Grundmodell der Erde als Schwarzkörper – Ein ganz schweres Problem

Der amerikanische Physikdozent Robert G. Brown, Duke University, NC, hat sich mit einem Grund- und Ausgangsmodell für Klima-Simulationen beschäftigt. In seinem Aufsatz beschreibt Dr. Brown die nahezu unüberwindlichen Schwierigkeiten, das Klimageschehen auch nur annähernd wirklichkeitsgetreu zu modellieren.


Grundmodell der Erde als Schwarzkörper – Ein ganz schweres Problem

Robert G. Brown, Duke University

Die Erde hat nur eine Absorptionsfläche, die einer zweidimensionalen Scheibe gleicht, nicht einer Kugeloberfläche.

Eine halbe Nacht lang habe ich im Lern-Halbschlaf über dem Buch von Caballero zum Thema des Strahlungstransfers gebrütet und bin zu zwei Einsichten gekommen:

Erstens: das Grundmodell des Schwarzkörpers (es führt zu T_b = 255K) ist physikalisch ein schreckliches Grundmodell. Es behandelt den Planeten wie einen nicht rotierenden Wärme-Supraleiter ohne Wärmekapazität. Warum das so schrecklich ist? Weil es absolut falsch ist, 33K als Treibhauserwärmung in Bezug auf den Ausgangswert zu setzen. Dieser Ausgangswert ist ein völlig unphysikalischer Ausgangswert.
Zweitens, die 33K bedeuten nichts. Sie werfen Erwärmungs- und Abkühlungseffekte zusammen, absolut nichts mit dem Treibhauseffekt zu tun haben. Mehr dazu später.

Jetzt verstehe ich den Treibhauseffekt viel besser. Ich möchte das jetzt mit meinen eigenen Worten schreiben, weil mir einige von Caballeros Aussagen nicht gefallen, und weil ich denke, dass meine Darstellung einfacher und einleuchtender ist. Ich denke auch daran, sie vielleicht später für einen Modellbausatz zu verwenden, von der Art, wie man sie als Lernspielzeuge kaufen kann.

Fangen wir mit einer nicht rotierenden supraleitenden Kugel an, null Albedo, einheitliche Emissivität, vollständige Schwarzkörper-Strahlung von jedem Punkt der Kugel. Wie hoch ist die Durchschnittstemperatur?

Jetzt behandeln wir die nicht rotierende Kugel als vollständigen Nicht-Leiter, dergestalt, dass sich ein Teil der Oberfläche im Strahlungsgleichgewicht befindet. Wie hoch ist die Durchschnittstemperatur jetzt? Das ist für den Mond ein besseres Modell als das vorhergehende, aber immer noch nicht gut genug. Verbessern wir es!

Wir geben der Oberfläche nun einige thermische Wärme-Kapazität – wir machen sie Wärme-supraleitend, aber nur in vertikaler Richtung und wir nehmen noch eine Masseschale von einiger Dicke an, die eine vernünftige spezifische Wärme hat. Das ändert am vorherigen Ergebnis nichts, solange wir die Kugel nicht rotieren lassen. Oho, nun erhalten wir doch eine andere durchschnittliche (Oberflächen-) Temperatur, diesmal ist es der sphärische Durchschnitt einer Verteilung, die von der sphärischen Breite abhängig ist. Dabei liegt die höchste Temperatur auf der Tagseite nahe beim Äquator kurz nach dem „Mittag“ (verzögert, weil es Zeit braucht, um die Temperatur jedes Blockes zu erhöhen, weil die Einstahlung den Schwarzkörper-Verlust übersteigt, und weil es Zeit zur Abkühlung braucht, weil der Schwarzkörper-Verlust die Strahlung übersteigt, und die Oberfläche hat niemals und nirgends eine konstante Temperatur außer an den Polen (ohne axiale Kippung). Das ist wahrscheinlich ein recht passendes Modell für den Mond, wenn man rückschreitend eine Albedo hinzufügt (damit wird der Anteil der hereinkommenden Energie vermindert, der thermisch ausbalanciert werden muss).

Man kann für jede dieser Veränderungen tatsächlich die exakte parametrische Temperatur-Verteilung errechnen als Funktion des sphärischen Winkels und des Radius, und (durch Integration) die Veränderung berechnen in z. B. der durchschnittlichen Temperatur aufgrund der Annahme eines vollständigen Schwarzkörpers. Beim Übergang von einem supraleitenden, aber im Übrigen perfekt isolierenden (nicht rotierenden), Planeten zu einer lokal detaillierten Balance fällt die nachtseitige Temperatur einfach von ½ der Kugel Ihrer Wahl von 3 K, oder von null K nach sehr langer Zeit (das ist leichter zu idealisieren). Das ist die untere Grenze, unabhängig von Sonneneinstrahlung oder Albedo (in diesem Sinne hier: der Emissivität). Die tagseitige Temperatur hat eine polare Verteilung, wobei ein Pol auf die Sonne blickt, sie variiert nicht-linear mit der Einstrahlung, Albedo, und (wenn Sie sie verändern wollen) mit der Emissivität.

Das vermaledeite T^4 verkompliziert alles! Ich möchte noch nicht einmal das Vorzeichen der Veränderung der Durchschnittstemperatur zuweisen, wenn ich vom ersten Modell zum zweiten übergehe! Jedesmal, wenn ich meine, ein gutes heuristisches Argument für die Aussage von einer niedrigeren Durchschnittstemperatur zu haben, sagt eine innere Stimme – T^4 – bilde lieber das verflixte Integral, weil die Temperatur im Übergangsbereich von der Tagseite her allmählich auf Null gehen muss. und da gibt es eine ganze Menge von geringer Einstrahlung in einem Gebiet (und daher mit niedriger Temperatur), wo die Sonne auf fünf Uhr steht, sogar mit null Albedo und der Emissivität von einer Einheit! Leicht ist nur, den sphärischen Durchschnitt zu erhalten: Wir nehmen einfach den sphärischen Tagseiten-Durchschnitt und teilen durch zwei.

Mit dem Vorzeichen für die rotierende Kugel bin ich auch nicht glücklich, weil es auf vom Zusammenspiel zwischen der erforderlichen Zeit zur Erwärmung der thermischen Last (engl: „thermal ballast“) abhängt, bei gegebener Differenz zwischen Einstrahlung und ausgehender Strahlung und der Rotationsrate. Wenn man mit unendlicher Geschwindigkeit rotieren lässt, ist man wieder bei der supraleitenden Kugel. Wenn man dazwischen rotieren lässt, und – verdammt noch mal – indem man nur die Größe der thermischen Last verändert (die thermische Last bestimmt die Thermisierungszeit), kann man es sogar so einrichten, dass sich eine rasch rotierende Kugel wie die statische nicht-leitende Kugel verhält, oder wie eine langsam rotierende (jeweils zwischen null Wärme-Kapazität und sehr hoher Wärme-Kapazität).

Schlimmer noch, wenn man die Geometrie der axialen Pole verändert (die noch in Bezug auf die Ekliptik als ungekippt angenommen werden). Während zuvor die Tag/Nacht Grenze sich allmählich an T = 0 von der Tagseite annäherte, gilt das nun nur noch an den Polen! Das Integral des polaren Gebietes (bei einem gegebenen Polarwinkel dtheta) ist viel kleiner als das Integral des Äquator-Winkels, und zudem hat man nun auch noch einen darüber verschmierten Satz von festen Temperaturen, die alle Funktionen des Azimut-Winkels phi und des Pol-Winkels theta sind, der verändert sich nicht-linear, wenn man einen der folgenden Parameter ändert: Einstrahlung, Albedo, Emissivität, omega (Winkelgeschwindigkeit der Rotation) und Wärmekapazität der Oberfläche.

Und dabei ist noch nicht einmal eine Atmospäre berücksichtigt! Oder Wasser. Aber wenigstens bis zu diesem Punkt kann man die Temperaturverteilungsrechnung T (theta,phi,alpha,S,epsilon,c) exakt lösen, denke ich.

Darüberhinaus kann man tatsächlich so etwas wie das Wasser recht gut modellieren. Wenn wir uns nun die Erde als mit einer Schicht von Wasser bedeckt anstelle von Luft vorstellen, mit einem Schwarzkörper auf dem Grund und einer dünnen Schicht einer völlig transparenten Frischhaltefolie drauf, um die vermaledeite Verdampfung zu verhindern, dann wird das Wasser zu einem Teil des thermischen Ballasts. Nun braucht es viel viel länger, um die Temperatur einer ein-Meter-dicken Wasserschicht (bei gegebenem Ungleichgewicht zwischen der einfallenden Strahlung) zu erhöhen oder zu vermindern, als die Temperatur im vielleicht oberen Zentimeter eines Felsens, von Dreck oder von Sand. Es dauert viel länger.

Wenn man das alles einigermaßen im Griff zu haben meint, könnte man das Modell mit Meeren und Landmassen füllen (aber immer noch den lateralen Energie-Transfer verbieten, und einen unmittelbaren vertikalen Ausgleich unterstellen). Man könnte dem Wasser die richtige Albedo zuschreiben und es beim Erreichen der richtigen Temperatur gefrieren lassen.

Danach wird es aber wirklich schwer.

Jetzt muss nämlich eine Atmosphäre dazukommen. Auch das noch!
Die Meere müssen Konvektionsfähigkeit erhalten, Dichte und unterschiedliche Tiefen. Und das alles auf einer rotierenden Kugel, wo alles was nach oben geht (Luftmassen) gegen die Erddrehung (relativ zur Oberfläche) abgelenkt wird, wo alles, was herunterkommt, in Richtung der Erddrehung angelenkt wird, was nach Norden geht auf der Nordhalbkugel in Drehrichtung abgelenkt wird (es wird schneller), was nach Süden geht, gegen die Drehrichtung abgelenkt wird, als Funktion von Winkel, Geschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit. Verdammte Coriolis-Kraft, sie lenkt die Küstenartillerie ab, usw. Und jetzt erwärmen wir mal dieses verdammte Ding differentiell so, dass überall und über alle Entfernungen Turbulenzen vorkommen, für die wir kaum noch die einfachste Symmetrie für das differentielle Erwärmen haben. So ungefähr, wenn wir ein fünfjähriges Kind Farbe auf die Kugel spritzen lassen, um anzuzeigen, wo Landmassen und Ozeane sind, oder wir hätten ihm auch Spielzeuglastwagen geben und es im sphärischen Sandkasten spielen lassen können, bis eine schöne unregelmäßige Oberfläche entstanden wäre. Und diese Oberfläche hätten wir mit Wasser auffüllen können, bis die Oberfläche ungefähr zu 70 % unter Wasser gestanden hätte.

O weh! Mein armer Kopf raucht!
Wohlgemerkt – Wir haben immer noch keinen Treibhauseffekt dabei! Nur eine Heuristik für die Abkühlung durch Abstrahlung in einem idealen Zustand, der ist ganz wörtlich genommen destilliert; in Temperatur und Höhe aufgebrochen, noch ohne die Präsenz von CO2. Wolken. Luft verteilt sich mit nicht-trivialer kurzer Wellenlänge über den Querschnitt. Energietransfer satt!

Bevor wir uns nun mit dem CO2 auseinandersetzen, müssen wir die Quantenmechanik und das Inzidenzspektrum berücksichtigen, dazu auf die bislang ignorierten Details des Erdbodens, der Luft und des Wassers blicken. Für die Luft brauchen wir einen Temperatur-Gradienten, der sich mit der Feuchtigkeit, der Albedo, der Bodentemperatur verändert, usw. … Die Luftmoleküle üben einen Rückstoß aus, wenn sie die einfallenden Photonen verteilen, und wenn es eine Kollision mit einem anderen Luftmolekül im rechten Zeitintervall gibt, werden sie beide einen Teil oder die gesamte Energie absorbieren und die Luft erwärmen, anstatt sie elastisch zu verteilen. Ein Molekül kann auch eine Wellenlänge absorbieren und eine Kaskade von Photonen mit einer anderen Wellenlänge emittieren (abhängig von seinem Spektrum).

Und zum Schluss müssen die Treibhausgase dazukommen, vor allem CO2, (Wasser ist schon drin). Sie bewirken eine Zunahme der ausgehenden Strahlung von der (wärmeren) Oberfläche in einigen Bändern und transferieren etwas davon auf das CO2, wo sie eingefangen bleibt, bis sie zur Spitze der CO2-Säule diffundiert ist, von wo sie mit kühlerer Temperatur emittiert wird. Die gesamte hinausgehende Kraft wird auf diese Weise aufgespalten, dabei wird das vermaledeite Schwarzkörperspektrum so moduliert, dass verschiedene Frequenzen verschiedene Wirktemperaturen haben, lokal moduliert – von nahezu allem. Temperaturgradient, Feuchtigkeitsgehalt. Wolken. Massentransport von Wärme nach oben oder unten qua Konvektion! Massentransport von Wärme nach oben oder unten qua eingefangener Strahlung in Teilen des Spektrums. Und bitte nicht die Umgehungen vergessen! Alles fließt jetzt, Wind und Verdampfung sind gekoppelt, die Zeitdauer für den Temperaturausgleich des Meeres erstreckt sich nun von „im gleichen Maß wie die Rotationsperiode“ für flache Meere bis zu tausend oder mehr Jahren. Der Ozean ist niemals im ausgeglichenen Zustand, er zieht immer an den Oberflächentemperaturen in die eine oder andere Richtung mit nennenswerter thermischer Last, die Wärme wird nicht für einen Tag, sondern für eine Woche, einen Monat, ein Jahr, eine Dekade, ein Jahrhundert, ein Jahrtausend gespeichert.

Jawohl, eine verdammt harte Nuß! Wer auch immer so etwas „gesichertes Wissen“ (settled science) nennt, muss wirklich nicht mehr ganz bei Trost sein.

Wohlgemerkt: ich habe noch nicht den solaren Magnetismus oder ernsthaftere Modulationen der Sonneneinstrahlung einbezogen, noch nicht die Neigung der Erdachse, die noch einmal alles verändert, weil damit die Zeitskalen an den Polen jährliche werden, Nord- und Südpol sind überhaupt nicht gleich. Man beachte die enormen Unterschiede ihrer thermischen Last und den ozeanischen und atmosphärischen Wärmetransport!

Eine harte Nuß. Vielleicht nehme ich sie mir einmal zum Knacken vor, wenn ich Zeit habe, wenigstens für die ersten wenigen Schritte zu Anfang. Ich möchte zumindest eine bessere Vorstellung von der Richtung der ersten kleinen Schritte gewinnen zum Bau eines Spielzeug-Modells für die Durchschnittstemperatur. (Der Begriff „Durchschnittstemperatur“ meint hier etwas Bestimmtes, nämlich bevor das System chaotisch gemacht wird).

Dr. Robert Brown

Der Aufsatz führte auf WUWT zu einer Diskussion mit derzeit über 430 Beiträgen, die wegen des Umfangs leider nicht mehr übersetzt werden können. Wer sich für die Diskussion interessiert, möge die Beiträge und das Original hier lesen.

Übersetzung: Helmut Jäger, EIKE

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98 Kommentare

  1. #96: NicoBaecker erstaunlich, was Sie so alles aus meinem Satz:
    „… die tiefere Atmosphäre, insbesondere da, wo man die „Globaltemperatur“ definiert hat, so gut wie GAR NICHT durch Strahlung erwärmt wird.“

    meinen herauslesen zu können.

