E_H (die effektive HG-Strahlung), da ein Teil der Photonen von der Wand absorbiert wird (schwarze vs. blaue Linie).
Das Experiment zeigt aber auch, dass die Erd-Platte von der Aerosol-Platte Energie E_H erhält, obwohl letztere eine kleinere Temperatur Tp_H < Tp_E hat. Die Bestrahlung der Erd-Platte durch die Aerosol-Platte ist keine Verletzung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik, da letztlich der totale Wärmestrom weiterhin stets von der warmen Erd-Platte zur kalten Aerosol-Platte fließt, was an Heizung bzw. Kühlung beider Platten erkannt werden kann.

Es liegt in der Natur der „Response-Versuche“, dass die umgekehrte Strahlungsrichtung, die IR-Bestrahlung der Aerosol-Platte, nicht ausgewertet werden kann. Durch die schrittweise Abkühlung der Aerosol-Platte überlagern sich Bestrahlung und mechanische Wärmeströme (Diffusion und Wärmeleitung) und werden nur als Summe U_H von den Peltier-Elementen auf der Aerosol-Platte angezeigt. Die Bestrahlung der Aerosol-Platte lässt sich jedoch ermitteln, wenn die Emissionsgrade von Treibhausgasen bei konstanten Temperaturen aller beteiligten Flächen bestimmt werden. Worüber gesondert berichtet werden soll.

Die effektive Hintergrundstrahlung E_H in Gegenwart von Propan

Um die gemeinsame IR-Strahlung von Wolken und erdnahen IR-Gasen zu erforschen, wurden zwei Response-Versuche in Gegenwart von 1,3 bzw. 60 Vol.-% Propan (IR-aktives Modell-Gas) durchgeführt (Abbildung 6). In Gegenwart von Propan verringert sich die notwendige Heizung der Erd-Platte Q_E (rote Linien). Aus den beiden Trendlinien Q_E werden, wie im Kapitel Die effektive Hintergrundstrahlung der Aerosol-Platte EH beschrieben, die VG-Strahlung E_V (grüne Linien, nach Gleichung 4) und die effektive HG-Strahlung der Aerosol-Platte E_H (blaue Linien, nach Gleichung 5) erhalten.
Die Erhöhung der Propan-Konzentration verursacht gegenläufige Veränderungen. Einerseits erhöht sich die VG-Strahlung E_V von 130 auf 272 W/m² (grüne Linien)⁷, und andererseits verringert sich die effektive HG-Strahlung der Aerosol-Platte dE_H/dT_H von 3,88 auf 1,81 (blaue Linien). Propan absorbiert die Photonen der Aerosol-Platte (HG-Strahlung) und ersetzt sie durch eigene IR-Emissionen. Der tatsächliche Einfluss der Aerosol-Platte (blaue Linie) auf die Heizung der Erd-Platte Q_E verringert sich, obwohl ihre eigentliche Ausstrahlung M_H (schwarze Linie) unverändert ist. Aus Sicht der Erd-Platte wird die Hintergrund- von der Vordergrund-Strahlung des Propans verdeckt.
Dieses Phänomen ist die Ursache, dass der Weltklimarat glaubt, dass der Beitrag der Wolken zum erdnahen Treibhauseffekt nur 30 W/m² beträgt (9). Dabei wurde die tatsächliche, fast zehnmal stärkere HG-Strahlung der Wolken M_H übersehen. Das hat letztlich dazu geführt, dass die Relativierung des Treibhauseffektes durch Wolken nicht erforscht wurde⁸.

Abbildung 6: Verringerung der effektiven HG-Strahlung der Aerosol-Platte E_{_H} durch Propan

Tabelle 2: Response-Versuch (Nr. 212) in 1,3 Vol.-% Propan

Tabelle 3: Response-Versuch (Nr. 156) in 60 Vol.-% Propan

Die Relativierung der Propan-Strahlung

Die gemeinsame Bestrahlung der Erd-Platte E_G von nunmehr drei Strahlungsquellen (Wand, Propan und Aerosol-Platte) ergibt sich aus der Summe der beiden VG-Strahler (E_V(Wand) und E_V(Propan)) und der effektiven HG-Strahlung der Aerosol-Platte E_H(T_H) (Gleichung 6).

Gleichung 6: Bestrahlung der Erd-Platte E_G: E_G = E_V(Wand) + E_V(Propan) + E_H(T_H)

Durch die zusätzliche VG-Strahlung des Propans E_V(Propan) erhöht sich die Bestrahlung der Erd-Platte E_G (Abbildung 7, rote Linien), wodurch sich die Strahlungskühlung der Erd-Platte P_E (die Differenz von ihrer IR-Ausstrahlung M_E und ihrer IR-Bestrahlung E_G) verringert (Gleichung 7).

Gleichung 7: Strahlungskühlung P_E: P_E = M_E – E_G

Setzt man in Gleichung 7 für M_E den Ausdruck E_G + Q_E (aus Gleichung 3) ein erhält man Gleichung 8.

Gleichung 8: P_E = E_G + Q_E – E_G; => P_E = Q_E

Die Übereinstimmung von Strahlungskühlung P_E und Wärmezufuhr Q_E ist ein grundlegendes Prinzip für den Gleichgewichtszustand einer warmen Fläche, die IR-Strahlung abgibt. Eine Fläche kann im Gleichgewicht nur so viel Energie durch IR-Strahlung abgeben wie ihr auf anderem Wege zugeführt wird (P_E = Q_E). Verringert sich die Strahlungskühlung P_E (wie bei den Propan-Versuchen) muss für eine konstante Temperatur der Erd-Platte die Wärmezufuhr Q_E adäquat verringert werden.
Setzt man aber bei der realen Erde eine konstante Wärmezufuhr Q_E durch Sonneneinstrahlung voraus, würde eine stärkere Bestrahlung der Erdoberfläche E_G (durch Treibhausgase) zunächst P_E verkleinern. Die Erde müsste sich erwärmen um nach Gleichung 7 durch einen Anstieg der Erd-Ausstrahlung M_E die Gleichheit von P_E und Q_E wieder herzustellen⁹.
Mit dem Propan-Versuch wurde somit nachgewiesen, dass IR-aktive Gase die Bestrahlung der Erdoberfläche E_G erhöhen und grundsätzlich einen Treibhauseffekt haben, der die Strahlungskühlung P_E beeinflusst.

Abbildung 7: Verringerung der Strahlungskühlung P_E (Treibhauseffekt) durch Propan

Abbildung 7 zeigt, dass die Strahlungskühlung P_E sowohl von der Propan-Konzentration als auch von der Temperatur der Aerosol-Platte abhängt. Daraus ergibt sich eine Relativierung (Abschwächung) des Propan-Treibhauseffektes, wenn die Temperatur der Aerosol-Platte T_H berücksichtigt wird.
Bei der Aerosol-Platten-Temperatur T_H = 0 K wird die Strahlungskühlung P_E nur vom Propan und seiner Konzentration beeinflusst. Der Abstand der blauen Linien zur grauen Linie (P_E ohne Propan) markiert bei dieser Temperatur den maximalen, theoretischen Treibhauseffekt des Propans. Mit zunehmender Temperatur der Aerosol-Platte T_H verringert sich der reale Propan-Treibhauseffekt (die Abstände der Linien verkleinern sich). Bei Tp_H = 16 °C ist die Strahlungskühlung P_E bei allen Versuchen null, unabhängig ob Propan vorhanden ist oder nicht. Erd- und Aerosol-Platte haben hier die gleiche Temperatur, und die von Propan absorbierte und emittierte Energie ist gleich groß (adiabatischer Strahlungstransport, siehe auch Abbildung 4, B).
Tabelle 4 zeigt diese Verringerung (Relativierung) des Treibhauseffektes¹⁰ als Faktor F_eff, der aus dem Verhältnis des realen zum theoretischen Treibhauseffekt für beide Versuche errechnet wurde. Der Effektivitäts-Faktor F_eff ist offensichtlich nicht von der Konzentration des Propans (seinem Treibhauseffekt), sondern nur von seiner Temperatur und der Hintergrund-Temperatur abhängig. Der reale Treibhauseffekt eines IR-aktiven Gases errechnet sich somit aus dem Strahlungsantrieb RF (seinem theoretischen Wert) durch Multiplikation mit dem F_eff Faktor.

Tabelle 4: Verringerung des Propan-Treibhauseffektes in Abhängigkeit von der Temperatur der Aerosol-Platte Tp_H

Der erdnahe Treibhauseffekt hängt (wie beim Propan-Versuch) von einer HG-Strahlung, nämlich der IR-Strahlung der Wolken ab. Wolken bestehen aus Wassertropfen bzw. Eiskristallen, die wegen ihrer großen Oberfläche einem Schwarzstrahler nahe kommen, und wie die Aerosol-Platte die Wirkung der IR-aktiven Gase relativieren. Diese Relativierung des Treibhauseffektes durch Wolken wurde vom Weltklimarat bisher nicht berücksichtigt. Werden Wolken aber berücksichtigt, beträgt die reale CO2- Klimasensitivität nur rund 0,35 K, etwa ein Drittel des IPCC-Wertes von 1,11 K¹¹.
Die Relativierung des Treibhauseffektes betrifft auch die Wasserdampf-Strahlung und damit die umstrittene CO2-Wasser-Rückkopplung. Hinzukommt, dass bei einer Erhöhung der Wolkenbedeckung (durch mehr Wasserdampf in der Atmosphäre) die Strahlung durch Wolken zunimmt, wodurch der Effektivitätsfaktor Feff kleiner wird.

