Schwarzkörper-Strahlung und CO2-Emissionen

Roy Clark
1)Schwarzkörper-Strahlung
Der Terminus ,Schwarzkörper‘ ist aus sich selbst heraus verwirrend. Er bezieht sich in Wirklichkeit nämlich nicht auf einen dreidimensionalen Körper, sondern auf die Eigenschaften einer Material-Oberfläche hinsichtlich der Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung.


Die grundlegenden thermischen Eigenschaften des internen Materials, im Besonderen die thermische Leitfähigkeit und die Wärmekapazität ändern sich nicht. Beispiel: Die optischen Eigenschaften der Oberfläche von Kupfer ändern sich dramatisch, wenn sich die Oberfläche von poliertem Material mit einem Überzug von Kupferoxid bedeckt. Die Wärmetransport-Gleichungen bleiben jedoch die Gleichen, außer dass sich die Koeffizienten der Oberflächen-Absorption und -emission signifikant ändern.

Eine ideale Schwarzkörper-Oberfläche absorbiert die gesamte elektromagnetische Strahlung mit allen Wellenlängen und emittiert elektromagnetische Strahlung gemäß der Planck’schen Gleichung. Die Emissions-Eigenschaften pro Flächeneinheit sind vollständig durch einen einzigen Parameter definiert, nämlich der absoluten Temperatur T. Die Gesamtstärke der emittierten thermischen Strahlung nimmt mit vierter Potenz der absoluten Temperatur zu.

Die ideale Schwarzkörper-Oberfläche ist eine Oberfläche, die überdeckt ist mit quantisierten elektrischen Dipol-Oszillatoren.

Planck war der Initiator des Konzeptes leichter Quanten. Später, nach der Entwicklung der Quantenmechanik, musste dem quantisierten Oszillator ein weiterer Term hinzugefügt werden. Das war die Degeneration [degeneracy ?] der molekularen Zustände. Im Besonderen gilt für molekulare Rotationen, dass die Degeneration 2J+1 beträgt, wobei j die Rotations-Quantenzahl ist. Dieser Term erklärt die Abnahme der Emissivität, die in bestimmten Ausgasungs-Emissionsbändern bei zunehmender Temperatur beobachtet wird.

Für Teilabsorber wird der gleiche Anteil absorbiert wie emittiert, und das ist lediglich als ein Skalierungs-Faktor der Schwarzkörper-Emission enthalten. Dies wird oftmals als Graukörper oder Graukörper-Emission bezeichnet. Dieses Konzept war Teil der Schwarzkörper-Strahlungsmessungen gewesen, die Plancks Arbeit vorausgegangen waren.

Bei Gasen haben wir es mit einem emittierenden Volumen, nicht mit einer Oberfläche zu tun. Absorption und Emission variieren signifikant über sehr kleine spektrale Intervalle. Die Skalierung von Absorption/Emission funktioniert immer noch gut, muss aber bei hoher spektraler Auflösung durchgeführt werden. Typischerweise braucht man 0,01/cm, um die Details der molekularen Bandbreite zu erkennen. Für atmosphärische Berechnungen gilt, dass die Weglänge, Druck und IR-Gaskonzentration [IR gaseous concentration] ebenfalls definiert werden müssen, zusätzlich zur Temperatur.

2) CO2-Absorption/Emission

Der wesentliche Punkt ist, dass die thermische Emission eines IR-aktiven Gases in der Troposphäre nicht über den Schwarzkörperwert hinausgehen kann. Abbildung 1 zeigt dies bei einer thermischen Emission der Oberfläche und der Atmosphäre, wobei die Oberflächentemperatur bei 288 K (15°C) festgelegt wird. Die (vertikale) Oberflächen-Emission ist einfach die 288 K-Schwarzkörper-Emissionskurve. Die violette Kurve ist die abwärts gerichtete Emission aus der Atmosphäre zur Oberfläche (Gegenstrahlung [?]). Sie ist nur berechnet für 1H216O and12C16O2. Die [relative] Feuchtigkeit an der Oberfläche beträgt 50%. Die braune Kurve ist die aufwärts gerichtete Emission in den Weltraum bei einer Höhe von 11 km. Die hellblaue Linie markiert die Schwarzkörper-Kurve bei 255 K (-18°C). Dies ist die so genannte ,effektive Gleichgewichts-Emissions-Temperatur‘, die zum mittleren absorbierten solaren Fluss passt, wie es der Energie-Erhaltungssatz verlangt. Die LWIR-Emissionskurven werden gezeigt mit einer Auflösung von 1/cm, aber sie sind abgeleitet aus hoch aufgelösten Berechnungen.