    Aber so falsch liegen Sie trotzdem nicht,
    denn wenn in dieser Höhe der Atmosphäre eines der wenigen „CO2-Treibhausmoleküle“ durch Strahlung in seiner schmalen Bande in einen aktivierten Zustand „erhoben“ wird,
    kann es tatsächlich nur ENTWEDER durch Emission ODER durch Kontakt mit Nachbarmolekülen entlastet werden.
    Wegen der hier herrschenden Moleküldichte kommt so gut wie immer die mechanische Übertragung zum Zug.

    Bedenken Sie zudem den Sättigungseffekt dieser kleinen Frequenzbande.

    mfG

  2. Paul,

    wie von Hess, mir und in einem hinreichend ausfuehrlichem Lehrbuch der Meteorologie oder physischen Geographie nachzulesen ist, benoetigt der hydrologische Kreislauf im Schnitt 80 Wm-2 Energie vom Erdboden via latente Waerme von Wasserdampf, um aufrechterhalten zu werden.

    Wer das nicht kapiert, kapiert einfachste Physik nicht.

  3. Lieber Paul,

    ok, also nach Ihnen kann etwas entweder nur strahlen oder per Waermeleitung Waerme uebertragen, gleichzeig gehts bei Ihnen nicht. Paulscher Dogmatismus

  4. @89 Herr Klink, da haben Sie natürlich vollkommen recht. Aber so einfältigen Geistern wie den AGW Fanatikern kommen solche – eigentlich recht einfache Zusammenhänge – nicht in den Sinn oder sie sind schlicht überfordert aus mangelnder Intelligenz, oder es lenkt sie zu sehr von ihrem geheiligten CO2 ab, was das Schlimmste für diese „Experten“ auf Erden ist.

  5. #92: NicoBaecker, soso Sie wissen sogar was ich wollte?

    Um nicht vom Thema abzuschweifen und an das Vorherige anzuschließen,
    ist es wichtig,
    daran zu erinnern, dass die tiefere Atmosphäre, insbesondere da, wo man die „Globaltemperatur“ definiert hat, so gut wie GAR NICHT durch Strahlung erwärmt wird.

    Es geht hier mehr um Wärmeübergang durch direkten Kontakt zur Erdoberfläche (Wärmeleitung).

    Selbstverständlich gibt es dann so etwas wie einen Treibhauseffekt,
    wenn die Erde die Energiequelle ist,
    ALSO NACHTS.

    Deshalb darf man die Vertreter der Theorie der atmosphärischen „Treibhausgase“ kurz

    „NACHTWISSENSCHAFTLER“

    nennen.
    Sie sind also für mich ein Nachtwissenschaftler.
    Sie sehen, ich gebe mir große Mühe,
    das wenige an Ihren „Erklärungen“,
    das korrekt ist, mühsam herauszufiltern.

    Für die Verhältnisse am Tag liegen Sie leider völlig daneben.

    zu#93 die „thermische Strahlung“ ist nicht sichtbar.

    mfG

  6. Herr Marie,

    Sie koennen gerne ausrechnen, wiegross der Anteil der thermischen Strahlung der Erde im sichtbaren ist, wo der Emissionskoeffizient viel kleiner als 1 ist. Na, vergleichen Sie mal mit dem Gesamtbeitrag thermischer Abstrahlung.

  7. #88: NicoBaecker
    es geht um die Aufrechterhaltung eines KREISLAUFES,
    das ist doch recht deutlich beschrieben,
    eigentlich kommt dazu noch die gigantische kinetische Energie der Luftbewegung,
    ich erinnere nur an die „Windkraftwerke“.
    Man muss sich nur von diesen etwas primitiven Strahlenbilanzen „im Gleichgewicht“ trennen.

    mfG

  8. Die ganzen Beiträge habe ich noch nicht gelesen. Aber wahrscheinlich wurden einige Tatsache bisher von noch niemandem berücksichtigt.

    Bekannt ist, daß Absorptionskoeffizient = Emissionskoeffizient ist. Das stimmt zwar, aber nur für den jeweiligen Wellenlängenbereich!

    Es werden viele Fehler gemacht, von beiden Seiten. Es stellt sich zum Beispiel die Frage nach dem Albedo, welches meist mit 0,3 angegeben wird. Aber das Albedo bezieht sich nur auf den sichtbaren Wellenlängenbereich und nicht auf IR bzw. Wärmestrahlung!

    In den Formeln wird ein Term „1-0,3“ benutzt. 0,3 soll das Albedo sein. Und „1“, was ist das?

    Es soll den Emissionskoeffizienten für die Wärmestrahlung darstellen. Das kann aber nicht sein, da sämtliche Emissionskoeffizienten bis auf den schwarzen Strahler kleiner 1 sind! Statt „1-0.3“ müßte daher vielleicht „0,85 – 0.3“ dastehen. Und dann sieht bereits alles ganz anders aus. Auch der Rest der Formel.

    Das bedeutet, die ganzen Temperaturberechnungen, insbesonders die behauptete Treibhausgastemperaturerhöhung von ca. 33 K sind falsch berechnet. Das sind Milchmädchenrechnungen für Milchmädchen!

    Irgendwo habe ich Stoffdaten für verschiedene Materialien. Koeffizienten für eine 6000 K, 1000 K und 300 K Strahlung. Von Sand, Wiese, Erdreich, Wasser, Dachziegel usw. Damit kann man sich dann die Gleichgewichtstemperaturen für eine sonnenbestrahlte oder eine mondbestrahlte Oberfläche ohne Athmosphäreneinfluß ausrechnen. Es kommt dabei praktisch alles vor, von -100°C bis vielleicht +700°C ein und derselben Geometrie in ein und derselben Sonnenstrahlung. Nur unterschiedliche Materialien.

    Einen Emisionskoeffizienten von „1“ bei 300 K hatte keiner der Materialien.

    Aus diesem Grund wird es in einem schwarzen Auto im Sommer auch heißer als in einem weißen und mit schwarzer Kleidung friert man im Sommer weniger als mit weißer. Beide Kleidungsstücke haben zwar für die 300 K Strahlung einen hohen Emissionskoeffizienten, aber für die 6000 K Sonnenstrahlung einen sehr unterschiedlichen.

    Diese ganzen Rechnungen und „Beweise“ für den Treibhauseffekt („33 K“) sind reiner Humbug.

  9. Sehr geehrter Herr Kinder,

    #87″Wenn man die Daten der NASA (AIRS) nimmt, und mal die Wasserdampfverteilung sowie den damit verbundenen Energie-Betrag gemittelt berechnet, dann ergibt sich der Energie-Betrag vom Wasserdampf in der Atmosphäre zu 723 W/m^2. Dabei wird ein Aspekt augenscheinlich, dass der latente Energie-Beitrag in der Atmosphäre von 723 W/m^2 geteilt durch 3, also dem entropischen Strahlungs-Emissions-Anteil 723/3 = 241 W/m^2 und von 241/3 = 80 W/m^2 entspricht. Damit wird die „Rückstrahlung oder Gegenstrahlung“ überflüssig, denn die Summe der latenten Energie-Flüsse beträgt 320 W/m^2 aus Richtung Boden. Das heißt, die Sonne muss also einen Wärme-Beitrag für die Verdunstung/Verdampfung von 320 W/m^2 liefern und das jeden Erdentag.“

    Dass die latente Wärme gegenüber der „Rückstrahlung“ unterbewertet ist, vermutete ich allerdings auch.
    Somit wäre denkbar, dass die anthropogene Verringerung der Evapotranspiration durch „Bauen und Abholzen“ wesentlicher Grund für eine Erwärmung sein kömmte.
    Allerdings, warum können Sie die „Rückstrahlung“ der Atmosphäre so sicher ausschließen? Bei einer nächtlichen Bodeninversion muss es doch eine Rückstrahlung geben (jedenfalls in bestimmten unteren Bereichen der Atmosphäre, aber dort finden ja Temperatumessungen statt).

    Und noch eine Bemerkung: Sicher ist die Wärmeübertragung von Tag- zur Nachtseite durch Wasserdampf wesentlich (und was die Atmosphäre betrifft ohnehin). Aber der Transport über den Boden (Wüsten) und vor allem durch das flässige Wasser (was natürlich auch nachts verdunstet) sind sicher nicht weniger wesentlich – oder?

    Neugierig
    Michael Klink

  10. Lieber Herr Kinder,

    Sie sollten sich Hess und meine Ausfuehrungen nochmal durchlesen. Wenn Sie glauben, dass man zur Aufrechterhaltung (!) eines Wasserdampfgehaltes in der Atmosphaere fortwaehrend Energie benoetigen wuerde, also ein Leistungsfluss noetig sei, so ist dies physikalisch natuerlich Unsinn.

  11. Hallo Werter Herr Günter Heß (#81)

    „Ihre Energiebilanz in http://tinyurl.com/7fv2y9b #124 hat ja nicht gestimmt, d.h ihre Flüsse waren zu hoch, wie Ihnen Herr Bäcker ebenda in #131 vorgerechnet hat.“
    Sie verstehen wahrscheinlich auch den Zusammenhang zwischen Energie und Entropie sowie Entropieproduktion nicht. Die thermodynamische Temperatur ist ein Maß für die Wärmestärke und dementsprechend muss man sämtliche Wärmeflüsse betrachten. Die Strahlung ist nur ein Teil davon.

    Sie haben ja schön vorgerechnet, wieviel Energie für den Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre nötig ist. Damit also dieser latente Energie-Betrag in der Atmosphäre verweilen kann, muss diese Energie an irgendeiner Stelle abgezogen werden. Die 80 W/m^2 kennzeichnen nur den Teil des flüssigen Wasserkreislaufs mit der Erdoberfläche und die Wolkenauflösung (adiabatisch und diabatisch) in der Atmosphäre ist dabei überhaupt nicht berücksichtigt.

    Auf der Tag-Seite wird diese Energie zugeführt und die Zirkulations-Mechanismen der Erde verteilen die Energie stetig über Tag- und Nacht-Seite. Auf der Nacht-Seite dient jetzt die durch Kondensation freiwerdende Wärme dazu, die Temperatur der Atomsphäre relativ gleich zuhalten. Deshalb stellt der Wasserdampf den maßgeblichen Ausgleichsfaktor dar, und ist für den relativ geringen Tag/Nacht-Unterschied der Atmosphären-Temperaturen verantwortlich. Der Haupt-Energie/Wärmelieferant für die Atmosphäre in der Nacht ist der Wasserdampf. Damit verbunden wird auch die Entwärmung der Erdoberfläche abgeschwächt, weil der Boden die nötige Energie/Wärme nicht an die Atmosphäre liefern muss.

    Wenn man die Daten der NASA (AIRS) nimmt, und mal die Wasserdampfverteilung sowie den damit verbundenen Energie-Betrag gemittelt berechnet, dann ergibt sich der Energie-Betrag vom Wasserdampf in der Atmosphäre zu 723 W/m^2. Dabei wird ein Aspekt augenscheinlich, dass der latente Energie-Beitrag in der Atmosphäre von 723 W/m^2 geteilt durch 3, also dem entropischen Strahlungs-Emissions-Anteil 723/3 = 241 W/m^2 und von 241/3 = 80 W/m^2 entspricht. Damit wird die „Rückstrahlung oder Gegenstrahlung“ überflüssig, denn die Summe der latenten Energie-Flüsse beträgt 320 W/m^2 aus Richtung Boden. Das heißt, die Sonne muss also einen Wärme-Beitrag für die Verdunstung/Verdampfung von 320 W/m^2 liefern und das jeden Erdentag.

    MfG
    W. Kinder

  12. @ #83: Dr.Paul, 31.01.2012, 20:35
    „ist es nur noch ein winziger Schritt zu verstehen,“

    Der Schritt, um den Treibhauseffekt zu verstehen, ist schon in
    #72: Jochen Ebel, 28.01.2012, 19:02
    dargestellt – und das offensichtlich auch für Laien verständlich. Aber weil damit auch Sie den Treibhauseffekt verstehen und nicht mehr ableugnen können, übergehen Sie dieses Postuing, als wäre es nicht vorhanden.

    MfG

  13. Herr Bäcker,

    „Wenn Sie das verstanden haben, haben Sie auch eine Chance zu verstehen, welche Auswirkungen auf die bodennahe Temperatur folgt, wenn sich die Treibhausgasmenge erhöht.“

    Real, jedenfalls nach IPPC ;-), erhöht sich die THGmenge ständig, und die bodennahe Temperatur macht seit 1997 was?

  14. #83 Ist ja schön Paul, aber das weiß man.

    Jetzt müssen Sie sich nur noch erklären, wie Strahlung zur Erwärmung führt, und Sie können die Energiebilanz nachvollziehen, die hier öfter schon erklärt wurde.
    Wenn Sie das verstanden haben, haben Sie auch eine Chance zu verstehen, welche Auswirkungen auf die bodennahe Temperatur folgt, wenn sich die Treibhausgasmenge erhöht.

  15. #82: NicoBaecker, haben Sie schon #40 repetiert um ihren Seelenfrieden wiederzufinden?

    Ich glaube, nach diesem unglaublichen Caballero – Ausruscher über den Treibhauseffekt, der durch die Wärme entsteht, die er erzeugt, brauchen Sie wieder etwas Nachhilfeunterricht in Sachen „Treibhausverständnis“.

    Denn ALLES, was von der Erde wegstrahlt, kühlt die Erde,
    ist das soweit verständlich?

    Also mit dem Alles meine ich nicht nur die Albedo,
    sondern – ist das denn wirklich so schwer zu verstehen – das ganze
    „RÜCKSTRAHLVERMÖGEN,
    also die Summe von Reflexion und Emission.“
    #64 und #73

    also Albedo plus Emission aller „Treibhausgase“.

    So, wenn wir also diesen schweren Gedankengang geschafft haben,
    dass das gesamte Rückstrahlvermögen von Erde UND Atmosphäre in den Weltraum die Erde kühlt,
    ist es nur noch ein winziger Schritt zu verstehen,
    dass auch diese „Treibhausgase“ WIE DIE ALBEDO, DIE WOLKEN etc. die Erdoberfläche kühlen müssen.

    Danke für das Verständnis.

    mfG

  16. Lieber Dr.Paul, #78

    „RÜCKSTRAHLVERMÖGEN,
    also die Summe von Reflexion und Emission.“

    Ich glaube hier ist einer Ihrer wesentlichen Irrtümer zu finden. Sie folgen einfach der Definition nicht…

    Albedo ist NUR der Reflexionsanteil. Basta!

    Ihr Rasierspiegel hat eine Albedo von nahezu 100%, aber Sie können sich trotzdem nur dann darin sehen, wenn Licht von außen einfällt (Licht eingeschaltet oder Rolladen hochgezogen).