Aber auch bei klarem Himmel ergibt sich eine unerwartete Abschwächung des Treibhauseffektes. Die Energie für die Propan-IR-Strahlung wird gemeinsam von der HG-Strahlung M_H und der Wandheizung Q_V geliefert (Abbildung 4). Q_V ist ein verborgener Wärmestrom, der bei dem Experiment nicht quantifiziert wurde und mit abnehmender Temperatur der Aerosol-Platte ansteigt. Er lässt sich aber am Temperaturrückgang von Tp₁ beim Abkühlen der Aerosol-Platte erkennen (Tabelle 2 und Tabelle 3). Bei der Erde bedeutet dieser Wärmestrom Q_V eine Zunahme der Konvektion von der Erdoberfläche zu den bodennahen IR-Gasen, wodurch die Erdoberfläche gekühlt wird.

Dass Wolken den erdnahen CO2-Treibhauseffekt verringern, ist keine neue Erkenntnis (1), (6), (12), (13) , (14). Auch direkte Messungen der atmosphärischen Gegenstrahlung in der Nähe von Barrow, Alaska (71.325 N, 156.615 W) bei verschiedenen Bewölkungsgraden zeigen diesen Zusammenhang (15).

Die Testung der Apparatur mit Propan zeigt, dass die Versuchsanordnung geeignet ist, das Strahlungsvermögen (Emissionsgrade) von Treibhausgasen aber auch ihre Relativierung (Abschwächung) durch eine HG-Strahlung zu bestimmen. Einzige Ausnahme ist die Wasserdampf-Strahlung, die mit dieser Apparatur nicht untersucht werden kann, da Wasserdampf auf der kalten Aerosol-Platte kondensieren bzw. gefrieren würde.

Zusammenfassung

Wolken und Treibhausgase tragen beide zum Treibhauseffekt der Atmosphäre mit ähnlichen aber auch unterschiedlichen Strahlungseigenschaften bei. In Gegenwart von Wolken kommt es zu einer Verstärkung der erdnahen Gegenstrahlung aber auch zu Überlagerungen. Einerseits verdecken die Treibhausgase den größten Teil der Wolken-Strahlung, aber andererseits relativieren Wolken die Wirkung der IR-aktiven Gase. Maßgeblich für die Abschwächung des Treibhauseffektes der IR-aktiven Gase sind Höhe (Temperatur) der Wolken und ihre optische Dichte.
Modell-Versuche mit Propan zeigen, dass sein tatsächlicher, realer Treibhauseffekt unter Wolken nur rund ein Drittel seines theoretischen Wertes betragen würde. Diese Relativierung, die alle Treibhausgase und auch die umstrittene CO2-Wasser-Rückkopplung betrifft, wurde vom Weltklimarat bisher nicht berücksichtigt, wodurch seine Berechnungen und Prognosen zu hoch ausfallen und korrigiert werden sollten.
Die Untersuchungen dienten der Testung einer neuen Apparatur, mit der die Strahlung der atmosphärischen Treibhausgase aber auch ihre Relativierung durch Wolken quantifiziert werden können.

Danksagung

Ich bin meiner Frau, Dr. Renate Schnell, für Geduld, Verständnis und Beistand zu großem Dank verpflichtet. Dipl.-Ing. Peter Dietze, Prof. Dr. Jörg Gloede, Dipl.-Ing. Michael Limburg, Prof. Dr. Horst-Joachim Lüdecke, Dr. Heinz Hug, Dr. Gerhard Stehlik, Dr. Fritz Theil danke ich für ihr Interesse, rege Diskussionen und wertvolle Hinweise.

Anhang

Literaturverzeichnis

1. Zellner, Reinhard. Klimaforschung, Die Fakten und ihre Wahrnehmung. Nachrichten aus der Chemie. 2017, Bde. 65, S. 662 – 666, Juni 2017.

2. 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/.

3. Nahle, Nasif S. Repeatability of Professor Robert W. Wood’s 1909 experiment on the Hypothesis of the Greenhouse Effect. [Online] [Zitat vom: 14. 01 2018.] http://www.biocab.org/Experiment_on_Greenhouses__Effect.pdf.

4. 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.

5. Claußen, Martin. http://www.t-y-a.at/docs/070918_Absorptionsspektren-H2o+Co2.pdf. [Online] [Zitat vom: 01. 02 2018.]

6. Peter Dietze. Berechnung der CO2-Klimasensitivität. [Online] 19. 10 2016. [Zitat vom: 21. 01 2018.]

7. Schönwiese, Christian-Dietrich. Klimatologie. Stuttgart : Eugen Ulmer GmbH, 1994.

8. NASA. Measuring Earth’s Albedo. [Online] 21. 10 2014. [Zitat vom: 11. 02 2018.] https://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=84499.

9. Wolken im Klimasystem. [Online] 08. 03 2018. [Zitat vom: 08. 03 2018.] http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Wolken_im_Klimasystem.

10. Henrik Svensmark. [Online] 20. 02 2017. [Zitat vom: 24. 01 2018.] https://de.wikipedia.org/wiki/Henrik_Svensmark.

11. Graßl, Hartmut. Was stimmt? Klimawandel Die wichtigsten Antworten. Freiburg im Breisgau : Verlag Herder, 2007.

12. Moll, Udo. Klimawandel oder heisse Luft? Hamburg : Tredition GmbH, 2016.

13. Lindzen, Richard S. How Cold Would We Get Under CO2‐Less Skies? PhysicsToday. 1995, Bde. 48, 2, S. 78-80.

14. Wagner, Thomas. thomas.wagner@iup.uni-heidelberg.de. [Online] [Zitat vom: 13. 01 2018.] http://www.mpic.de/fileadmin/user_upload/pdf/Physik_der_Atmosphaere_Lecture_Wagner.pdf.

15. Christopher J. Cox, Penny M. Rowe, Steven P. Neshyba, and Von P. Walden. A synthetic data set of high-spectral-resolution infrared spectra for the Arctic atmosphere. [Online] Earth Syst. Sci. Data, 8, 199–211, 2016, 18. 01 2016. [Zitat vom: 23. 01 2018.] https://www.earth-syst-sci-data.net/8/199/2016/essd-8-199-2016.pdf.

Das Klimamanifest-von-Heiligenroth hatte im Oktober 2017 der Klimakonferenz in Bonn (Ausrichter: Fidschi) einen kritischen Pol entgegengesetzt und es wurden drei markante „Unbequeme Wahrheiten“ des bekannten Schweizer Klima(folgen)forschers Thomas Stocker in einem 28-minütigen Video zusammengefasst und thematisiert:

Das obige Video macht an drei (3) glasklaren Beispielen deutlich, welche auch für jeden Laien sofort-erkennbare Widersprüche diese hochgelobten Klima(folgen)forscher fabrizieren. Ohne dass diese angeblichen Wissenschaftler dazu befragt werden oder darüber Stellungnahmen und Erklärungen abgeben müssen. Schlimmer noch: Thomas Stocker wurde in diesen Tagen mit dem Benoist-Wissenschafts-Preis ausgezeichnet, als angeblicher „Klimaforscher von Weltrang„, wie in der Schweizer „TAGESSCHAU“ am 31.10.2017 wörtlich behauptet worden ist.

Wer das obige Video vollständig gesehen hat, sollte sich womöglich aufgefordert fühlen, an den Stiftungsrat des Marcel-Benoist-Preises zu schreiben und zu fragen, ob man dort die Wahl des Preisträgers vielleicht hätte besser überdenken sollen. Kontakt-Möglichkeit !!

Nachfolgend dokumentieren wir alle die im Video behaupteten Thesen mit entsprechenden Nachweislinks und haben auch interessante Zusatz-Infos verlinkt:

Weitere Nachweislinks werden auf Anfrage und/oder bei Notwendigkeit in dieser Liste hinzugefügt.

Wir haben bereits in der Vergangenheit weitere „Unbequeme Wahrheiten“ über Thomas Stocker recherchiert, die Sie in den folgenden beiden Blogtexten recherchieren und anschauen können:

Kritischer Video-Kommentar (Teil 1) zu Thomas Stockers Vortrag am 10.05.2016 in Vaduz

und

Kritischer Video-Kommentar (Teil 2) zu Thomas Stockers Vortrag am 10.05.2016 in Vaduz

Update vom 13.12.2017:
Ein Unterstützer unseres Manifeststes hat unter Hinweis auf unser Recherche-Video über Thomas Stocker eine Beschwerde bei der Marcel-Benoist-Stiftung eingereicht und hat mit Datum 08.12.2017 von Bundesrat Schneider-Ammann folgende Antwort bekommen:

Erstveröffentlichung am 03.11.2017 auf www.klimamanifest.ch

Es geht im folgenden Kommentar-Video (Länge: 73 Minuten) im Schwerpunkt um drei Themenbereiche:

1.
Die AfD als angeblich „rechtspopulistische Partei“.

2.
Die Schweizer SVP als angeblich „rechtspopulistische Partei“.

und
als Schwerpunkt in der 2. Hälfte des Kommentar-Videos:

3.
Die „TAGESSCHAU“ und die wiederholten Täuschungen über die angeblich menschgemachte Erderwärmung.

Auch wenn die Themenbereiche 1 und 2 über den angeblichen „Rechtspopulismus“ nicht direkt mit unserem Blog-Thema „menschgemachter Klimawandel“ zu tun haben, so zeigen doch die beiden medienkritischen Analysen über „AfD, SVP und Rechtspopulismus“ sehr deutlich und detailliert, wie die TV-Medien „ticken“. Deshalb: Das gesamte Video in voller Länge anschauen, es lohnt sich. Sie werden viel erfahren:

Auf dem bekannten Klimablog WUWT (Whats Up With That) macht sich Willis Eschenbach unter dem Titel “Can A Cold Object Warm A Hot Object?“ Gedanken darüber, ob ein kalter Körper einen warmen Körper erwärmen kann. Ziel des Artikels ist es offenbar, das Modell einer sogenannten atmosphärischen Gegenstrahlung zu stützen.

Zunächst kommt Eschenbach anhand des in Abbildung 1 dargestellten Beispiels mit Geldflüssen auf den durchaus nachvollziehbaren Ansatz, die Nettoströme zu betrachten. Seiner dort dargestellten Logik zufolge sagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik nichts über die Einzelflüsse aus, sondern nur über den resultierenden Nettofluss. Im übertragenen Sinne verliert nach dem Modell von Eschenbach der Körper mit der höheren Temperatur also immer mehr Energie, als er im gleichen Zeitraum von einem kälteren Körper zugeliefert bekommt.