Abbildung 1: Atmosphärische Emission, Temperatur der und über der Oberfläche bei 288 K, RF 50%, CO2 380 ppm, Datensatz verkürzt

In den Spektralbereichen von 200 bis 400/cm, 600 bis 700/cm und 1400 bis 1800/cm ist die abwärts gerichtete atmosphärische Emission der LWIR gleich der aufwärts gerichteten Schwarzkörper-Strahlung. Es gibt keinen Gesamt-Energietransfer zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre in diesen Gebieten. Die stärkste LWIR-Emission von der Oberfläche in den Weltraum erfolgt im atmosphärischen Fenster zwischen 800 und 1200/cm (Ozon, Methan, Aerosole usw. absorbieren/emittieren ebenfalls in diesem Bereich, so dass die reale Abstrahlung in den Weltraum geringer ist als hier gezeigt). Allerdings ist die aufwärts gerichtete LWIR-Eission in diesem Bereich hauptsächlich die 288 K-Oberflächen-Emission. Die braune Kurve passt jetzt zu der 288 K-Oberflächen-Emissionskurve.

Die Emission in den Weltraum durch die Wasserbänder [= Wasserdampf-Bänder?] erfolgt hauptsächlich in der mittleren Troposphäre. Zum Vergleich wird die 255 K-Schwarzkörperkurve gezeigt (-18°C). Dies ist ähnlich dem Wasserband-Emissionsprofil. Die Emission aus dem CO2-Band im Bereich 600 bis 700/cm erfolgt in größeren Höhen und setzt sich oberhalb der hier gezeigten 11 km noch fort. Die Emission ist reduziert infolge der kälteren Temperaturen in größeren Höhen.

Die atmosphärische LWIR-Emission in den Weltraum ist abgekoppelt von der abwärts gerichteten Emission zur Oberfläche. Fast der gesamte, die Oberfläche erreichende LWIR-Fluss stammt aus dem Bereich innerhalb der untersten 2 km über der Oberfläche. Etwa die Hälfte davon stammt aus der Schicht der ersten 100 Meter.

Es gibt kein Gleichgewicht. Die Troposphäre wird jeden Tag aufgeheizt durch die solar induzierte Konvektion und kühlt sich fortwährend ab infolge der LWIR-Emission in den Weltraum. Die Erwärmungs- und Abkühlungsprozesse sind unterschiedlicher Natur und müssen getrennt behandelt werden. Der LWIR-Fluss ist an die lokale Luftmasse gekoppelt durch den Absorptions- und Emissionsprozess.

3) Thermische Emission von CO2

In der Troposphäreliegt die Frequenz molekularer Kollisionen über 10↑9. Dies bedeutet, dass die CO2-Moleküle im thermischen Gleichgewicht mit der lokalen Luftmasse sind. Jedes durch die Absorption eines IR-Photons angeregte CO2-Molekül wird sofort in den Grundzustand zurückkehren. Die Energie, die für die Emission eines IR-Photons durch ein CO2-Molekül gebraucht wird, muss von der thermischen Energie der lokalen Luftmasse kommen. Die obere Grenze dieser thermischen Energie liegt nahe 2500/cm für sehr niedrige Höhen bei vollen sommerlichen Sonnenbedingungen. Die einzigen Schwingungsenergie-Niveaus von CO2, die besetzt werden, sind v1, v2, v3, 2v2, 3v2 und v1 + v2. Dies folgt aus den Grenzen der thermischen Besetzung, gegeben durch das Gesetz der Maxwell-Boltzmann-Verteilung N = N0exp[-e/kT].

4) Behauptungen zur globalen Erwärmung

Während der letzten 200 Jahre hat die atmosphärische CO2-Konzentration um etwa 120 ppm zugenommen, von 280 ppm auf 400 ppm. Gerundet hat dies eine Zunahme des abwärts gerichteten LWIR-Flusses an der Oberfläche erzeugt von etwa 2 W/m². Es gibt eine gewisse Überlappung zwischen bestimmten H2O und CO2-Linien, was bedeutet, dass es eine gewisse Abhängigkeit von der Feuchtigkeit gibt. Bei 288 K und 90% Relativer Feuchtigkeit wird die spektral aufgelöste Änderung der in 12C16O2 abwärts gerichteten atmosphärischen Emission zur Oberfläche relativ zum 280 ppm-Niveau in Abbildung 2 gezeigt, und zwar für 200, 380 und 500 ppm. Die Änderungen der Gesamt-LWIR-Emission werden ebenfalls gezeigt. Diese Spektren wurden mittels der HITRAN-Datenbasis berechnet, die viele Jahre lang vom USAF Geophys Lab entwickelt worden ist. Die Datenbasis wurde durch viele Beobachtungen validiert unter vielen verschiedenen atmosphärischen Bedingungen in allen Höhenlagen.

Abbildung 2: Änderungen des abwärts gerichteten LWIR-Flusses bei verschiedenen atmosphärischen CO2-Konzentrationen.

Bei der fundamentalen Frage hinsichtlich der globalen Erwärmung geht es nicht um die Änderung der CO2-Konzentration und auch nicht um die sich daraus ergebende Änderung des LWIR-Flusses. Diese sind gut bekannt. Sondern es geht darum, wie diese kleine Änderung des LWIR-Flusses in das Klimasystem eine langfristige messbare Änderung der mittleren Temperaturaufzeichnung an einer Wetterstation erzeugen kann.