  17. Lieber Herr Kinder #77,
    sie schreiben:
    „Ja und, die Wassermenge von etwa 15*10^15 kg wird aber jeden Erdentag (Tag/Nacht) in der Atmosphäre gehalten.?Der differenzielle Fluss von 80 W/m^2 ist der Unterschied im Tag- und Nacht-Beitrag, also am Tag 700 W/m^2 und in der Nacht 620 W/m^2.“

    Jeden Tag werden im Mittel 3 mm Wassersäule über jeden Quadratmeter der Erde verdampft. Dafür braucht es etwa 6550 kJ/m^2. Das sind dann etwa 80 Joule pro Sekunde pro Quadratmeter über den Tag(86400 Sekunden), oder die 80 W/m2 die durch die Sonne aufgebracht werden müssen. Im stationären Zustand regnen im Mittel 3 mm Wassersäule über jeden Quadratmeter Oberfläche aus den Wolken ab. Wiederum im Mittel kondensiert eine Wassermenge die äquivalent ist zu einer 3 mm Wassersäule über jeden Quadratmeter Erdoberfläche in der Atmosphäre. Diese Wassermenge ersetzt die abgeregneten Wolken und überträgt die bei der Kondensation freiwerdende latente Wärme an die Umgebungsluft.

    Das ist die Beschreibung eines über ein Jahr gemittelten quasi-stationären Zustandes. Lokal und in kürzeren Zeiträumen sieht die Dynamik anders aus.

    Sie fragen:
    „Wie bringen also diese 480 W/m^2 Energie-Einstrahlung von der Sonne die benötige Energie rund 660 W/m^2 jeden Erdentag auf, um den Wasserdampf-Gehalt in der Atmosphäre halten zu können.“??

    Wie kommen sie auf die 660 W/m^2. Können Sie das mal vorrechnen.
    Ihre Energiebilanz in http://tinyurl.com/7fv2y9b #124 hat ja nicht gestimmt, d.h ihre Flüsse waren zu hoch, wie Ihnen Herr Bäcker ebenda in #131 vorgerechnet hat.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  18. Lieber Herr Kinder,

    lesen sie Herrn Hess‘ Beitrag #75 noch mal genau durch, 760 W/m2 wuerden nur anfallen, wenn der gesamten Wasserdampf in einem Tag verdampft. Es verteilt sich jedoch ueber rd. 10 Tage!

  19. Nachtrag zu meinem #76

    Die Sonderzeichen sind leider verloren gegangen.

    Die Zitate aus Gerlich heißen:
    zur Definition der Albedo schreiben Gerlich und Tscheuschner in ihrem berühmten Paper: „Falsification OfThe Atmospheric CO2 Greenhouse Effects Within The Frame Of Physics version 4.0“ in einer Fußnote auf S.61:?„The factor Epsilon is related to the albedo A of the Earth describing her reflectivity: A = 1 – Epsilon. In the earlier literature one often finds A = 0.5 for the Earth, in current publications A = 0.3. The latter value is used here.“??Und Gerlich et al. definieren kurz danach auf S. 64:?„Table 12: Two kinds of “average” temperatures Teff and Tphys in dependence of the emissivity parameter Epsilon compared.“??Die Albedo der Erde ist ein Parameter der zur Reflexion gehört und er ist also Eins minus ein „emissivity parameter Epsilon“, der zur Emission der Erde gehört. Das haben Gerlich et al. richtig definiert.

  20. #76: Günter Heß

    ich schriebe gut lesbar:

    „RÜCKSTRAHLVERMÖGEN,
    also die Summe von Reflexion und Emission.“

    unterlassen Sie bitte Unterstellungen!

    Und Gerlich ist der physikalische Totengräber des „Treibhauseffektes“
    werden Sie nicht übermütig.

    mfG

  21. Hallo Werter Herr Günter Heß (#75),

    „Die Wassermenge in der Atmosphäre wird also etwa alle 10 Tage verdampft.“

    Ja und, die Wassermenge von etwa 15*10^15 kg wird aber jeden Erdentag (Tag/Nacht) in der Atmosphäre gehalten.
    Der differenzielle Fluss von 80 W/m^2 ist der Unterschied im Tag- und Nacht-Beitrag, also am Tag 700 W/m^2 und in der Nacht 620 W/m^2.

    „Das hatte ich ja schon öfter erklärt. Die Energie kommt aus der Sonne. Kann man aus den nützlichen Diagrammen von Trenberth ablesen.“

    Wie bringen also diese 480 W/m^2 Energie-Einstrahlung von der Sonne die benötige Energie rund 660 W/m^2 jeden Erdentag auf, um den Wasserdampf-Gehalt in der Atmosphäre halten zu können.

    MfG
    W. Kinder

  22. Lieber Herr Paul #73,

    zur Definition der Albedo schreiben Gerlich und Tscheuschner in ihrem berühmten Paper: „Falsification Of?The Atmospheric CO2 Greenhouse Effects Within The Frame Of Physics version 4.0“ in einer Fußnote auf S.61:
    „The factor ? is related to the albedo A of the Earth describing her reflectivity: A = 1 ? ?. In the earlier literature one often finds A = 0.5 for the Earth, in current publications A = 0.3. The latter value is used here.“

    Und Gerlich et al. definieren kurz danach auf S. 64:
    „Table 12: Two kinds of “average” temperatures Teff and Tphys in dependence of the emissivity parameter ? compared.“

    Die Albedo der Erde ist ein Parameter der zur Reflexion gehört und er ist also Eins minus ein „emissivity parameter ?“, der zur Emission der Erde gehört. Das haben Gerlich et al. richtig definiert.

    sie aber schreiben in #73:

    „Gemeint ist von mir für Jedermann erkenntlich mit „Albedo“?DAS RÜCKSTRAHLVERMÖGEN,?also die Summe von Reflexion und Emission.“

    Das ist für jedermann erkenntlich von Ihnen folglich falsch definiert oder falsch verstanden.
    Die Albedo ist ein Parameter bzw. Koeffizient und beschreibt nur die Reflexion bzw. die Rückstreuung.
    Jetzt wird jedermann auch unmittelbar klar, warum sie immer wieder zu falschen Schlußfolgerungen kommen.
    Sie verstehen einen fundamentalen Grundbegriff wie die Albedo der Erde falsch.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

    P.S. Sie sollten mal das Gerlich et al. Paper lesen, stehen einige gute Sachen drin.

  23. Lieber Herr Kinder #70,

    sie schreiben:
    „Die effektiv wirksame Fläche beim Eingang beträgt 2*pi*r^2 und die effektiv wirksame Fläche beim Ausgang beträgt 4*pi*r^2.?“

    Die effektiv wirksame Fläche für den Energiefluss von Sonnenlicht ins Erdsystem ist pi*r^2, wenn wir uns auf die Solarkonstante von 1370 W/m2 beziehen. Umgerechnet auf die Flächeneinheit der Oberfläche der gerade beleuchteten Hemisphäre werden 685 W/m^2 wirksam bei einer Albedo von Null. Bei einer Albedo von 0.3 werden etwa 480 W/m^2 wirksam.

    Sie schreiben auch:
    „Klären Sie einfach mal für sich die Frage: Wie kann die Erdatmosphäre einen Wasserdampf-Gehalt besitzen, der einen mittleren Energie-Betrag von ca. 600 – 720 W/m^2 entspricht. Irgendwo muss die Energie herkommen, damit dieser Wasserdampf in der Atmosphäre existieren kann.“

    Das hatte ich ja schon öfter erklärt. Die Energie kommt aus der Sonne. Kann man aus den nützlichen Diagrammen von Trenberth ablesen.

    Aber rechnen wir mal, dann ist es geklärt.

    Zunächst mal bezeichnet ja die Einheit W/m2 einen Energiefluss und nicht einen Energie-Betrag der ja die Einheit Joule hätte. Sie müssten also etwas präziser formulieren und zu mindestens die Zeiteinheit angeben auf die sie ihre Betrachtung beziehen.

    Die Erdatmosphäre enthält eine Wassermenge von etwa 15*10^15 kg Wasser. Um diese Menge zu verdampfen braucht man etwa 3.5*10^22 Joule. Würde man die Wassermenge an einem Tag (86400 Sekunden) verdampfen, bräuchte man bezogen auf die Erdoberfläche (4*pi*r^2) eine Energiemenge von 65500 kJ/m^2 oder eine Leistung von ca. 760 W/m^2, die man einen Tag lang aufbringt.

    Auf den Quadratmeter umgerechnet entspricht die Wassermenge in der Atmosphäre einer Wassersäule von etwa 30 mm. Die Niederschlagsmenge eines Jahres als Wassersäule auf den Quadratmeter umgerechnet beträgt wenn ich das richtig weis 1000 – 1100 mm.
    Oder etwa 3 mm Wassersäule auf dem Quadratmeter bezogen als mittlerer Niederschlag pro Quadratmeter an einem Tag.
    Das bedeutet, dass die Wassermenge in der Atmosphäre jedes Jahr etwa vierzigmal
    ausgetauscht wird.
    Die Wassermenge in der Atmosphäre wird also etwa alle 10 Tage verdampft. Um die dafür auf die Flächeneinheit bezogene erforderliche Energiemenge (65500kJ/m^2) aufzubringen, brauchen wir also etwa eine Leistung von 76 W/m^2 die wir 10 Tage (864000 Sekunden) lang aufbringen.

    Und wie gesagt. Die Energiemenge kommt als Energiefluss ursprünglich von der Sonne.

    Aus den nützlichen Diagrammen a la Trenberth von können wir diese Größenordnung von 76 W/m^2 ebenfalls ablesen. Die 76 W/m^2 sind der Energiefluss an latenter Wärme der von der Oberfläche auf die Atmosphäre im Mittel übertragen wird.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  24. #42: hallo Nicobaecker,
    wenn Sie beim lesen meiner Beiträge wahnsinnig werden,
    empfiehlt sich die Konfrontationstherapie.
    Also lesen Sie halt #40
    wieder und wieder, bis der Druck bei Ihnen nachlässt.
    Falls Sie es als einziger trotzdem nicht kappiert haben:
    mit dem „glätten“ meinte ich schlicht betrügen.

    für #62 sollten Sie ebenfalls den Beichtstuhl besuchen, wie kann man sich nur so gehen lassen Baecker!!!
    Rammsdorf wird sehr unzufrieden mit Ihnen sein,
    oder sind Sie es etwa selbst?
    Schönes Wochenende!

    mfG

  25. Günter Heß, Sie wiederholen ungerührt, das schon mehrfach als falsch abgehakte:

    zu#66 … ein Lichtstrahl ..

    Sie spielen wieder mit dem Bild der eingefangenen Lichtstrahlen.
    Dazu können Sie nur nicht erklären, wie es das CO2 schaffen kann, den Lichtstrahl immer dann durchzulassen, wenn er von der Sonne kommt aber festzuhalten, wenn er von der Erde kommt.
    Deshalb wiederhole ich noch einmal für Sie:
    Was von der Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre absorbiert wird kann nicht noch einmal von der Sonne auf der Erdoberfläche ankommen und führt daher zu einer VERMINDERTEN Aufwärmung (=Kühleffekt) der Erdoberfläche.
    Es wäre wärmer auf der Erdoberfläche bei völlig transparenter Atmosphäre (ohne „Treibhausgase“).

    zu#68
    Meine „Verwechslung“ ändert nicht das geringste an den gravierenden „Bilanz-Fehlern“ der Treibhausvorstellungen. Seien Sie deshalb nicht so pingelig mit Benennungen. Gemeint ist von mir für Jedermann erkenntlich mit „Albedo“
    DAS RÜCKSTRAHLVERMÖGEN,
    also die Summe von Reflexion und Emission. Und was hier von der Atmosphäre in den Weltraum emittiert wird, kann nicht noch zusätzlich auf der Erdoberfläche wirken.
    Das ist wieder die berühmte Energie aus dem NICHTS in den AGW-Modellen.

    zu#69
    Die Einbeziehung von „latenter und sensibler Wärmeflüsse zwischen Boden und Atmosphäre“
    kann nur zu einem Kühleffekt der Erdoberfläche zu Gunsten höherer Atmosphärenschichten führen.
    Es ist schlicht etwas mehr als witzig, dass dieser Mechanismus aus dem „weniger Wärmeabsorption“ von Sonnenlicht am Boden durch die Existenz von Treibhausgasen
    plötzlich zu mehr Wärmeabsorbtion am Boden führen soll.

    Ich denke es reicht langsam mit Ihrer Begriffsverdreherei um irgendwie zu mehr Wärme zu kommen, die die Physik schlicht nicht bieten kann.

    Quantitativ hat das letztere dankenswerterweise auch Herr Kinder in #70 schon beantwortet.

    mfG

  26. @ #67: Dr.Paul, 28.01.2012, 08:52
    „Modell 2 (ohne Treibhausgase) hat GRÖßERE Temperaturdifferenzen als Modell 3 (mit Treibhausgasen)“

    Es geht nicht um die horizontalen Temperaturdifferenzen, sondern um die vertikalen Temperaturdifferenzen.

    Von den ca. 240 W/m², die die Erdoberfläche im Mittel absorbiert, gehen ca. 90W/m² durch das offene Wellenlängenfenster direkt in den Weltraum. Weil in diesen Wellenlängenbereichen der Erdoberfläche der kalte Weltraum gegenübersteht ist die Abstrahlung maximal. Ca. 100 W/m² gehen zunächst erst als konvektive Wärme in die Höhe und werden in der Troposphäre ebenfalls in Strahlung nach oben umgewandelt. In den restlichen (absorbierenden Wellenlängenbereichen steht der warmen Erdoberfläche die fast gleichwarme Atmosphäre gegenüber, so daß hier die Wärmeabgabe der Erdoberfläche wesentlich geringer ist. Sagen wir eine durchschnittlich Absorptionslänge von 2 Km, so daß bei einem Temperaturgradienten von 6,5K/km die Atmosphäre durchschnittlich nur ca. 13K kälter als die Erdoberfläche ist. Trotz des viel breiteren Wellenlängenbereiches und sogar noch näher am Planckmaximum werden wegen der geringen Temperaturdifferenz von 13K nur ca. 50W/m² in die Atmosphäre abgestrahlt – und die Bilanz (240W/m²) ist ausgeglichen.

    Nun halbieren wir die Absorptionslänge (= doppelte Konzentration der Treibhausgase). Dadurch halbiert sich die Temperaturdifferenz für die Abstrahlung von 13K auf 6,5K und damit sinkt auch der Wärmetransport in diesen Wellenlängenbereichen von 50W/m² auf 25 W/m². Da nun die Bilanz erhalten bleiben muß, müssen nun durch das atmosphärische Fenster statt nur ca. 90W/m² die Differenz von 25W/m³ mehr gehen, also 115W/m².

    Da im Wellenlängenbereich des atmosphärischen Fensters die Erdoberfläche maximal strahlt (ihr steht ja der kalte Weltraum gegenüber) muß die Temperatur der Erdoberfläche steigen, damit sie die 115W/m² statt der bisherigen 90W/m² abstrahlt.

    Und damit haben Sie den Treibhauseffekt.

    Herr Heß,

    bei der Beschreibung des Treibhauseffektes mit der Gegenstrahlung usw. haben Sie zwar Recht und Wärmeberechnungen vereinfachen sich rechnerisch – was schon Stefan 1879 feststellte – aber damit sind Laien wie Paul hoffnungslos überfordert. Deswegen mal die Beschreibung ohne Gegenstrahlung allein auf der Basis des II.HS. der TD nach Clausius, für den die Gegenstrahlung unbekannt war. Und unser lieber Paul ist eben noch auf dem Wissenstand von 1860, wirft aber mit unverstandenen Begriffen wie Gegenstrahlung um sich, die erst seit 1879 zum Handwerkszeug der Physik gehört.