Abbildung 1: Das Beispiel von Eschenbach @ WUWT

Der warme Körper kann also durch das Zuliefern von Energie durch einen kälteren Körper nicht wärmer werden, als er schon ist, er kühlt nur weniger langsam ab. Das kann man sich anhand von 2 Tassen heißen Kaffee deutlich machen, eine Tasse lassen wir in der Küche stehen und die andere stellen wir auf die winterliche Terrasse. Im Ergebnis wird die Tasse in der Küche länger warm bleiben, als die auf der Terrasse. Beides ist über die Umgebungstemperatur leicht erklärbar.

Soweit, so gut – und auch noch nachvollziehbar, und damit wäre bisher der 2. Hauptsatz der Thermodynamik erfüllt.

Dann aber wird es ziemlich unübersichtlich, denn plötzlich kommt Eschenbach mit der Idee, ein kalter Körper konnte einen noch kälteren Körper hinter sich verbergen, also dafür sorgen, dass ein warmer Körper nicht in dem Maße abkühlt, wie er es eigentlich müsste. Um seine Argumentation zu stützen, stellt Eschenbach eine Energiebilanz unserer Erde nach Kiehl & Trenberth vor. Entgegen dem Original von K&T sei das von ihm vorgestellte Modell in Abbildung 2 aber für alle atmosphärischen Schichten und die Erdoberfläche energetisch ausbalanciert, Zitat:

“…this one is balanced, with the same amount of energy entering and leaving the surface and each of the atmospheric layers.”

Abbildung 2:      Globales Energiebudget nach Kiehl&Trenberth aus Eschenbach @ WUWT

(die roten Zahlen wurden vom Autor zusätzlich eingefügt)

Die Zahlenangaben auf der linken Seite des Diagramms sind verständlich und nachvollziehbar, während die rechte Seite trotz der vom Autor in rot ergänzten Zahlenwerte auch weiterhin kryptisch bleibt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die übliche globale Energiebilanz nach Kiehl & Trenberth nichts mit der tatsächlichen Temperaturgenese unserer Erde zu tun hat, auch wenn sie im konventionellen S-B Ansatz zur Ermittlung einer theoretischen Durchschnittstemperatur immer wieder gerne verwendet wird, wie Abbildung 3 verdeutlicht.

Abbildung 3: Die praktische Anwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes

In Abbildung 3A sieht man das klassische Stefan-Boltzmann-Experiment. Mit dessen Umkehrung kann man beispielsweise unmittelbar die Temperatur der Sonne bestimmen, wie Abbildung 3B zeigt. Das S-B Gesetz beschreibt also das Verhältnis zwischen der Temperatur eines erhitzten Körpers und seiner originären Strahlung im thermischen Gleichgewicht, das im S-B Gesetz durch das Gleichheitszeichen dargestellt wird. Und in Abbildung 3C sehen wir dann einen kalten Körper, der passiv von der Sonne bestrahlt wird. Egal wie man sich auch dreht und wendet, bei einem T⁴-Gesetz kann man der Sonneneinstrahlung nicht willkürlich eine beliebige bestrahlte Fläche auf der Erde zuschreiben, für die dann „freihändig“ eine Gleichgewichtstemperatur mit dem S-B Gesetz berechnet wird, sondern muss sich auf die direkt bestrahlte Hemisphäre beschränken. Und daher kann man aus einer durchschnittlichen Energiebilanz für die ganze Erde auch keine durchschnittliche Globaltemperatur ableiten, denn damit würde man das Stefan-Boltzmann-Gesetz als profane Rechenanweisung missbrauchen. Für unsere Erde als passiv beleuchteten Körper hat das Stefan-Boltzmann-Gesetz also nur eine recht begrenzte Aussagefähigkeit, nämlich:

Wenn die Erde eine Temperatur von -19 Grad Celsius hätte, würde sie nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz über ihre gesamte Oberfläche mit 235 W/m² abstrahlen.

Diese Aussage beweist aber nicht, dass die Erde tatsächlich eine solche Temperatur besitzt. Schon gar nicht kann man aber die solare Einstrahlung vierteln und damit über die gesamte Erdoberfläche verteilen, wie das auch Eschenbach in seinem Artikel macht. Diese Kritik führt uns dann direkt zu meinem hemisphärischen Stefan-Boltzmann Ansatz, nach dem die gemessene Durchschnittstemperatur unserer Erde von 14,8 °C durch den Wärmeinhalt der globalen Zirkulationen bestimmt wird. Dazu gerne ein anderes Mal mehr und jetzt zurück zu Eschenbach. Die zentrale Aussage seines Artikels ist, eine kalte Atmosphäre könne die Erde vor etwas noch kälterem schützen, nämlich vor dem Weltall, Zitat:

„BUT a cold atmosphere can leave the earth warmer than it would be without the atmosphere because it is hiding something even colder from view, the cosmic microwave background radiation that is only a paltry 3 W/m². And as a result, with the cold atmosphere shielding us from the nearly infinite heat sink of outer space, the earth ends up much warmer than it would be without the cold atmosphere.”

Diese Sichtweise von Eschenbach hat aber keinerlei physikalische Relevanz. Kälte ist nämlich nicht etwa als „negative Strahlung“ eine eigenständige physikalische Größe, sondern beschreibt umgangssprachlich lediglich die Abwesenheit von gefühlter Wärme. Die Physik bezeichnet dagegen jede Temperatur über dem absoluten Nullpunkt von 0 °K als „Wärme“. Eine solche Argumentation wie die von Eschenbachs geht also völlig an der physikalischen Realität vorbei und damit fällt auch der Ansatz, man könne einen warmen Körper aktiv vor einer auf ihn eindringenden Kälte schützen.

Vielmehr gibt es genau für diesen Fall die Umgebungsgleichung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes, die in Abbildung 4 dargestellt ist.

Abbildung 4:      Die Umgebungsgleichung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes

Rot gestrichelt: Die T⁴-Beziehung des S-B Gesetzes zwischen Strahlung und Temperatur

Blaue Treppenfunktion: Das unterschiedliche Temperaturäquivalent für jeweils 235 W/m²

Nach der S-B Umgebungsgleichung ergibt sich bei einem beliebigen Abstrahlungswert in [W/m²] keine eindeutige Lösung für den betreffenden Temperaturbereich, in dem diese Abstrahlung stattfindet. Für eine solche eindeutige Lösung ist vielmehr die Kenntnis der S-B Umgebungstemperatur T₀ zwingend erforderlich.

Der Knackpunkt von Eschenbachs Modell ist also die S-B Umgebungstemperatur T₀, die eben nicht von der Temperatur des Weltraums oder einer ominösen atmosphärischen Gegenstrahlung vorgegeben wird, sondern allein vom Wärmeinhalt der globalen Zirkulationen.

Wo steht mein vielfach gescholtener hemisphärischer Stefan-Boltzmann Ansatz nun eigentlich ein Jahr nach seiner Erstveröffentlichung?

Wenn man Klimarealist ist, braucht man eigentlich gar keine zusätzlichen Feinde mehr. Denn solche Feinde wachsen einem vollautomatisch zu, wenn man Hypothesen veröffentlicht, die von den Vorstellungen des Klimamainstreams abweichen oder ihnen gar diametral widersprechen. Und die Damen und Herren Klimaalarmisten müssen sich dabei noch nicht einmal besonders anstrengen. Es reicht vielmehr aus, wenn die Grundfesten des globalen Klimaaberglaubens in Frage gestellt werden, um politisch korrekt denkende Klimarealisten in voreilendem Gehorsam umgehend blank ziehen zu lassen, Zitat:

„Man kann eine Menge falsch machen, wenn man versucht, den Treibhauseffekt zu widerlegen. Zu einer ungeeigneten Wahl der Systemgrenzen treten die Vertauschung von Ursache und Wirkung, die Fokussierung auf irrelevante Details und das fehlende Verständnis physikalischer Gesetze als häufigste Irrtümer…“

Aber ist ein solcher „natürlicher“ atmosphärischer Treibhauseffekt wirklich sakrosankt, nur weil er das gemeinsame Dogma einer Mehrheit von Klimarealisten und den Anhängern der globalen Klimakirche darstellt?
Denn anstatt auf den hemisphärischen S-B Ansatz treffen die oben zitierten Vorwürfe doch in sehr viel stärkerem Maße auf die konventionelle Herleitung einer „natürlichen“ Temperatur unserer Erde von minus 18 Grad Celsius mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz und dem daraus abgeleiteten atmosphärischen Treibhauseffekt von 33 Grad zu. Man denke nur einmal an die permanente Verletzung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik durch ein atmosphärisches Perpetuum Mobile, das ständig 155 W/m² aus sich selbst heraus erzeugt, nur um unsere Atmosphäre um 33 Grad Kelvin aufzuheizen…

Einstein soll einmal gesagt haben: „Man kann ein Problem nicht mit der Denkweise lösen, die es erschaffen hat“ – und an dieser Erkenntnis scheint tatsächlich etwas dran zu sein.

Mein hemisphärischer S-B Ansatz wurde zwar vielfach niedergemacht, aber niemals widerlegt, und nach seiner Veröffentlichung im Dezember 2016 fortlaufend weiterentwickelt. Inzwischen wird die Temperaturgenese auf der Tagseite der Erde in diesem Ansatz breitenabhängig aus der hemisphärischen Sonneneinstrahlung berechnet, also nicht mehr über einen Durchschnittswert für die gesamte Tagseite. Diese breitenabhängige hemisphärische Berechnung wird durch die Temperaturgenese auf unserem Mond eindrucksvoll bestätigt. Und schließlich wurde auch noch gezeigt, dass die Abkühlung auf der Nachtseite der Erde über die Umgebungsgleichung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes erfolgt. Denn der Wärmeinhalt der globalen Zirkulationen ist die „Wärmflasche“ unserer Erde. Und diese Wärmflasche wird ständig auf der Tagseite der Erde von der Sonne aufgeheizt und auf der Nachtseite (und im Winterhalbjahr) abgekühlt. Damit aber rechnet sich die individuelle örtliche Nachtabsenkung gegen die Umgebungstemperatur der globalen Zirkulationen, und nicht gegen den absoluten Nullpunkt des Weltalls.