Die kurze Antwort lautet natürlich, dass es durch diese kleine Änderung im LWIR-Fluss unmöglich ist, irgendwelche messbaren Auswirkungen auf das Klimasystem zu haben. Dieser Fluss muss dynamisch hinzugefügt werden dem Gesamtfluss im Klimasystem, und der Gesamtfluss muss gekoppelt werden mit den thermischen Reservoirs des Klimas. Grundlegende technische Berechnungen zeigen dann, dass eine globale Erwärmung unmöglich ist. Die Änderung der Oberflächentemperatur ist zu klein, um gemessen werden zu können, und es kann kein CO2-induziertes Signal der globalen Erwärmung in den Wetterstationsdaten gefunden werden.

Die IPCC-Argumentation basiert auf der á-priori-Hypothese, dass es eine CO2-induzierte Erwärmung geben muss. Die so genannten Klimamodelle wurden mittels empirischer Pseudowissenschaft adjustiert, um diese globale Erwärmung als Auswirkungen von Ozean-Oszillationen auf die Daten der Wetterstationen erscheinen zu lassen, die damit gar nichts zu tun haben. Dies zeigt Abbildung 3 (übernommen von Akasofu).

Abbildung 3: Behauptungen von globaler Erwärmung und Abkühlung auf der Grundlage von Änderungen der Wassertemperatur der Ozeane.

Sonne, Wind und Wasser brauchen keine Hilfe durch CO2, um das Klima der Erde zu bestimmen.

Roy Clark

Die Sonderausgabe von Energy & Environment zum Klimawandel durch die Gastautoren Arthur Rörsch (Niederlande) und Peter Ziegler (Schweiz) wurde bereits 2013 veröffentlicht. Zu ihr trug auch unser Autor Roy Clark bei

http://www.multi-science.co.uk/ee.htm
Inhalt:
EDITORIAL von Arthur.Rörsch & Peter A. Ziegler (guest editors)
A DYNAMIC, COUPLED THERMAL RESERVOIR APPROACH TO ATMOSPHERICENERGY TRANSFER PART I: CONCEPTS
Roy Clark (USA)
A DYNAMIC, COUPLED THERMAL RESERVOIR APPROACH TO ATMOSPHERIC ENERGY TRANSFER PART 2: APPLICATIONS
Roy Clark, (USA)
CLIMATE CHANGE AND CARBON DIOXIDE: GEOLOGICAL PERSPECTIVE Harry.N.A. Priem (The Netherlands)
METEOSAT DERIVED PLANETARY TEMPERATURE TREND 1982-2006 Andries Rosema, Steven Foppes, Joost van der Woerd (The Netherlands)
OVERCOMING CHAOTIC BEHAVIOR OF GENERAL CIRCULATION CLIMATEMODELS (GCMS) S. Fred Singer (USA)
INCONSISTENCY OF MODELED AND OBSERVED TROPICAL TEMPERATURE TRENDS S. Fred Singer (USA)
RECONCILING OBSERVATIONS OF GLOBAL TEMPERATURE CHANGE: 2013 David H. Douglass & John R. Christy (USA)
THE IMPACT OF AEROSOLS ON CLIMATE SENSITIVITY FOR CO2 AS IMPLEMENTED IN CLIMATE MODELS Ferdinand Engelbeen (Belgium)
IPCC UNDERESTIMATES THE SUN’S ROLE IN CLIMATE CHANGE Bas van Geel (The Netherlands) & Peter A.Ziegler (Switzerland)
SOLAR AND PLANETARY OSCILLATION CONTROL ON CLIMATE CHANGE: HINDCAST,FORECAST AND A COMPARISON WITH THE CMIP5 GCMS Nicola Scafetta (USA)
ARE GLOBAL MEAN TEMPERATURES SIGNIFICANTLY AFFECTED BY LONGTERM LUNAR ATMOSPHERIC TIDES? Ian R.G.Wilson (Australia)
SEA LEVEL CHANGES PAST RECORDS AND FUTURE EXPECTATIONS Nils-Axel Mörner (Sweden)
ARE EXTREME WEATHER EVENTS ON THE RISE? Madhav Khandekar (Canada)
Why scientists are skeptical about the AGW concept. Arthur Rörsch (The Netherlands)& Peter A. Ziegler (Switzerland)
Fuel for Thought February -mid June 2013. Sonja Boehmer-Christiansen

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26 Kommentare

  1. Lieber Herr Paul, #25

    eine schöne Analyse von Abbildung 1. Beim dritten lesen fiel mir auch auf, dass es sich ausschliesslich um gerechnete Daten handelt, schade eigentlich, denn seit Nimbus 4 sollte man uns mit spektralen Bildern aus dem Weltraum zuwerfen können. Diese Spielereien mit Wellenlänge und Frequenz in den Diagrammen stören mich genauso wie Sie, nötig ist das nicht. Immerhin wurde nicht der Nullpunkt unterdrückt, ein auch sehr beliebtes Spiel.

    Zu den anderen Punkten: Wenn Sie sich das Diagramm von Hottel noch mal anschauen finden Sie die Isolinien für Partialdruck * Wegstrecke in kPa * m. In Abgängigkeit von der Temperatur ergibt sich eine Pseudoemissiviät, die Sie mit der Strahlungskonstanten und T^4 multiplizieren müssen, nachdem man vorher den tastächlichen Wärmestrom durch Strahlungskonstante und T^4 geteilt hat, also ein Nullsummenspiel zur Abschätzung der übertragenen Leistung.