    MfG

  27. Paul,

    „Die Temperatur wechselt nun mal GLOBAL erheblich im Tag/Nacht-Rhythmus“

    MaW, Sie wissen nicht, was global bedeutet. Sie sind ein hoffnungsloser Fall. Sie kapieren NICHTS!

  28. Hallo Werter Herr Günter Heß (#59)

    Es geht nur indirekt um Tag und Nacht. Tag und Nacht bildet das Verhältnis aus der effektiv wirksamen Fläche beim Eingang und beim Ausgang der Energie bzw. Entropie ab. Die effektiv wirksame Fläche beim Eingang beträgt 2*pi*r^2 und die effektiv wirksame Fläche beim Ausgang beträgt 4*pi*r^2.
    Klären Sie einfach mal für sich die Frage: Wie kann die Erdatmosphäre einen Wasserdampf-Gehalt besitzen, der einen mittleren Energie-Betrag von ca. 600 – 720 W/m^2 entspricht. Irgendwo muss die Energie herkommen, damit dieser Wasserdampf in der Atmosphäre existieren kann.

    MfG
    W. Kinder

  29. Lieber Herr Paul,

    sie fragen:
    „Und was soll denn „ein Strahlungskonvektionsgleichgewicht zwischen Boden und Troposphäre“ sein, hochverehrter Herr Hess?“

    Ganz einfach, dass latente und sensible Wärmeflüsse zwischen Boden und Atmosphäre in die stationären Energiebilanzen von Oberfläche und Atmosphäre, sowie in den Energietransport innerhalb der Atmosphäre mit einbezogen werden.

    Wenn jemand einen besseren Begriff dafür kennt, wäre ich dankbar und ersetze ihn.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  30. Lieber Herr Paul,

    sie schreiben in #64:
    „Natürlich ERHÖHT sich die Albedo genau um die Emission der Treibhausgase von der Erde weg.?Deshalb muss es auf der Erdoberfläche etwas kühler sein, als bei einer völlig transparenten Atmosphäre.“

    Sie verwechseln mit dieser Aussage die physikalischen Begriffe Absorption, Emission und Reflexion.
    Die Albedo der Erde beschreibt die Reflexion von Sonnenlicht.
    Die Emission der Treibhausgase wie sie schreiben hat damit nichts zu tun. Ihre Aussage ist deshalb falsch.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  31. #65: Jochen Ebel wie kommen Sie darauf, dass ICH „Wärme ohne Temperaturdifferenz transportieren will“
    Das nobelpreisverdächtige Konvektionsstillstandmodell ist nicht meines,
    also lassen Sie das bitte.

    Lesen Sie sorgfältig #39
    Modell 2 (ohne Treibhausgase) hat GRÖßERE Temperaturdifferenzen als Modell 3 (mit Treibhausgasen)

    mfG

  32. Lieber Herr Paul’64,
    sie fragen:
    „Aus welchem Grund sollte „die absorbierte Energiemenge“ zunehmen?“

    Grundwissen Optik Herr Paul. Ein Lichtstrahl der an der Oberfläche reflektiert wird, durchläuft die Atmosphäre zwei Mal und die optische Weglänge ist doppelt so groß.
    Die Absorptionswahrscheinlichkeit erhöht sich deshalb wenn die Zahl der Absorber zunimmt und es wird weniger reflektiert.

    Wie gesagt der Effekt ist klein, aber vorhanden, wie die Sciamachy-Daten zeigen.

    Mitfreundlichen Grüßen

    Günter Heß

  33. @ #57: Dr.Paul, 26.01.2012, 21:58
    „Ebel liebt so eine Verballhornung von Physik, deshalb habe ich ihn doch für den Nobel-Preis vorgeschlagen.“

    Sie haben immer noch nicht die einfache Frage beantwortet, wie Sie Wärme ohne Temperaturdifferenz transportieren wollen?

    Denn mit Temperaturdifferenz ist der Treibhauseffekt gegeben.

    MfG

  34. zu #59: Günter Heß

    „Erhöht sich die Konzentration der Treibhausgase, wird etwas mehr in der Atmosphäre absorbiert. Treibhausgase erhöhen die im Erdsystem absorbierte Energiemenge und erniedrigen deshalb die Albedo.“

    Unlogisch, es scheint so, Sie wollen das Sonnenlicht zwei mal verwenden 🙂
    Aus welchem Grund sollte „die absorbierte Energiemenge“ zunehmen?
    Natürlich ERHÖHT sich die Albedo genau um die Emission der Treibhausgase von der Erde weg.
    Deshalb muss es auf der Erdoberfläche etwas kühler sein, als bei einer völlig transparenten Atmosphäre.

    Und was soll denn „ein Strahlungskonvektionsgleichgewicht zwischen Boden und Troposphäre“ sein, hochverehrter Herr Hess?
    Wollen Sie jetzt die Treibhausgase überreden die ganze absorbierte Energie selektiv auf die Erde zu lenken, damit „sich das wieder ausgleicht“?

    „Tag und Nacht sind übrigens lokale Ereignisse und keine globalen Ereignisse. Es ist immer irgendwo Tag und immer irgendwo Nacht.“

    .. übrigens mehr kosmisch, als lokal 🙂
    ich weis ehrlich gesagt nicht, worauf Sie mit global hier anspielen wollen.
    Die Temperatur wechselt nun mal GLOBAL erheblich im Tag/Nacht-Rhythmus

    mfG

  35. #60: Günter Heß
    „Das ist falsch. Die Erdoberfläche wird durch die Sonne erwärmt.“

    natürlich ist die Treibhaustheorie falsch.

    Sie haben recht, die Wärmequelle ist die Sonne.

    mfG

  36. Lieber Herr Rassbach,

    sie wollen doch nicht etwa behaupten, dass Sie sich mit „Ihren Jungs“ auf eine Ebene stellen koennen? Ich denke, disee werden wissen, mit was sie Sie verarschen.

  37. Herr Bäcker,
    Sie sind ein humorloser Geselle.

    „Gehen Sie mit Paul, house, glatting und Rassbach nochmal in die Mittelstufe.“

    Was soll ich da? Soll ich die weggerechnete MWP suchen? Was sollen wir uns schönrechnen ?

    Haben Sie es mal mit schöntrinken versucht?

    Soll ich diese Jungs mitnehmen?

    „Claude Allegre, former director of the Institute for the Study of the Earth, University of Paris; J. Scott Armstrong, cofounder of the Journal of Forecasting and the International Journal of Forecasting; Jan Breslow, head of the Laboratory of Biochemical Genetics and Metabolism, Rockefeller University; Roger Cohen, fellow, American Physical Society; Edward David, member, National Academy of Engineering and National Academy of Sciences; William Happer, professor of physics, Princeton; Michael Kelly, professor of technology, University of Cambridge, U.K.; William Kininmonth, former head of climate research at the Australian Bureau of Meteorology; Richard Lindzen, professor of atmospheric sciences, MIT; James McGrath, professor of chemistry, Virginia Technical University; Rodney Nichols, former president and CEO of the New York Academy of Sciences; Burt Rutan, aerospace engineer, designer of Voyager and SpaceShipOne; Harrison H. Schmitt, Apollo 17 astronaut and former U.S. senator; Nir Shaviv, professor of astrophysics, Hebrew University, Jerusalem; Henk Tennekes, former director, Royal Dutch Meteorological Service; Antonio Zichichi, president of the World Federation of Scientists, Geneva. “

    „No Need to Panic About Global Warming “

    http://tinyurl.com/7qamgu5

  38. Lieber Herr Paul,

    sie schhreiben:

    „die Verletzung des II HS bei der Treibhaustheorie (Gerlich) liegt liegt darin, dass die wärmere (strahlende) Erdoberfläche von der kälteren oberen Atmosphäre durch Strahlung erwärmt werden soll.“

    Das ist falsch. Die Erdoberfläche wird durch die Sonne erwärmt.

    Welche Treibhaustheorie hat den Gerlich beschrieben?

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  39. Lieber Herr Paul #56,

    die Erde als System betrachtet absorbiert zeitlich und global gemittelt zu jeder Sekunde eine Energiemenge von 240 Joule pro Quadratmeter
    und emittiert zeitlich und global gemittelt zu jeder Sekunde eine Energiemenge von 240 Joule pro Quadratmeter.

    Absorbiert wird die Energie an der Oberfläche und in der Atmosphäre. Erhöht sich die Konzentration der Treibhausgase, wird etwas mehr in der Atmosphäre absorbiert. Treibhausgase erhöhen die im Erdsystem absorbierte Energiemenge und erniedrigen deshalb die Albedo. Das zeigen die Sciamachy – Daten sehr schön. Sie können Sie ja nochmal verlinken.

    Der Boden absorbiert also weniger Energie, die Atmosphäre mehr Energie. Da wir ein Strahlungskonvektionsgleichgewicht zwischen Boden und Troposphäre haben, gleicht sich das aber aus.
    Es wird auch etwas weniger Energie reflektiert. Netto wird im Erdsystem also dadurch mehr Energie absorbiert. Was netto ebenfalls zu einer Temperaturerhöhung des Erdsystems führt.
    Eine Erhöhung der Konzentration an Treibhausgasen führt zu einer Erhöhung der Temperatur von Boden und Troposphäre. Strittig ist, wie groß diese Erhöhung ist.
    Auch Ihnen enpfehle ich das Paper von Prof. Herrmann dazu.

    Tag und Nacht sind übrigens lokale Ereignisse und keine globalen Ereignisse. Es ist immer irgendwo Tag und immer irgendwo Nacht.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  40. #54: Günter Heß
    die Verletzung des II HS bei der Treibhaustheorie (Gerlich) liegt liegt darin, dass die wärmere (strahlende) Erdoberfläche von der kälteren oberen Atmosphäre durch Strahlung erwärmt werden soll.

    mfG

  41. #47: Hallo, besso keks:

    „..vergaß ich die Bemerkung von Herrn Ebel (Beschrieben wird das durch die Höldersche Ungleichung, die in diesem speziellen Fall eine Anwendung des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Temperatur und abgestrahlter Wärme ist.) zu berücksichtigen.
    Damit sind bei Wärmeströmen gleicher Größe unterschiedliche Durchschnittstemperaturen begründbar.“

    Das hab ich doch schon beantwortet:
    Die Durchschnittstemperatur ändert sich selbstverständlich NICHT durch eine andere Verteilung.

    Ebel liebt so eine Verballhornung von Physik,
    deshalb habe ich ihn doch für den Nobel-Preis vorgeschlagen.

    mfG

  42. #51: Günter Heß ist es denn so schwer eine Diskussion einfach das fortzusetzen wo sie geendet hat?
    Sie fangen immer wieder neu an mit der Nacht-Bilanz:
    „Im Fall 3 ist die Bodentemperatur im stationären Zustand am größten, weil der Wärmewiderstand zum Weltall am Größten ist.“

    … und am Tag
    ist der „Wärmewiderstand“ vom Weltall (Sonne) AUF die Erde größer.
    siehe #39

    mfG

  43. #50: besso keks

    ich will es mal so formulieren:

    Die Atmosphäre ohne Treibhausgase kann die Wärme von der Erdoberfläche besser einfangen und festhalten,
    verglichen mit einer Atmosphäre mit Treibhausgasen.

    HINZU kommt, dass durch die Treibhausgase gar nicht soviel Wärme von der Sonne auf dem Boden ankommen kann.

    mfG

  44. Lieber Herr Keks,

    sie schreiben zum 2. Hauptsatz:
    „Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.?oder?Wärme fliest nicht von selbst von warm nach kalt.?oder umgekehrt: soll Wärme von kalt nach warm fliesen, so muß „Arbeit“ verrichtet werden.?“

    Die Stratosphäre wird kälter, weil die Konzentration von CO2 in der Stratosphäre steigt.
    Und wieso sollte dann der 2. Hauptsatz nach ihrer Formulierung ihrer Meinung nach verletzt sein, wenn die Stratosphäre einfach nur kälter wird?

    Die Stratosphäre kühlt ja nur ab durch Energieübertrag und Entropieübertrag ans Weltall

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  45. @ #48: besso keks, 26.01.2012, 18:59
    „Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.
    oder
    Wärme fliest nicht von selbst von warm nach kalt.
    oder umgekehrt: soll Wärme von kalt nach warm fliesen, so muß „Arbeit“ verrichtet werden.“

    Bis hier sind Ihre Ausführungen richtig – aber für das Nachfolgende haben Sie sich von Leuten verwirren lassen, die keine Ahnung haben.

    @ #48: besso keks, 26.01.2012, 18:59
    „Wenn man nun davon ausgeht, daß eine Dotierung der Erdatmosphäre mit Co2-Molekülen nicht mit „Arbeit“ gleichzusetzen ist, so kann nicht ein wärmerer Teil des geschlossenen Systems Erde + Atmosphäre zu Lasten eines kälteren Teiles weiter erwärmt werden.“

    Es wird kein wärmerer Teil zu Lasten eines kälteren Teils erwärmt. Die Erdoberfläche wird von der Sonne geheizt und die Temperatur der Erdoberfläche würde gewaltig steigen, wenn Sie nicht durch Abstrahlung und konvektive Wärmeabgabe gekühlt würde. Bei ansteigender CO2-Konzentration wird weniger gekühlt.

    Der andere Wärmetransport ist von der warmen Erdoberfläche zur kühleren Atmosphäre – also wieder kein Widerspruch zum II.HS der TD.

    MfG

  46. Lieber Herr Keks #49,

    die Erde tauscht Energie mit dem Weltall aus, ist also offen bezüglich Energieaustausch.
    Aber man kann das auch geschlossen nennen, wenn man abgeschlossen und geschlossen unterscheiden möchte.

    Wie lautet also der 1. Hauptsatz und der 2. Hauptsatz in diesem Fall, für ein System mit Energieaustauch zum Weltall?

    Können sie das präzise aufschreiben?

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  47. Lieber Herr Keks,

    einige meiner Antworten auf ihr #36 wurden nicht gepostet

    sie schreiben:
    „In den drei Fällen wird sich eine identische Bodentemperatur einstellen, da der Wärmefluß vom Boden weg identisch mit dem Wärmefluß ins Weltall sein muß.“

    Das ist nicht korrekt, da der Wärmewiderstand zwischen Oberfläche und Weltall in den 3 Fällen, vor allem aber zwischen 2 und 3 unterschiedlich ist.

    Im Fall 3 ist die Bodentemperatur im stationären Zustand am größten, weil der Wärmewiderstand zum Weltall am Größten ist.

    sie fragen:

    „Würde gemäß der Annahme des Treibhauseffektes die Abstrahlleistung ins Weltall abnehmen und nur mittels Erhöhung der Bodentemperatur diese Minderung auszugleichen sein so ergibt sich ein Ungleichgewicht:
    Die Abgabe von Wärmeenergie des Bodens über Wärmestrahlung (T1 größer T0) und zusätzlich Wärmeleitung/Konvektion wäre höher als die ins Weltall abgestrahlte
    Wärmeenergie. Ein eingeschwungener Zustand wäre nicht möglich, in der Atmosphäre würde die gespeicherte Wärmeenergie laufend erhöht.“

    Warum sollte kein eingeschwungener Zustand möglich sein? Die Troposphäre wird doch auch wärmer und strahlt ab. Schließlich kühlen doch Treibhausgase die Troposphäre. Die Sonne erwärmt. Wie gesagt Prof. Herrmann hat das schön erklärt.