Der hemisphärische S-B Ansatz hat damit nicht nur den „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt widerlegt, sondern die gemessene Mitteltemperatur der Erde von etwa plus 15 Grad Celsius wurde über die Umgebungsgleichung des S-B-Gesetzes auch als die „natürliche“ Durchschnittstemperatur unserer Erde identifiziert.

Die schweigende Mehrheit in unserem Lande hält korrekte und überparteiliche Informationen offenbar immer noch für eine Bringschuld der Massenmedien, insbesondere der von ihnen selbst zwangsfinanzierten. Aber völlig unbemerkt von dieser schweigenden Mehrheit ist die überparteilich korrekte Information heutzutage eine selbstverantwortliche bürgerliche Holschuld geworden. Und wer zu faul zu einer umfassenden Internetrecherche ist und lediglich fertig portionierte, politisch korrekte Informationen der selbstgleichgeschalteten Mainstream-Medien konsumiert, muss dann halt auch daran glauben.
Und da hier bei uns das allgemeine Bildungsniveau in den Naturwissenschaften ständig in einer vergleichbaren Größenordnung absinkt, wie die wissenschaftlichen Widersprüche des Klimaglaubens zunehmen, ist wohl auch in Zukunft kaum mit einer Besserung zu rechnen.

Das Modell eines menschengemachten Klimawandels ist für den durchschnittlich gebildeten Bundesbürger leicht nachzuvollziehen, auch wenn dieses Konstrukt wissenschaftlich völlig falsch ist. Eigentlich ist der hemisphärische Stefan-Boltzmann Ansatz das einzige geschlossene und verständliche Modell, das in der Lage wäre, die Grundfesten des religiösen Klimawahns zur Dekarbonisierung der Welt nachhaltig zu erschüttern. Erstaunlich ist daher, dass dieser hemisphärische S-B Ansatz in der öffentlichen Klimadiskussion gar nicht vorkommt…

Uli Weber

Die Fragen in meinem Artikel auf EIKE, „Noch ein paar Fragen zum „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt“, wurden zwar nicht beantwortet, aber dafür wurde der Artikel wieder einmal sehr kontrovers diskutiert. Ich nehme den dankenswerten Vorschlag eines Kommentators daher diesmal gerne auf, um ihn einmal über die tatsächlichen physikalischen Grundlagen aufzuklären. Denn eine solche Darstellung grundlegender physikalischer Zusammenhänge könnte schließlich auch noch weiteren Kommentatoren aufs Pferd helfen.

Also schaunmerdiesmal bitte ganz konzentriert hin:

Das Stefan-Boltzmann-Gesetz ist keine simple Rechenanleitung, sondern ein physikalisches Gesetz. Und das dort enthaltene Gleichheitszeichen ist kein mathematisches Gleichheitszeichen, sondern eine zwingende physikalische Bedingung.
Man kann dieses Gesetz also nicht einfach als mathematische Formel missbrauchen, um beliebige Durchschnittstemperaturen in irgendeine Strahlungsleistung umzurechnen oder umgekehrt. Vielmehr ist nach diesem Gesetz eine ganz konkrete Temperatur ganz ausschließlich einem bestimmten Strahlungswert zugeordnet. Und das Gleichheitszeichen zwischen Strahlung und Temperatur steht als zwingende Bedingung dieses Gesetzes für ein gemeinsames thermisches Gleichgewicht genau zwischen diesen beiden physikalischen Größen.

Das bedeutet, das Gleichheitszeichen im Stefan-Boltzmann-Gesetz bezieht sich auf einen gleichzeitigen Zusammenhang zwischen Strahlung und Temperatur, nämlich Temperatur erzeugt Strahlung oder Strahlung erzeugt Temperatur, und zwar jetzt, hier, in diesem Augenblick – und nicht erst später auf der Nachtseite der Erde. Und genau deshalb heißt dieser physikalische Zusammenhang ja auch Stefan-Boltzmann-Gesetz und nicht etwa Stefan-Boltzmann-Gleichung.

Die geometrischen Verhältnisse für die Sonneneinstrahlung auf unserer Erde sind eigentlich ganz einfach zu verstehen (beide nachfolgenden Abbildungen aus meinem neuen Buch „Klima-Mord“):

Das Sonnenlicht trifft praktisch als ebene Wellenfront auf die Atmosphäre unserer Erde. Daraus ergeben sich dann die nachfolgend dargestellten geometrischen Verhältnisse:

• Die Strahlung der Sonne trifft mit einer Kreisfläche von (pR²) auf die Erde,
• Diese Strahlung verteilt sich auf der Tagseite der Erde, also auf einer Halbkugel mit (2pR²)
• Die Gesamtfläche der Erde ist eine Kugeloberfläche mit (4pR²)

Die beteiligen Flächen haben also das Verhältnis von 1 : 2 : 4.

Wie wir in der Erklärung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes gesehen haben, kann man nach diesem Gesetz nur diejenigen Größen ins Verhältnis setzen, die direkt in einem gleichzeitigen thermischen Verhältnis miteinander stehen. Gleichzeitig beteiligt an der Temperaturgenese auf unserer Erde sind aber ausschließlich die einfallende Sonnenstrahlung mit (pR²) und die Tagseite der Erde mit (2pR²). Für die ursprüngliche Sonneneinstrahlung von 1.367 [W/m²] ergibt sich daher der Divisor 2 für den Strahlungsdurchschnitt auf der Tagseite der Erde.

Hier auf der Tagseite der Erde, und nur hier, gilt das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Die Nachtseite der Erde hat mit der S-B Gleichgewichtstemperatur auf der Tagseite überhaupt nichts zu tun, weil sie ja keine temperaturgenerierende Sonnenstrahlung erhält.

Und jetzt widmen wir uns einmal dem Mond, der ja argumentativ immer wieder gerne als ein Beispiel für einen idealen atmosphärelosen Schwarzkörper herangezogen wird und, im Vergleich zur Erde, auch als Beweis für den „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt herhalten muss. Ich zitiere einen Kommentar zu meinem Artikel auf EIKE:

„Die Apollo 15 Landestelle hat eine ungefähre Durchschnittstemperatur von 252 K, Tmassah, das auf ähnlicher Breite, aber auf der Erde (Sahara) liegt, hat 295 K Durchschnittstemperatur.

Macht einen „Atmosphäreneffekt“ vom 43K. Oder liege ich mit meinem Ansatz falsch?“

Meine Antwort: Ja, Sie machen da etwas grundsätzlich falsch, denn Sie stellen hier einen unzulässigen Vergleich an. Die von Ihnen genannten Durchschnittstemperaturen beziehen nämlich die Nachtseiten von Mond und Erde mit ein. Und die Nachtseite des Mondes hat nun einmal ein ganz anderes Temperaturverhalten als die Nachtseite der Erde. Nach den oben beschriebenen Randbedingungen des Stefan-Boltzmann-Gesetzes kann man nämlich nur die entsprechenden Tagestemperaturen miteinander vergleichen.

Aberschaunmereinfachmalgenauernach: In einem älteren Artikel auf EIKE wurden die am Landeplatz von Apollo 15 gemessenen Mondtemperaturen in einer Grafiküber drei Mond-Tage (= 3 x 29,5 Erdtage) dargestellt:

Abbildung: Oberflächentemperatur auf dem Mond am Landeplatz von Apollo 15 (lila/blau)
Aus einem Artikel auf EIKE, Primärquelle WUWT

Nach dieser Abbildung schwanken die Temperaturen über den Mond-Tag (=29,5 Erdtage) an der Landestelle von Apollo 15 zwischen etwa +90 °C und – 190 °C.

Wenn man jetzt für die Landeposition von Apollo 15 einmal die Stefan-Boltzmann Gleichgewichtstemperatur berechnet, dann erhält man einen ziemlich ähnlichen Temperaturverlauf wie die oben dargestellten Messwerte (Abbildung vom Autor):

Eckwerte dieser Berechnung:

Landepunkt von Apollo 15:                                            Mond @ 26° 7′ 55.99″ N 3° 38′ 1.9″ E

Solarkonstante:                                                                                      1.367 [W/m²]

Albedo des Mondes:                                                          0,11

Temperaturwirksame Solarstrahlung:                                   1.217 [W/m²]

dito bei 26,125° geogr. Breite:                    1.092 [W/m²]

Effektive Solarstrahlung S_eff für α = [0° – 360°]:                   IF SIN α >0 THEN S_eff = SIN α* 1.092 [W/m²]

IF SIN α <0 THEN S_eff = 0 [W/m²]

Und wenn man diese beiden Abbildungen dann übereinander projiziert, ergibt sich eine ganz erstaunliche Übereinstimmung:

Kombination der beiden vorherigen Abbildungen WUWT/Weber:

Die gemessene und die mit S-B berechnete Temperatur am Landepunkt von Apollo 15 stimmen bei Tage hervorragend überein, während die minimalen (Nacht-) Temperaturen um etwa 70 bis 90 Grad differieren. Diese Differenz ist aber eher ein Problem zwischen Theorie und Praxis, denn in der S-B Berechnung wird für die Nachtseite des Mondes streng mit 0 [W/m²] gerechnet, während die Nachtseite in der Realität gestreute Sonneneinstrahlung von der Erde erhält, deren Albedo immerhin 30% betragt.
Abschätzung: Eine Temperatur von -196 °C entspricht nach Stefan-Boltzmann einer Strahlung von 2 {W/m²], dafür dürfte die Rückstrahlung der Erde von etwa 418 [W/m²] allemal ausreichen.