    Die entsprechenden Diagramme und Erläuterungen finden Sie genauso im VDI Wärmeatlas, oder bei Baehr und Stephan: Wärme- und Stoffübertragung oder in so AGW verseuchten Büchern wie „Simulation von Kraftwerken und Feuerungen“.

    Und so nebenbei: Wood ist unter anderem Wärmestrahlung im Kasten, also Strahlung zwischen endlichen Flächen sollten Sie nicht so leicht vom Tisch wischen.

  2. #24: Herr Klaus Konejung, so so Sie haben was „gezeigt“,
    was denn?
    Mal raus mit der Sprache!

    Wenn Sie von mir Erklärungen wünschen,
    müssen Sie schon etwas von Ihrem hohen Ross herunter steigen.
    Es geht hier darum die Pseudowissenschaft der AGW zu zeigen.
    Das ist wirklich nicht schwer, wenn man sich an Physik hält, eigentlich reicht auch logisches Denken, man muss nur offen dafür sein,
    also unpersönlich an erster Stelle.

    Ihre Antwort zu Planck ist falsch, damit können Sie S&B nicht durch die Hintertür wieder einführen. Auch das PLANCKsche Strahlungsgesetz kennzeichnet die Verteilung der Energie temperaturabhängig auf die verschiedenen Wellenlängen. Die S-B Konstante sigma ist keine allgemeingültige Naturkonstante.

    Was zeigt Abb.1, haben Sie gefragt?
    Man könnte sagen
    3 errechnete Kurven.
    Nun, davon hat keiner was,
    1) denn eine davon kann auch eine gemessene Kurve sein, die braune, (Strahlung Richtung Weltraum)
    es fehlt nur die Angabe des Messpunktes, also die Höhe von der Erdoberfläche.
    Es fehlt auch eine korrekte Skalierung der Ordinate (y-Achse).
    2) Beide errechneten Plank-Kurven sind deshalb etwas irreführend – weit verbreitet –
    weil die Abszisse mit der Wellenzahl (1/cm) skaliert ist, darüber hat sich wohl auch Roy Clark keine Gedanken gemacht.
    Für den Laien ganz bewusst irreführend deshalb, weil äquidistante Wellenlängenintervalle auf Wellenzahl umgerechnet aber keine äquidistanten Wellenzahlintervalle ergeben.
    Die Enegiedichte ist aber spektrale Leistungsdichte mal Intervallbreite.
    Irreführend also, dass der Eindruck entsteht ausgerechnet im CO2-Spektrum befände sich die maximale Erdabstrahlung, statt bei ca. 10µm im offenen Strahlungsfenster.
    3)Wenn nun die braune Kurve eine Messung ist,
    kann die violette Kurve (Gegenstrahlung) nur eine Differenzmessung zu einer Schwarzkörperstrahlung sein.
    Punkt 3) müsste jeder Laie erkennen können.
    Es kann keine Einbahnstrahlung nach unter geben!
    Von einer Gegenstrahlungsmessung keine Spur.

    mfG

  3. Lieber Herr Paul, #23

    ich wusste ja gar nicht, dass Sie so dünnhäutig sind, was englisch angeht: Das war ja nur ein Vorschlag. Zu den sachlichen Themen: kaum zeige ich Ihnen, dass Sie das Diagramm von Herrn Hottel unzureichend interpretieren, versuchen Sie mir das Wort im Mund herum zu drehen. Ich hatte recht deutlich die Gasstrahlung im Auge. Natürlich glit da S&B nicht, die Intensität von Planck aber schon. Die genaue Lösung finden Sie in Radiaton Heat Transfer dargestellt, die ist aber nur aufwändiger und nicht wesentlich genauer als der Ansatz von Hottel.

    Setzen Sie sich mal lieber mit Abbildung 1 auseinander und erklären Sie, wie diese in Ihr Weltbild passt.

  4. #21: Klaus Konejung, ich weis wirklich nicht, was Sie mit Ihrem Beitrag vermitteln wollen,
    wer englisch zitiert, hat nicht unbedingt meinen Respekt, sehr höflich formuliert.
    Dann sollte man wenigstens auch Gerlich verstehen.
    Das Problem des Strahlungsaustausches zweier Platten, war nicht mein Thema, denn es ist nur ein irrelevantes Modellthema für Treibhauskünstler.
    Die Atmosphäre ist doch nun wirklich keine Fläche, die der Erde BERÜHRUNGSLOS gegenüber „schwebt“ oder was.
    Und mit der Atmosphäre, oder allgemein Gasen lässt sich nicht mit S&B rechnen, das sollte doch nun allmälich geklärt sein. Der Hinweis mit der Halbraumstrahlung ist richtig und macht die Treibhausmodelle noch falscher.
    Ihre Berechnung von 4km für die Absorption durch CO2 bei 15µm ist falsch, das liegt ganz sicher unter einem km.

    mfG

  5. #20: Hofmann,M sagt:

    Wenn Sie die Abläufe der Natur und des Leben auf Zahlen und Statistiken beschränken wollen, dann sind Sie noch weit davon entfernt die Natur, das Leben und die Evolution (Zusammenhänge) zu verstehen.
    —————
    Sehr geehrter Herr Hoffmann,
    Sie werfen da das Problem der Erkenntnistheorie schlechthin auf. Sie haben allerdings mich missverstanden, wenn ich Erkenntnis auf die wissenschaftliche Erkenntnis reduzieren würde. Menschliche Erkenntnis geht viel weiter. Aber wenn wir über Wissenschaft reden, müssen wir auch die wissenschaftliche Methode beachten. So ist der Begriff ‚Evolution‘ sowohl Teil des wissenschaftlichen Sprachspiels, als auch ein weltanschauliches Konstrukt. Je nach Kontext bedeuten sie etwas unterschiedliches. Eine eindeutige Wortbedeutung existiert nicht.

    —————- Hofmann,M sagt:
    Zahlen und Statistiken schränken Sie in ihrer Weitsicht und damit im Verstehen um Zusammenhänge ein. Zeit und Raum machen ihre Zahlen und Statistiken von Heute morgen bzw. in der Sekunde in der diese erstellt werden wieder zu nichte.
    . .. Und selbst wenn irgendwelche Parameter (wie z.b. das CO2) ansteigen sollten, dann ist dies ein weiterer Schritt des Sonne/Erde Spiel und dieses Spiel nennt sich Evolution/Anpassung oder ganz einfach ausgedrückt LEBEN.
    —————-
    Hier sind Sie nicht mehr in einem naturwissenschaftlichen Kontext. Natürlich hat die naturwissenschaftliche Methode Grenzen. Aber ich halte es für wenig sinnvoll, hier an dieser Stelle den Kontext zu wechseln. Denn dann wäre erforderlich, einen neuen Kontext der Weltanschauung zu wählen.
    Nur so viel: Evolution als Chiffre für den Urgrund des Lebens, Gott oder Schöpfungskraft halte ich für problematisch. Ich denke, wir müssten da eine existenzielle Invollviertheit und personale Beziehung erkennen – kurz: LIEBE!
    Das aber passt nicht in eine naturwissenschaftliche Diskussion. Ich habe den Eindruck, dass Sie hier Dinge zusammenbringen, die m.E. nicht zusammen gehören.

  6. Lieber Herr Paul, #19,

    leider muss ich Ihnen doch etwas Wasser in Ihren Wein giessen. Wenn Sie sich das Bild 8-15 genau ansehen, dann gelten die Isolinien für das Produkt aus Partialdruck und Weg (siehe Seite 816). Bei 101,3 kPa Umgebungsdruck und einem Volumenanteil von 400 ppm beträgt der Partialdruck von CO2 in Meereshöhe ca. 0,04 kPa. Das heißt, bei p * s = 10 kPa m, entsprechend 250 m Höhe, werden bei 400 K vom CO2 bereits 10 % der von der Erde ausgesandten Gesamtstrahlung absorbiert. Der letzte Strahl wird in einer Höhe von ca. 4 km absorbiert.

    Mit diesen Emissionskoeffizienten kann man auch die Energie ermitteln, die von den entsprechenden Luftschichten auf die Erde zurückgestrahlt wird. Das wird aber relativ aufwändig. Die genaue Berechnung überlasse ich daher gerne den Hochleistungsrechnern beim DWD.

    Gerade für Oberflächen organischer Substanzen und Glas kann man im Bereich der IR Strahlung fast immer von einem Emissionskoeffizienten größer als 0,9 ausgehen, bei Mineralien und Sand liegt dieser eher bei 0,8. Das wird in den allgemeinen Formeln zum Wärmeaustausch durch Strahlung übrigens berücksichtigt und reicht in seiner Genauigkeit für technische Betrachtungen völlig aus. Viel schwieriger ist meist die Ermittlung einer vernünftigen Einstahlzahl zwischen endlichen Oberflächen, S. 826 ff. Und wer rechnet denn nur mit der S&B Konstanten, ohne Emissivität und Einstrahlzahl zu berücksichtigen? Meiner Meinung nach nur Leete, die immer nur bis zur Hälfte lesen.

    P. S. Ich weiß, old habits die hard, aber Emissivität schreibt man mit „i“. Falsche Schreibweisen von Fachtermini sind die ersten Hinweise auf einen Laien.