    Sie schreiben auch:
    „Für mich nachvollziehbar ist nur der Anstieg der Bodentemperatur wegen der Reduzierung der Weglänge als ein Effekt der Treibhausgase. Und er kennt die barometrische Höhenformel.“

    Wie gesagt. Durch eine Erhöhung der Treibhauskonzentration steigt die Temperatur am Boden und in der Troposphäre. Das haben Sie offensichtlich überlesen.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  48. #45: Andreas Demmig sagt:

    “ „.. ohne Treibhausgase“
    Was bleibt dann übrig? “

    …der eine Extremfall einer Atmosphärenzusammensetzung, der mit einer treibhausgashaltigen Atmosphäre verglichen werden kann: is et nu wärmer oder kälter?

    😉

  49. #43: Günter Heß sagt:

    „Um mit dem Lösen ihres Problems zu starten müssen Sie sich einfach mal den 1. Hauptsatz der Thermodynamik für offene Systeme vor Augen führen. Am besten sie beschreiben ihn mal mit ihren Worten, dann kann ich Ihnen weiterhelfen.“

    Lieber Herr Heß,
    m.E. ist die Erde samt Atmosphäre ein geschlossenes System im Sinn der Hauptsätze

    MfG

  50. #41: Günter Heß sagt:

    „Die Erde ist ein offenes System.“

    Lieber Heß,
    vielen Dank für die diesmal etwas „launische“ Antwort.
    Das Thema hatten wir schon mal.
    Es gibt im thermodynamischen Sinn drei Systeme:
    -offen (Austasch von Energie und Materie)
    -geschlossen (Austausch von Energie)
    -abgeschlossen (kein Austausch)
    Unter dieser Voraussetzung sehe ich die Erde incl. ihrer Atmosphäre als geschlossenes System.
    Daß ab und an mal ein Meteorit einschlägt, spielt in der Betrachtung keine Rolle.
    Damit gilt nach Clausius:
    Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.
    oder
    Wärme fliest nicht von selbst von warm nach kalt.
    oder umgekehrt: soll Wärme von kalt nach warm fliesen, so muß „Arbeit“ verrichtet werden.

    Wenn man nun davon ausgeht, daß eine Dotierung der Erdatmosphäre mit Co2-Molekülen nicht mit „Arbeit“ gleichzusetzen ist, so kann nicht ein wärmerer Teil des geschlossenen Systems Erde + Atmosphäre zu Lasten eines kälteren Teiles weiter erwärmt werden.

    Unabhängig von dieser Fragestellung meine ich, daß der Vergleich der drei Modellvarianten sehr gut zur Diskussion des möglichen Einflusses von IR-sensiblen Gasen
    auf die Temperaturen an der Erdoberfläche taugt und ich erwarte mit Spannung Ihre Stellungnahme zu der Entgegnung von Dr. Paul

    MFG

  51. #39: Dr.Paul sagt:
    „zu 1. Extreme Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht. Wegen Nichtlinearität (Plank) bei höchster Tagestemperatur TIEFSTE Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche. „Stürme“ nicht möglich

    zu 2. Starke Dämpfung durch Wärmeaustausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre, die selbst NICHT strahlt bei HÖCHSTER Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche.(stärkste Konvektion =Stürme)

    zu 3. Noch stärkere Dämpfung (geringster Unterschied zwischen Tag und Nacht) bei einer Durchschnittstemperatur zwischen 1. und 2.
    Deshalb Konvektion etwas geringer.“

    Sehr geehrter Herr Dr. Paul,

    vielen Dank für die ausfühliche Antwort.
    Wie Sie bemerkt haben, vergaß ich die Bemerkung von Herrn Ebel (Beschrieben wird das durch die Höldersche Ungleichung, die in diesem speziellen Fall eine Anwendung des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Temperatur und abgestrahlter Wärme ist.) zu berücksichtigen.
    Damit sind bei Wärmeströmen gleicher Größe unterschiedliche Durchschnittstemperaturen begründbar.

    „Etwas irreführend ist dem gegenüber bei der normalen Diskussion die Einführung der „globalen Mitteltemperatur“, die eine Atmosphärentemperatur darstellt in 2m NN und die wie jedes Gas nach den Gasgesetzen eine Druckabhängigkeit zeigen, die der darüber liegenden Luftsäule entspricht bzw. der Erdgravitation unterliegt.
    Damit muss sie sowohl für 2. und 3. noch einmal gegenüber 1. angehoben werden und zwar quantitativ in Abhängigkeit von der Höhe, denn das „Festland“ liegt ja in der Regel über 2m NN“

    Mir ging es nicht um absolute Temperaturen, sondern um eine Abschätzung im Sinne von „größer“ und „kleiner“.
    Angewendet auf die Erde müßte man ja auch Wasser berücksichtigen, das im Vergleich zu den anderen IR-sensiblen Gasen ja bei weitem am stärksten dämpfend wirkt.

    Trotz dieser Vereinfachungen scheint mir aber die Betrachtung dieser drei Fälle noch am ehesten zu einer nachvollziehbaren Begründung der Wirkung IR-sensibler Gase zu führen.

    Also an die Mitdiskutanten: FEUER FREI

  52. @Jochen Ebel #44
    Was wollen Sie immer mit ihrer Strahlung?!
    Der Strahlung ist es ziemlich egal, ob sie durch kalt oder warm, rückwärts oder vorwärts strahlen muss!
    Wärme hat die Eigenschaft sich vom Kalten anziehen zu lassen. Bei Strahlung trifft dies jedoch nicht zu!
    Nehmen Sie die Sonne einmal her. Diese strahlt ins kalte Weltall ab. Soweit verhält sich die Strahlung so wie es Wärme auch tut. Aber was passiert, wenn die Strahlung vom kalten Weltall in die wärmer Erdatmospähre gelangt. Stoppt die Strahlung dann vor der wärmeren Atmosphäre oder dringt die Strahlung bis auf die wärmerer Erdoberfläche durch….

  53. Verständnisfrage:

    „.. ohne Treibhausgase“
    Was bleibt dann übrig?

    – Stickstoff 78%
    – Sauerstoff 21 %
    – Argon 0,93%
    – der Rest wird „Treibhausgase“ genannt

    Dazu kommen dann noch Wasser und -dampf
    (hohe spezifische Wärme)

  54. #34: Hofmann,M, 25.01.2012, 14:13
    „Jetzt hören Sie mal auf mit ihrem Gesülze von Strahlungs- und Wärmetransport. Das können Sie vielleicht in irgendeinen Computer eingeben aber mit der Realtiät hat ihre Anschauungsweise einer millionenjahre alter Systemzirkelation nichts zu tun!
    So jetzt nochmal einfach für Sie erklärt…
    Die Wärme kommt zu 99% von der Sonne. 1% wird noch von der Erde selbst geliefert. Diese Wärmestrahlung heitzt entsprchenden stark die Erdoberfläche auf.“

    Bis hier ist es richtig.

    #34: Hofmann,M, 25.01.2012, 14:13
    „Diese Wärmestrahlung heitzt entsprchenden stark die Erdoberfläche auf. Die Wärme hat die Eigenschaft nach oben zu steigen (weil es da kälter ist). …“

    Kälter ist es oben, weil dort Wärme ins Weltall abgestrahlt wird.

    #34: Hofmann,M, 25.01.2012, 14:13
    „Auf ihren Weg nach oben wird die Warmeluft …“

    die Wärme transportieren, die oben abgestrahlt wird, dazu kommt noch die durch Strahlung transportierte Wärme.

    Für den Wärmetransport ist immer eine Temperaturdifferenz notwendig – ganz gleich ob der Wärmetransport durch Strahlung oder Konvektion erfolgt. Dabei ist es gleich, welcher Anteil am kovektiven Wärmetransport sensibel und welcher latent ist. Und das eine Temperaturdifferenz notwendig ist, beschreibt der II. HS der Thermodynamik.

    MfG

  55. Lieber Herr Keks #36,

    sie schreiben:

    „Zum Beispiel mit dem Haus: ich habe damit seit Jahren das Problem, daß die Häuser von INNEN geheizt werden…(Was für einen Teil der Planetenoberfläche nachts ?zutrifft, wenn die Oberfläche als langsam abkühlenden Heizkörper sieht)“

    Wenn Sie verstanden haben, warum mein Gedankenmodell in #30 für einige Effekte fürs Erdsystem eine gute Analogie ist, dann verstehen Sie auch den Treibhauseffekt besser und ihr Problem ist gelöst. Na worin besteht die Analogie, können Sie das herausfinden.

    Um mit dem Lösen ihres Problems zu starten müssen Sie sich einfach mal den 1. Hauptsatz der Thermodynamik für offene Systeme vor Augen führen. Am besten sie beschreiben ihn mal mit ihren Worten, dann kann ich Ihnen weiterhelfen.

    Und warum ist Herrn Pauls verzerrte Analogie aus #37 keine Analogie zum Erdsystem:

    #37 Herr Paul: „Um Ihre Analogie zu benutzen,?müssen Sie nur noch den Heizofen aus der Wohnung nehmen und ihn draußen im Freien hinstellen.?Dort können Sie ihn dann richtig aufdrehen.?Und jetzt dürfen Sie die Temperatur in der isolierten Wohnung ohne Heizung messen.“

    verstehen sie dann hoffentlich auch.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  56. Lieber Herr Paul,

    „da blicken dann nur noch echte Fachleute wie NB durch.“

    Richtig, wenn ich wollte…Das macht Sie
    wahnsinnig, richtig?

    Das koennen Sie natuerlichnjicht wissen, aber in Klimamodellen ist die Erde kein schwarzer Strahlung, weder im Infraroten noch insgesamt (leteres nimmt man ja nicht mal fuer die einfachen Lehrbuxherklaerung an, aber selbst das haben Sie ja noch nicht verstanden), ausserdem waere man ja bloed, wenn man uebers Gitter glaetten wuerde. Ohne Glaettung kann man schliesslich viel besser das Modell mit der Realitaet vergleichen.

  57. Lieber Herr Keks #36,

    schade dass Ihnen Prof. Herrmann nicht weiterhilft, die Physik der Atmosphäre zu verstehen.

    sie schreiben:

    „Er erklärt nicht, wieso die Stratosphäre kälter werden soll wenn der Boden wärmer wird (wäre ja auch eine Verletzung des 2ten HS für ein geschlossenes System“

    Da verwechseln sie etwas. Wo haben Sie denn dieses Missverständnis her?

    Die Erde ist ein offenes System.

    Wie lautet denn der 2. Hauptsatz für ein offenes System? Wissen Sie das denn?

    Und wieso sollte der 2. Hauptsatz ihrer Meinung verletzt sein, wenn die Stratosphäre kälter wird?

    Die die Stratosphäre wird ja im übrigen auch nicht kälter, weil der Boden wärmer wird. Die Stratosphäre wird kälter, weil die Konzentration von CO2 auch in der Stratosphäre steigt.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  58. #25: NicoBaecker versucht sich an #5: U. Langer über Kap. 5 von Caballero:

    „“ Der Treibhauseffekt führt also zur Erwärmung der Erdoberfläche, weil es auf der Erdoberfläche wärmer ist.“….

    “ Na das ist doch eine ungemein einfache „Erklärung“ des Treibhauseffekts, die jeder begreifen muss. “

    dazu Baecker:
    „Es ist einfach und zwar zu einfach fuer ein halbwegs realistisches Klimamodell, aber es soll ja nur das Prinzip erklaeren. Das Modell ist so einfach, damit Leute wie Sie es kapieren koennen.“

    …. nur das Prinzip …

    … weil es wärmer ist, …

    Wirklich bestechend,
    man baut also Rechnermodelle …
    und nennt den Unterschied zwischen dieser ominösen Scharzkörper-Erde und der Realität „Treibhauseffekt“.

    wirklich bestechend.

    Jetzt rechnet man mit diesem neuen Effekt weiter
    und siehe da, das Ergebnis ist falsch.
    Nun dann wird es kompliziert, da muss man NB wirklich recht geben. Die Modelle müssen dann irgendwie „geglättet“ werden, da blicken dann nur noch echte Fachleute wie NB durch.
    Besonders herausfordernd ist eine solche Glättung, wenn, wie jetzt, mit einem wachsenden Treibhauseffekt modelliert werden muss,
    die gemessene Temperatur allerdings sinkt.

    hm aber das „Prinzip“ haben wir jetzt verstanden,
    dank Kap. 5 von Caballero

    mfG

  59. #36: Hallo, Herr besso keks:
    „Ich möchte mal drei Fälle betrachten:

    1. Erde ohne Wasser, ohne Atmosphäre
    2. Erde ohne Wasser, mit Atmosphäre ohne Treibhausgase
    3. Erde ohne Wasser, mit Atmosphäre mit Treibhausgasen“

    Voraussetzen muss man, dass zum hypothetischen (nicht gemessenen) Energieausgleich mit dem „Weltraum“ das ganze System Erde berücksichtigt werden muss.
    Bei gleicher Einstrahlung aus dem Weltall, vermindert daher jede atmosphärische Strahlung den Anteil von der Erdoberfläche.
    Das betrifft auch höhere Schichten mit Molekülen (Ozon), Atomen und solche mit reduzierten „Elektronenhüllen“ (Ionen).
    Sie strahlen überwiegend im kurzwelligen (gesundheitsschädlichen) Bereich und werden beim „Treibhausmodell“ regelmäßig ignoriert 🙂

    Wir können sie ebenfalls zunächst ausklammern, es wird dann nur etwas theoretischer, aber leichter erkennbar.

    zu 1. Extreme Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht. Wegen Nichtlinearität (Plank) bei höchster Tagestemperatur TIEFSTE Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche. „Stürme“ nicht möglich

    zu 2. Starke Dämpfung durch Wärmeaustausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre, die selbst NICHT strahlt bei HÖCHSTER Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche.(stärkste Konvektion =Stürme)

    zu 3. Noch stärkere Dämpfung (geringster Unterschied zwischen Tag und Nacht) bei einer Durchschnittstemperatur zwischen 1. und 2.
    Deshalb Konvektion etwas geringer.

    Die Konvektion ist nicht identisch mit Temperatur, aber auch ein Teil der von außen zugeführten Energie. Windradbesitzer werden das sicher nicht abstreiten wollen.