Warum schwankt aber nun die Temperatur auf der Erde so viel weniger als auf dem Mond?

Erde und Mond unterscheiden sich zunächst einmal durch ihre Tageslängen von 24 Stunden und 29,5 Erdtagen. Die Erde unterscheidet sich vom Mond weiterhin durch die thermische Speicherfähigkeit ihrer globalen Zirkulationen (Atmosphäre und Ozeane). Die kurze Tageslänge der Erde und ihre Wärmespeicher sorgen also für eine geringe Nachtabkühlung, während die durchschnittliche Nachttemperatur auf dem Mond schnell in den 3-stelligen Minusbereich absinkt.

Der Mond ist daher ein stark vereinfachtes Modell der Erde ohne Atmosphäre und Ozeane.

Was herkömmlich als „natürlicher“ atmosphärischer Treibhauseffekt bezeichnet wird, ist also lediglich der Wärmeinhalt der globalen Zirkulationen auf der Erde. Allein diese Wärmespeicher verhindern eine nächtliche Auskühlung unserer Erde in derselben Größenordnung, wie wir sie beim Mond beobachten können. Während nun aber der Mond ohne Atmosphäre und Ozeane auf seiner Tagseite die S-B Gleichgewichtstemperatur annähernd erreicht, wird auf unserer Erde ein Teil dieser Energie für die thermische Aufladung der globalen Zirkulationen „abgezweigt“. Und wegen dieser Wärmespeicher sinkt die Minimaltemperatur der Erde über Nacht dann wiederum höchstens um einige Dekagrad ab. Wenn man also auf der Erde überhaupt von einem Atmosphäreneffekt sprechen will, dann besteht dieser in einer Dämpfung der örtlichen Temperatur gegen maximale Schwankungen der solar verursachten Temperaturgenese, wie wir sie auf dem Mond beobachten können. Für eine Ortslage in mittlerer geographischer Breite auf der Erde (Potsdam) werden in der nachstehenden Abbildung die im Zeitraum zwischen 1890 und 2013 gemessenen maximalen Monatstemperaturen und die S-B Gleichgewichtstemperatur im Strahlungszenit der Sonne dargestellt:

Abbildung: Temperaturvergleich in °C für Potsdam über ein Jahr

Blau: Rechnerische S-B Temperatur im solaren Zenit @Potsdam

Rot: Gemessenes Monatsmaximum in Potsdam im Zeitraum
1890-2013

Anmerkung: Die S-B Gleichgewichtstemperatur im solaren Zenit wurde unter Berücksichtigung der durchschnittlichen globalen Albedo mit netto 780 W/m jahreszeitabhängig berechnet

Daten von: https://www.pik-potsdam.de/services/klima-wetter-potsdam/wetterextreme

Wie diese Abbildung zeigt, bleibt die örtlich gemessene Maximaltemperatur auf der Erde im jeweiligen Sommerhalbjahr deutlich unter der berechneten S-B Gleichgewichtstemperatur. In den Wintermonaten ist in mittleren und höheren Breiten dann der Wärmetransport der globalen Zirkulationen gegenüber der S-B Gleichgewichtstemperatur deutlich zu erkennen, hier noch verstärkt durch die vom Golfstrom verursachte Nordverschiebung der geographischen Klimazonen. Auf der Erde erhöht sich also treibhausmäßig gar nichts, sondern unsere Atmosphäre und die Ozeane wirken vielmehr wie ein natürlicher Pufferspeicher gegen sehr hohe und sehr niedrige Gleichgewichtstemperaturen aus der direkten solaren Einstrahlung.

So, damit ist jetzt hoffentlich endgültig geklärt, dass es gar keinen „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt auf unserer Erde geben kann. Vielmehr lassen sich die gemessenen Temperaturen auf der Erde und auf dem Mond ganz allein aus der natürlichen Sonneneinstrahlung herleiten.

Am Ende habe ich es also meinen schärfsten Kritikern zu danken, dass ich hier, ausgehend von den Temperaturen am Landeplatz von Apollo 15, die Richtigkeit meines hemisphärischen Stefan-Boltzmann Ansatzes mit dem Mond als Kronzeugen nochmals überzeugend nachweisen konnte.

Anmerkung der EIKE Redaktion

EIKE versteht sich auch als Diskussionsforum für Sonder-Hypothesen. Dies bedeutet nicht, dass EIKE mit dem Inhalt solcher Beiträge einverstanden ist. Wir überlassen die Diskussion dem Kommentar-Bereich.

Dabei geht es längst nicht mehr um Fakten. Der Soziologe N.Luhmann spottet:“Angst widersteht der reinen Vernunft. Wer Angst hat, ist moralisch im Recht.“

Das sind die  Bausteine einer postfaktischen Politik.

Bei dieser von jedem Realismus losgelösten Hysterie (oder gar Religion) muß zwingend an die Fakten erinnert werden, um nicht gerade in Deutschland insbesondere über die „Energiewende“ in einer unendlichen Kostenfalle zu versinken.

Fakten zum möglichen Einfluß des anthropogenen CO2 auf das Klima

1. Das Klima der Erde befindet sich schon immer in einem ständigen Wandel: Eiszeiten (etwa alle 100 000 Jahre) im Wechsel mit Warmzeiten, ohne anthropogenes CO2
2. Nach der letzten Eiszeit zeigt die jetzige Warmzeit sechs wärmere Phasen, von denen ohne anthropogenes CO2 alle wärmer waren als die jetzige wärmere Phase
3. Seit etwa 20 Jahren bleibt der Trend der globalen Mittel-Temperatur in der jetzigen wärmeren Phase – von El Niño Ereignissen abgesehen- statistisch konstant, trotz steigender CO2-Gehalte
4. Einen Treibhauseffekt durch CO2 kann es m.E.n. nicht geben, da in der Troposphäre die Energieübertragung durch die weitaus leistungsfähigeren Wege wie Wärmeleitung und Wärmeübergang bestimmt wird und nicht wie im Vakuum-ähnlichen Zustand die Strahlungsgesetze, d.h. es gelten in der Troposphäre die thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten (u.a. der 2.Hauptsatz der Thermodynamik). Im Übrigen würden 0,040% CO2 in der Atmosphäre massenmäßig nicht ausreichen, um eine Wärmemenge von 342 W/m2 (IPCC) zur Erdoberfläche zurück zu strahlen, da bei 0,040% CO2 schließlich nur 4 Moleküle CO2 10 000 Luftmolekülen gegenüber stehen.

Geht man weiter davon aus, dass von den 0,040% CO2 in der Atmosphäre nur 0,001% CO2 aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe herrühren (vgl.später), um deren Diskussion es in Paris hätte gehen müssen, so wird der anthropogene CO2-Anteil auf ein Maß gestutzt, das die mögliche anthropogene Beeinflussung des Klimas durch CO2 über einen möglichen „Treibhauseffekt“ gänzlich zur Perversion macht.

Video zum Vortrag von Michael Limburg anlässlich der 10. IKEK im November 2016 zur Bedeutung des Pariser Klimaabkommens.

Erwartungsgemäß scheitern auch die in den letzten Jahren unter Einbeziehung des vermeintlichen Einflusses von CO2 aufgestellten 102 Klimamodelle zur Vorhersage der Temperatur jämmerlich an der Wirklichkeit.

5. Die Atmosphäre enthält etwa 3000 Gt CO2. Etwa ein Viertel davon befindet sich in einem Naturkreislauf.

Dieser Naturkreislauf entspricht etwa 230 Gt Kohlenstoff/a und wird gespeist – ohne vulkanische und nicht vulkanische Ausgasungen – aus: (1)

– Ausgasung Meere                                                              40,4%

– Atmung Pflanzen                                                               23,9%

– Atmung Organismen und Zersetzung                           23,9%

– Menschen und Tiere                                                         6,5%

– Entwaldung                                                                        2,6%

– Verbrennung fossiler Brennstoffe                                 2,6%

Das „Intergovernmental Panel on Climate Change“ (IPCC) beziffert im Bericht 2007 die jährlichen Kohlenstoffemissionen über CO2 ohne vulkanische und nicht vulkanische Bodenausgasungen in Summe mit 205 Gt C/a: Ausgasung Meere 90 Gt C/a, Atmung Bodenorganismen 59 Gt C/a, Atmung Landorganismen 50 Gt C/a und Verbrennung fossile Brennstoffe 50 Gt C/a – entsprechend auch hier 2,6% über fossile Brennstoffe.

Bei 0,040% (400 ppm) CO2 in der Atmosphäre entstammen also nur 2,6% aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entsprechend 0,001% (10 ppm).

Im Abkommen von Paris (das im Übrigen keine Sanktionen bei Nichterfüllung vorsieht – also eine Absichtserklärung) geht es also nur um diesen lächerlichen Betrag von 0,001% (10 ppm), wobei „Treibhausgasneutralität in der 2. Jahrhunderthälfte“ vorgesehen ist.

Durch die Photosynthese liegen die jährlichen Schwankungsbreiten der gemessenen CO2-Gehalte in der Atmosphäre in einer Höhe von bis zu 0,002% (20 ppm), also doppelt so hoch wie die eigentliche Zielvorgabe in Paris von 0,001% (10 ppm), mit der man sich in Paris selbstredend nicht beschäftigt hat – aber wen interessierten in Paris schon Fakten.

Das ganze Vorhaben Paris ist also an Lächerlichkeit nicht mehr zu überbieten

6. Der Anteil Deutschlands am weltweiten CO2-Ausstoß liegt bei 2,7% von 2,6% weltweit oder 0,000 028% (0,28 ppm). Davon entstammen 42% aus fossilen Kraftwerken, so dass der CO2-Ausstoß über die Stromerzeugung in Deutschland nur noch bei 0,000 012% (0,12 ppm) liegt – nicht mehr meßbar.(2)

Für diesen Betrag zur Absenkung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre von 0,000 012% (0,12 ppm) hat Deutschland die „Energiewende“ erfunden und in 2000 gestartet und immer wieder neu definiert. In 2017  wird sie 25 Milliarden € verschlingen. Das Institut für Wettbewerbsökonomik an der Uni Düsseldorf errechnete die Kosten für die Energiewende für die Zeit 2000 bis 2015 auf 150 Milliarden € und schätzt die zwischen 2015 und 2025 anfallenden Kosten auf 370 Milliarden € (Summe 520 Milliarden €).