  7. @Martin Landvoigt #16
    Wenn Sie die Abläufe der Natur und des Leben auf Zahlen und Statistiken beschränken wollen, dann sind Sie noch weit davon entfernt die Natur, das Leben und die Evolution (Zusammenhänge) zu verstehen.
    Zahlen und Statistiken schränken Sie in ihrer Weitsicht und damit im Verstehen um Zusammenhänge ein. Zeit und Raum machen ihre Zahlen und Statistiken von Heute morgen bzw. in der Sekunde in der diese erstellt werden wieder zu nichte. Sie müssen einfach eine längere Konstante in ihrem Weltbild finden, damit Sie gewisse Zusammenhänge verstehen wollen. Dazu gehört z.b. die Sonne, die Erde als Planet auf dem die Sonne zeigen kann, welche Schöpfungskraft/Evolutionskraft in ihr steckt. Die einzigen Gegenspieler von Erde und Sonne sind nicht die Menschen, sondern Kometen, die Sonne und die Erde selbst. Der Mensch an sich wird nie in dieses Spiel der Sonne auf der Erde sich einmischen können. Dazu müsste der Mensch schon die Sonne von der Erde trennen.
    Und selbst wenn irgendwelche Parameter (wie z.b. das CO2) ansteigen sollten, dann ist dies ein weiterer Schritt des Sonne/Erde Spiel und dieses Spiel nennt sich Evolution/Anpassung oder ganz einfach ausgedrückt LEBEN.
    In einigen tausend Jahren hat sich der Mensch eh soweit weiterentwickelt, dass dieser aus heutiger Sicht nur noch teilweise zu erkennen ist.

  8. #18: Hallo Herr Klaus Konejung,
    ja, es ist der gleiche Hottel, Danke für den Link,
    ein sehr schöner Überblick über eine ganze Reihe REALER Emissionskurven nur von Festkörpern, die Robitaille bestätigen.
    Hier ist eine S&B-Rechnung über die Temperatur unmöglich.
    Schon bei „grauen Strahlern“ wird es wie immer theoretisch, denn auch so etwas gibt es nicht in der Natur.
    Eigentlich wird er nur erfunden, damit man weiter mit S&B rechnen kann nur mit einer Ergänzung durch den Emissionsfaktor.
    Es ist daher richtig darauf hinzuweisen,
    dass eine auf Temperatur basierende Berechnung von Strahlungsintensität mit S&B IMMER falsch ist.
    Man muss leider für so eine Berechnung IMMER Emessivität und Strahlungscharakteristik kennen.

    Allein die Emessivität liegt nach Hottel u.a. bei CO2 schon bei Normalbedingungen (Druck und Temperatur bei NN)
    unter 0,002,
    damit lässt sich keine nennenswerte Gegenstrahlung erzeugen auch mit S&B (Stefan-Boltzmann),
    selbst wenn CO2 in Erdnähe strahlen könnte.

    mfG

  9. Lieber Herr Paul, #14,

    meinten sie etwa den Herrn Hottel, von dem die Diagramme auf Seite 817 in diesem Beitrag stammen? http://tinyurl.com/bke92f4. Da ist eine gute Idee, macht die Diskussion einiges leichter, insbesondere in Kombination mit den Erläuterungen auf Seite 816 ff.

    Bei dem Beitrag von Pierre Marie Robitaille wäre ich etwas zurückhaltend. Jemand, der nur sich selbst (10 mal) zitiert ist vielleicht nicht die beste Quelle. Abgesehen davon hat er nichts erzählt, was nicht schon vor Jahren im VDI Wärmeatlas stand.

  10. #15: G. Weber sagt:
    am Mittwoch, 05.11.2014, 09:40

    #10

    Geht’s noch Herr Becker????
    Und in ein paar hundert Jahren haben wir dann die Höllenglut der Venus auf Erden…….
    Schelmhubers lineare Logik…………
    #################################
    Ach herrje,
    das hatte Becker noch nicht einmal anzudeuten versucht.
    Die zusätzliche Strahlung reicht zur Erwärmung, ergo wird sich ein neues Gleichgewicht einstellen, ob das Gelichgewicht nun bei höherer oder tieferer Temperatur liegt, hängt nicht alleine von der Strahlung ab. Wenn man die Strahlung alleine betrachtet, dann sollte sich eine etwas höhere Temperatur einstellen.
    War doch gar nicht so schwer, oder?

  11. #9: Hofmann,M sagt:

    @ Martin Landvoigt #2
    Es gibt in der Natur KEINE „SUMME“ nach menschlichen Vorstellungen. Raum und Zeit machen eine Summenbildung unmöglich.
    ————–
    Sehr geehrter Herr Hofmann

    Wenn unterschiedliche Effekte oder Mechanismen in einem systemsischen Kontext auf den gleichen Parameter, z.B. Temperatur, wirken. kann es unterschiedliche funktionale Bezehungen geben, die auch interdependenzen und Rückkopplungen ermöglicht. Ein vereinachtes Modell mit der Saldierung der Einflüsse (Forcings) ist darin oft hinreichend zum Verständnis.

    Vor allem die Veränderungen und Reaktionen im Zeitablauf wirkt in stark unterschiedlicher Periodizität. Bei zyklischen Schwankungen werden wahre Werte darum nie den vereinfachten Modellen völlig entsprechen. So weit gebe ich Ihnen Recht.

    Es ist nur nicht dem Verständnis von Zusammenhängen dienlich, wenn man die Modellkomplexität so hoch ansetzt, dass man damit jedes Wissen um jene Zusammenhänge bestreitet. Das entspricht nicht mehr der wissenschaftlichen Methode, die mit dem Anspruch auftritt, Zusammenhaänge zu erkennen und aufzukären. Sicher kann man speziell die Frage stellen, ob ein konkretes Modell hinreichend und sachgerecht zu den Zweck auch ist.