    Etwas irreführend ist dem gegenüber bei der normalen Diskussion die Einführung der „globalen Mitteltemperatur“, die eine Atmosphärentemperatur darstellt in 2m NN und die wie jedes Gas nach den Gasgesetzen eine Druckabhängigkeit zeigen, die der darüber liegenden Luftsäule entspricht bzw. der Erdgravitation unterliegt.
    Damit muss sie sowohl für 2. und 3. noch einmal gegenüber 1. angehoben werden und zwar quantitativ in Abhängigkeit von der Höhe, denn das „Festland“ liegt ja in der Regel über 2m NN.

    frei zur Diskussion

    mfG

  60. @#30: Günter Heß sagt:
    „Treibhausgase kühlen die Erdatmosphäre. Das Erdsystem kühlt durch Abstrahlung von der Oberfläche und aus der Atmosphäre. Die Sonne führt konstant Heizleistung zu, heizt also das Erdsystem. Eine Erhöhung der Treibhausgaskonzentration führt zu einer Erhöhung der Oberflächentemperatur, sowie der Temperatur in der Troposphäre, aber zu einer Abkühlung in der Stratosphäre.“

    „Das ist analog wie bei ihrem Haus oder ihrer Wohnung. Obwohl über die Wände bzw. das Fenster gekühlt wird, sorgt eine verstärkte Isolierung der Wände oder das Schließen des Fensters bei konstanter Heizleistung dafür, dass das Zimmer wärmer wird. Gekühlt wird immer noch über die Wände.“

    Sehr geehrter Herr Heß,
    der Prof. Herrmann hilft mir wenig weiter:
    -Seine Diagramme leiden noch am Baecker´schen
    Gegenstrahlungssyndrom (obwohl er immerhin später davon spricht, daß die Energie durch Konvektion transportiert wird)
    -Er erklärt nicht, wieso die Stratosphäre kälter werden soll wenn der Boden wärmer wird (wäre ja auch eine Verletzung des 2ten HS für ein geschlossenes System)
    -Er begründet nicht die Angaben über die Höhe der jeweiligen Wärmeflüsse.
    Für mich nachvollziehbar ist nur der Anstieg der Bodentemperatur wegen der Reduzierung der Weglänge als ein Effekt der Treibhausgase. Und er kennt die barometrische Höhenformel. Damit gibt er zu erkennen, daß er die Venus nicht für die Endstufe des maximal möglichen Treibhauses hält – immerhin!

    Zum Beispiel mit dem Haus: ich habe damit seit Jahren das Problem, daß die Häuser von INNEN geheizt werden…(Was für einen Teil der Planetenoberfläche nachts
    zutrifft, wenn die Oberfläche als langsam abkühlenden Heizkörper sieht)

    Die Frage ist doch eigentlich, ob der Effekt des Einsetzens konvektiver Wärmeabfuhr von der Oberfläche den Effekt der Reduzierung der Abstrahlleistung der Oberfläche direkt ins All ausgleicht/übertrifft/unterschreitet.

    Ich möchte mal drei Fälle betrachten:
    1. Erde ohne Wasser, ohne Atmosphäre
    2. Erde ohne Wasser, mit Atmosphäre ohne Treibhausgase
    3. Erde ohne Wasser, mit Atmosphäre mit Treibhausgasen

    -Die Energiezufuhr auf die Erdoberfläche durch die Sonne sei in den drei Fällen konstant (es gibt ja keine Wolken und die Treibhausgase absorbieren keine Sonnenstrahlung).
    -Der eingeschwungene Zustand sei erreicht.

    In den drei Fällen wird sich eine identische Bodentemperatur einstellen, da der Wärmefluß vom Boden weg identisch mit dem Wärmefluß ins Weltall sein muß.

    Würde gemäß der Annahme des Treibhauseffektes die Abstrahlleistung ins Weltall abnehmen und nur mittels Erhöhung der Bodentemperatur diese Minderung auszugleichen sein so ergibt sich ein Ungleichgewicht:
    Die Abgabe von Wärmeenergie des Bodens über Wärmestrahlung (T1 größer T0) und zusätzlich Wärmeleitung/Konvektion wäre höher als die ins Weltall abgestrahlte
    Wärmeenergie. Ein eingeschwungener Zustand wäre nicht möglich, in der Atmosphäre würde die gespeicherte Wärmeenergie laufend erhöht.

    Das würde nun bedeuten, daß Effekte von Heß und Dr. Paul sich gegenseitig neutralisieren und Treibhausgase 😉 ihren Namen zu unrecht tragen

    Richtig oder falsch, wo ist gegebenenfalls der Fehler?

  61. #30: Verehrter Herr Günter Heß,
    Sie wiederholen den Fehler der AGW-Vertreter mit Ihrer schönen Wohnungsisolierung, Baecker nannte als „Analogie“ ebenso falsch den Wintermantel.
    Was soll das?:
    „Das ist analog wie bei ihrem Haus oder ihrer Wohnung. Obwohl über die Wände bzw. das Fenster gekühlt wird, sorgt eine verstärkte Isolierung der Wände oder das Schließen des Fensters bei konstanter Heizleistung dafür, dass das Zimmer wärmer wird. Gekühlt wird immer noch über die Wände.“

    Um Ihre Analogie zu benutzen,
    müssen Sie nur noch den Heizofen aus der Wohnung nehmen und ihn draußen im Freien hinstellen.
    Dort können Sie ihn dann richtig aufdrehen.
    Und jetzt dürfen Sie die Temperatur in der isolierten Wohnung ohne Heizung messen.

    mfG

  62. #32, #33: Jochen Ebel,
    Wir sprachen doch über IHRE nobelpreisverdächtigen Hypothesen Herr Ebel!

    Und Sie haben darin noch mehr Fehler gefunden als ich?

    Donnerwetter, ich bin beeindruckt.

    mfG

  63. @#23: NicoBaecker sagt:
    „nun, ich weiss inzwischen, dass ich Sie mit der Strahlungsuebertragungsgl restlos ueberfordert habe, Sie bekommen schliesslich nicht mal Schulphysik auf die Reihe. Gehen Sie mit Paul, house, glatting und Rassbach nochmal in die Mittelstufe.“

    …gerne! So die örtliche Hilfsschule in der Nähe ist, gehen wir Sie ab und an mal besuchen um zu sehen, ob Sie von Ihren Klassenkammeraden wieder mal verhauen wurden!
    😉

  64. @Jochen Ebel
    Jetzt hören Sie mal auf mit ihrem Gesülze von Strahlungs- und Wärmetransport. Das können Sie vielleicht in irgendeinen Computer eingeben aber mit der Realtiät hat ihre Anschauungsweise einer millionenjahre alter Systemzirkelation nichts zu tun!
    So jetzt nochmal einfach für Sie erklärt…
    Die Wärme kommt zu 99% von der Sonne. 1% wird noch von der Erde selbst geliefert. Diese Wärmestrahlung heitzt entsprchenden stark die Erdoberfläche auf. Die Wärme hat die Eigenschaft nach oben zu steigen (weil es da kälter ist). Auf ihren Weg nach oben wird die Warmeluft mit Wassermolikülen geschwängert. Ist diese wassergeschwängerte Luft dann hoch genug, bilden sich Wolken. Bei einem betimmten Sättigungsgrad einer Wolke entleert sich diese und es fängt an zu regnen. Wasser fällt auf die Erde und die Zirkulation beginnt wieder von neuen.
    Und jetzt stellen Sie sich noch vor, dass dieses Wasser/Regen CO2 lösen/binden kann….

  65. @ #22: Dr.Paul, 24.01.2012, 19:31
    „Auch die Mathematik kann keine Wärme erzeugen, ha, ha“

    Sie haben eben keine Ahnung von Ackerbau und Viezucht.

    Natürlich erzeugt die Mathematik keine Wärme. Der Anstieg der Durchschnittstemperatur erfolgt wegendes nichtlinearen Zusammenhangs zwischen temperatur und abgestrahlter Leistung. Wenn Wärme aus warmen gebieten wegtransportiert wird, sinkt die Temperatur nur wenig. Wenn diese Wärme zu kühlen Gebieten hingebracht wird, steigt die Temperatur stark an. Als Mittel zwischen wenig Temperaturabsenkung und starkem Temperaturanstieg steigt die mittlere Temperatur.

    Beschrieben wird das durch die Höldersche Ungleichung, die in diesem speziellen Fall eine Anwendung des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Temperatur und abgestrahlter Wärme ist.

    Sie haben eben auf vielen Gebieten Defizite.

    MfG

  66. @ #20: Dr.Paul, 24.01.2012, 19:07
    „#12: Jochen Ebels nächster Logik-Fehler:“
    Nee, es liegt kein Logik-Fehler vor, sondern es kommt nur zu Widersprüchen mit Ihren verqueren Vorurteilen.

    Sie vergessen, daß

    – die Sonne pro Tag mehr Energie liefert als sämtliche mögliche Energieänderungen in der Atmosphäre durch Temperaturänderungen sind.

    – das es nur sinnvoll ist annähernd stationäre Zustände (auch z.B. als Mittelwerte über 24 Stunden) zu betrachten. Während der Übergangszustände von einem stationären Wert zu einem anderen stationären Wert kann die abgestrahlte Energie ungleich der absorbierten Energie sein, so daß alle Massen die Energie aufnehmen bzw. abgeben, die sich für den neuen stationären Zustand ergeben.

    – Sie vergessen, daß die emittierte Leistung von der Temperatur abhängt.

    – Sie vergessen das zum Wärmetransport eine Temperaturdifferenz notwendig ist.

    – da Sie vergessen, daß der Nettowärmetransport immer mit einer Temperaturdifferenz verbunden ist, deshalb verstehen Sie auch nicht das Konzept der Gegenstrahlung und faseln von unbekannten Wärmequellen.

    Die Liste Ihtres Unsinns liese sich beliebig fortsetzen – aber das dürfte schon reichen.

    MfG

  67. @ #16: besso keks, 24.01.2012, 18:07
    „-wo ist die „Spitze“ der Atmosphäre?“
    Das ist ein ewas unscharfer Begriff. Im Englischen steht dafür TOA (Top of atmospere). Genau genommen gehört zur Spitze der Atmosphäre auch die Ozonschicht, die von oben geheizt wir. In der Regel klammert man diesen Heizeffekt aus und betrachtet nur den Wärmetransport von unten.

    @ #16: besso keks, 24.01.2012, 18:07
    „Die durch die Treibhausgase abgestrahlte Wärmemenge ist eine Funktion von T(lokal) UND Masse(lokal)“

    Temperatur ist klar – die Masse ist besser durch die Absorptionslänge zu beschreiben oder wegen der Dichteabhängigkeit vom Druck ist die Absorptionslänge in der Vertikalen besser als Druckdifferenz anzugeben.

    @ #16: besso keks, 24.01.2012, 18:07
    „Dies scheint mir eine Verletzung des 2ten Hauptsatzes, da dies eine weitere Erwärmung eines bereits wärmeren Reservoirs zu Lasten eines kälteren Reservoirs bedeuten würde.“

    Nein. Sie vergessen die ständige Energiezufuhr von der Sonne.

    @ #16: besso keks, 24.01.2012, 18:07
    „Sehr geehrter Herr Ebel, mein Eindruck ist, daß Sie in Ihren Ausführungen nicht berücksichtigen, daß durch Treibhausgase sich der Erdboden einen zweiten Weg zum Abtransport der Wärme erschließen kann: nämlich erst durch Wärmeleitung und Konvektion und dann durch Abstrahlung ins All mittels der hinzugefügten Treibhausgase.“

    Das ist kein zweiter Weg, sondern die Behinderung des einfachen Weges. Wenn Sie wandern und ein Berg ist auf Ihrem Weg, dann ist das kein zweiter Weg gegenüber dem Weg ohne das Vorhandensein eines Berges.

    @ #16: besso keks, 24.01.2012, 18:07
    „Demnach steigt die Abstrahlhöhe mit zunehmender Konzentration der Treibhausgase (d.h. es wird „oben“ WÄRMER) und die Bodentemperatur stellt sich nun gemäß barometrischer Höhenformel auf einen höheren Wert ein.“

    Nein. Der Transportweg der Wärme wird länger. Deswegen muß die Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und TOA steigen. Dieser Anstieg der Temperaturdifferenz wird dadurch etwas gemildert, daß die transportierte Wärmemenge sinkt.

    MfG

  68. Lieber Herr Keks #16,

    wenn Sie noch Argumente suchen, dann hätte ich noch folgenden Vorschlag
    Ein exzellentes Paper von Prof. F. Herrmann:

    http://tinyurl.com/6pkaaxh

    Kann ich nur jedem empfehlen. Da können sie erkennen, warum folgende Aussage richtig ist:

    Treibhausgase kühlen die Erdatmosphäre. Das Erdsystem kühlt durch Abstrahlung von der Oberfläche und aus der Atmosphäre. Die Sonne führt konstant Heizleistung zu, heizt also das Erdsystem. Eine Erhöhung der Treibhausgaskonzentration führt zu einer Erhöhung der Oberflächentemperatur, sowie der Temperatur in der Troposphäre, aber zu einer Abkühlung in der Stratosphäre.

    Das ist analog wie bei ihrem Haus oder ihrer Wohnung. Obwohl über die Wände bzw. das Fenster gekühlt wird, sorgt eine verstärkte Isolierung der Wände oder das Schließen des Fensters bei konstanter Heizleistung dafür, dass das Zimmer wärmer wird. Gekühlt wird immer noch über die Wände.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  69. #27: NicoBaecker,
    vielleicht können Sie mir mal erklären NB,
    warum Sie die zeitliche Temperaturänderung so fürchten.
    Auch das HYPOTHETISCHE „stationäre Gleichgewicht“
    kann keinen Treibhauseffekt durch strahlungsfähige Gase erzeugen,
    wirklich nicht.

    mfG

  70. #16: Verehrter besso keks,
    Sie machen sich :-), ich darf Ihnen versichern, dass man trotz aller gegenteiligen Beteuerungen, die ganze Treibhausangelegenheit durchaus auch mit Schulkenntnissen der Physik verstehen kann.
    Aber es muss schon Physik sein
    und o Wunder, sie decken sich sogar mit der „Alltagserfahrung“ z.B. der „fühlbaren Wärme“ durch Sonnenstrahlung.

    Nach den Gesetzen der Thermodynamik hängt die Wirkung der „Treibhausgase“ (unabhängig von der zusätzlichen Wasserverdunstungskühlung)
    natürlich davon ab, WO DIE WÄRMEQUELLE ist.

    Treibhausgase können einen Teil der erhaltenen Wärmestrahlung zurückstrahlen. Laienhaft oft als „Einfangen“ der Strahlung bezeichnet.

    Nachts ohne Sonnenstrahlung,
    ist die Wärmequelle zweifellos die (noch) warme Erde. Und es ist wichtig, sich immer daran zu erinnern, dass sie nur so warm geworden ist, wie sie am Tag durch die Sonne bestrahlt werden konnte.

    Das „Einfangen“ von der Rückstrahlung der Erde kann aber auf keinen Fall die Erde wärmer machen als sie ist, das wäre anderenfalls wieder die wundersame Energievermehrung aus dem NICHTS, (Wärme aus der Kälte)
    sondern die Rückstrahlung (=“Gegenstrahlung“) eines Teils der nächtlichen Erdrückstrahlung kann nur ihre ABKÜHLUNG verlangsamen.
    Wenig „Gegenstrahlung“ wie in der Sahara, bedeutet kühlere Nächte.

    Am Tag ist es umgekehrt:

    Die um Potenzen stärkere Sonneneinstrahlung führt zu einer langsameren Erderwärmung, wenn die „Treibhausgase“ „dazwischen“ sind und einen Teil der Sonnenstrahlung zurückstrahlen zur Sonne.