Von den diversen Energiewenden seit 2000 ist die letzte Energiewende aus dem Jahre 2016 mit der Bezeichnung „Klimaschutzplan 2050“ eine besondere Herausforderung: „Dekarbonisierung“ (kompletter Abbau des CO2-Ausstoßes) für alle Bereiche wie Stromerzeugung, Verkehr, Industrie, Heizung, Landwirtschaft, etc..

Für die Stromerzeugung bedeutet dies (bis 2050 müßten dann die Energien für die anderen Bereiche über eine erweiterte Stromerzeugung übernommen werden): ausschließliche Stromerzeugung über die alternativen Energien bis 2050 und Beendigung jeglicher Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Aber die Sonne scheint nicht immer, der Wind weht auch nicht immer.

Wo kommt der Strom dann her, denn die letzten Kernkraftwerke werden in 2022 geschlossen. Adäquate Speichertechnologien in der erforderlichen Größenordnung sind weder jetzt noch in Zukunft zu erwarten, außerdem nicht bezahlbar. Es existiert lediglich der Glaube an eine Stromspeichererleuchtung. Für eine z.B.10-tägige Windflaute im Winter wären z.B. 1957 Pumpspeicherwerke der Goldisthalgröße erforderlich. (3)

Es bleibt dann nur noch der Status von zwei Erzeugungssystemen – erneuerbar und konventionell – wie jetzt.

Muß man das Pariser Abkommen schon mit lächerlich bezeichnen, so ist der Aufwand für die „Deutsche Energiewende“ für diesen nicht meßbaren CO2-Betrag von 0,000 012% (0,12 ppm), und eine Energiewende, die nicht einmal funktionieren kann, nur noch beschämend.

Es ist schon mehr als verwunderlich, wenn unsere Kanzlerin Aussagen vernehmen läßt wie: „Nicht jeder Generation ist es gegeben, solche technischen Umbrüche zu erleben und dabei zu sein, ist schön“.

7. Alles Leben auf der Erde verdanken wir der Anwesenheit von CO2 in der Atmosphäre nach der Photosynthese

6 CO2 + 6 H2O = C6H12O16 + 6 O2     (+ 2882 KJ/Mol)

Ohne CO2 in der frühen Erdatmosphäre wäre auch kein Sauerstoff entstanden, kein Wachstum, kein menschliches Leben.

Im Übrigen hätte die Erde bei über 10% CO2 in der Atmosphäre in der Frühzeit nach den jetzigen Vorstellungen der Erwärmung durch CO2 schon längstens verglühen müssen – aber sie tat es zum Glück nicht.

Konsequenzen

Diese durch den Ausstieg der USA aus dem Pariser Abkommen ausgebrochene Hysterie gleicht einem Aufbruch in ein „postfaktisches Zeitalter“, ungeachtet aller Fakten-basierten Überlegungen

Eine Beibehaltung des Pariser Abkommens wäre eine gewaltige Vergeudung von Geld, nicht zuletzt durch die Abermilliarden Euro an Ausgleichszahlungen an die Entwicklungsländer, in welchen Taschen ein solches Geld auch immer landen mag. Für Deutschland kommen dann noch für z.B. 2017 die erwähnten rd. 25 Milliarden € für unsere „Energiewende“ oder 520 Milliarden € bis 2025 hinzu, denn schließlich heben wir uns als Vorbild ab vom Rest der Welt und fühlen uns als Vorreiter für die Bewahrung der Schöpfung.

Nach dem Ausstieg der USA hat sich nämlich unsere Bundeskanzlerin an die Spitze zur Durchführung des Pariser Abkommens mit den Worten in Szene gesetzt wie „..weiter alle Kraft für globale Klimapolitik, die unsere Erde bewahrt“.

Zum Glück wagt nun eine Gruppe von CDU-Abgeordneten, die sich „Berliner Kreis“ nennt, in Sachen Klimawandel und Energiewende mit einer sehr beeindruckenden Ausarbeitung selbst zu denken (hier):

Es bleibt nur zu hoffen, dass der „Berliner Kreis“ unserer Kanzlerin endlich die Augen öffnet, denn Deutschland muß weg von dieser Volksverdummung, weg von dieser Klimareligion und der unkritischen Begleitung durch die Zeitgeistmedien, hin zu Fakten und nicht zu postfaktischen Erleuchtungen.

Quellen

1. Ewert, F.-K.: EIKE- Klima- und Energiekonferenz in München; 25.-26-11.2012
2. Beppler,E.: „Energiewende – zweite industrielle Revolution oder Fiasko“; 2013; ISBN 978-3-7322-0034-4
3. Beppler, E.: „Die euphorischen Klimawandelmaßnahmen der Bundeskanzlerin und die Hoffnungslosigkeit der Umsetzung in Form der „Deutschen Energiewende“; EIKE Newsletter; 06.06.2017

Anmerkung der EIKE Redaktion

EIKE versteht sich als Diskussionsforum, in welchem auch abweichende physikalische Auffassungen diskutiert werden können. Die die Atmosphärenphysik betreffenden Ausführungen von Herrn Dr. Beppler stellen seine persönliche Meinung dar. Dies bedeutet nicht automatisch, dass EIKE diese Meinung teilt.

Kein vernünftiger Mensch würde nämlich ernsthaft behaupten wollen, die Sonne würde zur Hälfte am Tage und zur anderen Hälfte in der Nacht scheinen. Genau das wird aber implizit bei der konventionellen Herleitung des THE aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz unterstellt – und das Ergebnis von -18 Grad Celsius wird dann einfach geglaubt. Ausgerechnet der vorgebliche theoretische Nachweis einer „atmosphärischen Gegenstrahlung“ als Ursache für diesen THE scheitert an genau dieser Herleitung einer „Gleichgewichts-Temperatur“ von 255° Kelvin (= -18° Celsius) für das System Erde-Atmosphäre aus dem konventionellen S-B Ansatz über die globale Energiebilanz und stellt damit einen eindeutigen Zirkelbezug auf den bereits widerlegten konventionellen S-B Ansatz dar (hier Punkt 4.11.1 Gleichung 4.87).

Beschäftigen wir uns nun einmal mit den inneren Widersprüchen dieses „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffektes. Der atmosphärische Treibhauseffekt von 33 Grad wird nach seiner Ableitung aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz eindeutig als ein globaler Durchschnittswert berechnet. Ein solcher Durchschnittswert ist eindimensional, unsere Erde ist aber dreidimensional. Dieser THE müsste also eigentlich ebenso, wie auch die individuelle örtlich gemessene Temperatur, über Ortslage, Tages- und Jahreszeiten variieren. Aber der tatsächliche Verlauf dieses „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffektes auf unserer Erde bleibt völlig ungeklärt.

Es bleibt also ernsthaft nachzufragen:

• Gibt es beim THE eine Abhängigkeit zwischen Tag und Nacht?
• Gibt es beim THE Unterschiede zwischen Sommer und Winter?
• Gibt es beim THE eine Abhängigkeit von der geographischen Breite?

In der wissenschaftlichen Literatur ist nirgendwo ein Hinweis über die exakte zeitliche und räumliche Verteilung dieses THE aufzufinden, einfach nur dessen ominöser globaler Durchschnittswert von 33 Grad. Da es sich beim THE aber um einen atmosphärischen Effekt handeln soll, der über die sogenannten „Treibhausgase“ direkt von der Infrarot-Rückstrahlung der Erdoberfläche abhängig ist, müsste er überall auf der Erde nach Tages- und Jahreszeit schwanken. Denn auf der Nachtseite der Erde und im Winter auf den jeweiligen Polkappen gibt es gar keinen primären solaren Energieeintrag, um einen solchen THE über die infrarote Rückstrahlung der Erdoberfläche energetisch überhaupt „versorgen“ zu können.

Die Strahlung der Sonne ist der alleinige Klimaantrieb auf unserer Erde, und die Sonne vermag unsere Erde lediglich auf ihrer Tagseite zu erwärmen und aufzuheizen. Wenn wir einmal die durchschnittliche solare Einstrahlung nach Hartmann (1994) auf unserer Erde betrachten, dann müssen wir feststellen, dass sich die Pole unserer Erde als sommerliche „Hotspots“ erweisen:

Abbildung: Mittlere tägliche Einstrahlung an der Außengrenze der Atmosphäre in Abhängigkeit von der Jahreszeit und der geographischen Breite.

Bezugsgröße: Intergral der örtlichen Sonneneinstrahlung über 24 h geteilt durch 24 h, mit 50 [W/m²] Konturintervall

Originalquelle:        Abbildung 2.6 aus Dennis L. Hartmann “Global Physical Climatology”, Chapter 2

Volume 56 in the INTERNATIONAL GEOPHYSICS SERIES, ACADEMIC PRESS 1994

Die in der obigen Abbildung aufgetragenen gemittelten Strahlungswerte sind in der Tat etwas verzwickt: Es handelt sich hierbei nämlich nicht um absolute Strahlungswerte im üblichen Sinne, aus denen sich also mittels des Stefan-Boltzmann-Gesetzes eine Gleichgewichtstemperatur ermitteln ließe. Vielmehr wurde hier die täglich verfügbare solare Strahlungsintensität an der Außengrenze der Atmosphäre über die jeweilige Einstrahlungszeit integriert und diese tägliche Gesamtenergieenergiemenge dann durch 24 Stunden geteilt. Im Ergebnis ergibt sich also eine 24-stundendurchschnittliche solare Strahlungsintensität an der Oberfläche der Atmosphäre. Die entsprechende stundendurchschnittliche Nettointensität am Boden ergäbe sich dann unter Berücksichtigung des individuellen solaren Zenitwinkels für den jeweiligen Atmosphärendurchgang und der örtlichen Albedo.