  12. #10

    Geht’s noch Herr Becker????
    Und in ein paar hundert Jahren haben wir dann die Höllenglut der Venus auf Erden…….
    Schelmhubers lineare Logik…………

  13. Das Thema Schwarzkörper-Strahlung und CO2-Emissionen ist das wichtigste überhaupt, denn weder Gas, noch die reale Atmosphäre, noch viel weniger das Spurenelement CO2 sind auch nur annähernd das, was man unter „Schwarzkörper“ korrekt versteht und damit weder mit Planck noch mit S&B berechenbar.

    Dazu passt doch der wunderbare Link zu Dr Pierre Marie Robitaille ganz ausgezeichnet. Vielen Dank dafür, verehrter #3: A. Spenkoch
    http://tinyurl.com/qe2w8go
    Medizinphysiker dürfen bei Strahlung nun wirklich nicht herumphantasieren, sonst würden sie Menschen umbringen. „Schwarzkörper“ beschränken sich auf den Sonderfall eines universellen Absorbers, der jede eintreffende Strahlung umwandeln kann in eine rein temperaturabhängie Strahlung mit Boltzmannverteilung (Planck). Jeder reale Körper hat eine davon abweichende Strahlung!

    Auch die real existierenden „Solarkollektoren“ zeigen, dass Einstrahlung NICHT gleich Ausstrahlung ist (Kirchhoff), die kommen auf Temperaturen, die die Maximaltemperaturen des Mondes noch deutlich übertreffen. Und das ist nur möglich, wenn absorbiert wird, aber nicht in gleichem Maße emittiert wird.

    Und mich wundert wieder sehr, dass es hier bei Abb.1
    die CO2-Strahlung nicht schafft, zum Weltraum zu gelangen (richtig), der Trichter den jeder kennt, aber gleichzeitig soll doch diese CO2 Strahlung zurück zur Erde stärker sein als die maximale Erdstrahlung!!!!!!!!!

    Fällt das wirklich keinem auf???? Ich nenne das Trichter nach oben und Torpedo nach unten.

    Darin sind eine ganze Reihe von physikalischen Fehlern versteckt, auch die Frage nach der Energiequelle (1.HS).
    Trotzdem bedanke ich mich bei dem Autor für den Satz: „Die kurze Antwort lautet natürlich, dass es durch diese kleine Änderung im LWIR-Fluss unmöglich ist, irgendwelche messbaren Auswirkungen auf das Klimasystem zu haben.“

    Denn in der Tat ließ sich der „CO2-Treibhauseffekt“ bis heute nicht messen!

    mfG

  14. Der Vortrag von Dr Pierre Marie Robitaille
    http://tinyurl.com/qe2w8go
    oder einer seiner Publikationen zum Schwarzkörperproblem

    verdient es ganz besonders hier auf EIKE übersetzt zu werden
    und in Ergänzung etwas mehr über die reale Emessivität von CO2,
    da gab es doch den langjährigen Direktor des nicht ganz unbekannten
    Massachusetts Institute of Technology
    Hoyt Clarke Hottel (1903–1998),
    der auch immer schamhaft von der AGW versteckt wird.

    mfG

  15. #1: Hallo Herr Alfred Schlohr, Sie haben in Ihrer Aufzählung Herrn Landvoigt vergessen, der sich zwar immer Skeptiker nennt,
    aber wie Sie sehen möchte er auf keinen Fall, dass die ominöse Klimasensivität von CO2 unmessbar klein wird.
    Er kann das allerdings wie immer NICHT.

  16. Wie jeder mit Mitteln der Mittelstufenphysik selber ausrechnen kann reichen die oben im Artikel genannten 2 W/m2 Energiezufuhr, um
    z.B. eine 15 m Wassersäule oder Boden um 1 °C/Jahr oder die Luftsäule um 6 °C/Jahr zu erwärmen.

  17. @ Martin Landvoigt #2
    Es gibt in der Natur KEINE „SUMME“ nach menschlichen Vorstellungen. Raum und Zeit machen eine Summenbildung unmöglich. Eine Summenbildung kann nur auf die beschränkte Zeit des Menschen angewendet werden. Die Summe der Gegenwart wird durch die Zukunft absurdum geführt.
    Das Leben, die Evolution und das Klima haben eines gemein, den ständigen WANDEL/Anpassung.
    Und dieser Wandel wird nicht vom Menschen oder einen CO2 erzwungen, sondern von der Sonnenaktivität.

  18. Lieber Herr Landvoigt,

    übrigens sehen Sie in Abb 1 den „Absorptionstrichter“ der CO2-Bande. Die Form dieses Trichter ist der Schlüssel zur im anderen blog bereits erklärte Vermessung des vertikalen Temperaturverlaufs im operativen Wetterdienst durch Satelliten. Denn die Form ergibt sich aus der sukzessiven Überlagerung der Form der Spektrallinien längs der Vertikalen gemäß der Strahlungstransportgleichung, und diese ist abhängig vom Temperaturverlauf. Die Form des Trichters ist also eine Funktion der Temperaturverlaufs und kann damit als „Messgerät“ dafür benutzt werden.