    Auch die Sonne wird durch diese Rückstrahlung NICHT heißer,
    ebensowenig, wie die Erde nachts wärmer werden kann durch ihre EIGENE Abstrahlung in der Nacht.
    Solange die Erde abstrahlt wird sie zwangsläufig kälter durch die Abstrahlung, egal welcher (winzige) Anteil davon zurückkommen könnte. Die eigene Wärmeproduktion der Erde spielt gegenüber dem Strahlungsverlust quantitativ im promille Bereich keine (große) Rolle.

    Und lassen Sie sich nicht verwirren von den immer wieder vorgebrachten „Strahlungsgleichgewichten“

    ES GIBT SIE NICHT.

    Es besteht auf der Erdoberfläche IMMER ein Ungleichgewicht mit entsprechend WECHSELNDEN RICHTUNGEN des Wärmeflusses und sich deshalb ständig ändernden Temperaturen.

    Zum Abschluss noch einmal die Temperaturabhängigkeit von Strahlungsintensität (4.Potenz) und Strahlungsspektrum „schwarzer Körper“ nach Plank.
    http://tinyurl.com/6yry9hd

    Sie zeigt ganz deutlich bei dem krassen Temperaturunterschied zwischen Sonne und Erdoberfläche

    selbst bei der Annahme,
    die Erde sei ein schwarzer Körper (was sie nicht ist)
    und sie würde NICHT einen wesentlichen Teil ihrer von der Sonne erhaltenen Wärme ohne Strahlung verlieren,

    (sie zeigt) ..dass auch im Infrarotbereich absorbtionsfähige Gase die Erdoberfläche nur KÜHLEN aber nicht erwärmen können.
    Wir dürfen unserer Alltagserfahrung trauen
    und uns möglichst viel ungetrübtes Sonnenlicht wünschen,
    die Quelle des Lebens auf der Erde.

    mfG

  71. Hwrr Rassbach,

    „Ich fasse mal zusammen, in Ihrem stationären dynamischen Zustand gibt es weder Erwärmung noch Abkühlung (gruselig), trotzdem wird der Erdboden wärmer,weil er weniger Strahlungsleistung ins Weltall abgibt, als er es ohne Treibhausgase könnte“

    Sie sind wirklich ein hoffnungsloser Fall! Haben Sie sich schon einmal selbststaendig Erkenntnisse erarbeitet, oder lassen Sie sich nur im Strom des Tagesprogramms treiben?

  72. Herr keks,

    nun, ich weiss inzwischen, dass ich Sie mit der Strahlungsuebertragungsgl restlos ueberfordert habe, Sie bekommen schliesslich nicht mal Schulphysik auf die Reihe. Gehen Sie mit Paul, house, glatting und Rassbach nochmal in die Mittelstufe.

  73. Lieber Herr Langer,5

    „Ihr Hinweis auf Kap. 5 von Caballero ist für mich ein wenig unverständlich, den das Thema dieses Kapitels (Strahlungsvorgänge in der Atmosphäre) hat nicht viel mit dem von Herrn Brown dargestellten Problem zu tun!“

    Nun, Sie wissen eben nicht, was man alles in ein quantitativ hinreichnd realistisches Klimamodell beachten muss. Dazu gehoert auch eine hinreichend genaue Modellierung des Strahlungstransports.

    „Wenn Sie dann auf Grund Ihres Unverständnisses bzgl. der angesprochenen Problematik einem Dozenten für Physik vorwerfen, er sei „fachlich sehr eingeschränkt“ und habe keinerlei Verständnis von den physikalischen „Grundlagen“ der Atmosphärenphysik, ist das eine Art der „Argumentation“, die absolut zu verurteilen ist! “

    Wieso denn? Wer dieses Kapitel in einer Meteorologievorlesung fuer Studenten im fruehen Hauptstudium nach eigenen Worten nicht kapiert aber andererseits in theoretischer Festkoerperphysik promoviert hat, ist entweder ein extremer Fachidiot oder macht Ihnen etwas vor.

    “ Der Treibhauseffekt führt also zur Erwärmung der Erdoberfläche, weil es auf der Erdoberfläche wärmer ist.“

    So ein Schwachsinn ist nicht daraus zu folgern.

    “ Na das ist doch eine ungemein einfache „Erklärung“ des Treibhauseffekts, die jeder begreifen muss. “

    Es ist einfach und zwar zu einfach fuer ein halbwegs realistisches Klimamodell, aber es soll ja nur das Prinzip erklaeren. Das Modell ist so einfach, damit Leute wie Sie es kapieren koennen. Aber selbst das bekommen Sie nicht hin. Selbst dieses triviale und stark schematisiere Modell koennen Sie nicht korrekt wiedergeben. Schreiben Sie es lieber ab, als falsch wiederzugeben. 

    Wenn Sie den Rest des Kapitels kapieren wuerden, waeren Sie auch in der Lage, dieses vereinfachte Modell zu verbessern und die von Ihnen verhasste Vereinfachung der globalen Mitteltemperatur zu umgehen, indem Sie die Temperaturverteilung ueber die Erde beruecksichtigen. Dazu benoetigen Sie aber auch die anderen meteorologischen Prozesse wie Winde etc. und dies ist dann eben nicht mehr so einfach in ein paar Zeilen ohne Computersimulation zu erklaeren. 

  74. Herr Rassbach,

    letzter Versuch, ich bin ja immer froh,wenn ich helfen kann, seien es auch noch so bescheidene Fortschritte 😉

    Sie stellen sich zwei identische Erden vor, einmal mit einmal ohne Treibhausgase. Beide im stationaeren Gleichgewicht also keine zeitliche Temperaturaenderungen. Dann ist der Boden der Erde mit Treibhausgasen aus genannten Gruenden waermer. Letzte Chance fuer sie, oder bleib dumm fuer immer.

  75. Lieber herr keks,

    „Sie hatten damit das Problem „Übergang von Wärmeenergie von kalt nach warm“ umgehen wollen…“

    sicher nicht, dass waere physikalisch falsch. Wahrscheinlicher ist, es, dass Sie immer noch nicht wissen, was der Unterschied zwischen Waermeenergie und Strahlungsenergie ist.

  76. #12: Jochen Ebel und hier kommt wieder die verbotene Wärme aus dem NICHTS :

    „Durch die Strömungen erfolgt auch ein Ausgleich zwischen warmen und kalten Gebieten. Gemäß der Hölderschen Ungleichung steigt auch dadurch die Durchschnittstemperatur.“

    Auch die Mathematik kann keine Wärme erzeugen, ha, ha

  77. #12: Jochen Ebel und der 2.HS
    „Eine größtenteils warme Atmosphäre und eine größtenteils kalte Erdoberfläche sind kein Widerspruch“

    ha, ha, wenn es den 2HS nicht gäbe.
    Der sagt, dass die Wärme von warm nach kalt fließt.
    Die Erde kann also nur nachts kälter sein als die Atmosphäre, dass kennen wir von Raureif,
    am Tag ist sie heißer als die Atmosphäre.

    Und dieser Temperaturunterschied führt zum Wärmeübergang am Tag von der Erde in die Atmosphäre
    und nachts von der Atmosphäre zur Erde entsprechend dem 2.HS

    denken Sie einfach an die Warmluftheizung, Ebel.

    mfG

  78. #12: Jochen Ebels nächster Logik-Fehler:

    „Dazufügen einer Atmosphäre ohne Treibhausgase: Da ohne Treibhausgase die Atmosphäre nicht strahlt, muß die Strahlung von der Oberfläche gleich gleich bleiben. Deshalb kann sich die Oberflächentemperatur T0 nicht ändern.“

    Ebel erfindet Energie aus dem NICHTS,
    welche dann die Atmosphäre erwärmt.
    Verstoß gegen 1.HS
    Ebel, Sie sind doch gelernter Heizungsingeieur: gibt es eine Warmluftheizung ohne Heizungsquelle?

    mfG

  79. #12: Die wunderbare Jochen Ebel LOGIK:

    „So eine allgemeine Aussage ist schon deswegen falsch, weil sie zu allgemein ist.“

    ha, ha, ha

  80. #15: W.Rassbach , Sie dürfen doch dem armen Nico nicht so schwere Fragen stellen.

    Denn er kappiert es einfach nicht, weil er nur über die Nacht redet und das noch falsch.
    (wie die meisten AGW-Prediger)

    AGWler sind halt Nacht-Prediger:

    „Treibhausgase bewirken ueber den Strahlungstransport Energieabfuhr ins Weltall, da diese pro Zeiteinheit aufgrund der Gesetze der Thermodynamik jedoch weniger Strahlungsleistung ins Weltall abgeben als der Erdboden unmittelbar abgeben wuerde, wenn er es ohne Treibhausgase koennte, muss der Erdboden waermer werden, als ohne Treibhausgase.“

    Zunächst kann es nicht wärmer werden, wenn die Erde weniger Strahlenleistung ins Weltall abgibt,
    sondern es kühlt nur langsamer ab.

    Wenn es aber um Erwärmung geht, muss man schon über die Verhältnisse am Tag sprechen ebenfalls „aufgrund der Gesetze der Thermodynamik“, was immer er damit meint.
    Deshalb die schwere Zusatzfrage an Nico Baeker:

    Erwärmt sich die Erde mit oder ohne Treibhausgase AM TAG schneller?

    mfG

  81. #13: NicoBaecker sagt:
    „Offenbar ueberstiegen die vorhergehenen Erlauterungen Ihre physikalischen Faehigkeiten.“

    Oooch Herr Baecker:

    Wollen Sie nochmals Ihre physikalische Herleitung der Zunahme der Strahlungsenergie eines Photons vom Atmosphärenrand zum Erdboden hin auf Basis der Strahlungstransportgleichung lesen?
    Wirklich?

    Zu Ihrer Erinnerung:
    Sie hatten damit das Problem „Übergang von Wärmeenergie von kalt nach warm“ umgehen wollen…

    Ansonsten lesen Sie bitte meine Antwort an Herr Ebel. Sie werden feststellen, daß sie auf die selbe Problematik abzielt, die auch Herr Raßbach anspricht

  82. @#12: Jochen Ebel sagt:
    „Aus Konvektionsgründen wird der größte Teil der Atmosphäre so warm werden, wie die wärmste Stelle der Erdoberfläche“

    -Die Temperaturverteilung nach außen wird durch die barometrische Höhenformel beschrieben…

    „Da nun an der Spitze der Atmosphäre die Temperatur unter T0 sinkt…“

    -wo ist die „Spitze“ der Atmosphäre?
    An der Grenze zum All oder am Boden? T0 spielt
    im oberen Teil der Atmosphäre nur desshalb eine Rolle, da sie Einfluß über die barometrische Höhenformel ausübt. Die Temperatur zum All hin wird nie T0 sein.
    Die durch die Treibhausgase abgestrahlte Wärmemenge ist eine Funktion von T(lokal) UND Masse(lokal)

    „Deshalb muß die Aussage lauten: „Die Treibhausgase sorgen für eine niedrigere Temperatur an der Spitze der Atmosphäre und eine höhere Temperatur an der Erdoberfläche.“ “

    Dies scheint mir eine Verletzung des 2ten Hauptsatzes, da dies eine weitere Erwärmung eines bereits wärmeren Reservoirs zu Lasten eines kälteren Reservoirs bedeuten würde.

    Sehr geehrter Herr Ebel, mein Eindruck ist, daß Sie in Ihren Ausführungen nicht berücksichtigen, daß durch Treibhausgase sich der Erdboden einen zweiten Weg zum Abtransport der Wärme erschließen kann: nämlich erst durch Wärmeleitung und Konvektion und dann durch Abstrahlung ins All mittels der hinzugefügten Treibhausgase.
    Daher ist es keinesfalls zwingend, daß die Temperatur der Erdoberfläche T0 sich erhöhen muß, um ein neues Gleichgewicht zu finden, denn die Treibhausgase strahlen auf ihrer von der Konzentration abhängigen Abstrahlhöhe nun sowohl den bodennah absorbierten Teil der Erdabstrahlung als auch die durch Leitung/Konvektion in die Atmosphäre aufgenommene Wärmemenge ins All ab.

    Des weiteren steht dieser von Ihnen vorgeschlagene Ablauf im Widerspruch zu Vorschlag, den Herr Heß hier eingebracht hat und den ich nach wie vor gut nachvollziehen kann:
    Demnach steigt die Abstrahlhöhe mit zunehmender Konzentration der Treibhausgase (d.h. es wird „oben“ WÄRMER) und die Bodentemperatur stellt sich nun gemäß barometrischer Höhenformel auf einen höheren Wert ein.

    Bei der Gelegenheit noch eine Anmerkung für Herrn Heß:

    Lieber Herr Heß, ich habe meine Aussage nicht vergessen. Ich meine nur zwischenzeitlich erkannt zu haben, daß der von Ihnen eingebrachte Mechanismus ergänzt werden muß um den von Dr. Paul hier vorgebrachten Vorgang, nämlich der Erschließung einer weiteren Möglichkeit der Wärmeabfuhr über Treibhausgase.
    Diese beiden Mechanismen scheinen nun gegenläufig zu wirken. Und das Ganze wird durch „Wasser“ als Treibhausgas einerseits und Wärmetransporteur andererseits
    (Latenzwärme!) nicht einfacher.
    Daher gebe ich gerne zu, daß mir das Ganze im Moment noch undurchschaubarer geworden ist und ich auf zusätzliche „Erleuchtung“ angewiesen bin…

  83. #13: NicoBaecker sagt:

    „Treibhausgase bewirken ueber den Strahlungstransport Energieabfuhr ins Weltall, da diese pro Zeiteinheit aufgrund der Gesetze der Thermodynamik jedoch weniger Strahlungsleistung ins Weltall abgeben als der Erdboden unmittelbar abgeben wuerde, wenn er es ohne Treibhausgase koennte, muss der Erdboden waermer werden, als ohne Treibhausgase. Dies ist der stationaere dynmamische Zustand, in dem weder Erwaermung noch Abkuehlung stattfindet, da dies abkuehlenden Prozesse (thermische Abstrahlung des Bodens und der Treibhausgase, konvektive Abkuehlung des Bodens) sich mit erwaermende Prozessen ( Absorption von Strahlung, konvektive Zufuhr von Waerme in die Atmosphaere) kompensieren. I.a. sind dies auch die Prozesse, die bei Nichtstationaritaet zur Temperaturaenderungen fuehren.“

    Hmmm, Herr Bäcker, aus welchem Leerbuch ist das denn?

    Ich fasse mal zusammen, in Ihrem stationären dynamischen Zustand gibt es weder Erwärmung noch Abkühlung (gruselig), trotzdem wird der Erdboden wärmer,weil er weniger Strahlungsleistung ins Weltall abgibt, als er es ohne Treibhausgase könnte?

  84. #12: Jochen Ebel sagt:

    „Deshalb muß die Aussage lauten: „Die Treibhausgase sorgen für eine niedrigere Temperatur an der Spitze der Atmosphäre und eine höhere Temperatur an der Erdoberfläche.“ “

    Jetzt wird es klar wie Kloßbrühe 😉 das ist dann wohl der berühmte Hotspot 😉

    Diesen hat schon Santer et al am oberen Rand der Troposphäre gesucht und eine Anhebung derselbigen festgestellt.