Damit wird hier von Hartmann (1994) die These von Köppen und Wegener aus ihrem Buch „Die Klimate der geologischen Vorzeit“ (Bornträger 1924) optisch sehr eindrucksvoll bestätigt, die dort die Temperaturschwankungen über die Eiszeitalter durch die sommerliche Sonneneinstrahlung in mittleren und höheren geographischen Breiten erklärt hatten.
In der Veröffentlichung “An Albedo Approach to Paleoclimate Cycles” (Mitteilungen der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft Nr.3/2015) über den Zusammenhang zwischen Erdalbedo und paläoklimatischen Zyklen war das Nordpolarmeer als möglicher „Schwachpunkt“ für die zyklische Enteisung der Nordhalbkugel identifiziert worden (hier ab Seite 18, Hotspot Nordpolarmeer S. 21, untere Hälfte links). Auch hierfür liefert die Abbildung von Hartmann einen sehr wichtigen Hinweis. Aufgrund der Elliptizität der Erdbahn fällt in der Antarktis nämlich der sommerliche Stundendurchschnitt der Sonneneinstrahlung deutlich höher aus als in der Arktis. Und trotzdem bleibt dort, im Gegensatz zur Nordhalbkugel, die Eisbedeckung während der gegenwärtigen Warmzeit erhalten.

Das Aktualitätsprinzip der Geologie schreibt vor, dass für neue geowissenschaftliche Erkenntnisse zunächst eine Übereinstimmung mit den gesicherten Vorgängen der geologischen Erdgeschichte nachzuweisen ist.
Und an diesem Nachweis scheitern bisher alle Hypothesen für einen nicht-solaren Klimaantrieb:

Für einen paläoklimatischen CO₂-Klimaantrieb, eine abrupte Freisetzung von Erdwärme durch „gravitationsinduzierte Modulationen“ oder gar irgendeinen hypothetischen Klimaantrieb aus dem „Plasma Universum“ als Erklärung für die paläoklimatischen Temperaturschwankungen der Eiszeitalter fehlt nämlich weiterhin jegliche wissenschaftliche Indikation.

Und die ganz neue Theorie einer gravitativen solaren Kompressionsaufheizung der Planeten will lediglich den vorgeblichen paläoklimatischen CO₂-Klimaantrieb durch die Hintertür als ein natürliches planetarisches Phänomen installieren (N&Z Aussage auf S.13 Mitte links). Die Ableitung dieser Theorie krankt aber an einer impliziten Stefan-Boltzmann Herleitung über die planetare Gesamtfläche (bei N&Z in Gleichung 3), einem unbewiesenen Paläoklima-Antrieb durch Treibhausgase (N&Z Aussage auf S.13 Mitte links) und schließlich auch noch an einer vorgeblich nicht klimawirksamen planetarischen Albedo (Aussage N&Z S.15 oben links). Am Ende will man der Allgemeinheit damit also nur wieder einmal den „natürlichen“ CO₂-Paläoklimaanrieb in einer neuen Verpackung als „natürlichen planetarischen“ Treibhauseffekt unterjubeln…

Alleiniger Klimamotor unserer Erde ist und bleibt aber weiterhin die Sonne!

Aus der Abbildung von Hartmann wird auch sofort deutlich, warum von der Klimawissenschaft immer wieder behauptet wird, bei einer menschengemachten Klimakatastrophe würden sich die Polarregionen doppelt so schnell erwärmen, wie die übrige Erdoberfläche. Erstaunlicherweise wird diese Aussage dann aber an die Ergebnisse von computergestützten Klimamodellen geknüpft und nicht an ihre tatsächlichen physikalischen Ursachen.
Klar wird aus solchen Aussagen auf jeden Fall, dass die Klimawissenschaft dem „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt einen jahreszeitlich breitenabhängigen Verlauf unterstellt, ohne dass dieser jemals wissenschaftlich exakt formuliert oder spezifiziert worden wäre. Denn richtig müsste eine solche Aussage eigentlich im Präsens formuliert werden:
Die Polarregionen erhalten in den jeweiligen Sommermonaten die höchste tägliche Energiemenge auf der gesamten Erde und müssten somit auch den stärksten Einfluss eines vorgeblich menschengemachten THE-abhängigen Klimaeinflusses zeigen.

Daraus ergibt sich unmittelbar die Aufforderung an alle Protagonisten dieses „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffektes, beziehungsweise einer „atmosphärischen Gegenstrahlung“:

Bitte weisen Sie uns klar und unmissverständlich den zeitlichen Verlauf nach, mit dem sich ein eindimensionaler „natürlicher“ atmosphärischer Treibhauseffekt von 33 Grad, respektive eine vorgeblich dafür ursächliche „atmosphärische Gegenstrahlung“, auf unserer dreidimensionalen Erde abbildet!

Und erzählen Sie uns bitte nicht, beides ergäbe sich vollautomatisch aus der fälschlicherweise mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz über die gesamte Erdoberfläche berechneten Globaltemperatur…

Hier einiges über das Buch des Autors (übernommen von die kalte Sonne)

Uli Webers Buch “Klimahysterie gefährdet die Freiheit” ist jetzt auch im erschwinglichen schwarz-weiß Paperback-Format erhältlich. Preis: Euro 7,99. ISBN-13: 978-3-7448-3560-2

Inhalt: 

Katastrophenszenarien haben sich zu den Gelddruckmaschinen der modernen Forschung entwickelt. Der Mainstream der globalen Klimaforschung macht sich gerade zum politischen Gefangenen einer CO₂-Apokalypse, und aus Angst vor der prophezeiten Klimakatastrophe setzen wir unsere Marktwirtschaft außer Kraft. Dabei findet diese Klimakatastrophe vorerst nur in unseren Köpfen statt, denn es geht dabei weniger um den aktuellen CO₂-Ausstoß der Menschheit, als vielmehr um den befürchteten Anstieg dieser Emissionen in der Zukunft.

Immer und zu jeder Zeit wurden der Menschheit Katastrophen vorhergesagt, insofern ist die Klimakatastrophe eigentlich gar nichts Neues. Neu ist eher, dass sich die Protagonisten dieser Katastrophe nicht mehr alter Weissagungen oder plötzlich auftauchender Kometen bedienen, um ihre Thesen unters Volk zu bringen, sondern grob vereinfachender wissenschaftlicher Modellrechnungen. Solche Berechnungen ergeben aber keine eindeutigen Lösungen, sondern Lösungswolken, deren Größe dramatisch anwächst, je weiter man sie in die Zukunft hochrechnet. Die mediale Darstellung dieser Ergebnisse bleibt dann auf plakative Katastrophenszenarien beschränkt und positive Auswirkungen eines möglichen globalen Temperaturanstiegs, allein schon durch eine Verlängerung der Vegetationszeiten in höheren geographischen Breiten, gehen in der monokausalen Panikmache um unseren anthropogenen CO₂-Ausstoß völlig unter.
Die Weltbevölkerung als Ganzes hat riesige Probleme, die sich nicht auf die griffige Formel reduzieren lassen, wenn wir den Ausstoß von CO₂ verhindern, wird alles gut! Die CO₂-Vermeidung um jeden Preis ist eine Wette unzureichender Computermodelle gegen Mutter Erde. Eine Beschränkung auf unseren CO₂-Ausstoß als alleinige Ursache für den Temperaturanstieg seit 1850 lässt die Weltbevölkerung auch in Zukunft völlig ungeschützt gegen alle natürlichen Klimaschwankungen bleiben!

Daher sollten wir das Aufkommen jeglicher Angstgläubigkeit um die vorgebliche Klimakatastrophe vermeiden und unsere begrenzten wirtschaftlichen Mittel in unserer Verantwortung als der besser verdienende Teil der Weltbevölkerung nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch sinnvoll und vorausschauend zum Nutzen aller Menschen auf dieser Erde einsetzen.

Anmerkung der EIKE-Redaktion

EIKE versteht sich als Diskussionsforum, in welchem auch abweichende physikalische Auffassungen diskutiert werden können. Das bedeutet nicht unbedingt, dass EIKE diese Auffassungen teilt.

Es besagt, dass die „Gegenstrahlung“ der über die Verbrennung fossiler Energien in die Atmosphäre emittierten „Treibhausgase“ eine „Erderwärmung“ erzeugt wird und zu einer globalen „Klimakatastrophe“ führt. Doch haben Sie sich schon einmal gefragt, wie sich die Erde mit der von ihr selbst emittierten Strahlung erwärmen kann, wenn nur Bruchteile von ihr an sie zurückkommen und der Großteil durch das „stets offene atmosphärische Strahlungsfenster entweicht? Wenn Sie einen Raum beheizen wollen, dann öffnen Sie nicht die Fenster, sondern schließen sie.

An dieser Treibhaus-These ist nichts richtig. Richtig ist, dass jeder feste und flüssige Körper wie auch die Erde permanent elektromagnetische Energie abstrahlt. Die Intensität und Wellenlänge der Strahlung hängt allein von der Oberflächentemperatur des strahlenden Körpers ab und ist proportional der 4. Potenz der absoluten Kelvin-Temperatur. Die Strahlung ist unsichtbar, infrarot und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Im Bruchteil einer Sekunde ist sie in 36.000 km Höhe und kann von Satelliten, die mit IR-Sensoren und entsprechenden Wärmebildkameras ausgerüstet sind, empfangen werden. Das Wechselspiel zwischen der immerwährenden Wärmeabstrahlung der Erde als Output und der tagesperiodischen Einstrahlung der Sonne als Input erzeugt den Tagesgang der Temperatur, dessen Amplitude direkt an der strahlenden Erdoberfläche am größten ist und mit der Höhe abnimmt.