  19. Lieber Herr Landvoigt, #2

    „Nur eine Schwäche:“

    So ist es, das ist die einzige Passage in dem Artikel, die eigene Ergebnisse präsentiert. Und da wird’s dünn:
    „Die kurze Antwort lautet natürlich, dass es durch diese kleine Änderung im LWIR-Fluss unmöglich ist, irgendwelche messbaren Auswirkungen auf das Klimasystem zu haben.“

    Statt einer kurzen Antwort, wäre hier eine wissenschaftliche Analyse erforderlich, die die Argumentation nachvollziehen läßt.

    „Dieser Fluss muss dynamisch hinzugefügt werden dem Gesamtfluss im Klimasystem, und der Gesamtfluss muss gekoppelt werden mit den thermischen Reservoirs des Klimas.“

    Eben!

    „Grundlegende technische Berechnungen zeigen dann, dass eine globale Erwärmung unmöglich ist. Die Änderung der Oberflächentemperatur ist zu klein, um gemessen werden zu können, und es kann kein CO2-induziertes Signal der globalen Erwärmung in den Wetterstationsdaten gefunden werden.“

    Nun, da wäre doch mal interessant, wie der Autor denn trotzdem zu solch grundlegend anderen Resultaten kommt, wie die Wissenschaft.

    Der Artikel endet dann jedoch leider wieder mit einem Schlußsatz, der die Ernsthaftigkeit des gesamten Artikels in Frage stellt:

    „Die IPCC-Argumentation basiert auf der á-priori-Hypothese, dass es eine CO2-induzierte Erwärmung geben muss. Die so genannten Klimamodelle wurden mittels empirischer Pseudowissenschaft adjustiert, um diese globale Erwärmung als Auswirkungen von Ozean-Oszillationen auf die Daten der Wetterstationen erscheinen zu lassen, die damit gar nichts zu tun haben.“

    Der oben genannte LWIR-Fluss wird über Strahlungstransport über die Zeit berechnet. Der ändert sich gemäß der Treibhausgasentwicklung, mit dem Resultat, daß erst mal mehr Leistung längs der Troposphäre nach unten als nach oben geht. Dies führt dazu, daß sich der Boden, die Ozeane und die unteren Atmosphärenschichten mit der Zeit erwärmen mit der Tendenz, diese Differenz wieder zu Null zu machen (wobei das ganze ja mit Schwankungen (Klimarauschen wie Ozean-Zyklen etc.) überlagert ist).
    Aus der Differenz zwischen Leistung nach unten und oben (rund 4 W/m2 bei CO2-Verdopplung als Größenordnung für den Effekt) kann man sogar ohne Modell grob überschlagen, wie sich die Temperatur der beheizten Wärmereservoire (Boden, die Ozeane und die unteren Atmosphärenschichten) mit der Zeit ändert. Wenn der Autor da meint, das Ergebnis sei vernachlässigbar, ist anzunehmen, daß er sich verrechnet hat.

  20. #1: Alfred Schlohr sagt:

    „Jetzt bin ich aber auf den Verriss durch Nico Baecker, Norbert Fischer, F. Ketterer, Ebel und wie sie alle heißen gespannt. Ich stelle schon mal das Bier kalt :-)“

    Sieht nach einer Lehrstunde im „Wegschweigen“ aus.
    Was hat der Autor bloß für Lehrbücher gelesen???
    Hat jeder dazu Zugang oder sind dies Geheimbände aus einer „Skeptikerbibliothek“?

    MfG

  21. #1: Alfred Schlohr sagt:

    Jetzt bin ich aber auf den Verriss durch Nico Baecker, Norbert Fischer, F. Ketterer, Ebel und wie sie alle heißen gespannt. Ich stelle schon mal das Bier kalt 🙂
    ————–
    Mein Tipp: Es ist die andere Fraktion, die Beschwerde einlegt.

  22. Eigentlich ein sehr empfehlenswerter Grundlagenartikel. Nur eine Schwäche:

    ‚Die kurze Antwort lautet natürlich, dass es durch diese kleine Änderung im LWIR-Fluss unmöglich ist, irgendwelche messbaren Auswirkungen auf das Klimasystem zu haben.‘

    Diese Formulierung öffnet dem Missverständnis Tür und Tor. Denn wenn es ein theoretisch ermittelbares Forcing gibt, dann ist dessen Messbarkeit tatsächlich wohl kaum möglich. Somit schreibt Clark nichts falsches. Allerdings ist dies eher ein Argument der Mess- und Nachweisbarkeit, nicht der Existenz des Effektes. Denn wenn sich über Dekaden dieses unterschwellige Signal neben anderen natürlichen Faktoren auswirkt, kann sehr wohl summarisch eine deutliche, möglicherweise dramatische Wirkung einsetzen. Ein Messproblem klärt noch nicht das behauptete Grundproblem.

    Ich meine, man sollte hier nicht missverständlich argumentieren, sondern klar die Probleme der Grundthese adressieren.

  23. Jetzt bin ich aber auf den Verriss durch Nico Baecker, Norbert Fischer, F. Ketterer, Ebel und wie sie alle heißen gespannt. Ich stelle schon mal das Bier kalt 🙂

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