  85. Lieber Herr keks,

    „“…Da im ersten Teil die Ausstrahlung der treibhausgasfreien Erde berechnet wurde, folgt durch Teil 2 zwingend der Treibhauseffekt…“

    Sehr geehrter Herr Ebel,
    ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie zur Aussage von Dr. Paul Stellung nehmen würden, daß co2
    (und andere IR-sensible Gase) die Erde kühlen, da nur über diese die über Wärmeleitung/Konvektion aufgenommene Wärmeenergie wieder abgegeben werden kann.“

    Offenbar ueberstiegen die vorhergehenen Erlauterungen Ihre physikalischen Faehigkeiten. Also nochmal die Zusammenfassung:
    Treibhausgase bewirken ueber den Strahlungstransport Energieabfuhr ins Weltall, da diese pro Zeiteinheit aufgrund der Gesetze der Thermodynamik jedoch weniger Strahlungsleistung ins Weltall abgeben als der Erdboden unmittelbar abgeben wuerde, wenn er es ohne Treibhausgase koennte, muss der Erdboden waermer werden, als ohne Treibhausgase. Dies ist der stationaere dynmamische Zustand, in dem weder Erwaermung noch Abkuehlung stattfindet, da dies abkuehlenden Prozesse (thermische Abstrahlung des Bodens und der Treibhausgase, konvektive Abkuehlung des Bodens) sich mit erwaermende Prozessen ( Absorption von Strahlung, konvektive Zufuhr von Waerme in die Atmosphaere) kompensieren. I.a. sind dies auch die Prozesse, die bei Nichtstationaritaet zur Temperaturaenderungen fuehren.

  86. Q #10: besso keks, 23.01.2012, 19:55
    „ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie zur Aussage von Dr. Paul Stellung nehmen würden, daß CO2
    (und andere IR-sensible Gase) die Erde kühlen, da nur über diese die über Wärmeleitung/Konvektion aufgenommene Wärmeenergie wieder abgegeben werden kann.“

    So eine allgemeine Aussage ist schon deswegen falsch, weil sie zu allgemein ist. Behandeln wir also den Sachverhalt in mehreren Schritten:

    1.) Eine Erde ohne Atmosphäre: An jedem Ort der sich drehenden Erde ist eine bestimmte Durchschnittstemperatur T0. Diese wird für das Weitere als Bezugstemperatur genommen.

    2.) Dazufügen einer Atmosphäre ohne Treibhausgase: Da ohne Treibhausgase die Atmosphäre nicht strahlt, muß die Strahlung von der Oberfläche gleich gleich bleiben. Deshalb kann sich die Oberflächentemperatur T0 nicht ändern. Die Temperatur der Atmosphäre spielt also für die Strahlungsverhältnisse keine Rolle, sie ist deshalb beliebig. Aus Konvektionsgründen wird der größte Teil der Atmosphäre so warm werden, wie die wärmste Stelle der Erdoberfläche. Eine größtenteils warme Atmosphäre und eine größtenteils kalte Erdoberfläche sind kein Widerspruch, da praktisch eine Inversion an der Oberfläche ist und ruhende Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Diese Inversionsschicht wird nicht sehr dick sein.

    3.) Nun werden Treibhausgase hinzugefügt. Da nun die Atmosphäre strahlt, spielt nun die Temperaturverteilung in der Atmosphäre eine große Rolle. Oben wird durch die Abstrahlung in den Weltraum die Temperatur der Atmosphäre sinken, bis ein Gleichgewicht zur Wärmenachlieferung durch Wärmetransport entstanden ist. Zum Wärmetransport ist eine Temperaturdifferenz notwendig (II. HS. der Thermodynamik). Da nun an der Spitze der Atmosphäre die Temperatur unter T0 sinkt, ist in den Wellenlängenbereichen der Emission die Strahlungsintensität in den Weltraum niedriger als ohne Treibhausgase. Da die Gesamtanstrahlungsintensität über alle Wellenlängen aber im stationären Zustand gleich bleiben muß, muß deshalb in anderen Wellenlängenbereichen die Strahlungsintensität steigen. Ein Anstieg der Strahlungsintensität verlangt aber eine höhere Oberflächentemperatur als T0.

    4.) Durch die Strömungen erfolgt auch ein Ausgleich zwischen warmen und kalten Gebieten. Gemäß der Hölderschen Ungleichung steigt auch dadurch die Durchschnittstemperatur.

    Aus der Beschreibung folgt, daß eine Aussage „die Erde kühlen“ nicht möglich ist, weil sich verschiedene Teile der Erde entgegengesetzt verhalten. Deshalb muß die Aussage lauten: „Die Treibhausgase sorgen für eine niedrigere Temperatur an der Spitze der Atmosphäre und eine höhere Temperatur an der Erdoberfläche.“

    MfG

  87. Lieber Herr Keks,

    sie schreiben:

    „daß co2?(und andere IR-sensible Gase) die Erde kühlen, da nur über diese die über Wärmeleitung/Konvektion aufgenommene Wärmeenergie wieder abgegeben werden kann.“

    Was soll Herr Ebel dazu sagen. Das ist der Mechanismus der den Treibhauseffekt ermöglicht. Das Erdsystem kann auch über die Atmosphäre Energie und Entropie an den Weltraum abgeben.

    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

    P.S.
    Sie hatten mir mal einen längeren eigenen Beitrag zu ihrer Version des Treibhauseffektes angekündigt. Habe ich den verpasst?

  88. @#8: Jochen Ebel sagt:
    „…Da im ersten Teil die Ausstrahlung der treibhausgasfreien Erde berechnet wurde, folgt durch Teil 2 zwingend der Treibhauseffekt…“

    Sehr geehrter Herr Ebel,
    ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie zur Aussage von Dr. Paul Stellung nehmen würden, daß co2
    (und andere IR-sensible Gase) die Erde kühlen, da nur über diese die über Wärmeleitung/Konvektion aufgenommene Wärmeenergie wieder abgegeben werden kann.

  89. Da liegt Hr.Brown genau auf meiner Linie!
    Zwei Sachen müssen natürlich auch noch berücksichtigt werden.
    1. Ist Wasser nicht gleich Wasser. Hier muss auch noch zwischen dem Salz- und verunreinigungsgrad des Wasser unterschieden werden und ins Verhältnis gesetzt werden.
    2. Die Entfernung Erde – Sonne ist ja auch nicht immer gleich. Dies muss natürlich neben der Erdachsenneigung und der daraus folgenden kreiselbewegung der Erde berücksitchtigt werden.

    Das Klima wird von weit aus größeren Faktoren (Sonne,Neigung der Erde, Entfernung der Erde usw.) beeinflusst als von dem winzig kleinen natürlichen (menschengemachten) C02 Anteil!!!
    Und wie gesagt, in einem Computermodell kann ich diesen winzig kleinen C02 Anteil immer zu einem großen Faktor (Big Player) aufmotzen. Dies hat aber mit der Realität nichts mehr zu tun!

  90. Der erste Teil, der sich mit den treibhausgasfreien Temperaturen beschäftigt, kann ganz einfach zusammengefaßt werden: Der Mittelwert jeder Temperaturverteilung, die von der gleichförmörmigen Temperatur abweicht ist niedriger als die gleichförmige Temperatur. Beschrieben wird das durch die Höldersche Ungleichung. Da die heutige Durchschnittstemperatur um die +15°C liegt (selbst wenn man eine Unsicherheit von einigen K unterstellt) bewirkt deshalb der Treibhauseffekt eine Temperaturerhöhung von weit über 33K.

    Den zweiten Teil zu berechnen ist zwar umfangreich (dafür braucht aber der Kopf nicht rauchen, es gibt Computer) aber auch hier ist das Grundprinzip einfach: Da die Wärme je nach Wellenlänge aus verschiedenen Höhen abgestrahlt wird, ist eine Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Abstrahlhöhe erforderlich, denn zum Wärmetransport ist eine Temperaturdifferenz erforderlich (II. HS. der Thermodynamik). Mit unterschiedlichen Temperaturen sind unterschiedliche Intensitäten verbunden (Planckfunktion, nicht T^4).

    Da im ersten Teil die Ausstrahlung der treibhausgasfreien Erde berechnet wurde, folgt durch Teil 2 zwingend der Treibhauseffekt: Wenn die Gesamtabstrahlung gleich bleibt, aber je nach Wellenlänge die abgestrahlte Intensität nicht mehr einer Planckfunktion mit einheitlicher Temperatur folgt, dann müssen die wellenlängenabhängigen Temperaturen sowohl unter als auch über der einheitlichen Temperatur liegen. Da die Temperaturen nach oben abnehmen (II. HS. der Thermodynamik) müssen die die Temperaturen, die über der einheitlichen Temperatur liegen, an der Erdoberfläche zu finden sein – und das ist der Treibhauseffekt.

    Zum CO2: Nur die Dosis macht das Gift – das wußte schon Paracelsius. Hier angewendet: Ohne CO2 kein Pflanzenwachstum, zuviel CO2 – zu großer Treibhauseffekt.

    MfG

  91. Hallo,

    ich denke nicht das man ein komplexes System, sei es die Erde, ein Düsenstrahl oder auch nur ein großes Aquarium, mit geschlossenen Gleichungssystemen beschreiben kann.
    Weder kennen wir alle Faktoren, noch sind sie konstant. Dazu kommt das bei dem gigantischen Volumen der Erde (Atmosphäre + Kern wegen Magnetismus) Quanteneffekte eine Rolle spielen; sogar die Mondanziehung usw.
    Aber, und das kann man sicher, wäre ein bessere iteratives Modell möglich. Also die Erdatmosphäre, die Erde Selber, den Mond und den raum zur Sonne als Zellen darstellen und die für sie relevante Werte und Funktionen zuweisen.
    1. Die Zellengröße müsste zwischen 1m³ und 500.000km³ variabel sein (Okttree).
    2. Jede Zelle muss eigene Funktionssets haben(ein Magmastrom ist anders als Atmosphäre zu betrachten)
    3. Jede Zelle hat eigene Übergabewerte an seine Nachbaren und unterschiedliche Reichweite
    4. Jede Zelle hat nur die Werte die relevant sind um den Aufwand zu minimieren (Der Rhein fließt von selber, Der Amazonas auch, spürt aber den Mond.)

    Bevor das Geschrei von „Unlösbar“ und „gibts schon“ losgeht; nein gibt es nicht. Die meisten Zellensysteme haben statische Zellgrößen und berücksichtigen die Erde Selber nur als einen Wert für Magnetismus und den Mond und die Sonne(nstrahlung)nur als einen Wert.
    Lösbar wird das ganze durch Crowdsourcing. Es gibt tausende Wissenschaftler die sich an dem Modell beteiligen könnten (und wöllten); es gibt Millionen Computerbesitzer die Rechenleistung über das Internet anbieten könnten.

    @EIKE: Statt sich von Staatlich geprüften Ökopriester etwas vorrechnen zu lassen stellt dem etwas entgegen. Sicherlich lassen sich für so etwas große Mengen Geld beschaffen.

  92. Alle Modelle und Formeln die ohne Massen mit einer 2-dimensionalen Oberfläche auskommen wollen aber mit Wärmeenergie arbeiten taugen nichts. Eine isoliert betrachtete Fläche ist eine mathematische Abstraktion ohne Masse. Ohne Masse gibt es keinen Träger für die Wärmeenergie. Deshalb ist es genau richtig die Massen von Wasser, Luft und Erdboden mit einzurechnen. Übrigens: Geht man von einem Erdmodell ohne Wärme aus ( 0 Kelvin, oder auch 3) und schickt diese Erde in die Bahn um die Sonne, wird die Sonnenenergie niemals ausreichen diesen Eisklumpen aufzutauen. Die Meere wären bis in alle Ewigkeit bis auf den Grund eingefroren und die Atmosphäre wäre nur auf der jeweiligen Tagseite zum Teil gasförmig. Viel Spaß beim Rechnen!

  93. Sehr geehrter Herr Baecker,

    Ihr Hinweis auf Kap. 5 von Caballero ist für mich ein wenig unverständlich, den das Thema dieses Kapitels (Strahlungsvorgänge in der Atmosphäre) hat nicht viel mit dem von Herrn Brown dargestellten Problem zu tun!
    Wenn Sie dann auf Grund Ihres Unverständnisses bzgl. der angesprochenen Problematik einem Dozenten für Physik vorwerfen, er sei „fachlich sehr eingeschränkt“ und habe keinerlei Verständnis von den physikalischen „Grundlagen“ der Atmosphärenphysik, ist das eine Art der „Argumentation“, die absolut zu verurteilen ist! Sie diskreditieren sich mit solchen Aussagen selber – und zwar gründlich!

    Aber wenn wir schon mal bei Kap. 5 von Cabellero sind – schauen wir doch mal auf den niedlichen Abschnitt zum Treibhauseffekt.
    Es wird dort wie üblich und falsch die Abstrahlungstemperatur der Erdoberfläche „ohne Atmosphäre“ mit -18°C berechnet. Dann wird festgestellt, dass die reale Erde durchschnittlich ja nicht von der Erdoberfläche aus ins All strahlt und die höhere Temperatur von +15°C auf der Erdoberfläche darauf zurückzuführen sei, dass es einen entsprechenden Temperaturgradienten gibt. Es ist demnach nach Cabellero auf der Erdoberfläche deshalb wärmer als in 5000 m Höhe, weil es mit zunehmender Höhe kälter wird – erstaunlich! Der Treibhauseffekt führt also zur Erwärmung der Erdoberfläche, weil es auf der Erdoberfläche wärmer ist. Na das ist doch eine ungemein einfache „Erklärung“ des Treibhauseffekts, die jeder begreifen muss. Und Herr Brown dieser Depp sieht trotz dieser tollen Erklärung ein Problem – na so was!

    MfG

  94. Die Bildunterschrift: Nur die Erde hat eine Absorptionsfläche,…….ist im ersten Moment etwas irritierend. Soll wohl heissen:
    Die Erde hat nur eine Absorptionsfläche,…….

    The Earth only has an absorbing area equal to a two dimensional disk, rather than the surface of a sphere.

  95. Eine Frechheit, unseren blauen Planeten als schwarzen Körper zu verunglimpfen!
    😉

    Genau so blöde, wie zu sagen CO2 ist schädlich, braucht es doch jede Pflanze zum Wachsen.

    Außerdem war geologisch schon 20-mal mehr CO2 in der Luft als heute!

  96. „Jawohl, eine verdammt harte Nuß! Wer auch immer so etwas „gesichertes Wissen“ (settled science) nennt, muss wirklich nicht mehr ganz bei Trost sein.“

    Armer Kerl, hat er schon bei den Anfaengervorlesung von Caballero aufgegeben. Etwas fachlich sehr eingeschraenkt, der Herr Brown. Der soll mal Kap. 5 durcharbeiten, da werden die Grundlagen gebracht, wie man die harte Nuss angeht.

  97. Dem ist nichts hinzuzufügen
    als die Erkenntnis, dass es für den „natürlichen Treibhauseffekt“ KEINE PHYSIKALISCHE BEGRÜNDUNG gibt.

    Die AGW-Gemeinde benötigt dieses Kindergarten-Niveau-Modell allerdings immer noch, gerade weil viele physikalische Gründe GEGEN einen Treibhauseffekt von strahlungsfähigen Gasanteilen in der Atmosphäre zwischen Sonne und Erde sprechen (Gerlich u.a.)

    mfG

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