Warum der „natürliche Treibhauseffekt“ von 33 (!) Grad ins Reich der Märchen gehört, das soll in zehn Punkten kurz erklärt werden, zumal für seine Entstehung nicht die Sonne bemüht wird, sondern einzig und allein die „Gegenstrahlung“ der zusätzlich durch Verbrennungsprozesse in die Luft emittierten „Treibhausgase“. Die „Gegenstrahlung“ soll ja nicht nur den Strahlungsverlust der Erde ausgleichen, sondern zu einer Erwärmung von 33 Grad führen. Da keine Erklärung von den „Klimaexperten“ geliefert werden kann, muss an den „Treibhauseffekt“ geglaubt werden. Wer es nicht tut und experimentelle Beweise verlangt, wird diffamiert und als „Klimaskeptiker“ gebrandmarkt.

Die allermeisten Politiker glauben völlig ungeprüft an das „Treibhausmärchen“ mit der wärmenden „Gegenstrahlung“. In einer grenzenlosen Naivität ohnegleichen glauben sie, der „Erderwärmung“ mit der „Dekarbonisierung“ Einhalt gebieten zu können. Sie wissen aber nicht, welche Verantwortung sie übernehmen und wie künftige Generationen urteilen werden. Um schaden von ihnen abzuwenden, seien kurz einige Argumente zusammengetragen, um die These vom „Treibhauseffekt“ zu widerlegen. 

1. Schon der Vergleich ist irreführend und falsch. Die Erde ist kein Gewächshaus, kein „Treibhaus“, denn ihr fehlt die schützende Glashülle. Doch selbst wenn die Erde in eine Glaskugel eingeschlossen wäre, könnte sie sich nicht von selbst aus eigener Kraft erwärmen. Wie ein Gewächshaus muss sie von außen durch die Sonne oder von innen durch einen Kohleofen erwärmt und auf eine für die jeweilige Pflanzenkulturen passende Temperatur gehalten werden!

2. Es gibt ein Naturgesetz, wonach jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts (0 Kelvin oder -273,15°C) in Abhängigkeit von derselben Energie abstrahlt und sich abkühlt. Dieses Naturgesetz gilt auch für die Erde, wie man bei Strahlungswetter am Tagesgang der Temperatur sieht. Die Strahlung ist ob der niedrigen Temperatur der Erde unsichtbar als Infrarot-Strahlung, die mit Wärmebildkameras von Satelliten aus gemessen und als Strahlungstemperatur sichtbar gemacht werden kann. Im Kleinen wie im Großen, für die Erde gilt das Newton’sche Abkühlungsgesetz. Ohne Energiezufuhr von außen, ohne das „Es werde Licht“ wäre Leben auf der Erde nicht möglich. Die These von der „Erderwärmung“ ist eine bewusste Angst erzeugende Fälschung, die von der Natur selbst tagtäglich falsifiziert wird.

3. Voraussetzung für alles irdische Leben ist und bleibt die Sonne. Sie spendet als Lichtquelle die Energie, welche die „grünen Pflanzen“ wachsen lässt. Ihre Energie setzt auch die Atmosphäre in Bewegung, erzeugt die Allgemeine Zirkulation und sorgt für die Wettervielfalt auf Erden. Dem unterschiedlichen Lebensmilieu der von der Sonne beschienenen rotierenden Erdkugel passen sich perfekt die Pflanzen an und erzeugen eine einzigartige biologische Vielfalt. Der Flora passt sich die faunistische Artenvielfalt an.

4. Die „grünen Pflanzen“ sind auf die Existenz von Kohlenstoffdioxid CO₂ in der Luft angewiesen, wie die Photosynthesegleichung zeigt. Die Pflanzen sind auch auf Licht und flüssiges Wasser angewiesen. Sie wachsen nur bei Tag und nicht bei Dauerfrost, wie die unterschiedlichen Vegetationsgürtel auf der Erde zeigen. Wie perfekt sich das Leben der Erde an den Strahlungsrhythmus der Sonne anpasst, demonstriert das Leben selbst beim Tag-Nacht-Rhythmus wie im jahreszeitlichen Rhythmus. Das gilt nicht nur für die meteorologische Elemente, auch der Zug der Kraniche und Störche, die Wanderung der Bisons sind Ausdruck, wie alles Leben der lebensspendenden Kraft der Sonne folgt. Dies gilt insbesondere für Zucht und Anbau von Zier- und Gemüsepflanzen.

5. Wenngleich schon einfache naturphilosophische Überlegungen zeigen, dass die Erde kein „Treibhaus“, eine „Erderwärmung“ unmöglich ist, wollen die Staaten, –so das „Pariser Abkommen von 2015“ –, zwei Phantasie-Effekte mit Hilfe der „Großen Transformation“ und die „Dekarbonisierung“ der Wirtschaft bekämpfen. Manche grüne Phantasten träumen gar von einer CO₂-freien Atmosphäre als klimapolitisches Nonplusultra. Doch entzöge man den winzig kleinen Anteil von 0,04 % CO₂ der Luft, so würde das Wetter samt seinen Temperaturen keine Notiz davon nehmen, doch ohne CO₂ wäre das ultimative Todesurteil für alle „grünen Pflanzen“ gesprochen. Ohne sie gäbe es keine Nahrung für die Tiere wie den Menschen und auch keinen Sauerstoff, der für die Verbrennung der Nahrung unverzichtbar ist. In der Nahrung steckt Sonnenenergie als Lebensenergie. Dieses Ende hat der WBGU-Präsident Hans Joachim Schellnhuber „Genozid“ genannt. Kohlenstoffverbindungen spielen eine elementare Rolle in der Natur. Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate dienen als Grundbausteine des Lebens.

6. Ist der globale „Genozid“ der Preis für den Schutz eines „Gutes“ namens „Klima“, das es gar nicht gibt, ja der Natur unbekannt ist? Dabei gibt es in der Lufthülle nur einen einzigen Vorgang, den wir „Wetter“ nennen. Wetter ist allgegenwärtig, stets wechselhaft, nur kurz vorhersagbar und schlimmer – es macht, was es will und gehorcht uns Menschen nicht!

7. „Klima“ ist eine pure Erfindung des Menschen. „Klima“, so seine Definition. „Klima“ ist das „mittlere Wettergeschehen“ einer bestimmten 30-Jahres-Periode. 1935 wurde bei einer Wetterdienstkonferenz in Warschau willkürlich die Zeit 1901-1930 zur „Klimanormalperiode“ bestimmt. Nicht gesagt wurde, was an dieser Zeit „normal“ sein sollte. Mit dieser Definition wird das Wetter seiner Geschichte beraubt. Die Wetterelemente werden schlicht zu 30-jährigen Mitteln komprimiert. Von den zahlreichen Wetterelementen hat man die Temperatur herausgegriffen, zu einer „Globaltemperatur“ verdichtet und daraus ein fiktives „Globalklima“ abgeleitet. Man eliminiert einfach die Komplexität des Wetters und lässt es in einer nackten Zahl als „Globaltemperatur“ verschwinden. An diesen Wert koppelt man das „Globalklima“, dessen „Globaltemperatur“ man vorgibt regulieren zu können, indem man einfach an der „CO₂-Schraube“ dreht. Die Welt ist keine Lego-Welt, kein einfacher mechanistischer Experimentierbaukasten!

8. Doch das „Globalklima“ kann gar nicht reagieren, denn es ist ein Konstrukt. Dieses „Menschenkonstrukt“ ist in der Natur nicht existent und ihr unbekannt. Die statistische Konstruktion von „Klima“ eliminiert nicht die Existenz des bisweilen extrem wilden und chaotischen Wetters. Einzig auf das Wetter kommt es an. Es fabriziert alle denkbaren „Unwetter“ auf Erden. Wer dem Wetter freien Lauf lassen muss, seine „Freiheitsgrade“ nicht einengen kann, kann zwar nach 30 Jahren das zum „Klima“ verdichtete Wetter zum „Schutzgut“ deklarieren, aber er darf nicht der Illusion und dem Irrglauben verfallen, das „Klima“ schützen und damit Einfluss auf das Wetter gewinnen zu können. Eine andere logische Schlussfolgerung lässt die Definition von „Klima“ nicht zu. Jeder Mittelwert ist ein totes „Konstrukt“ und kann weder eine „Klimakatastrophe“ auslösen noch durch „Klimaschutz“ gebändigt werden.

9. Dem Anschein und Anspruch nach leben wir in einer „Wissensgesellschaft“, doch ausgerechnet Wissenschaftler wie die in dem „Weltklimarat IPCC“ versammelten „Klimaexperten“ verhindern den Durchbruch das Wissens, indem sie dieses streng nach ideologischen Vorgaben unterdrücken. Es war Immanuel Kant, der uns lehrte, zwischen dem „Ding“ und dem abstrakt davon abgeleiteten „Ding an sich“ zu unterscheiden und uns mahnte, unseren eigenen Verstand zu nutzen, um uns aus der „selbstverschuldeten Unmündigkeit“ zu befreien.

10. Gelingt uns dieser Befreiungsakt aber nicht und lassen wir wehrlos der Politik der „Dekarbonisierung“ freien Lauf, dann dürfen wir uns nicht über deren Folgen beklagen. Diese zwar wird am Wetter und dem von ihm abgeleiteten „Klima“ nichts ändern, aber ändern werden sich die gesellschaftlichen Verhältnisse, und zwar radikal. Mag auch die neue „Klimareligion“ über den „Klimaschutz“ auch das anthropogen gelenkte „Paradies auf Erden“ versprechen, herauskommen wird die „Treibhaus-Hölle“.

Die einzige Wirklichkeit, in der wir leben und mit der wir uns arrangieren müssen, ist das Wetter. Es ist ein Faktum! Das vergangene Wetter schützen zu wollen, auch wenn es zu unwirklichen Klimawerten zur Unkenntlichkeit verdichtet worden, ist ein nutzloses post-faktisches Unterfangen, es ist viel Wind um Nichts. Energieverschwendung

Dipl.-Met. Dr. phil. Wolfgang Thüne